[pt] O processo de recuperação de óleo pelo deslocamento com água é o método mais utilizado na indústria de petróleo. No entanto, as altas razões de mobilidade e baixas eficiências de varrido tornam o processo menos eficiente. Uma alternativa usada para minimizar este efeito é a aplicação de tecnologias que atuam como agentes de controle de mobilidade. Dentre eles, e em particular a injeção de emulsões de óleo em água tem sido estudada com relativo sucesso como um método de recuperação avançada de óleo. Alguns estudos indicam melhor varredura do reservatório devido a uma redução da mobilidade da água em regiões do reservatório já varridas por água, mediante a aglomeração e bloqueio parcial dos poros mais permeáveis com gotas da fase dispersa da emulsão. Contudo, ainda não há compreensão plena dos mecanismos associados ao escoamento de emulsões em meios porosos, assim, uma análise e visualização na escala microscópica dos fenômenos envolvidos se faz essencial para a melhora do entendimento do escoamento de emulsões em um reservatório. Neste trabalho, experimentos de escoamento de emulsões foram conduzidos em um micromodelo de vidro, estrutura artificial que busca representar alguns aspectos principais de um meio poroso e proporciona uma adequada visualização do comportamento das faces ao longo do escoamento. Nos experimentos foram realizadas alterações na molhabilidade e variou-se a vazão volumétrica a fim de avaliar diferentes números de capilaridade no meio poroso. Dentro dos resultados mais significativos, foi evidenciado como a fase dispersa da emulsão é capaz de bloquear os poros e gargantas de poro alterando a distribuição dos fluidos no meio poroso, melhorando a eficiência de deslocamento na escala de poro e com isso o fator de recuperação final. Os resultados mostram que, a altos números de capilaridade as forças interfaciais são menos importantes ao reduzir o efeito de bloqueio pelas gotas da fase dispersa nos poros do micromodelo. Estes resultados fornecem um grande aprendizado ao permitir conhecer características do escoamento de emulsões no meio poroso para uma futura aplicação no campo. / [en] The oil recovery process by water-flooding is the most used method in the oil industry. However, the high mobility ratios and low sweep efficiencies make the process less effective. A common alternative to minimize this effect is the application of technologies that act as mobility control agents. Among them and in particular the injection of oil in water emulsions has been studied with relative success as an Enhanced Oil Recovery (EOR) method. Several studies indicate a better reservoir sweep due to the water mobility reduction in regions already swept by water. This reduction can be associated with partial blockage of porous media throats by droplets of emulsion dispersed phase. Nevertheless, there is still no full understanding of the mechanisms associated to the flow of emulsions in porous media, thus, an analysis and visualization at the microscopic scale of the involved phenomena is essential for the improvement of the comprehension of the flow of emulsions in a reservoir. In this work, experimental tests related to the flow of emulsions in a glass micro-model were performed, artificial device that represents some principal features of a porous medium and provides a proper visualization of the phase behavior. In the experiments, the effect of the capillary number on the oil recovery factor and the relative influence of the wettability of the porous medium on the oil displacement process were studied. The results evidence how the oil droplets in the emulsion are capable of block the pores and the pore throats modifying the fluids distribution in the porous medium, improving the displacement efficiency at pore scale and consequently the final oil recovery factor. It was also observed that at high capillary numbers, the blocking caused by the capillary pressure needed to deform the droplet becomes less intense. These results provide a great learning by allowing to know the characteristics of the flow of emulsions in porous media for a future field application.

[pt] O presente trabalho refere-se à avaliação metrológica de um mesmo medidor ultra-sônico de vazão de líquido pelo método de tempo de trânsito, quando instalado em dois sistemas distintos de calibração, pertencentes, respectivamente, a dois laboratórios acreditados, ambos operando em conformidade com as especificações técnicas de instalação do fabricante e segundo os requisitos mínimos especificados em normas e recomendações internacionais. A pesquisa investigou o efeito na calibração introduzido por uma válvula e uma curva longa de 90° instaladas imediatamente à montante do trecho reto de medição, que tem o seu comprimento atendendo as condições mínimas especificadas nas normas aplicáveis. Concluiu-se pela necessidade de se utilizar pelo menos 40 diâmetros nominais (40 DN) de comprimento de trecho reto, para que a influência da presença da válvula e da curva longa possa ser considerada desprezível. O desenvolvimento do presente trabalho foi motivado pela crescente aplicação de medidores ultra-sônicos de vazão na indústria de petróleo e pela urgente necessidade de se contribuir para o avanço do conhecimento desta tecnologia e da normalização aplicável. Nesse sentido, o presente trabalho contribui: (i) para o melhor entendimento da tecnologia de medição e do processo de calibração de medidores ultra-sônicos de vazão de líquidos; (ii) para o avanço da normalização no setor, uma vez que inclui uma análise crítica de requisitos mínimos normalizados; (iii) para aprimoramento dos critérios de acreditação de laboratórios que realizam a calibração de medidores de vazão, já que avaliou desvios de calibração ocorridos em distintas instalações em conformidade com as normas aplicáveis. / [en] This work deals with the metrological evaluation of the same ultrasonic flow meter by the transit time method, when installed in two different calibrating systems, belonging, respectively, to two accredited laboratories, both operating according to the manufacture´s installation technical specification, and following the minimum requirements, as specified in international standards and recommendations. The research investigated the effect in calibration due to the installation of a valve and a long 90° curve, immediately upstream of the measurement test section, with its length dimensioned according to the minimum requirements of the applicable standards. It was concluded that a longer straight sections (at least 40 diameters) should be specified, so that the influence of the installation of the valve and the curve could be neglected. The development of the present work was motivated by the growing utilization of ultrasonic flow meters by the oil industry, and by the urgent need to contribute to the advance of the technology and the applicable standardization. In this aspect, this work contributes to: (i) a better understanding of the measurement technology and of the procedure of ultrasonic liquids flow meters; (ii) the advance of the technology standardization, since it includes a critical analysis of the minimum requirements, as specified by the standards; (iii) improving the laboratory accreditation criteria for flow meter calibration, because the influence of the installation in the calibration was experimentally shown.

Made available in DSpace on 2016-02-05T18:29:42Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-08-03. Added 1 bitstream(s) on 2016-02-05T18:33:06Z : No. of bitstreams: 1 000857486.pdf: 1178541 bytes, checksum: ee7fe0826f3aaaba2b0ae3bf9ba42c9d (MD5) / Desde a viagem do então presidente chinês Hu Jintao ao Brasil, em 2004, o comércio bilateral sino-brasileiro caracterizou-se por uma taxa de crescimento acentuada. No que se refere ao petróleo, as condições de crescimento que devem surgir na indústria brasileira de petróleo nos próximos anos e o elevado grau de importância que a China atribui a sua segurança energética contribuem para que os dois países atuem em conjunto também na área de energia. Neste contexto, torna-se muito importante e significativo avaliar oportunidades e desafios de cooperação entre Brasil e China no setor energético, especialmente o petróleo, no decorrer dos próximos anos. O texto discute três questões principais: 1) como está a relação bilateral entre Brasil e China? O que conquistamos no passado e quais são os problemas que prejudicam esta relação?; 2) como são as estratégias energéticas da China e do Brasil e quais são os principais interesses no campo energético dos dois países?; e 3) como estão as cooperações sino-brasileira na área de petróleo e quais os interesses chineses no campo de petróleo brasileiro? / Since Chinese president Hu Jintao visited Brazil, in 2004, bilateral trade between China and Brazil grew up fast. Regarding the oil industry, the Brazilian oil industry should increase in the following years. Since China addresses a huge importance to its energy safety, this should contribute to both countries to work together. In this context, it becomes really important to evaluate opportunities and challenges in Brazilian-Chinese cooperation regarding energy, especially oil, during the following years. The text focuses on three main issues: first, how it is the bilateral relationship between Brazil and China? What was accomplished in the past and what are the problems that influenced this relationship? Second, how are Chinese and Brazilian energy strategies and what are the main interests from both countries in the energy field? Third, how it is the Chinese-Brazilian cooperation in the oil sector, and what are the Chinese interests in the Brazilian oil field?

[pt] O tamponamento de poços de petróleo é analisado numericamente. Neste processo, um fluido mais denso (pasta de cimento) é colocado sobre outro menos denso (fluido de perfuração) em um poço vertical, resultando em uma situação de instabilidade. O escoamento resultante foi estudado de forma a avaliar se o isolamento do poço ocorreria até o momento da cura do cimento (entre 4 e 5 horas). O cimento foi modelado como fluido não-newtoniano e o fluido de perfuração foi considerado newtoniano em alguns casos e não-newtoniano nos demais casos. A solução do escoamento foi obtida numericamente, usando-se o programa ANSYS Fluent. As equações de conservação são resolvidas empregando-se o Método dos Volumes Finitos e o escoamento multifásico foi modelado utilizando-se o método Volume de Fluido. O comportamento viscoplástico não-newtoniano foi modelado empregando a equação constitutiva do fluido newtoniano generalizado, com a função de viscosidade Herschel-Bulkley. O sucesso da operação foi determinado pela combinação dos parâmetros reológicos e geométricos. O efeito dos parâmetros como a razão entre densidades e viscosidades foi investigado para uma geometria fixa (razão fixa entre o comprimento do tampão e o seu diâmetro). Além disso, a influência dessa mesma razão no processo também foi analisada enquanto outros parâmetros foram mantidos fixos. Foi demonstrado que o escoamento é muito instável e que os parâmetros estudados afetam consideravelmente a operação. / [en] The plugging process of an oil well was analyzed numerically. In this process, the denser fluid is the cement plug, which was placed above the drilling fluid in a vertical well, resulting in an unstable situation. The cement plug was modeled as non-Newtonian and the drilling fluid was considered Newtonian in some cases and non-Newtonian in other cases. The flow solution is studied using the ANSYS Fluent program. The conservation equations were solved using the Finite Volume Method, and the multiphase flow was modeled with the Volume of Fluid method. The non-Newtonian viscoplastic behavior of the cement plug was modeled with the Generalized Newtonian Fluid constitutive equation, with the Herschel-Bulkley viscosity function. The success of the operation was determined by the combination of the governing rheological and geometric parameters. The effect of the governing parameters, such as the density ratio and the viscosity ratio, were investigated for a fixed geometry and a fixed ratio between the cement plug length and diameter. Furthermore, the influence of this ratio in the process was also analyzed while others governing parameters were fixed. It was shown that the flow is highly unstable, and that the governing parameters considerably affect the operation.

Bodenkontaminationen durch Mineralölkohlenwasserstoffe sind ein weltweites Umweltproblem. Die Kontaminatiosquellen stehen im Zusammenhang mit Förderung, Lagerung, Transport, Verteilung und Endlagerung von Erdöl und Erdölprodukten. Brasilien beginnt zurzeit einen Prozess der Altlastenerfassung und –erkundung und in Konsequenz dessen auch die Suche nach geeigneten Sanierungstechniken. Biologische Prozesse spielen eine immer stärkere Rolle insbesondere bei der Sanierung von Bodenkontaminationen mit organischen Substanzen. Diese Prozesse gelten als “ökologisch korrekter” und sind im Vergleich mit anderen Techniken mit geringeren Kosten und technischen Aufwand durchführbar. Ziel dieser Arbeit war es, die Anwendungsmöglichkeiten der biologischen Bodensanierung mittels des Terraferm® Verfahrens unter den Umweltbedingungen des Bundesstaates São Paulo, Brasilien zu überprüfen. Zu diesem Zweck wurde der Boden einer MKW-kontaminierte Fläche (Mina de Argila) in der Raffinerie REPLAN der PETROBRÁS S/A in Paulínia -SP ausgekoffert. Es wurden zehn Bodenproben in Bezug auf ihre physikalisch-chemischen Eigenschaften MKW, PAK, BTEX, Metalle (Cr, Zn, Pb, Ni, Cu, Cd, As, Hg, Fe, Ta), Wassergehalt, pH, Korngröße analysiert. Drei Proben mit durchschnittlichen MKW-gehalten wurden zur Überprüfung der biologischen Sanierbarkeit und der Bestimmung der Kontrollparameter für den später Sanierungsdurchführung Säulenversuchen unterzogen. Insgesamt wurden 72.384t kontaminierten Bodens ausgekoffert, wovon 21.050t der Abfallklasse II (nach NBR 10004) zugeordnet wurden und direkt auf eine Mülldeponie verbracht wurden. Es wurden 51.334t der Abfallklasse 1 in die Bodenreinigungsanlage der Firmen SAPOTEC/ESTRE in Paulínia - SP mittels des Terraferm® Verfahrens behandelt. Dieses Verfahren ist darauf ausgelegt, alle für den biologischen Abbau nötigen Prozessparameter im Optimum zu halten. Die Behandlung erfolgt in Hallen auf versiegeltem Untergrund und die dabei freigesetzten Schad- und Geruchsstoffe werden gefasst und einer Abluftreinigung zugeführt. Nach der Vorbehandlung (Aussortierung von Störstoffen, Zugabe von Strukturmaterial, Durchmischung) mittels speziellem Aufbereitungsaggregat wurden insgesamt elf Behandlungsmieten aufgesetzt. Der Sauerstoffgehalt, Bodenfeuchte und Nährstoffgehalte wurden im Optimalbereich gehalten. Die Analysen und die Säulenversuche bestätigten die biologische Sanierbarkeit des Bodens. Die Abbauraten in den Säulenversuchen lagenzwischen 70,2% und 88,6% in 14 Tagen. Diese hohen Abbauraten lassen sich durch die Zusammensetzung der MKW begründen, die sich hauptsächlich aus gut abbaubaren n-Alkanen und iso-Alkanen bestehen. Die durchschnittliche Abbaurate bei den elf Behandlungsmieten lag bei 80,88%, wobei die niedrigste bei 54,71% und die höchste Abbaurate bei 97,97% lagen. Die statistische Auswertung ergab, dass sich die Mittelwerte der MKW-gehalte während der Behandlung signifikant voneinander unterscheiden (<0,01). Die im Rahmen dieser Arbeit durchgeführten Versuche bestätigen den erfolgreichen Einsatz des Terraferm® Verfahrens unter Umweltbedingungen des Bundesstaates São Paulo, Brasilien. Die starke Variabilität der Abbauraten in den Behandlungsmieten deutet aber auf einen weiteren Forschungsbedarf, insbesondere hinsichtlich des Temperatur-einflusses, hin. / Contaminações de solos com hidrocarbonetos de petróleo são um problema ambiental com abrangência mundial devido à alta demanda de produtos refinados de petróleo. As fontes são múltiplas e estão relacionadas à exploração, produção, armazenamento, transporte, distribuição e à destinação final de petróleo e seus derivados. Hoje o Brasil está iniciando um processo de avaliação e cadastramento de suas áreas contaminadas e, conseqüentemente, está procurando alternativas para a remediação das mesmas. Processos biológicos estão ganhando cada vez mais importância no tratamento, especialmente de solos contaminados com compostos orgânicos. Estes métodos são favorecidos por serem mais limpos, com custos baixos e de mais fácil aplicação em escala industrial. Assim, com o objetivo de verificar a aplicabilidade da biorremediação através do processo Terraferm® às condições ambientais do Estado de São Paulo, Brasil, foi realizada a remediação ex situ de uma área contaminada com TPH, chamada Mina de Argila na Refinaria de Paulínia – REPLAN da PETROBRÁS S/A, em Paulínia - SP. Foram analisadas dez amostras de solo contaminado em relação aos parâmetros físico-químicos TPH, PAH, BTEX, metais (Cr, Zn, Pb, Ni, Cu, Cd, As, Hg, Fe, Ta), umidade, pH, oxigênio e granulometria. Três amostras com valores médios de TPH foram submetidas a ensaios de coluna para verificação da biotratabilidade do material e para definição de parâmetros de controle do processo em escala industrial. Foram removidos um total de 72.384t de material contaminado. Deste total, 21.050t foram classificadas como resíduo classe II segundo a NBR 10004 e encaminhadas para um aterro sanitário, e 51.334t foram classificadas como resíduo classe I, sendo destinadas à estação de biorremediação das empresas SAPOTEC/ESTRE, em Paulínia - SP. O solo contaminado foi tratado com o processo Terraferm®, que visa à otimização dos parâmetros que influenciam diretamente a atividade microbiana necessária para a biodegradação. O tratamento é feito em galpões com piso impermeabilizado e com um sistema de captação e tratamento das emissões geradas durante o processo de biodegradação. Após o pré-tratamento em máquina especial, que consiste na separação dos materiais não-tratáveis, na homogeneização e na adição de material estrutural, o solo contaminado foi colocado em onze pilhas de tratamento. Os fatores chave como o teor de oxigênio, a umidade e os nutrientes foram mantidos nas faixas consideradas ótimas. A caracterização química e o ensaio de coluna comprovaram a biotratabilidade do solo. Noensaio em coluna, obteve-se taxas de degradação entre 70,2% e 88,6% em 14 dias. Essas taxas altas são explicadas pela composição do TPH que consiste, neste caso, basicamente de n-alcanos e iso-alcanos considerados de fácil degradação biológica. A taxa média de degradação obtida no tratamento das onze pilhas foi de 80,88%, sendo a menor de 54,71% e a maior de 97,97%. Na análise estatística, verificou-se que as médias das concentrações de TPH durante cada período de tratamento diferem significativamente (<0,01). O trabalho conclui que o processo Terraferm® foi aplicado com sucesso nas condições ambientais do Estado de São Paulo, Brasil. Entretanto, os resultados do tratamento mostram uma alta variabilidade das taxas de degradação nas pilhas, que indica a necessidade de novas pesquisas, especialmente sobre a influência da temperatura no processo. / Soil contaminations with petroleum hydrocarbons are a worldwide environmental problem due to the high demand for refined petroleum products. Contamination sources are multiple and related to the exploration, production, storage, transportation, distribution, and final disposal of petroleum and its derivatives. Nowadays Brazil is starting to assess and record its contaminated areas and consequently search for alternatives for their remediation. Biological processes are gaining more and more importance, specially in the treatment of soils contaminated by organic compounds. These methods are favored for being cleaner, with lower costs, and more easily applicable to industrial scale. Therefore, with the objective of verifying the applicability of bioremediation to the environmental conditions of São Paulo State, Brazil, the ex situ remediation of a contaminated area by TPH was carried out by using the Terraferm® process. The area called Mina de Argila was located in the Paulínia Refinery – REPLAN, which belongs to PETROBRÁS S/A (the country's leader in the exploration, production, and distribution of petroleum products). Ten samples of contaminated soil were analyzed in relation to the physical-chemical parameters TPH, PAH, BTEX, metals (Cr, Zn, Pb, Ni, Cu, Cd, As, Hg, Fe, Ta), humidity, pH, oxygen and texture. Three samples with average values of TPH were submitted to column tests in order to assess the material biotreatability and define the control parameters of the process on industrial scale. A total of 72,384t of contaminated soil were removed. From this total, 21,050t were classified as class II waste according to NBR 10004 and sent to a landfill, and 51,334t were classified as class I waste and sent to the bioremediation plant of the companies SAPOTEC/ESTRE, in Paulínia – São Paulo State. The contaminated soil was treated with the Terraferm® process whose purpose is to optimize the parameters which directly influence the microbial activity necessary for biodegradation. The treatment was carried out in sheds with waterproof floor and a collection and treatment system for the emissions generated in the biodegradation process. After the treatment in a special machine, which consists in separating non-treatable materials, homogenizing, and adding structural material, the soil was placed into eleven treatment piles. The oxygen content, humidity, and nutrients were kept within a range considered optimum. The chemical characterization and the column test proved the soil biotreatability. In the column test, the degradation rates were between 70.2% and 88.6% in 14 days. These high rates are due to the TPHcomposition, which in this case basically consists in n-alkenes and iso-alkenes of easy biological degradation. The average degradation rate verified in the treatment of the eleven piles was of 80.88%, the lowest being 54.71% and the highest 97.97%. In the statistical analysis, it was verified that the average concentrations of TPH during each treatment period differ significantly (<0.01). The conclusion of this work is that the Terraferm® process was successfully applied to the environmental conditions of São Paulo State. However, the treatment results show a high variability in the degradation rates of the piles, which indicates the need for further research, specially on the influence of temperature on the process.

[pt] O objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de ferramentas de inspeção capazes de detectar e localizar pequenos vazamentos em oleodutos e gasodutos. Hoje, diversos dutos brasileiros são equipados com eficientes sistemas de detecção de vazamentos, porém ainda não são capazes de detectar pequenos vazamentos causados por lentos processos de corrosão. A tecnologia de inspeção de dutos mais utilizada mundialmente é a de pigs instrumentados. O pig é lançado dentro do duto e percorre toda sua extensão identificando defeitos como amassamentos e corrosão. Duas tecnologias foram desenvolvidas, uma para oleodutos e outra para gasodutos. O princípio de funcionamento do pig para oleodutos se baseia no registro da variação de pressão gerada pelo vazamento. Quando o pig passa pelo vazamento, a pressão do volume central diminui em relação às pressões à montante e jusante do pig, gerando um sinal característico que permite a identificação. A tecnologia para gasodutos utiliza a energia acústica gerada pelo vazamento. A idéia básica é equipar o pig com microfones capazes de escutar o som provocado pelo vazamento propagado no próprio gás. Com uma boa interpretação da assinatura acústica deste fenômeno, é possível detectar o evento ao longo do duto. O desafio é discriminar a assinatura do vazamento dos ruídos normalmente emitidos em um gasoduto, como ruído de bombeio, ruído da turbulência da vazão, abertura e fechamento de válvulas, etc. Cada tecnologia teve seu protótipo montado e testado em campo onde vazamentos foram detectados com sucesso. São apresentadas as fundamentações teóricas de cada tecnologia e os resultados dos testes de laboratório e de campo assim como propostas futuras. / [en] This work s objective is the development of inspections tools capable to detect and locate small leaks in gas and oil pipelines. Nowadays, many brazilian pipelines are equipped with reliable leak detection systems, but these still can t detect small leaks caused by slow corrosion processes. The most used pipeline inspection technology is the instrumented pigs. The pig is launched inside the pipeline and goes through it detecting dents and corrosions. Two technologies were developed, one for oil pipelines and other for gas pipelines. The pig oil pipeline working principle is based on the register of the pressure variation caused by a leakage. When the pig pass by a leak, the pressure in the middle of the pig drops, generating a characteristic signal. The gas pipeline technology uses the acoustic energy caused by a gas leaks. The main idea is to equip the pig with specials microphones capable to listen the leak sound propagated in the gas. With a good acoustic interpretation of this phenomenon, is possible to detect this event. The biggest challenge is to discriminate the leak signature from the others pipe s noises. Which technology had it prototype manufactured and tested in real oil and gas pipelines with success. Will be shown the theory of which technology, the labs and fields tests results and future proposals.

[pt] O uso de produtos biocidas de baixa eficiência ou que apresentem elevado caráter tóxico podem levar a sérias conseqüências em termos dos efeitos para a recuperação do petróleo e, também, relacionadas com aspectos de saúde ocupacional e de meio ambiente. Assim, foi desenvolvido um estudo para selecionar, dentre as bases ativas disponíveis no mercado, aquelas ativas biocidas com potencial de aplicação em sistemas de injeção de água do mar para recuperação secundária de petróleo. O estudo foi dividido em duas etapas: ensaios de laboratório em condições semi-estáticas de fluxo e ensaios de laboratório em condições dinâmicas de fluxo. Na etapa de avaliação das bases ativas sob condições semi-estáticas, foram selecionadas apenas as bases ativas sulfato de tetra-hidroximetilfosfônio (THPS) e o sal quaternário de amônio (QAT), cloreto de dialquil dimetil benzil amônio para os testes sob condições dinâmicas de fluxo devido à elevada eficiência e menor caráter tóxico. Os ensaios sob condições dinâmicas indicaram que, em presença de um biofilme maduro e com elevada contaminação por bactérias planctônicas, o tratamento com 10 ppm(v) do produto contendo o QAT, isoladamente, não foi suficiente para reduzir significativamente a contaminação no sistema. O tratamento com 150 ppm(v) do produto contendo a base ativa sulfato de THPS apresentou elevada eficiência para a inibição da concentração de bactérias planctônicas e eficiência regular para bactérias redutoras de sulfato mesófilas (m-BRS) aderidas aos corpos- de-prova (biofilme). O tratamento com ambos os produtos apresentou elevado efeito, tanto sobre os microrganismos planctônicos quanto os aderidos aos corpos- de-prova. / [en] The use of biocides products of low efficiency or that present high toxic character can take serious consequences in terms of the effects for the oil recovery and also, related with aspects of occupational health and environment. Thus, it was developed a study in order to select, among the available active bases in the market, the ones with potential of application in sea water injection systems for secondary oil recovery. The study was divided in two stages: laboratory assays in half-static conditions of flow and laboratory assays in dynamic conditions of flow. In the stage of active bases evaluation under half-static conditions, only the active base tetra(hydroxymethyl)phosphonium sulphate (THPS) and the ammonium quaternary salt (QAT), ammonium dimetil dialquil benzil chloride had been selected for the tests under dynamic conditions of flow due its high efficiency and low toxic character. The evaluation under dynamic conditions had indicated that in presence of a mature biofilm and with high planktonic bacteria contamination, m-SRB and GAnB, the treatment with only 10 ppm(v) of the product containing the QAT was not enough to reduce significantly the contamination in the system. The treatment with 150 ppm(v) of the product containing the active base THPS showed high efficiency for the inhibition of the planktonic bacteria concentration and regular efficiency for mesophilic sulphate-reducing bacteria (m-SRB) adhered to the coupon (biofilm). The treatment with both products presented high efficiency not only on the planktonic microorganisms but also the adhered ones to the coupon.

[pt] Parte do processo de exploração e desenvolvimento de um campo de petróleo consiste nas operações de perfuração de poços de petróleo e gás. Particularmente para poços de águas profundas e ultra-profundas, a operação requer o controle de uma estrutura muito flexível que é sujeita a condições de contorno complexas, tais como as interações não-lineares entre broca e formação rochosa ou entre a broca e a parede de poço. Quanto a esta complexidade, o fenômeno stick-slip é um componente primordial relacionado à vibração torsional. Este pode excitar vibrações tanto axiais quanto laterais. Isso pode causar falha prematura de componentes de corda de perfuração. Assim, a redução e eliminação de oscilações do tipo stick-phase são itens muito valiosos em termos de economia financeira e de tempo de exploração. Com este propósito, este estudo tem como principal objetivo confrontar o problema de vibração torsional simulando uma estratégia de controle robusto em tempo real. A abordagem é obtida seguindo alguns passos, tais como: análise em malha aberta do sistema de perfuração considerando um atuador top drive e o sistema de coluna de perfuração; concepção de um novo controlador que utiliza diferentes velocidades angulares de referência num sistema de controle de malha fechada; controle da vibração torsional considerando a não-linearidade devida à interação de atrito na parede do poço e no fundo do poço; avaliar por meio de simulações sistemas de controle ininterruptos durante a perfuração; validação dos modelos por meio de simulações numéricas. Esta dissertação apresenta a base teórica por trás do sistema de perfuração, bem como exemplos de resultados numéricos que proporcionam uma operação de perfuração controlada estável e satisfatória. / [en] Part of the process of exploration and development of an oil field consists of the drilling operations for oil and gas wells. Particularly for deep water and ultra deep water wells, the operation requires the control of a very exible structure which is subjected to complex boundary conditions such as the nonlinear interactions between drill bit and rock formation and between the drill-string and borehole wall. Concerning this complexity the stick-slip phenomenon is a major component, related to the torsional vibration and it can excite both axial and lateral vibrations. That may cause premature failure of drill-string components. So, the reduction and avoidance of stickslip oscillations are very valuable items in terms of savings and exploration time. With these intentions, this study has the main goal of confronting the torsional vibration problem using a real-time robust control strategy. The approach is obtained following some steps such as: Open-loop analysis of the drilling system considering a top-drive actuator and the drill-string system; Design of a novel controller using different angular velocity setpoints in a closed-loop system; Control of the torsional vibration considering the nonlinearity due to friction interaction in the wall and in the donwhole system; valuate a non-stop control system while drilling; Verification by numerical simulations. In this presentation the theoretical basis behind the drilling system will be given, as well examples of numerical results providing a stable and satisfactory controlled drilling operation.

[pt] Esta dissertação apresenta os resultados de duas técnicas de investigação em alta resolução: investigação passiva de vapores do solo e investigação com o uso de Membrane Interface Probe (MIP), em uma área de interesse com contaminação por hidrocarbonetos, localizada no município de Duque de Caxias/RJ. O processo de gerenciamento ambiental iniciou-se em 2012 na área e contemplou as etapas do gerenciamento de áreas contaminadas preconizadas nas legislações vigentes. Os resultados obtidos a partir das investigações tradicionais foram insuficientes para a obtenção da compreensão dos aspectos físicos e geoquímicos necessária para o sucesso das fases de diagnóstico e, consequentemente, da remediação. Portanto, duas investigações em alta resolução foram conduzidas com o objetivo de refinar o modelo conceitual de forma a atender adequadamente a Resolução CONAMA número 420/09 e Resolução CONEMA número 44/12, permitindo ações futuras mais eficientes. A investigação passiva de vapores do solo utilizou amostradores compostos por materiais adsorventes granulares, encapsulados em uma membrana microporosa hidrofóbica e quimicamente inerte que permite a difusão dos vapores presentes no meio. Os resultados, fornecidos em massa, representam qualitativamente a presença de contaminação no subsolo. O MIP é uma ferramenta de direct push com medição em tempo real, que mapeia a presença da contaminação tanto em meios insaturados quanto saturados inconsolidados. A partir dos resultados integrados, foi possível constatar que a distribuição de VOCs em água subterrânea ocorre de forma descontínua ao longo da área, sendo possível identificar cinco hot-spots distintos e suas diferentes áreas fonte, incluindo uma região com presença de LNAPL. / [en] The sources of contaminated sites are related to several factors such as the lack of knowledge of safe procedures for handling hazardous and / or toxic substances, disrespect to these safe procedures and the occurrence of accidents or leaks during industrial processes, transportation or storage of unprocessed materials and products. In addition, contamination is usually associated with the exploration of natural resources and with the expansion of the industry and/or agrarian activities, which have happened, and are still happening, at the cost of high environmental and social risks. A contaminated site is considered a risk, since its existence can generate several problems such as damages to health, impairment of the quality of water resources, restrictions on land use and damage to public and private property, and damage to the environment. These situations, in general, involve complex risks with regard to the effects of exposure to contaminants on human health (CETESB, 2013), and may have short -, medium - or long-term effects.

[pt] A análise das tensões em poços de petróleo é de extrema importância para a prevenção de acidentes durante as fases de construção e produção. As simulações devem aproximar-se ao máximo da realidade, representando da melhor forma as operações ao longo da vida útil do poço e, consequentemente, aumentando sua confiabilidade. Com esse objetivo, uma solução analítica é desenvolvida utilizando uma metodologia que simula a vida útil do poço. Nessa metodologia, consideram-se os efeitos das variações de temperatura em todo modelo e de poropressão na formação. Além disso, adotam-se os materiais em regime elástico, utilizando a hipótese de poço perfeitamente circular, vertical e com cargas uniformes. A solução analítica é calculada a partir das equações de Bradley para a perfuração, e de Lamé para as fases de descida do revestimento, cimento endurecido e produção. Nessa solução é feita uma compatibilidade de deslocamentos radiais entre as superfícies em contato, possibilitando o cálculo dos incrementos de tensão ao final de cada fase. Essa mesma metodologia é utilizada na modelagem por elementos finitos. A partir de dois estudos de caso, os resultados obtidos através das abordagens numérica e analítica são comparados. O primeiro estudo de caso representa um poço no Mar do Norte, e o segundo, um poço em um campo na Bacia de Santos, Brasil. Nos dois estudos de caso, são apresentadas as tensões radiais e tangenciais ao longo do revestimento, do cimento e da rocha, e também os índices de plastificação para o revestimento e para o cimento. No segundo estudo de caso, duas profundidades são avaliadas: no reservatório, considerando um revestimento, e em uma camada mais rasa, com dois revestimentos. Em ambos os estudos de caso, os resultados encontrados pela solução analítica são iguais aos obtidos pela solução numérica, validando, portanto, a solução analítica apresentada como uma alternativa para avaliação de tensões em condições ideais. / [en] The assessment of the wellbore stress state is extremely important in order to prevent accidents during construction and production phases. The methodology used in the models must be closer to reality, representing the wellbore lifespan operations, and consequently, enhancing the reliability of the wellbore. Thus, an analytical solution is developed using a methodology capable of simulating some of the main steps of the wellbore operations. In this methodology, the temperature and the pore pressure variations are considered. Besides that, it is used the assumption of circular and vertical wellbore under uniform loads, considering the elastic behavior of the materials. The analytical solution is developed using Bradley equation during the drilling step and Lamé equation during the construction and production steps. Therefore, the stresses after each step are calculated using the radial displacement compatibility between the surfaces in contact. This same methodology is used in the finite element model. Based on two case studies, the results obtained by the analytical and numerical solutions are compared. The first case study represents a wellbore in the North Sea while the second, a wellbore in a field in Santos Basin, Brazil. In both case studies, the radial and tangential stresses are presented for the casings, the cements and the formation, as well as the yield index in the casings and the cements. In the second case study, two depths are assessed: in the reservoir, considering one casing, and in a shallow depth, with two casings. In these two case studies, the results from the analytical and the numerical solutions are equal. Therefore, the analytical solution is validated as an alternative to assess the stresses in ideal wellbores.