[pt] As falhas geológicas são estruturas tipicamente interpretadas em duas dimensões, como superfícies, nos dados sísmicos e da mesma maneira são representadas em modelos geológicos de reservatórios de petróleo. Entretanto, as falhas são zonas tridimensionalmente complexas que representam regiões de fraquezas que concentram fraturas e rochas altamente e heterogeneamente deformadas. Portanto, a representação adequada destas zonas é importante para o gerenciamento e avaliação econômica de um campo de petróleo, com impacto nas áreas de perfuração, completação e locação de poços, estratégias para aumento de fator de recuperação e até na estimativa da reserva recuperável. Devido a grande importância dos reservatórios carbonáticos fraturados, mais de 60 por cento das reservas provadas de óleo e 40 por cento das reservas de gás no mundo [1] estão presentes nesses reservatórios, o trabalho proposto tem como objetivo a modelagem geológica estrutural de uma falha em rochas carbonáticas do reservatório de Gawar da Arábia Saudita a partir de parâmetros de deformabilidade obtidos por Ameen et al. [2]. O trabalho também aborda os impactos da resolução espacial dos dados sísmicos na intepretação destas estruturas, através da simulação da imagem sísmica da falha. Os resultados mostram que o método de elemento discreto é uma ferramenta adequada para modelagem realística de falhas geológicas, entretanto, alguns modelos obtiveram resultados não realísticos devido à dificuldade da manutenção da tensão confinante durante a produção da falha. Os estudos mostraram que apesar da interpretação volumétrica destas estruturas através das metodologias de interpretação baseadas em atributos sísmicos serem possíveis, existe uma considerável limitação devido a resolução espacial e na dificuldade dos algoritmos em formar a imagem sísmica da zona de falha, onde há contraste lateral de propriedades acústicas. / [en] Faults are structures typically interpreted in two dimensions, such assurfaces, in seismic data and are similarly represented in geological models of oil reservoirs. However, faults are three-dimensionally complex zones that represent regions of weakness that concentrate fractures and highly heterogeneously deformed rocks. Therefore, the adequate representation of these zonesis important for the management and economic evaluation of an oil field, withan impact on the areas of drilling, completion and location of wells, strategies for increasing the recovery factor and even on estimating the recoverable reserve. Due to the great importance of fractured carbonate reservoirs, more than 60 percent of the proven oil reserves and 40 percent of the gas reserves in the world[1] are present in these reservoirs, the proposed work aims at the geomechanical modeling of a geological fault in carbonate rocks of Saudi Arabia s Gawar reservoir from deformability parameters obtained by Ameen et al. [2]. The work also addresses the impacts of the spatial resolution of seismic data on the interpretation of these structures, through the simulation of the fault seismic image. The results show that the discrete element method is an adequate tool for realistic modeling of geological faults, however, some models obtained unrealistic results due to the difficulty of maintaining the confining stress during fault production. The studies showed that although the volumetric interpretation of these structures through interpretation methodologies based on seismic attributes are possible, there is a considerable limitation due to the spatial resolution and the inadequacy of the seismic data to adequately deal with the lateral contrast of acoustic properties present in areas close to the damage zones.

[pt] Os desafios na construção de poços de petróleo vêm aumentando ao longo do tempo, seja pelo aumento das dificuldades técnicas devido à maior complexidade das áreas a serem desenvolvidas, sejam pelas melhorias nas regras dos órgãos reguladores visando aumentar a segurança. Existem dois pilares que devem nortear um projeto de um poço de petróleo: segurança e produtividade. O equipamento denominado dispositivo de segurança de sub-superfície e seu sistema de controle podem ser considerados importantes para os dois, pois caso o sistema falhe, obtendo-se um fechamento prematuro do poço, afetará diretamente a produção. Por outro lado, caso a falha ocorra em uma tentativa de fechamento, poderá influenciar nas consequências de um desastre, o que afetaria tanto pessoas como o meio ambiente. O objetivo deste estudo e comparar a confiabilidade de alguns modelos de sistemas de controle do dispositivo de segurança de sub-superfície, levando em consideração as disposições dos equipamentos ao longo do sistema e suas respectivas taxas de falha. Além disso, a maioria dos estudos de confiabilidade realizados nesta área tem como foco principal a segurança, porém este estudo visa obter um foco de eficiência de produção, e as análises serão baseadas em comparações entre algumas configurações disponíveis do sistema, entre componentes em série e em paralelo, utilizando o modelo de análise de confiabilidade markoviano. / [en] The challenges in well construction have been increasing over time, sometimes by increasing the technical difficulties due to the greater complexity of the areas to be developed, sometimes by the improvements in the rules of regulatory agencies to increase security. There are two pillars that should guide the project of a petroleum well: safety and productivity. The equipment called Subsurface Safety Valve and its control system can be considered important for both pillars, because if the system fails resulting in a premature well closure, it will directly affect the production. On the other hand, if the failure occurs in an attempt to closing it, may influence the consequence of a disaster, which would affect both people and the environment. The objective of this study is to compare the reliability of some control systems models taking into account the equipment positions throughout the system and their failure rates. Furthermore, most reliable studies conducted in this area has mainly focused on safety, but this study has a focus on production efficiency, and the analysis will be based on comparisons between some configurations available for subsurface safety valves control system, including serial and parallel components, using the model of Markov reliability analysis.

[pt] É constante o desafio das refinarias de petróleo na busca pela maximização da rentabilidade diante da natureza dinâmica das variáveis que afetam seus processos, como: demanda e especificações de produtos, qualidade de carga e preços de matéria-prima e derivados. Com a expectativa de mudanças nestas variáveis, um planejamento estratégico integrado para definir as necessidades de investimento em novas unidades de processo e ampliação de capacidade de unidades existentes pode contribuir para os melhores resultados do negócio de refino. Em face destas oportunidades e desafios, este trabalho propõe uma análise do planejamento de investimentos em refino, considerando o crescimento da demanda de diesel com ultra baixo teor de enxofre (S10) e também o crescimento plurianual da demanda de derivados, tendo como estudo de caso uma das maiores refinarias brasileiras. Como ferramenta de análise, foi utilizado um modelo matemático para planejamento integrado de refino de petróleo, que considera a otimização do planejamento operacional para definir as necessidades de investimento na refinaria, uma integração temporal, resultando em um modelo não linear inteiro misto (MINLP), cuja resolução utiliza uma lógica de decomposição em dois problemas integrados. Foi analisado o planejamento estratégico de refino, no horizonte de 19 anos e foram feitos vários cenários de demanda, com análises de sensibilidade para preços de petróleo e produtos, limite de importação e restrição de investimentos. Os resultados mostraram alinhamento com situação atual do mercado de derivados, com importação favorecida e com a expectativa de investimento mínimo em refino. / [en] It is a constant challenge for oil refineries the profitability maximization considering the dynamic nature of variables that affect their processes, such as demand and product specifications, feed quality and prices of raw materials and products. Expecting changes in such variables, an integrated strategic planning to define the needs for investment in new process units and capacity expansion of existing units can contribute to better results of the refining business. Given these opportunities and challenges, this dissertation proposes an analysis of refining investment planning, considering the increasing demand for ultralow sulfur diesel (S10) and also the multi-year growth of demand for oil products, performing a case study for one of the largest Brazilian refineries. As an analysis tool, it was used a mathematical model for integrated planning of oil refining, which considers the optimization of operational planning to set the investment needs in the refinery, a temporal integration, resulting in a mixed integer nonlinear model (MINLP), which resolution is based on a logic decomposition in two integrated problems. The strategic refining planning was analyzed on the 19 years horizon for different demand scenarios and some sensitivity analyses were carried out for oil and product prices, import limit and investment restrictions. The results were consistent with the current situation of the Brazilian derivatives market, characterized by favorable import and the minimum investment expected for refining.

[pt] Nesse artigo, estudamos os leilões de petróleo e gás no Brasil para medir o impacto de requerimentos de conteúdo local nos lances realizados, o que nos permite estimar o seu impacto na receita obtida pelo governo. O caso brasileiro é particularmente atrativo, uma vez que houve variação significativa das exigências de conteúdo local ao longo do anos. Nas rodadas em que os requerimentos foram mais altos, observamos uma mudança significativa no comportamento dos participantes dos leilões: o bônus de assinatura médio em blocos offshore caiu de uma média de 57 milhões de reais nas primeiras rodadas para apenas 10,6 milhões de reais, e o número médio de lances por bloco caiu de 0,92 para 0,12. Nosso objetivo é responder em que medida a elevação das exigências de conteúdo local afetaram participação e receita nos leilões. Nós desenvolvemos e estimamos um modelo estrutural de leilões dentro do arcabouço de valores comuns que inclui a decisão de entrada e lances em múltiplas dimensões, incluindo um bônus e um percentual de conteúdo local. Nossos resultados mostram que as exigências de conteúdo local elevam os custos em blocos em águas profundas em 14 por cento. A receita governamental em leilões nessas áreas poderia ser muito maior em um contrafactual sem exigências de conteúdo local, contabilizando 17 bilhões de reais em receita de bônus de assinatura apenas em águas profundas. Em blocos em terra, não encontramos diferenças significativas de custo local e estrangeiro. / [en] In this paper, we study the case of Brazilian oil and gas auctions to assess the impact of local content requirements in bidding behavior, allowing us to estimate its impact on government revenue. The Brazilian case is particularly appealing, as there were significant changes in these requirements throughout the years. In the sales with increased local content requirements there was a dramatic change in the bidders behavior: the average signing bonus for offshore tracts dropped from an average of 57 million reais in the first sales to only 10.6 million reais and the average number of bids per tract plunged from 0.92 to 0.12. We aim to answer how much the increased local content requirements affected participation and revenue in the auctions. We develop and estimate a structural auction model within the mineral rights framework that includes an entry decision and bids in multiple dimensions, including a bonus and a local content percentage. Our results show that local content requirements increase costs in deep water areas in 14 por cento. Government revenue in auctions in these areas could be much larger in a counterfactual with no local content requirements, amounting to an extra 17 billion reais in signing bonus only for deep-water tracts. For onshore areas, we did not find any significant difference between local and foreign costs.

[pt] Reservatórios de shale gas/shale oil possuem elevado grau de anisotropia devido à presença de fraturas naturais (NFs) e também da orientação dos estratos. Com isso as fraturas induzidas hidraulicamente (HFs) interagem com as NFs e geram uma rede de fraturas com morfologia complexa. A existência de NFs modifica o campo de tensões no folhelho e influencia diretamente o comportamento geomecânico das HFs durante a operação de fraturamento, gerando ramificações na fratura dominante e contribuindo para a formação da rede complexa de fraturas. A construção de uma rede de fraturas aumenta significativamente a condutividade da formação, pois conecta fraturas e poros que anteriormente encontravam-se isolados, incrementando assim o índice de produtividade dos poços e proporcionando maior viabilidade econômica nos projetos em reservatórios de shale gas/oil. Este trabalho apresenta uma análise de sensibilidade da influência do espaçamento entre fraturamentos na construção da rede de fraturas complexas gerada em shales, visando entender como este parâmetro modifica o volume de reservatório estimulado e a distribuição de propante na rede de fraturas, de maneira a evitar problemas nesta fase do projeto e assim, manter a sustentação da rede economicamente viável. A revisao de literatura contempla os principais trabalhos publicados sobre este tema e os modelos não-convencionais de fraturas (UFM) usados para a modelagem da rede de fraturas complexas. A análise de sensibilidade será realizada por meio do software MShale, que usa um método estocástico de rede de fraturas discretas (DFN) e resolve numericamente as equações de equilíbrio e da poroelasticidade para shales, em termos de tensões efetivas, além das equações de conservação de massa, momento linear e energia com dissipação viscosa para escoamento lento (creeping flow). Para a análise, os demais parâmetros que influenciam na contrução da rede serão mantidos constantes e somente o espaçamento entre fraturamentos sofrerá variação. / [en] Shale gas/shale oil reservoirs have a high degree of anisotropy due to the presence of natural fractures (NFs) and also the orientation of beddings. Thus, hydraulically induced fractures (HFs) interact with NFs and generate a network of fractures with complex morphology. The existence of NFs modifies the stress field in the shale and directly influences the geomechanical behavior of the HFs during the fracturing operation, generating branches in the dominant fracture and contributing to the complex network of fractures. The construction of a network of fractures significantly increases the conductivity of the formation, as it connects previously isolated fractures and pores, thus increasing the productivity index of the wells and providing greater economic viability in the shale gas/oil reservoir designs. This work presents a sensitivity analysis of the influence of fracturing spacing in the construction of the network of complex fractures generated in shales, aiming to understand how this parameter modifies the volume of stimulated reservoir and the distribution of propant in the network of fractures, in order to avoid problems in this step of the design and thus, maintain the economical viability of the network. The literature review includes the main published works on this subject and the non-conventional fracture models (UFM) used to model the network of complex fractures. Sensitivity analysis will be performed using the MShale software, which uses a stochastic of the discrete fracture network (DFN) method and numerically solves the equilibrium equations and poroelasticity for shales in terms of effective stresses, in addition to mass conservation equations, linear momentum and energy with viscous dissipation for creeping flow. For the analysis, the other parameters that influence the construction of the network will be kept constant and only the spacing between fracturings will suffer variation.

[pt] Este trabalho tem por objetivo analisar um projeto de exploração e produção de petróleo típico do pré-sal brasileiro em processo de unitização que possui incertezas técnicas e de mercado e flexibilidade gerencial para adiar o investimento. Esse tipo de projeto, na maioria das empresas, é valorado através dos métodos tradicionais de análise econômica financeira. Já se sabe, no entanto, que quando se tem incertezas e flexibilidade gerencial, existem opções associadas, que tem o potencial de aumentar o valor dos ativos. Foi realizada uma aplicação numérica a um campo de petróleo hipotético através da metodologia de opções reais utilizando dados típicos da indústria. Foi avaliada a alternativa de adquirir informação de reservatório através da realização de um teste de longa duração (TLD), com intuito de reduzir as incertezas técnicas antes da unitização e elaboração do plano de desenvolvimento do campo. Considerando a opção de postergar o investimento no projeto para a realização do TLD, foi possível analisar também o impacto da incerteza de mercado que é, neste caso, o preço futuro do petróleo. Os resultados do estudo indicam que, para todas as partes envolvidas, é ótimo esperar e investir em informação antes de fechar o processo de unitização. Como contribuição, esta dissertação propõe a aplicação de um modelo de opções reais que analisa o valor da informação e o momento ótimo de investimento. Com isso foi possível determinar oVPL de um projeto de desenvolvimento da produção de um campo de petróleoque traz o maior retorno para todas as partes envolvidas. / [en] This paper analyzes a typical pre-salt oil exploration and production project under an unitization process that has technical and market uncertainties and managerial flexibility to defer the investment. This type of project in most companies is valued through traditional methods of economic and financial analysis. It is known, however, that when there are uncertainties and managerial flexibility, there are associated options that have the potential to increase the value of the project. A numerical application to a hypothetical oil field was made using industry-typical data under the real options approach. The alternative of acquiring reservoir information through an extended well test (EWT) was evaluated in order to reduce technical uncertainties before the unitization process and the draw up of the field development plan. Considering the option to defer the investment in order to do the EWT, it was also possible to analyze the impact of the market uncertainty, which in this case are the future oil prices. The results of the study indicate that, for all stakeholders, waiting and investing in information before finalizing the unitization process is optimal. As a contribution, this dissertation proposes the application of a real option model which analyzes the value of information and the optimal investment timing. With this, it was possible to determine the NPV of an oil field development project that provides the highest return to all stakeholders.

[pt] O presente estudo pretende contribuir para o entendimento do papel dos agentes políticos locais como impulsionadores das políticas públicas energéticas em Campos dos Goytacazes (RJ), a partir de um padrão de modernização conservadora, numa lógica clientelista. Para isso é feita uma contextualização do município de Campos dos Goytacazes, no Estado do Rio de Janeiro, afim de demonstrar como algumas políticas energéticas nacionais afetaram diretamente a economia local, mudando a realidade regional e acarretando reflexos decorrentes das atividades implantadas por essas políticas. Foram utilizados os conceitos de modernização conservadora e de clientelismo para mostrar como os mesmos se aplicam de forma clara no contexto de Campos dos Goytacazes, decorrendo em parte da política energética de exploração do petróleo na região. Por fim, procura-se demonstrar como o processo da modernização conservadora continua operando de modo clientelista no município de Campos dos Goytacazes (RJ). / [en] This study intends to contribute to the understanding of the role of political local players as drivers of energy policies in Campos dos Goytacazes (RJ), from a standard conservative modernization, with a patronage logic. For this, a contextualization of the city of Campos dos Goytacazes, in the state of Rio de Janeiro, was done to show how some national energy policies directly affected the local economy, changing the regional reality and led to reflections arising from the activities implemented by these policies. The concepts of conservative modernization and patronage were used to show how them apply clearly in Campos dos Goytacazes context but depends in part on the energy of the oil exploration policy in the region. Finally, it seeks to demonstrate how the process of conservative modernization continues operating with a patronage logic in the municipality of Campos dos Goytacazes (RJ).

[pt] O presente trabalho tem como foco o estudo do Sistema Petrobras, no que tange o planejamento estratégico dos investimentos da Companhia, sob a ótica da cadeia integrada do petróleo. A partir de um dos modelos matemáticos mais utilizados (e há mais tempo) na empresa, diversas decisões estratégicas de suma importância são suportadas, de modo a maximizar seu resultado operacional ao longo de um horizonte de tempo da ordem de 10 (dez) anos. Com embasamento na literatura atual, evoluções são propostas e testadas no modelo matemático. Primeiramente são introduzidas técnicas de programação estocástica em dois estágios, onde as decisões de investimento são representadas por variáveis de primeiro estágio; e a operação de todo o sistema – desde o refino até a comercialização do petróleo e derivados, passando por toda a questão logística – passa a fazer parte do segundo estágio, após a realização / revelação dos parâmetros estocásticos. Em um segundo passo, técnicas de decomposição são aplicadas para contornar eventuais limitações geradas pelo grande porte atingido pelo modelo, que cresce proporcionalmente ao número de cenários envolvidos na otimização. Os resultados mostram que o modelo estocástico começa a esbarrar nestas limitações a partir da resolução de problemas com mais de 30 cenários. Por outro lado, apesar do tempo computacional consideravelmente maior, o modelo decomposto chegou a resolver até 80 cenários, nos testes realizados. / [en] This work focuses on the study of Petrobras, regarding the strategic planning of the Company s investments, from an integrated oil supply chain perspective. From one of the most widely used mathematical models in the Company, several strategic decisions of great importance are supported, so as to maximize its operating result over a time horizon of approximately 10 (ten) years. Based in current literature, developments are proposed and tested in the mathematical model. First, two-stage stochastic programming techniques are introduced, where investment decisions are represented by first-stage variables; and system s operation – from oil refining and sales to the entire logistics issue – by second-stage variables, after realization of the stochastic parameters. In a second step, decomposition techniques are applied to circumvent any large scale limitations. The results show that the stochastic model starts to reach these limitations in problems with 30 scenarios or more. On the other hand, despite the considerably greater computational time, the decomposed model was able to solve up to 80-scenarios problems, during the tests.

[pt] As atividades realizadas em estruturas Onshore e Offshore, relacionadas a exploração e produção de petróleo estão associadas ao risco iminente de vazamento de gás ou óleo, que encontrando qualquer tipo de ignição, pode causar incêndios e explosões com o potencial de causar perdas financeiras substanciais e mortes. No presente trabalho, a metodologia em CFD foi utilizada para analisar o vazamento de gás natural em um ponto localizado no módulo de compressão de gás em uma plataforma offshore. A turbulência do escoamento foi modelada com a metodologia RANS, empregando o modelo de duas equações K-epsilon. Considerando a situação crítica, o vazamento foi analisado em regime permanente, e modelado como uma fonte pontual. Foram consideradas duas intensidades de vento: 0,5 m/s representando a condição de calmaria e 6,5 m/s representando a velocidade mais frequente, e uma única direção no sentido PROA-POPA. Para cada condição de vento, foram estudadas quatro direções de vazamentos distintos (direção de liberação do gás), ou seja, a partir da junção entre o bocal do compressor e o flange da tubulação de alimentação do sistema (localizados imediatamente acima do compressor) tem-se vazamentos nas direções norte, sul, leste e oeste. A partir dos resultados de sobrepressão (DeltaP) (diferença entre a pressão ambiente (P0) e a pressão máxima de onda de choque (Pmáxima) obtida, pontos críticos foram identificados. O volume da nuvem foi determinado para cada cenário e, posteriormente, um cálculo de TNT equivalente (comparação do potencial da mistura explosiva com a massa de TNT necessária para produzir efeitos semelhantes) foi realizado para identificação dos potenciais riscos a estrutura offshore em caso de ignição do material gasoso disperso. Os resultados obtidos coincidiram com medidas experimentais de sobre pressão em situações semelhantes. Identificou-se como o pior cenário, vazamento no flange do compressor na direção sul, correspondente a direção contraria ao vento, com alta concentração de gás natural numa grande região da plataforma. / [en] Oil exploration and production activities in Onshore and Offshore structures are associated with the imminent risk of gas or oil leakage, which encountering any type of ignition, can cause fires and explosions with the potential to cause substantial financial losses and deaths. In the present work, the CFD methodology was used to analyze the leakage of natural gas at a point located in the gas compression module on an offshore platform. The flow turbulence was modeled with the RANS methodology, using the two-equation K-epsilon model. Consider the critical situation, the leak was analyzed in steady state, and modeled as a point source. Two wind intensities were considered: 0.5 m / s represents the calm condition and 6.5 m / s represents the most frequent speed, and a single direction in the PROA-POPA direction. For each wind condition, four distinct leakage results (direction of gas release) were studied, i.g., from the junction between the compressor nozzle and the system supply piping flange (driven above the compressor) there are leaks in the north, south, east and west directions. From the results of overpressure (deltaP) (the difference between the ambient pressure (P0) and the maximum shock wave pressure (P maximum) obtained, points obtained were separated. The cloud volume was determined for each scenario and, subsequently, a calculation of equivalent TNT (comparison of the potential of the explosive mixture with the mass of TNT necessary to produce similar effects) was performed to identify potential risks to the offshore structure in case of ignition make dispersed gaseous material. The results obtained coincided with experimental pressure measurements under similar conditions. It was identified as the worst scenario, a leak in the compressor flange in the south direction, corresponding to the direction against the wind, with a high concentration of natural gas in a large region of the platform.

Orientador: Reginaldo Carmello Correa de Moraes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Filosofia e Ciencias Humanas / Made available in DSpace on 2018-08-08T20:56:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_DanielSimoes_M.pdf: 1311572 bytes, checksum: b711e7694374f0201cc16ec0c2762fc5 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: O presente trabalho tem como objetivo aprofundar o conhecimento acerca dos sentidos da atual ordem mundial vigente a partir do estudo da dinâmica conflituosa observada no território colombiano. Nesse sentido, toma como objeto central de sua reflexão a constituição de duas importantes regiões no interior do país, cujos contornos se definem pela presença de atividades econômicas de grande porte mediadas pelos movimentos guerrilheiros que, através do controle da circulação espacial nos espaços em questão, passam a impor uma organização peculiar e funcional aos interesses desses movimentos armados. As duas Regiões em questão, a Cocaleira e a Petrolífera, serão tomadas destarte em suas particularidades internas, para que posteriormente seja pensado o significado destes espaços na lógica do capitalismo contemporâneo, expandido ao nível global / Abstract: The objective of the present work is to deepen the knowledge concerning the directions of the current effective world-wide order from the study of the conflicting dynamics observed in the Columbian territory. In this direction, it takes as central object of its reflection the constitution of two important regions in the interior of the country, whose contours are defined by the presence of great economic activities mediated by the guerrila movements that, through the control of the space circulation in these regions, impose a peculiar and functional organization to the interests of these armed movements. The two Regions in question, the Petroliferous and the Coke one, will be taken in its internal particularities so that later the meaning of these spaces in the contemporary capitalism logic, expanded to the global level, can be thought / Mestrado / Política Externa / Mestre em Relações Internacionais