Orientador: Denis José Schiozer / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica e Instituto de Geonciências / Made available in DSpace on 2018-08-25T02:58:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Barreto_CarlosEduardoAndradeGomes_D.pdf: 32862139 bytes, checksum: a675c53341d5c762ef1540a698f013c6 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: O posicionamento de válvulas de controle ao longo de poços de petróleo é baseado na viabilidade econômica de sua instalação para melhorar o desempenho da produção considerando o controle do escoamento do reservatório para o poço. Para tomar a decisão de instalar essas válvulas, frequentemente, a simulação de reservatórios é utilizada para representar a operação do sistema produtivo e auxiliar a estimativa dos benefícios econômicos e a avaliação de risco de fazer os investimentos requeridos. Entretanto, para casos específicos, o elevado número de variáveis envolvidos na solução deste problema e a relação entre os recursos computacionais disponíveis e o tempo necessário para avaliação fazem com que métodos tradicionais de otimização e seleção demandem muito esforço computacional sendo até inviáveis para algumas aplicações. Este trabalho propõe um método de otimização que utiliza dados técnicos e econômicos gerados na previsão do comportamento do reservatório para auxiliar na otimização e seleção de válvulas de controle em poços produtores. O principal objetivo do método é reduzir o número de variáveis do problema e o espaço de busca das variáveis delimitando regiões com maiores potenciais para serem analisadas. Selecionam-se quais regiões dos poços tem maior potencial de avaliação a partir do uso de indicadores de produção e econômicos. Com esta análise, a otimização é realizada por partes, privilegiando inicialmente as análises nas regiões com maior potencial e seguindo na direção das regiões com menor potencial até não ser mais encontrada a viabilidade de aplicação de válvulas. Cada região é otimizada de forma isolada. Isto evita a análise de regiões com menor potencial mesmo antes de avaliações em regiões potencialmente viáveis. Para avaliar a eficiência do método, os resultados encontrados são comparados com resultados gerados por um algoritmo evolucionário. A metodologia é aplicada em casos simples para avaliar o desempenho do método e melhor comparar com as repostas do algoritmo evolucionário e é aplicada em casos mais complexos para avaliar o desempenho do método em condições mais próximos aos reais. Os resultados para o caso simples mostraram que o método proposto atingiu soluções similares aos encontrados pelo algoritmo evolucionário, mas com um número de simulações reduzido. Já para o caso mais complexo, os resultados apresentados pelo método proposto foram superiores e o algoritmo evolucionário apresentou dificuldade em solucionar o problema com o número máximo de simulações permitidas. O uso de dados técnicos e econômicos auxiliou de forma relevante na evolução do método de otimização, uma vez que reduziram o número de variáveis e o espaço de busca. Em cada caso, as os indicadores das alternativas testadas se mantiveram próximas aos da solução otimizada desde o início da simulação e não houve uma dispersão significativa, comparando com as soluções testadas pelo algoritmo evolucionário. Além disso, as avaliações mostram que o valor presente líquido de um projeto pode aumentar significativamente com a inclusão de válvulas de controle. Observa-se também uma influência significativa do cenário econômico no resultado das otimizações. Portanto, o método proposto pode ser utilizado em problemas reais com relevantes restrições computacionais e de tempo ao invés do uso de métodos tradicionais de otimização. Conclui-se que o método de otimização proposto atingiu os objetivos de ser eficiente na busca da solução ótima com um número reduzido de simulações de reservatórios. O uso de indicadores para guiar o método de otimização reduz o espaço de busca e evita a avaliação de alternativas com baixo potencial de aplicação. A otimização por partes é um instrumento que pode ser utilizado na otimização de válvulas de controle e auxilia na melhoria do desempenho do processo como um todo e, se bem utilizado, não interfere negativamente na obtenção de soluções próximas à ótima. Além disso, o uso de válvulas de controle se mostra viável em casos específicos, principalmente em casos em que existe uma restrição na vazão da plataforma. As válvulas de controle também são eficientes no aumento da produção total de óleo e na redução da vazão de água nos anos logo após a chegada de água, apesar de a produção total de água possa ser maior / Abstract: The selection of number and position of inflow control valves in petroleum wells is complex and involves a high number of analyses to determine their viability of installation. Reservoir simulation can be used to represent valve operation and forecast production to evaluate the benefits in long terms. However, in specific cases, the high number of variables involved in this type of problem associated with the usual time-consuming of a single reservoir simulation made traditional optimization methods inefficient to solve the problem within an adequate time frame. This work proposes a dynamic optimization process that uses economic and technical indicators to speed up the process. The main ideia is to improve the exploration efficiency of the search space by selecting more potential well regions to start the process and to use an optimization workflow that splits the whole optimization in some suboptimization processes to evaluate each region at time. To assess the effectiveness of the proposed method, its results are checked by comparing them with those of an evolutionary algorithm using a simple example. The methodology is also applied in a more complex example with different geological scenarios. The results show that the proposed method achieves good results when compared with the evolutionary algorithm results. The design optimization in the complex example shows that the dynamic process is able to significantly increase the Net Present Value of the field with an acceptable number of simulation runs. It is also shown that the use of economic and technical indicators can be applied to reduce the number of variables of the problem, to define suitable constraints for each variable and to help the initial guess of seeds for the optimization method. It is concluded that the proposed methodology can be efficiently used to optimize inflow control valve design in cases in which computational resources and available time are limited. The use of indicators to better explore the search space is a viable way to selected more potential alternatives to be analyzed. The division of the whole optimization process in smaller pieces is an alternative to reduce the number of variables and to make faster evaluation, whitout loosing precision. In addition, the application of valves can improve total oil production, to retard water breakthrough and to reduce the water flow rate in the begginig of the water production, even with an increase in the total water production / Doutorado / Reservatórios e Gestão / Doutor em Ciências e Engenharia de Petróleo

Orientador: Rosângela Barros Zanoni Lopes Moreno / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Instituto de Geiociências / Made available in DSpace on 2018-08-20T02:19:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Araujo_MarcoAurelioRachid_M.pdf: 5461103 bytes, checksum: e41104d89a3da94eebab2927738e94b4 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Efeito de maré é o nome dado a um fenômeno observado em dados de pressão registrados em acumulações de fluido, incluindo reservatórios de petróleo, e que tem origem na variação do potencial gravitacional a que as massas estão submetidas. As primeiras citações do efeito de maré observado em reservatórios de petróleo ocorreram em meados da década de setenta e já naquela época mostraram-se a correspondência entre a amplitude do efeito de maré e as características do reservatório. A partir da teoria da poroelasticidade de Maurice Biot, desenvolveram-se métodos utilizando o efeito de maré para cálculo de parâmetros de reservatório, tal como a compressibilidade. A extração seletiva do efeito de maré é etapa importante desses métodos. Ao transformar os sinais do domínio do tempo para o domínio da frequência, a transformada de Fourier apresenta-se como ótimo recurso para esse fim, já que o efeito de maré é um sinal sinusoidal de componentes com períodos bem conhecidos. A extração seletiva de sinais utilizando a transformada de Fourier também pode ser importante para auxiliar a determinação de parâmetros de reservatório a partir do gráfico diagnóstico, já que a presença do efeito de maré pode, eventualmente, impedir ou dificultar a interpretação do teste de formação. Esta dissertação descreve os modelos poro elásticos para cálculo de compressibilidade de reservatórios e mostra a aplicação do filtro com transformada de Fourier para extração do efeito de maré e de ruídos presentes em dados de testes de formação. Três exemplos de dados registrados em testes de formação reais realizados em poços localizados em campos offshore são utilizados para extração do efeito de maré e para cálculo de compressibilidade, cujos resultados são comparados com os valores calculados a partir da correlação de Hall. Os resultados mostram ser possível utilizar os modelos poroelásticos para cálculo de compressibilidade do reservatório. A aplicação das técnicas de filtro com transformada de Fourier mostrou robustez para eliminação de ruídos e extração do efeito de maré / Abstract: Tide effect is the name given to a phenomenon observed in the pressure data recorded in accumulations of fluid, including petroleum reservoirs, and that originates from the variation of the gravitational potential to which the masses are subjected. Tidal effects have been observed in petroleum reservoirs since the mid-seventies and even then the correspondence between the amplitude of the tidal effect and the characteristics of the reservoir has been cited. From the Maurice Biot poroelastic theory, methods were developed using the tidal effect to calculate reservoir parameters such as compressibility. The selective extraction of the tidal effect is an important phase of these methods. Fourier transform appears as a great resource for this purpose, since the tidal effect is a sinusoidal signal with well-known periods. The selective extraction of signals using the Fourier transform can also be important to assist in the determination of reservoir parameters, since the presence of the tidal effect may prevent or hinder the interpretation of the formation test from the diagnostic plot. This paper describes the poroelastic models to calculate reservoir compressibility and shows the Fourier transform application to extract tidal effect and noises observed in formation evaluation data. Three set of data recorded in real formation tests, performed in offshore wells, were used to extract the tidal effect and to estimate reservoirs compressibility. The results were compared to Hall correlation results. Moreover, poroelastic models results were compared with Hall correlation results. The Fourier transform technique has been successfully used to extract the tidal effect. Simulated pressure data were also used, which showed leakage complicating. The results show that it is possible to use the poroelastic models to calculate reservoir compressibility. The examples shown that Fourier transform techniques are robust to noise removal and tidal effect extraction / Mestrado / Reservatórios e Gestão / Mestre em Ciências e Engenharia de Petróleo

Orientador: Celso Kazuyuki Morooka / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica, Instituto de Geociencias / Made available in DSpace on 2018-08-03T22:12:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Franco_KarinaPereiraMotta_M.pdf: 1553663 bytes, checksum: 57775c8a7e9fd94bfa040f81127ca4d3 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: Os investimentos iniciais para o desenvolvimento de campos petrolíferos no mar estão cada vez maiores e as alterações nas tomadas de decisões referentes a um novo projeto estão com menor flexibilidade devido às descobertas de campos localizados em lâminas d¿água cada vez mais profundas. O risco relacionado com o desenvolvimento desses campos é causado pela necessidade de se tomar decisões num ambiente de incertezas, já que as informações relacionadas ao novo projeto mínimas. Com a obtenção das informações relacionadas a um novo campo, o seu desenvolvimento é realizado em diferentes etapas, são elas: planejamento, seleção, execução, operação e abandono. O planejamento se inicia logo após a descoberta de petróleo em uma determinada região (considerando que haja um bom volume de óleo existente) onde vários cenários são projetados para que na próxima etapa possa selecionar uma dessas opções, mas estas seleções podem ser alteradas até que finalmente haja uma definição absoluta de qual cenário deverá entrar em execução. Por último o campo deve ser abandonado após seus anos de vida útil em operação. A presente pesquisa engloba a primeira etapa do desenvolvimento de um campo, ou seja, o planejamento. A dificuldade em escolher um bom sistema marítimo de produção de óleo está ligada a aspectos técnicos, econômicos, ambientais e políticos. O sucesso de um projeto de sistema marítimo de produção depende muito da experiência acumulada pelos engenheiros durante o exercício de suas atividades. Este trabalho propõe um ambiente inteligente para otimizar a escolha dentre alternativas em projeto de sistemas marítimos de produção através do uso do conhecimento especialista sobre processos e procedimentos técnicos e ambientais que envolvem a produção de óleo e gás. Para a modelagem do conhecimento especialista e para o desenvolvimento do sistema inteligente utilizou-se a teoria de conjuntos nebulosos e raciocínio aproximado / Abstract: The initial investments for the development of offshore oilfields are always increasing and the alterations in the taking decision making stage for a new Project are less flexible due to the Discovery of fields located in ultra deep waters. The risk related with the development of these fields is caused by the necessity of making decisions in an environment of uncertainties, since the information related to the new projects is minimum. With the attainment of the information related to a new field, its development is carried out through different stages, namely: planning, selection, execution, operation and abandonment. The planning is initiated soon after the discovery of oil in a determined region (considering that it has a good volume of existing oil) where some scenarios are projected so that in the next stage one of these options can be selected, but these selections can be modified until finally there is an absolute definition of which scenarios will have to enter in execution. Finally the field must be abandoned after years on operation. This work englobes the first stage of the development of a field, that is, the planning. The difficulty in choosing a good offshore oil production system is on the aspects technology, conomic, environment and politics. The success of a design of offshore petroleum production system is highly dependent on the accumulated expertise of engineers during their professional activities. The present work proposes an intelligent system to optimize the selection task among alternatives in designing of offshore production systems through the use of the expert knowledge related to technical and environmental process, and operational procedures involving oil and gas production. Fuzzy sets theory and approximated reasoning are used to model the expert knowledge and to develop the intelligent system here presented / Mestrado / Reservatórios e Gestão / Mestre em Ciências e Engenharia de Petróleo

Orientador: Denis Jose Schiozer / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica, Instituto de Geociencias / Made available in DSpace on 2018-08-04T14:56:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Xavier_AlexandreMonticuco_M.pdf: 1314652 bytes, checksum: f1d19635e80ee2c542dd65483505cb25 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: A capacidade de lidar com incertezas pode ser um fator decisivo para viabilizar projetos de avaliação e desenvolvimento de campos de petróleo. Um critério econômico utilizado em processos de tomada de decisões é o valor da informação (VDI) que envolve a quantificação das incertezas, a avaliação econômica de diversos cenários de desenvolvimento e a quantificação dos benefícios que dados adicionais podem trazer ao processo. O cálculo do VDI pode ser complexo e demorado, principalmente nas fases de avaliação e desenvolvimento, em que uma modelagem detalhada do problema pode ser necessária. Nessas fases, a quantificação do VDI, assim como o de adicionar flexibilidade ao processo (valor da flexibilização - VDF), deve levar em conta os benefícios que podem ser extraídos do processo através da aplicação de estratégias de produção mais adequadas para os vários cenários possíveis. A quantificação do VDI e VDF, portanto, exige que a estratégia de produção seja determinada para cada cenário possível. Como isso geralmente não é viável, devido ao grande esforço que seria exigido, existem simplificações possíveis, como a determinação de modelos geológicos representativos (MGR) que podem fornecer a incerteza agregada dos atributos geológicos. Dessa forma, o objetivo deste trabalho é desenvolver e aplicar uma metodologia de cálculo do VDI durante as fases de avaliação e desenvolvimento de campos de petróleo com aplicação para casos simples e complexos, considerando diferentes números de parâmetros analisados. Esta etapa é realizada através da aplicação da metodologia em três exemplos, sendo dois casos teóricos, visando expor o conceito do VDI e VDF, e um caso real complexo, visando o cálculo do VDI para um caso utilizando a simplificação do processo. Os resultados indicam que a precisão do cálculo do VDI depende do número de MGR e a melhor forma de avaliação é através da aplicação das melhores estratégias em todos os cenários. Uma boa aproximação do VDI pode ser obtida pelo procedimento de inclusão gradativa de MGR até a estabilização dos resultados. Outra simplificação possível é usar também os MGR para representar a árvore no cálculo do VDI, mas com prejuízo de precisão nos resultados / Abstract: The capacity to deal with uncertainties is responsible for the economic viability of petroleum fields. The Value of Information (VOI) is an economic criterion used in decisionmaking process. It involves the quantification of uncertainties and the economic evaluation of various development scenarios. The quantification of the value of the information (VOI) and flexibility (VOF) can be highly complex and time-consuming, mainly in the appraisal and development phases when a detailed modeling of the problem may be necessary. The quantification of the value of information and of flexibility must take into account the benefits that can be extracted of the process. In these phases, these benefits result from a specific production strategy applied to several possible scenarios after the acquisition of the information. Therefore, the quantification of the VOI and VOF demand that the production strategy be determined to each possible scenario. This is not usually viable because a great effort would be needed; to circumvent this problem, there are some alternatives, such as the determination of geologic representative models (GRM) that can represent the uncertainty of the geologic attributes. The objective of this work is to develop and apply a methodology that can calculate the value of information during the appraisal and development phases in petroleum fields which can be applied to simple and complex cases, considering the number of analyzed parameters. This stage is realized through the application of the methodology to three examples; two theoretical models showing the concept of the value of information and, one real and complex case that demands a detailed analysis of the process. The results show that the quality of the results depends on the number of GRM and the best quantification technique is to apply the best production strategy to all possible scenarios. It is shown in this work that a good approximation of the VOI can be obtained by a dynamic procedure including new GRM until a stabilization of the results. The GRM can be used also to represent the decision tree but with some deterioration of the results / Mestrado / Mestre em Ciências e Engenharia de Petróleo

[pt] Embora sejam encontradas evidências na literatura que a Tecnologia da Informação (TI) tem o poder de transformar indústrias e mercados, muitas organizações ainda defrontam-se com dificuldades na utilização deste potencial para obter vantagens competitivas. A promoção do alinhamento estratégico durante todas as etapas do processo de planejamento pode auxiliar os executivos das organizações na promoção de ações que potencializem a utilização estratégica da TI. A presente pesquisa envolveu um estudo de casos múltiplos nas Unidades de Negócio do Refino da Petrobras, com o objetivo de construir um modelo para auxiliar a gestão da Tecnologia da Informação no sentido de garantir o alinhamento de suas ações com as estratégias do negócio, de modo a potencializar a contribuição da TI para um melhor desempenho dessas Unidades. Assegurar este alinhamento tornou-se particularmente necessário com o acirramento da competição no setor de petróleo, em decorrência da abertura do seu mercado, no B rasil, a partir de janeiro de 2002. À luz do referencial teórico, este estudo conclui que, nas Unidades em questão, existe um grau de alinhamento parcial da TI aos objetivos estratégicos da organização, sendo esta visão compartilhada pelos gerentes das diversas áreas de negócio da organização. O estudo aponta mecanismos para mitigar as ações dos fatores que inibem a promoção de um maior alinhamento estratégico da TI. Como contribuição adicional, este estudo propõe que a promoção do alinhamento estratégico da TI seja construída no contexto do ciclo evolutivo do Balanced Scorecard (BSC) que está sendo implementado na Companhia. / [en] Although evidences in the literature are found that the Information Technology (IT) has the power to transform industries and markets, many organizations are still confronted with difficulties in the use of this potential to get competitive advantages. The promotion of the strategical alignment during all the stages of the planning process can assist the executives of the organizations in the implementation of actions that optimize the strategical use of IT. The present survey involved a study of multiple cases in the Business Units of the Refining of the Petrobras, with the objective to construct a model to assist the management of the Information Technology in view of guaranteeing the alignment of its actions with the strategies of the business, in order to increase the contribution of IT for a better performance of these Units. Assuring this alignment, has become particularly necessary with the strong competition in the oil sector, as a result of the opening of its market, in Brazil, since January 2002. In the light of the theoretical reference, this study concludes that, in the Units in question, there is merely a partial alignment of IT with the organization´s strategic objectives. The study proposes some mechanisms to mitigate the factors that inhibit the promotion of a higher degree of IT´s strategic alignment. As an additional contribution, this study suggests that the promotion of the strategical alignment of IT be carried out in the context of the life cycle of the Balanced Scorecard (BSC), that is being implemented in the firm.

[pt] Foi investigada a determinação de Ni e Pb por GFAAS em n-hexano, n-heptano, n-octano, n-decano, n-hexadecano e misturas de n-octano + acetona (99+1, v/v), n-octano + bromofórmio (99+1, v/v) e n-octano + disulfeto de carbono (99+1, v/v). Com relação à estabilidade foram preparadas soluções com concentração (ao nível de ng.mL-1) por dissolução direta de padrões orgânicos nos diferentes líquidos orgânicos, apresentando perdas significativas de Ni e Pb depois de alguns minutos. Não foi observado padrão algum relacionado com o comprimento da cadeia carbônica, apesar das perdas menores quando substâncias contendo O, S e Br estiveram presentes. Foi observada uma excelente estabilidade nos diferentes meios orgânicos estudados com a formação de microemulsões. As microemulsões foram preparadas pela mistura de 6,5 mL de propan- 1-ol com 3,3 mL de líquido orgânico e 0,1 mL de HNO3 50% v/v. Foram adicionados Ni e Pb na forma aquosa ou orgânica. Foram aplicadas modificação química convencional e permanente no presente estudo. As etapas de secagem e rampa apresentaram influência na sensibilidade e tiveram que ser otimizadas. Curvas analíticas aquosas apresentaram maiores sensibilidades que aquelas em meio orgânico. Entretanto, foi observada a mesma sensibilidade para os diferentes meios estabilizados com microemulsão. Assim, curvas analíticas em microemulsão, preparadas com um solvente orgânico puderam ser utilizadas. Foram analisadas amostras de gasolina e diesel comercial, depois de sua estabilização na forma de microemulsão e por um procedimento comparativo, observando-se boa concordância entre ambos os procedimentos. Os limites de detecção da determinação de amostras de gasolina e diesel comercial foram derivados de 10 medidas do branco, sendo estes de 4,5 e 3,6 µg.L-1 para Ni e Pb respectivamente. / [en] The behaviour of Ni and Pb in different organic liquids relatively to their determination by GFAAS was investigated. The following organic liquids were studied: n- hexane, n-heptane, n-octane, isooctane, toluene, n-decane, hexadecane and mixtures of n-octane + acetone (99+1, v/v), n-octane + bromoform (99+1, v/v), and n-octane + carbon disulfide (99+1, v/v). Concerning stability, ng ml-1 solutions prepared by direct dissolution of organic standards in the different organic liquids showed significant Ni and Pb losses after only few minutes. No clear loss pattern related to chain length or form could be observed, although the losses were systematically slower when the O, S and Br compounds were present. Excellent long term sample stabilization was observed for the different organic media investigated if microemulsions are used. Microemulsions were prepared by mixing 6.5 ml of propan-1-ol with 3.3 ml of the organic liquid and 0.1 ml of 50% v/v HNO3. Ni and Pb could be added in the aqueous or aqueous forms. Conventional aqueous modification was allowed as well as Ir as permanent modifier. The dry and ramp steps showed to influence sensitivity, and must be carefully optimized. The same sensitivity was observed for the different microemulsion stabilized organic media. Thus, calibration with microemulsions prepared with a single organic solvent was possible. Commercial gasoline and diesel samples were analyzed after microemulsion stabilization and by a comparative procedure. Good concordance between both procedures was observed. Detection limits (k=3) in the original gasoline or diesel samples, derived from ten blank measurements were 4.5 and 3.6 µgl-1 for Ni and Pb, respectively, well above the values found in the analyzed samples.

[pt] A atividade de Planejamento de Suprimento de Petróleo é um elo importante para a integração da Cadeia de Suprimento de Petróleo na PETROBRAS, uma vez que é responsável por refinar as informações do planejamento estratégico a ser implementado no nível operacional. Nesta tese, esse problema é definido e explicado em detalhes e um modelo de programação Inteira Mista é proposto para resolvê-lo. Embora os resolvedores de problemas de programação Inteira Mista tenham evoluído de forma surpreendente na última década, para esta aplicação em particular, com o modelo inicial proposto não é possível obter soluções com qualidade satisfatória em tempo computacional aceitável. Desta forma, a linha de pesquisa desta tese consistiu em investigar, em detalhe, a estrutura deste problemaa fim de encontrar reformulações mais adequadas e novos algoritmos para a solução deste problema. O foco principal desta tese é resolver de forma eficiente o problema de planejamento de suprimento de petróleo na PETROBRAS, no entanto, como subprodutos desse esforço são propostos um novo algoritmo de decomposição e reformulações que podem ser aplicados a uma ampla gama de problemas. No que diz respeito à realização do objetivo principal, todos os casos testados foram resolvidos de maneira eficiente através dos desenvolvimentos propostos. O novo algoritmo de decomposição se mostrou o método mais adequado para resolver as instâncias com mais de duas classes de navios operando em cada plataforma. Já para os casos com uma ou duas classes de navios, a formulação denominada Hull Relaxation, que tem como base uma estrutura definida neste trabalho como Cascading Knapsack Inequalities, é a melhor alternativa de solução. Tendo em vista estas alternativas de soluções, é implementado um algoritmo geral que automaticamente escolhe a melhor opção de solução, em função da estrutura do problema. Para a situação onde o número de classes de navios operando nas diversas plataformas varia entre um e quatro, pode-se usar mais de uma abordagem em paralelo e considerar como solução a alternativa mais rápida ou com melhor resultado. Este modelo está sendo testado na PETROBRAS e tem-se mostrado uma ferramenta eficaz para a integração de sua cadeia de suprimentos de petróleo, bem como permitindo a análise de cenários para a obtenção de soluções alternativas até então não exploradas. / [en] The Petroleum Supply Planning activity is an important link for the integration of the Petroleum Supply Chain at PETROBRAS as it is responsible for refining the strategic supply planning information to be used at the operational level. In this thesis we set the ground for understanding this important problem and we propose a mathematical model to solve it. Although the solvers in the last decade have evolved enormously, for this particular application we cannot get solutions with satisfactory quality in reasonable computational time with only the initial proposed model. This directed the line of research of this thesis into investigating, in detail, the structure of this problem in order to find more suitable reformulations and algorithms to tackle it. Our primary goal is to solve efficiently the petroleum supply planning problem at PETROBRAS. Nevertheless as a by-product of this endeavor, we propose a novel decomposition algorithm and reformulations based on a cascading knapsack structures that turn out to be applicable in a wide range of problems. Concerning the achievement of the main objective, we obtain good results for all instances we tested. We show that the novel decomposition algorithm is the most fitted method to solve the petroleum supply planning problem if we consider more than two tankers to offload each platform. In the case of one or two tankers to offload each platform, the hull relaxation formulation based on the cascading knapsack structure introduced after an inventory reformulation at platforms is the best option if one is to solve this problem. For the real application, these solution alternatives allow to implement a general algorithm that automatically switches to the best solution option depending on the structure of the problem. For the mixed situation, i.e., number of tanker varying from one to four, one can use more than one approaches in parallel and take the fastest or the best result obtained. This model is being tested at PETROBRAS and is showing to be an effective tool to help integrate its petroleum supply chain as well as to do what-if analysis to look for alternative solutions never thought before.

Orientador: Celso Kazuyuki Morooka / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica e Instituto de Geociências / Made available in DSpace on 2018-08-22T07:36:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Filardo_JuarezGuaraci_M.pdf: 9792292 bytes, checksum: fc41bb8bdaac74a7d5124bbc10c3f37b (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Este trabalho apresenta a solução para o problema das empresas de petróleo em determinar os quantitativos ótimos de recursos materiais a serem adquiridos para a construção dos poços de petróleo num ambiente de risco, assegurando o cumprimento das metas plurianuais da empresa. Para isto foi necessário gerar vários cenários de demanda pelos materiais através da simulação estocástica do portfólio, pesquisar os mais variados modelos de inventário para entender o dinamismo existente no processo de levantamento de demanda dos materiais até o seu emprego nos poços, possibilitar representar estes fluxos matematicamente por uma função objetivo com termos de receita e de custos destoando dos processos usuais de tomada de decisão que consideram apenas os custos de aquisição; otimizar a função objetivo característica de cada cenário através do método dos algoritmos genéticos para permitir uma flexibilização no uso de modelos mais complexos de representação da demanda, e no final obter uma função multivariada conjunta construída com o auxílio do método das cópulas a qual o tomador de decisão fará o seu julgamento. O processo acima permitiu construir uma metodologia cuja robustez foi testada para um caso prático de definição do quantitativo ótimo de revestimentos de perfuração a ser adquirido para um portfólio de poços constituído por 596 poços marítimos brasileiros em atividades de perfuração, completação, e restauração, e 60 sondas de perfuração com trabalhos simultâneos, intervalo de planejamento de um ano e poços possuindo as mesmas características de projeto do pré-sal. A decisão sobre o quantitativo ideal conforme o risco da empresa foi conseguido facilmente analisando-se as curvas de nível da função multivariada conjunta, que para o caso prático do pré-sal e considerando confiança nos dados de 73%, o quantitativo de revestimento ótimo foi de 140.000 m, caso fosse analisado sem considerar os riscos o quantitativo seria de 145.000 m, indicando que o tomador de decisão tradicional foi conservador e tenderia encarecer o processo. Outra conclusão importante foi que os pontos ótimos situaram-se num intervalo de tempo anterior ao do final do planejamento indicando ter sido vantajoso admitir a falta do revestimento e não construir o poço a partir deste ponto, o que possibilitou também verificar o quão consistente foi o sequenciamento dos poços do portfólio / Abstract: This thesis presents a solution for the problem of oil companies to determine the optimal quantity of material resources to be acquired for the construction of oil wells in a risky environment and assuring the company multiannual goals. In order to achieve that it was necessary to generate various scenarios of materials demand by stochastic simulation of the portfolio, researching the most varied inventory models to understand the existing dynamics in the process of raising materials demand up to their use in the wells, and make possible the representation of these flows mathematically by an objective function in terms of revenue and costs, diverging from the usual decision making processes that consider only the acquisition costs . The characteristic objective function of each scene was optimized by the genetic algorithms method to allow greater flexibility in the use of more complex models to represent the demand by the end of the process is obtained a joint multivariate function built with the aid of the method of copulas and whose decision maker will make their judgment. The above process allowed us to provide a methodology whose robustness has been tested for a practical case of defining the optimum quantity of drilling casings to be acquired for a wells portfolio, consisting of 596 wells in Brazilian offshore drilling, completion, and restore and 60 drilling rigs with simultaneous work, one year for range of planning and wells having the same design features of the sub-salt environment. The decision about the ideal amount considering the company's risk was easily accomplished by analyzing the joint multivariate function contour, to the studied practical case and considering 73% of confidence in the data, the optimum quantity was 140,000 m, if analyzed without considering the risks the quantity would be 145,000 m, indicating that the decision maker was traditionally conservative and would tend to become the process more expensive. Another important conclusion was that the optimal points were located in a time prior to the end of the plan, indicating it was advantageous to allow the lack of the casing and not to build the well from that point, it also allowed to check how consistent the wells portfolio scheduling was / Mestrado / Explotação / Mestre em Ciências e Engenharia de Petróleo

[pt] Até meados dos anos 90 medidas para mensurar os riscos de mercado e crédito foram as maiores fontes de pesquisas acadêmicas em finanças, impulsionadas principalmente pela indústria financeira. Foi então que alguns eventos envolvendo fraudes e erros humanos causaram perdas catastróficas, inclusive a bancarrota de grandes instituições pelo mundo. Em decorrência destes eventos, surge um imenso e ainda pouco explorado campo de pesquisa para outro tipo de risco, o risco operacional. Entende-se que o Risco Operacional está associado à possíveis perdas como resultado de sistemas e/ou controles inadequados, falhas de gerenciamento e erros humanos. Em função de suas características, o risco operacional está presente em qualquer indústria, porém a maior parte de pesquisas acadêmicas e metodologias no âmbito prático estão voltadas para instituições financeiras. Após uma vasta pesquisa, não encontramos nenhuma referência bibliográfica semelhante à desenvolvida pelo setor bancário que pudesse elucidar o nível de maturidade de gestão de riscos operacionais em outros setores. Não encontramos sequer uma definição e classificação difundida dos riscos operacionais para demais indústrias. Desta forma, este trabalho explora os frameworks e metodologias desenvolvidas pela indústria financeira para avaliação e mensuração de riscos operacionais com objetivo de estender estes métodos para outras indústrias. Adicionalmente, aplicam-se os conceitos e metodologias levantados através de um estudo de caso em uma empresa no ramo de óleo e gás. / [en] Before 1990, market and credit risk measures were the major sources of academic research in finance field, motivated by finance industry. However as a consequence of recent financial scandals in the banking industry, involving fraud and human errors, which caused catastrophic losses and even bankruptcy of many institutions around the world, a new and unexplored kind of risk has started to be studied which is called the operational risk. It is defined as the risk of loss resulting from inadequate or failed internal processes, people and systems or from external events. Due to its risk characteristics, it is present in all kind of industry but most academic researches and methodologies are developed for financial institutions. After an extensive search, we didn’t find bibliographic references similar to those in banking sector which could elucidate the operational risk management level of maturity for other sectors. We could not even find a commom definition and classification of operational risks for other industries. Thus, this work intends to explore frameworks and methodologies, developed by financial industry for evaluation and measurement of operational risk, to see how this method can be extended for other industries. Additionally, we applied these concepts and methodologies for a sector of an oil and gas company.

[pt] O propósito deste estudo é descrever e analisar o processo de internacionalização da Pipeway Engenharia, uma empresa de base tecnológica do ramo de inspeção de dutos (óleo e gás), que iniciou suas atividades em 1998. A análise do estudo de caso foi realizada à luz das diversas teorias referentes ao processo de internacionalização de empresas, divididas em Teorias Econômicas e Teorias Comportamentais. Entre as Teorias Econômicas, a análise se baseou principalmente no Paradigma Eclético de Dunning (1988). Já entre as Teorias Comportamentais, foram utilizados o Modelo da Escola de Uppsala, a Teoria das Redes e Rede de Subsidiárias, a Teoria do Empreendedorismo Internacional, assim como a literatura que trata do fenômeno das Born Globals. Fez-se necessária também uma breve análise do Mercado de Petróleo e das características do Comprador Organizacional, já que ambos fazem parte do ambiente competitivo em que está inserida a empresa em estudo. Os dados da empresa foram obtidos através de pesquisa documental e de quatro entrevistas com os principais sócios da empresa, que versaram sobre o processo de internacionalização (motivações, histórico, dificuldades encontradas, como foram superadas, situação atual). Como resultado final foi possível estabelecer uma cronologia no processo de internacionalização da Pipeway Engenharia, suas semelhanças e dissonâncias, enquadrando-a ao longo do tempo em diversas características das teorias de internacionalização apresentadas. Por fim, o estudo também identificou fortes indícios de que a Pipeway Engenharia pode ser classificada como uma empresa pertencente ao fenômeno Born Global dada a quantidade de características apresentadas em comum com este fenômeno. / [en] The subject of this work is describe and analyze the internationalization process of Pipeway Engineering, a technology basis company from duct inspection (oil and gas) business that have began your activities in 1998. Case study analysis was performed considering many theories about internationalization process in companies, shared in Economics Theories and Organizational Theories. On the economics theories, the analysis was based mainly in Dunning Eclectic Paradigm (1988). On the organizational theories, were used Uppsala Internationalization Model, Network Theory and Subsidiaries Network, International Entrepreneurship Theory, as well as papers about born global phenomenon. It was also necessary an analysis about Oil Market and the characteristics of the Organizational Purchaser, once both of them are part of the competitive environmental were is inserted this studied company. Company`s data were got from documental research and four interviews with mainly company partners, that had talked about internationalization process (drivers, historic, difficulties and as these were solved, current situation). As final result, it was possible establish a chronology of Pipeway Engineering internationalization process (similarities and dissonances) and classify it, in a timescale, using several characteristics of the showed internationalization theories. At last, this study also identified strong evidences that Pipeway Engineering can be classified as a company from born global phenomenon, because of the amount of characteristics in common with his phenomenon.