Made available in DSpace on 2017-07-10T18:13:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cleomar Fernandes.pdf: 750406 bytes, checksum: cc83bc5c06192044ee5f7580f50b55bb (MD5) Previous issue date: 2013-08-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Due to the energy demand of the country, the small hydropower plants (SHPs) are seen as a great energy strategy, because of the low cost and rapidity of construction, however, these king of power plant have caused changes in the biological and hydrological system of the body of the river. This study was conducted at SHP Ibirama, Hercílio River, State of Santa Catarina, and had as tested hypotheses: a) the construction of a small hydroelectric power plant (SHP) changes the attributes and structure of zooplankton community, b) the reservoir of SHP Ibirama, will positively affect zooplankton community downstream of the dam, c) the physical and chemical variables of the water influence the abundance of zooplankton community. To test these hypotheses were evaluated the attributes (richness, diversity and evenness) and structure (abundance) of the zooplankton community in the area of influence of SHP Ibirama, on the Hercílio River, before and after the formation of the reservoir, and the correlation was performed between some physical and chemical variables and the abundance of zooplankton community. The zooplankton and water sampling were carried out in 8 collections, being 4 before the impoundment and 4 after, at four points (grouped as Reservoir and downstream), to collect zooplankton 600 liters of water was filtered per sample. The zooplankton community was represented by 61 taxa, 42 rotifers, 15 cladocerans and 4 copepods. The rotifers showed tendency to reduce the abundance with the increase of the pH of water, however, the abundance of cladocerans increased, and the abundance of copepods showed great correlation with increase in temperature of water, phosphorus, ammoniacal nitrogen and nitrate, and less with increased turbidity and electric conductivity. It was observed, in general that the impoundment of the Hercílio River to formation the reservoir of SHP Ibirama, changed the attributes and structure of the zooplankton community, being proved through the analysis of attributes, where richness was higher after the impoundment, mainly of rotifers and Cladocerans in both, the reservoir and downstream of the dam, however the abundance of the groups was lower after impoundment. We also observed significant variation in the values of species diversity, mainly related to the results of dominance. The evenness also varied after impoundment, indicating the predominance of some species in terms of abundance. Thus, the first hypothesis was confirmed by the changes of the attributes and structure of zooplankton community after impoundment. The second hypothesis was partially rejected, since only the rotifers were positively affected downstream of the dam in terms of richness after the impoundment, and finally, the third hypothesis was confirmed by the strong correlation between the physical and chemical variables and abundance of zooplankton community. Thus, there is a need to evaluate the changes in the physical and chemical variables of the water, and the attributes and structure of zooplankton community structure in other reservoirs, in view of the lack of information about the possible changes in the community resulting from impoundments, and is important to investigate which environmental factors are responsible for these changes, so it is possible to predict and mitigate negative impacts on aquatic biota. / Devido à demanda energética do país, as Pequenas Centrais Hidrelétricas (PCHs) são vistas como uma ótima estratégia energética, em função do baixo custo e rapidez de implantação, no entanto, estes empreendimentos têm causado alterações no sistema hidrológico e biológico do corpo do rio. O presente estudo foi realizado na PCH Ibirama, rio Hercílio, Estado de Santa Catarina, e teve como hipóteses testadas: a) a implantação de uma Pequena Central Hidrelétrica (PCH) altera os atributos e a estrutura da comunidade zooplanctônica, b) a formação do reservatório da PCH Ibirama, afetará positivamente a comunidade zooplanctônica a jusante da barragem, c) as variáveis físicas e químicas da água influenciam a abundância da comunidade zooplanctônica. Para testar estas hipóteses foram avaliados os atributos (riqueza, diversidade e equitabilidade) e a estrutura (abundância) da comunidade zooplanctônica, na área de influência da PCH Ibirama, no rio Hercílio, antes e após a formação do reservatório, bem como foi efetuada a correlação entre algumas variáveis físicas e químicas e a abundância da comunidade zooplanctônica. As amostragens de zooplâncton e água foram realizadas em 8 coletas, sendo 4 antes do represamento e 4 após, em quatro pontos (agrupados em reservatório e jusante), para a coleta de zooplâncton foram filtrados 600 litros de água por amostra. A comunidade zooplanctônica foi representada por 61 táxons, sendo 42 de rotíferos, 15 de cladóceros e 4 de copépodes. Quanto à influência das variáveis físicas e químicas sobre a comunidade zooplanctônica, constatou-se que os rotíferos apresentam uma tendência em diminuir a abundância com o aumento do pH da água, no entanto os cladóceros apresentaram aumento, já os copépodes apresentaram maior correlação com o aumento da temperatura da água, fósforo, nitrogênio amoniacal e nitrato, e menor com aumento da turbidez e condutividade elétrica. Foi observada, no geral, que o represamento do rio Hercílio para a formação do reservatório da PCH Ibirama, apresentou mudanças na estrutura e composição da comunidade zooplanctônica, sendo comprovado através da análise dos atributos, que a riqueza de táxons foi maior após o represamento, principalmente de rotíferos e cladóceros, tanto no reservatório quanto a jusante do barramento, no entanto a abundância dos grupos foi menor após o represamento. Também foi verificada expressiva variação nos valores de diversidade específica, relacionadas, principalmente, aos resultados de dominância. A equitabilidade também variou após o represamento, indicando o predomínio de algumas espécies em termos de abundância. Desta forma, a primeira hipótese foi confirmada, verificando-se alteração dos atributos e estrutura da comunidade zooplanctônica após o represamento. A segunda hipótese foi parcialmente rejeitada, tendo em vista que somente os rotíferos foram afetados positivamente a jusante da barragem em termos de riqueza após o represamento, e finalmente, a terceira hipótese foi confirmada pela forte associação das variáveis físicas e químicas na distribuição dos grupos. Assim, destaca-se a necessidade de avaliar as alterações provocadas nas variáveis físicas e químicas da água, e nos atributos e estrutura da comunidade zooplanctônica em outros reservatórios, tendo em vista a escassez de informações sobre as possíveis mudanças da comunidade decorrente dos represamentos, sendo importante investigar quais fatores ambientais são responsáveis por tais alterações, a fim de que seja possível prever e mitigar impactos negativos sobre a biota aquática.

A construção de reservatórios modifica drasticamente a paisagem transformando um ambiente lótico em lêntico e criando uma nova linha de margem com características muitas vezes diferentes. Estes novos habitats são passíveis a utilização e colonização por diversas espécies. Com relação aos crocodilianos existem registros de ocorrência para três espécies nesta região Caiman crocodilus, Paleosuchus palpebrosus e Melanosuchus niger. O presente estudo verificou abundância, densidade, taxa entre os sexos e o uso de habitat para as espécies C. crocodilus e P. palpebrosus, encontradas no reservatório em um período de dez meses de monitoramento pós-represamento. Para efetuar as observações e capturas de indivíduos, focagens noturnas em barco a motor foram realizadas ao longo de cinco campanhas bimestrais. Foram visualizados 659 jacarés sendo 259 C. crocodilus, 102 P. palpebrosus e 298 indeterminados. Nenhum exemplar da espécie M. niger foi observado. O número de crocodilianos por campanha não variou de forma significativa, sendo C. crocodilus mais freqüente. Foram efetuadas 75 capturas, sendo 43 C. crocodilus (21 ♀ e 22 ♂ ) e 32 P. palpebrosus (10 ♀ e 22 ♂). A eficiência de captura foi de 16,60% para C. crocodilus, 31,37% para P. palpebrosus e 11,38% para ambas as espécies considerando também os indeterminados. A captura de exemplares de P. palpebrosus foi mais eficiente se comparada a de C. crocodilus. Foram capturados 29 filhotes entre o final da estação chuvosa e o pico da estação seca, nas três últimas campanhas, evidenciando reprodução pós-represamento, sendo 26 C. crocodilus e 3 P. palpebrosus. Os filhotes de C. crocodilus foram observados agrupados em três regiões diferentes sendo que um destes agrupamentos se manteve no mesmo local pelas três últimas campanhas apresentando redução paulatina do número de filhotes. Os três filhotes agrupados de P. palpebrosus só foram observados na quinta campanha. A classificação não-supervisionada de imagens LANDSAT – TM, resultou em oito classes (manchas de habitats) representando 93% da área. Tais manchas foram caracterizadas a partir de anotações de campo e interpretação da imagem. A macha 1, caracterizada como um buritizal alagado próximo ao aeroporto, foi a que apresentou as maiores densidades 60 e 110 ind/km2 para C. crocodilus e P. palpebrosus respectivamente, explicada pela reduzida área ocupada por este habitat. A mancha 2 foi caracterizada como água com sedimento apresentando os maiores valores para área total e amostrada e conseqüentemente baixas densidades. A mancha 3 caracterizada como margem rasa apresentou a maior abundância para C. crocodilus. A mancha 5 caracterizada como solo arenoso não se destacou por elevadas densidades sendo porém a mais abundante para P. palpebrosus. As manchas 6, 7 e 8 se agrupadas mediante a caracterização como habitats de vegetação seca apresentam a segunda maior densidade com 27,55 ind/km2. A mancha 9 foi caracterizada como um habitat onde ocorria a presença de gramíneas (pasto e cerrado campo limpo) sendo C. crocodilus a espécie predominante neste habitat. Conclui-se com este trabalho que C. crocodilus e P. palpebrosus são as espécies de crocodilianos encontradas na região do reservatório e não se mostram relativamente vulneráveis, em um primeiro momento, devido ao represamento do rio. C. crocodilus é mais abundante do que P. palpebrosus no reservatório. C. crocodilus é mais seletivo quanto ao uso das manchas de habitats definidos A observação de grupos de filhotes corrobora para o fato destas espécies se adequarem ao novo ambiente. / The construction of river dams modifies drastically the local landscape, changing a lotic environment into a lentic one and, therefore, originating a new river edge, generally with quite different features. These new habitats could be used and occupied by a plenty of species. There are many projects, constructions and dams in most of its main rivers. Regarding the crocodilians, there are three species recorded in this region: Caiman crocodilus, Paleosuchus palpebrosus, and Melanosuchus niger. The present study verified the abundance, density, sex ratio, and habitat use of Caiman crocodilus and Paleosuchus palpebrosus. These species were found in the dam during a monitoring period of ten months carried out after flooding. Observations and captures were performed during nocturnal surveys using a motorboat. The surveys occurred in five campaigns with intervals of two months. 659 crocodilians, 259 C. crocodilus, 102 P. palpebrosus and 298 undetermined were visualized considering all campaigns. None specimens of M. niger were observed. The number of crocodilians by campaign did not show significant variation and C. crocodilus was the most frequent species. We captured 75 specimens, 43 C. crocodilus (21 ♀ and 22 ♂), and 32 P. palpebrosus (10 ♀ and 22 ♂). Capture effectiveness was 16.60% for C. crocodilus, 31.37% for P. palpebrosus, and 11.38% for both species considering the undetermined specimens. Capture of specimens of P. palpebrosus was more effective compared to C. crocodilus. Twenty nine hatchlings (26 C. crocodilus and 3 P. palpebrosus) were captured between the end of rainy season and the peak of dry season (during the last three campaigns), suggesting reproductive activity after flooding. Hatchlings of C. crocodilus were observed in groups in three different areas. One of these groupings was in the same place during the last three campaigns, showing a slight decrease in number of hatchlings. The three hatchlings of P. palpebrosus were observed only in the last campaign. The unsupervised classification of the LANDSAT – TM images, resulted in eight classes (habitat patches) which represented 93% of the dam. The patches were characterized based on field notes and image interpretation. Patch 1, characterized as a flooded “buritizal” near the airport, showed the highest density (60 and 110 individuals/km2 of the C. crocodilus and P. palpebrosus, respectively). Patch 2 was characterized by water with sediments, representing a great percentage of the sampled and total area and, consequently, showed the lowest density of crocodiles. Patch 3 represents shallow edges and showed the largest abundance of C. crocodilus. Patch 5 represents sandy grounds and, even though this habitat showed no high densities, P. palpebrosus was more abundant in this habitat. Patches 6, 7 and 8 were considered as dry vegetation, showing the second major density (27.55 individuals/km2). Patch 9 was characterized by the presence of grass (pasture and “cerrado campo limpo”) and C. crocodilus was the predominant species in this habitat. It can be concluded that C. crocodilus e P. palpebrosus are the species that occur in the dam and, apparently, they are not vulnerable due to the river modifications. C. crocodilus is more abundant than P. palpebrosus in the study area. C. crocodilus is more selective than P. palpebrosus in function of habitat patches. The presence of hatchlings corroborate to the species adaptation to the new habitats.

As inundações periódicas na bacia hidrográfica do rio Cuiabá levaram a população a buscar meios para controlar as ocorrências de inundação, o que estimulou a construção da UHE Manso, atualmente sob responsabilidade da empresa Eletrobrás Furnas, em importante afluente desse rio. A partir de então, muito se tem discutido sobre a segurança proporcionada pela contenção de cheias do Aproveitamento Múltiplo de Manso (APM Manso) nas comunidades a jusante, especialmente na região metropolitana do Vale do Rio Cuiabá. O presente trabalho se propõe a avaliar a influência do reservatório de Manso na atenuação das cheias na bacia do Cuiabá. Foram analisados cenários hidráulicos a fim de comparar o impacto dos eventos extremos que ocorreram antes e após a operação da usina nas hipóteses da existência e inexistência do reservatório, e de cheias de projeto com diversos períodos de retorno na sub-bacia do rio Manso. O amortecimento hipotético do APM Manso foi simulado pelo método de Puls, e a translação da onda de cheia foi calculada pelo modelo hidrodinâmico CLiv. Em suma, foi constatado que o reservatório evitou uma cheia que atingiria grandes magnitudes em 2006. Quanto às inundações de maior prejuízo observadas anteriormente à construção da usina, duas delas seriam substancialmente atenuadas com a existência do reservatório; no entanto, uma terceira atingiria os níveis de alerta definidos pela Defesa Civil Estadual. Por fim, concluiu-se que, nas condições ideais de simulação, o APM Manso é capaz de reduzir a frequência das cheias consideradas de risco para as comunidades a jusante para períodos de retorno entre 50 e 100 anos. Apesar do amortecimento verificado, para que haja mitigação dos impactos de maneira racional, diversos outros cuidados devem ser tomados, em especial os relacionados ao planejamento para a ocupação apropriada das áreas de planície de inundação, a fim de que a segurança da população não dependa exclusivamente do reservatório. / The constant floods in Cuiabá river basin had led population to seek ways to control the overflow occurrences, encouraging the construction of Manso hydroelectric power plant, nowadays under responsibility of Eletrobras Furnas Company, in an important tributary of this river. Much has been discussed about the safety provided by the flood attenuation of Manso Multiple Use reservoir (MMU) in downstream communities, mainly in the metropolitan region of Cuiabá River Valley. In this context, this dissertation reports on the evaluation of the influence of Manso reservoir on the flood attenuation in Cuiabá basin. Hydraulic scenarios were analyzed in order to compare the impact of extreme events that occurred before and after hydroelectric power plant operation in the case of existence and non existence of the reservoir, and the impact of design flood with many return periods in Manso river sub-basin. The hypothetical flood-control of the MMU was simulated by level pool routing method, and the wave propagation was calculated by CLiv hydrodynamic model. It was verified that the reservoir avoided an inundation of great magnitudes in 2006. Regarding the major inundations that occurred before the hydroelectric power plant construction, two of them would have been substantially attenuated by the existence of the reservoir, and a third one would have reached the alert levels defined by the State Civil Defense. Finally, it was concluded that, under perfect simulated conditions, MMU is able to reduce the flood frequency considered risky to communities downstream in return periods between 50 and 100 years. Despite the verified flood-control, for the purpose of mitigating the impacts in wise manners, many other precautions must be taken, especially those related to planning for appropriate occupation in flood plain areas, so that population safety does not depend exclusively on the reservoir.

O presente estudo visou reconstruir o histórico de impactos antrópicos na bacia de drenagem do Lago das Garças durante o século XX por meio da deposição de contaminantes no compartimento sedimentar. O Lago das Garças está localizado em uma unidade de conservação, Parque Estadual das Fontes do Ipiranga (PEFI), inserida em área altamente povoada e urbanizada da cidade de São Paulo. Dois testemunhos de sedimento (LG05-03 e LG05-04, com 70 cm e 65 cm, respectivamente) foram amostrados mediante auxílio de mergulhadores no ponto mais profundo do reservatório, sendo, posteriormente, fatiados a cada 1 cm. Em LG05-03 foram quantificadas as distribuições verticais de carbono orgânico total (COT), nutrientes totais (NT e PT), hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPA), hidrocarbonetos alifáticos (n-alcanos), bem como foi feita a classificação granulométrica. Em LG05-04 foi determinada a deposição de metais pesados (Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb e Zn) e a geocronologia através do isótopo radioativo \'ANTPOT. 210 Pb\', usando o modelo CIC (Constant Initial Concentration). Os dados foram analisados por meio de análises estatísticas multivariadas (ACP: Análise de Componentes Principais). Com base nas tendências dos dados e na ACP, foi possível estabelecer três fases principais: Fase I: 64-43 cm (~1894-1975): caracterizada por baixas concentrações de nutrientes e contaminantes, sendo possível recuperar níveis préindustriais destes compostos, propostos como valores de referência regionais. Ainda, com base na razão C/N e em razões entre n-alcanos, notou-se, nesta fase o predomínio de aporte de matéria orgânica de origem alóctone; Fase II: 43-26 cm (~1975-1990): aumento abrupto das concentrações de metais pesados e HPA traçadores de veículos automotores, marcando o aumento da poluição atmosférica devido ao grande crescimento econômico do município e maior circulação de veículos na região. Ainda, foi observado aumento gradual das concentrações de NT e PT, atribuídos aos despejos de esgotos não tratados oriundos da Secretaria de Agricultura e Abastecimento e da Fundação Parque Zoológico; Fase III: 26-0 cm (~1990-2005): aumento mais acentuado das concentrações de nutrientes devido aos despejos de esgotos, acarretando em maior eutrofia do sistema, registrada pelo perfil do n-\'C IND.17\'. Pico das concentrações de HPA traçadores do uso de carvão mineral associado às atividades de uma siderúrgica vizinha (Siderúrgica J.L. Alipeti), bem como queda das concentrações destes traçadores coincidindo com mudanças no processo industrial da empresa. Ainda nesta fase notaram-se aumentos expressivos dos teores e fluxos dos HPA traçadores de veículos automotores, corroborando o cenário de aumento vertiginoso da frota de veículos na última década. Desse modo, este estudo contribuiu com o cenário nacional em termos de manejo de bacias hidrográficas urbanas, incluindo registros desde a época pré-revolução industrial no Brasil (~1894) até os dias atuais, demonstrando o potencial do uso de testemunhos lacustres no resgate de informações relativas à contaminação de ecossistemas aquáticos associadas às atividades antropogênicas. / Present study aimed to reconstruct the human impact history on the Garças Lake Drainage Basin during the 20th Century based on contaminants deposition on the lacustrine sediment. Garças Lake is located in a preservation area, the Parque Estadual das Fontes do Ipiranga (PEFI), located in a highly populated urban area within the city of São Paulo. Two sediment cores (LG05-03 and LG05-04, 70 cm and 65 cm long) were sampled by divers at the deepest site of the lake, which were sliced at 1 cm intervals. Information for LG05-03 included total organic carbon (TOC), total nutrients (TN and TP), polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), aliphatic hydrocarbons (n-alkanes) and grain size vertical distributions. Deposition of heavy metals (Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb and Zn) and the geocronology by \'ANTPOT. 210 Pb\', using CIC model (Constant Initial Concentration), were determined in LG05-04. Data were analyzed by multivariate statistic analysis (PCA, principal components analysis). Based on data trends and PCA, it was possible to recognized three main phases: Phase I: 64-43 cm (~1894-1975) characterized by low nutrients and contaminants concentrations, allowing retrieving preindustrial levels of these compounds, which are proposed as regional reference values. Besides, C/N ratio and n-alkanes ratios demonstrated aloctonous organic matter predominance; Phase II: 43-26 cm (~1975-1990) characterized by the abrupt increase of heavy metals and vehicular PAHs concentration, indicating the atmospheric pollution increase, due to the great economic rise experienced by the city of São Paulo over that time and the higher vehicles circulation in the region. Yet, it was observed a gradual increase in nutrient concentration attributed to the untreated sewage inputs from the São Paulo State Department of Agriculture and Provisioning headquarters and the city Zoo; Phase III: 26-0 cm (~1990-2005) characterized by a marked increase in nutrient concentration related to the untreated sewage inputs, leading to the increase of eutrophication, as registered by the n-\'C IND.17\' distribution. A peak of coal PAHs concentration was also noticed, related to a neighbor steel mill (J.L. Aliperti), followed by a subsequent decrease of these compounds, coincident with industrial procedures changes. Besides, there was an expressive increase in vehicular PAHs concentrations, corroborating the scenery of a drastic raise of vehicles in the last decade. The present study contributed to the national scenario towards urban drainage basin management. It included records since preindustrial time (~1894) up to the present, highlighting the potential use of lacustrine sediment on the retrieval of historical environmental changes of aquatic ecosystems and associated anthropogenic impacts.

Orientadores: Saul Barisnik Suslick, Denis Jose Schiozer / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica, Instituto de Geociências / Made available in DSpace on 2018-08-12T08:07:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Avansi_GuilhermeDaniel_M.pdf: 1362823 bytes, checksum: 732bf257c2ca9c9de80531fdd59770e5 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: O processo tradicional de estratégia de produção demanda muitas simulações, devido ao alto número de variáveis e combinações. Devido à impossibilidade de investigar todas as alternativas, processos tradicionais levam a resultados sub-ótimos. Processos automatizados podem resolver em partes esse problema, porém o tempo computacional se eleva devido ao acréscimo do número de simulações geradas no processo. Dentro desta perspectiva, este trabalho propõe uma metodologia de aplicação de metamodelos no processo de estratégia de produção e na avaliação econômica de campos de petróleo, possibilitando um número maior de alternativas e aumentando as chances de melhores decisões na escolha da estratégia de produção de campos de petróleo, sendo que metamodelos já foram utilizados em outras áreas (análise de risco, ajuste de histórico etc.). Os metamodelos estudados e aplicados envolvem: métodos estatísticos; planejamento estatístico; metodologia de superfície de resposta e teste de consistência. Os metamodelos utilizados neste trabalho mostraram que podem ser utilizados para seleção de estratégias de produção, trazendo uma opção adicional ao processo além de encontrar soluções que não são observadas pelos métodos tradicionais, e que permitiu mudar a decisão utilizada no processo de avaliação econômica em um amplo espaço de solução / Abstract: The traditional process of production strategy demands many simulations due to the high number of variables and possibilities. Sub-optimal results can be obtained from manual processes; Automatic processes can mitigate this problem but the computational effort increases as a result of the number of simulations generated in the process. Thus, the objective of this work is an attempt of application of proxy models in the production strategy optimization and in the economic evaluation in petroleum fields, allowing the selection of production strategy evaluating a higher number of alternatives and increasing the chances to find better solutions. Proxies have been used in important applications such as risk analysis, history matching etc. The applied proxy models combine the following components: statistics methods, experimental planning, the response surface methodology and consistency checking. We have shown that proxy models can be used in a definition of production strategy, bringing an additional option in the process. The advantage is to find solutions that are not investigated by the traditional methods; proxy models create new possibilities to change a decision used in an economic evaluation process in a wider solution space / Mestrado / Reservatórios e Gestão / Mestre em Ciências e Engenharia de Petróleo

Orientadores: Denis Jose Schiozer, Celio Maschio / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica e Instituto de Geociencias / Made available in DSpace on 2018-08-12T07:35:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Becerra_GustavoGabriel_M.pdf: 16760750 bytes, checksum: 0609c24d13d46b9121f71356ce9d42a1 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: A escassez de informações de qualidade introduz risco ao processo de previsão da produção de petróleo tornando imprescindível o ajuste de histórico de produção, que é a calibração do modelo a partir da resposta produtiva registrada. O ajuste é um problema inverso, em que diferentes combinações dos valores dos parâmetros do reservatório podem conduzir a respostas aceitáveis, especialmente quando o grau de incerteza desses parâmetros é elevado. A integração do ajuste de histórico com a análise probabilística dos cenários representativos conduz à obtenção de uma metodologia para detecção dos modelos calibrados dentro de uma faixa de aceitaçãodefinida. O tratamento de atributos interdependentes de influência global e local e o avanço por etapas são necessários. Desta forma, o objetivo deste trabalho é apresentar uma metodologia que integra a análise de incertezas com o ajuste de histórico em modelos de reservatórios complexos. Este procedimento auxilia a detectar os atributos incertos críticos e sua possível variação com o intuito de estimar a faixa representativa das reservas a desenvolver. Não é alvo obter o melhor ajuste determinístico, mas refletir como o histórico possibilita uma mitigação das incertezas. Assim, a meta é usar modelos mais complexos e aprimorar a metodologia iniciada por Moura Filho (2006), desenvolvida para um modelo teórico simples. São utilizados dois casos de estudo de complexidade similar. Um deles referente ao reservatório do Campo de Namorado, utilizado para verificar e validar, em nível global, a aplicação da metodologia. Na etapa de aplicação, é usado um modelo sintético construído a partir de dados de afloramentos reais no Brasil e compreendendo informações de campos análogos com sistemas turbidíticos depositados em águas profundas. Os métodos aplicados, mediante a redefinição das probabilidades associadas e níveis dos atributos incertos, permitem: (1) reduzir a faixa de ajustes possíveis e obter modelos mais confiáveis; (2) identificar e condicionar à incerteza presente em função dos dados registrados; (3) diminuir os intervalos de incerteza dos parâmetros críticos identificados; (4) demarcar os limites seguros do desempenho futuro do reservatório. A conseqüência é um aumento da confiança no uso da simulação como ferramenta auxiliar do processo decisório. Além disso, procura-se fornecer à equipe multidisciplinar uma metodologia para reduzir o tempo empregado no gerenciamento de múltiplos atributos incertos na etapa de ajuste do modelo. / Abstract: The lack of reliable data or with high degree of uncertainty yields risk to the process of production prediction making the history matching, the model calibration from the registered field production indispensable. History matching is an inverse problem and, in general, different combinations of reservoir attributes can lead acceptable solutions, especially whit high degree of uncertainty of these attributes. The integration of history matching with a probabilistic analysis of representative models yields a way to detect matched models inside an acceptance interval, providing more efficient framework for predictions. It is necessary to consider dependences between global and local attributes. The scope of this work is to present a methodology that integrates the uncertainty analysis with the history matching process in complex models. This procedure helps to detect critical subsurface attributes and their possible variation, in order to estimate a representative range of the additional reserves to be developed. . It is not an objective to obtain the best deterministic model, but to mitigate uncertainties by using observed data. The objective is to improve the methodology initiated by Moura Filho (2006), applied to a simple model. The methodology presented in this work is applied in two study cases with similar complexity. Firstly, the methodology is verified and validated, on global scale, in Namorado Field. Then, at the application stage, it is chosen a synthetic reservoir model made from real outcrop data of Brazil and involving information from analog fields with turbiditic systems deposited in deep waters. The methodology allows the redefinition of the probability and levels of the dynamic and static attributes in order: (1) to reduce the group of possible history matching obtaining more realistic models; (2) to identify the existent uncertainty as a function of observed data; (3) to decrease the uncertainty range of critical reservoir parameters; (4) to increase the confidence in production forecast. One contribution of this work is to present a quantitative approach to increase the reliability on the use of reservoir simulation as an auxiliary tool in decision processes. Another purpose of this work is to provide a procedure to reduce the consumed time to handle multiples uncertainty attributes during the history matching. / Mestrado / Reservatórios e Gestão / Mestre em Ciências e Engenharia de Petróleo

Orientador: Osvair Vidal Trevisan / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica e Instituto de Geociencias / Made available in DSpace on 2018-08-12T11:42:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Moreira_RichardDouglasRibeiro_M.pdf: 5216671 bytes, checksum: f2bb159b2f1d91175972a75a6c43e44c (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: A injeção de vapor auxiliada por drenagem gravitacional em poço único, denominada SWSAGD (Single Well Steam Assisted Gravity Drainage), é um processo de recuperação terciária desenvolvido com um único poço horizontal. Foram estudadas diversas estratégias, através de simulação numérica, visando a aplicação desta técnica com dados pertinentes a um campo da bacia do Espírito Santo. As estratégias têm diferentes opções como a injeção cíclica prévia e a colocação de obturadores no poço produtor. O desempenho do processo de recuperação para as diferentes estratégias é comparado sempre com aquele obtido para o processo do Dual Well - SAGD para as mesmas condições. São feitas também comparações com a produção primária por poço horizontal e entre as diversas estratégias geradas. A influência de alguns parâmetros - comprimento e posição entre poços, zona de injeção e produção - são apresentados. Com todas estas estratégias de melhoria para o processo SW-SAGD, alcança-se um processo com recuperação maior que os resultados decorrentes do SAGD tradicional com dois poços. / Abstract: The Single Well Steam Assisted Gravity Drainage (SW-SAGD) is a tertiary recovery process developed with an single horizontal well. The objective of this research is to study, with numerical simulation, the application of the SW-SAGD technique to a field dates located in the Espírito Santo Basin. Several strategies were studied for this process using previous cyclic injection and packers. The strategies improved the horizontal well production and enhanced the oil recovery. Comparisons are made along the study between the performance of oil recovery for the developed strategies and the performance of the DW-SAGD at the same operating and field conditions. Comparisons with the primary recovery using horizontal wells and between the strategies were used to improve and choose the best options. The influence of some parameters - length and position between wells, injection and production zones - are presented. As a result of all the improvement, a new strategy for the SW-SAGD process is reached, providing an oil recovery higher than from the DW-SAGD. / Mestrado / Reservatórios e Gestão / Mestre em Ciências e Engenharia de Petróleo

Orientador: Osvair Vidal Trevisan / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica e Instituto de Geociências / Made available in DSpace on 2018-08-22T17:34:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Machado_CintiaGoncalves_M.pdf: 16851986 bytes, checksum: d2b235b62b2caa45fabdb9df65820998 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: A injeção alternada de água e gás (WAG) configura um método mundialmente consagrado de recuperação de petróleo, no qual uma fase aquosa exerce controle de mobilidade e aumenta a área de varrido dos gases injetados no reservatório. O processo de injeção alternada de fluidos imiscíveis gera alterações irreversíveis nas curvas de permeabilidade relativa em função do efeito de histerese. Este efeito é consequente do processo e do histórico de saturações dos fluidos presentes no meio poroso. Sendo os dados de permeabilidade relativa parâmetros essenciais para a predição e gerenciamento da produção de reservatórios de petróleo, mostra-se necessário o conhecimento dos efeitos de histerese para o planejamento de projetos de injeção alternada de água e gás durante o desenvolvimento de campos petrolíferos. Este trabalho consistiu em um estudo laboratorial para investigação do efeito de histerese nas curvas de permeabilidade relativa. Os ensaios foram realizados em regime permanente e utilizou-se Tomografia Computadorizada de Raios-X para a quantificação in situ da variação das saturações dos diferentes fluidos no meio poroso durante os processos de deslocamento no meio poroso. Os deslocamentos consistiram na injeção alternada de salmoura de alta salinidade e nitrogênio em uma rocha calcária de afloramento, análoga aos reservatórios do Pré-Sal, saturada com óleo e água residual. Os principais objetivos foram à avaliação dos efeitos histeréticos nas curvas de permeabilidade relativa e a obtenção de parâmetros a serem utilizados em modelos numéricos para simulação de reservatórios. Efeitos histeréticos foram observados tanto nas curvas de permeabilidade relativa ao gás como nas relativas à salmoura. Estes efeitos foram atribuídos principalmente ao aprisionamento de gás no meio poroso ao longo dos ciclos de injeção. Observou-se também que a saturação residual de óleo se reduziu consideravelmente, ao longo da realização dos ciclos / Abstract: Water-alternating-gas (WAG) injection is a useful configuration for enhanced oil recovery (EOR). WAG consists in the improvement of the mobility control and areal sweep by cyclic injection of gas and water and it has been successfully applied worldwide. Application of WAG to carbonate reservoir has produced non-reversible changes in the permeability curves during the injection cycles in consequence of saturation path and history, which are assigned as permeability hysteresis. Consequently, hysteresis parameters obtained from experimental investigations are often required to adjust hysteresis models and to allow the improvement of the oil recovery prediction. This work reports a laboratorial investigation on relative permeability hysteresis during alternating injection of high salinity brine and nitrogen into an oil saturated carbonate core, analog to the reservoir rocks of Brazilian Pre-salt, under steady-state conditions. X-Ray Computed Tomography (CT) was applied to obtain a multiphasic quantitative analysis of the fluid in-situ saturations in the porous media. Main targets were to evaluate the permeability hysteresis and to assess the parameters to be applied in models of relative permeability hysteresis for numerical simulation. Hysteresis effects on the relative permeability curves were observed in each cycle. Permeability hysteresis was mainly attributed to gas trapping in the porous media during the injection cycles. In addition, the oil residual saturation was decreased along the successive cycles / Mestrado / Reservatórios e Gestão / Mestra em Ciências e Engenharia de Petróleo

Orientadores: Célio Maschio, Denis José Schiozer / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica e Instituto de Geociências / Made available in DSpace on 2018-08-20T18:57:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Costa_LuisAugustoNagasaki_M.pdf: 3337483 bytes, checksum: b05ca6a68358b078358ec34ba7f7b07a (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: O processo de ajuste de histórico consiste em uma das etapas mais importantes envolvendo estudos de reservatórios, pois com o modelo de simulação ajustado pode-se realizar previsões de produção com maior confiabilidade e avaliar diferentes estratégias de produção de forma a obter maior recuperação final com menor custo. Porém, esse processo traz consigo diversas dificuldades, sendo uma delas a não unicidade das soluções, ou seja, vários modelos podem igualmente proporcionar resultados satisfatórios dependendo do objetivo de estudo. Além disso, o reservatório pode possuir diversas heterogeneidades e não linearidades entre atributos do reservatório e valores de produção e pressão, o que também contribui para aumentar a complexidade do problema. Através dos diversos trabalhos já publicados comprovou-se que cada caso possui diferentes características, de forma que uma metodologia aplicada com sucesso a um determinado caso pode não ser aplicável a outro e vice e versa. Dessa maneira, estudos nessa área devem ser realizados e atualizados constantemente. O grande desafio em problemas envolvendo ajuste de histórico está relacionado à redução do número de simulações necessárias para alcançar ajustes satisfatórios de acordo com o objetivo proposto. Entre as diversas técnicas que podem ser encontradas na literatura para tal propósito, uma que chama atenção é a aplicação de metamodelos gerados através de Redes Neurais Artificiais. Os metamodelos, uma vez gerados, são capazes de fornecer os resultados muito mais rápido que o simulador, pois se tratam de modelos simplificados. As RNA, por sua vez, são estruturas capazes de captar com eficiência as não linearidades entre entradas e saídas de um dado problema. Assim, os metamodelos gerados por RNA possuem características que os tornam promissores para serem utilizados como substitutos do simulador em etapas do ajuste que demandam maior esforço computacional. Deste modo, nesse trabalho foi avaliada a aplicação de metamodelos gerados por RNA no processo de ajuste de histórico, principalmente no que se refere à influência que a qualidade do conjunto de entrada exerce sobre o desempenho do metamodelo gerado e com relação à confiabilidade da utilização do metamodelo como substituto do simulador para casos práticos, com características mais próximas da realidade. Os resultados mostraram que a ferramenta, apesar dos erros envolvidos, por se tratar de um modelo simplificado, pode ser utilizada como ferramenta auxiliar ao simulador de escoamento no processo de ajuste de histórico. Não é recomendada a sua utilização como substituta do simulador no processo inteiro, porém, pode contribuir em etapas do processo que não requerem grande precisão dos resultados. Para a confiabilidade dos resultados, é necessário validar a resposta (encontrada por meio do metamodelo) usando o simulador de reservatórios / Abstract: The history matching process is one of the most important stages involving studies of reservoirs, because with the adjusted reservoir model, the production forecasts can be done with higher reliability and different production strategies can be evaluated to obtain greater final recovery associated with less costs. However, this process have several problems associated, one being the multiple solution, meaning that different models provide satisfactory results, depending on the objective of the study. Furthermore, the reservoir in study can have different heterogeneities and nonlinearities between reservoir attributes and values of production and pressure, which also contributes to increase the complexity. Various published work showed that each case has different characteristics, so that a methodology that was applied successfully in one case, may not be efficient in another and vice-versa. Thus, studies in this area should be developed and updated constantly. The great challenge in problems involving history matching is related to reducing the number of simulations required to achieve satisfactory adjustments in accordance with the proposed objective. Among several procedures for this purpose, the application of proxy models generated through artificial neural networks (ANN) can be cited. The proxy models, once generated, are able to calculate the results much faster than the simulator due to the fact that they are simplified models. The ANN are structures capable of efficiently capture nonlinearities between inputs and outputs of a given problem. Thus, these proxy models have characteristics that make them promising for use as substitute of simulator in stages that require greater computational effort. Thereby, in this work the application of proxy models generated through ANN in the history matching process was evaluated, primarily regarding to the influence of the input quality in the proxy performance and the reliability of the use of proxy models as substitutes of the simulator in a realistic reservoir model. The results showed that the tool, despite the errors involved, because it is simplified model, can be used as auxiliary tool to the flow simulator in the process of history matching. It is not recommended to use as a substitute in the whole process, however, can contribute in the process stages that do not require great precision. For reliable results, it is necessary to validate the response (found through the proxy) using the reservoir simulator / Mestrado / Reservatórios e Gestão / Mestre em Ciências e Engenharia de Petróleo

Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2016-04-12T18:06:47Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Raquel C. de Mello doc._BGQ2.pdf: 5133262 bytes, checksum: 1e17d399facfb03a2adcb79839e3c8aa (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-12T18:06:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação Raquel C. de Mello doc._BGQ2.pdf: 5133262 bytes, checksum: 1e17d399facfb03a2adcb79839e3c8aa (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geociências-Geoquímica. Niterói, RJ / Regiões alagadas e reservatórios de hidrelétricas localizados nos trópicos são considerados fontes significativas de gases estufa para a atmosfera. Estas emissões resultam da degradação da matéria orgânica do solo e da biomassa vegetal inundada pelo processo de degradação anaeróbio, mediado por microrganismos. Este trabalho compara a composição lábil da matéria orgânica (carboidratos - CHO, lipídios – LPD, e proteínas - PRT), a razão elementar (C:N), o comportamento das formas nitrogenadas (NO3‾, NO2‾ e o NH4 +) e o número de células bacterianas com a produção de gases (CH4 e CO2) em incubações anaeróbias de sedimentos de várzea e reservatório. A várzea Yahuarcaca, localiza-se na margem colombiana do Rio Amazonas, e é controlado por pulsos de inundações deste. O reservatório do Funil, construído em 1969, recebe águas do Rio Paraíba do Sul e efluentes das atividades antrópicas do vale do Paraíba Paulista. As incubações foram em atmosfera de N2 a 25°C, sem agitação e os parâmetros foram quantificados periodicamente. A abordagem bioquímica baseada na análise quali-quantitativa na matéria orgânica sedimentar pode identificar o estado trófico e a qualidade ambiental de ambientes aquáticos. A alta concentração de PRT (1,0 mgC.g-1) classifica o reservatório como um sistema eutrófico e a concentração de CHO (0,58 mgC.g-1), mesoligotrófico. Na várzea, as concentrações de PRT (0,88 mgC.g-1) e de CHO (0,09 mgC.g-1) classificam o sistema como mesoligotrófico. Devido aos sistemas estarem consumindo CHO ao invés de acumular, ambos podem ser classificados como heterotróficos. O percentual lábil da matéria orgânica variou de 14 a 21% do carbono orgânico total, assegurando a fonte de carbono e energia para a comunidade bacteriana da ordem de 108-109 cel.g-1. O C:N e o δ13C dos sedimentos incubados refletiram uma mistura de fontes em ambos os ambientes. Os sinais encontrados na várzea (C:N~8,1; -28< δ13C <-26‰) correspondem a mistura de plantas amazônicas, com predominância de plantas C3. No reservatório (C:N~11,1; δ13C~-23‰), observa-se mistura de sinais plantas C3, C4 e fitoplâncton, refletindo múltiplos usos do solo e eutrofização das águas do reservatório. O aporte de efluentes também contribuiu como fonte de matéria orgânica para o reservatório, conforme δ15N mais pesado indicou (~6,6‰). Os processos de degradação da matéria orgânica variaram ao longo das incubações em ambos os sistemas.Inicialmente a degradação da matéria orgânica produziu NH4 +, oxidado em anaerobiose via redução do Fe(III), produzindo NO2‾ até o 196º dia de incubação. Também ocorreu a nitrificação anaeróbia do amônio a NO3‾, dependente da produção de oxigênio pela enzima catalase. O NH4 + foi produzido durante todo o experimento, representando 88 – 99% das formas nitrogenadas dissolvidas. Em ambas as amostras, a produção de CO2 excedeu a produção de CH4 ao longo de toda a incubação. A produção de CO2 foi até duas vezes maior e de CH4 até três vezes maior na várzea do que no reservatório, cujas produções alcançaram ~1900 e ~1500 nmolC.g-1.d-1, respectivamente. Esta maior produção pode estar relacionada ao rápido turn over da matéria orgânica de alta labilidade e à equilibrada comunidade microbiana presente no ambiente naturalmente alagado / croorganisms. This work compare the labile composition of organic matter (carbohydrates – CHO, lipids – LPD, and proteins – PRT), the elemental ratio (C:N), the distribution of nitrogen forms (NO3‾, NO2‾ e o NH4 +) and the number of bacterial cells with the production of gases (CH4 e CO2) in anaerobic incubations of sediments from a lake and a reservoir. The floodplain Yahuarcaca is located in the margin of the Amazon River and is controlled by flood pulses of the river. The Funil reservoir built in 1969 receives water from Paraíba do Sul River and discharges from the anthropogenic activities from the river valley. The incubations were made in N2 atmosphere at 25ºC without agitation and the parameters were quantified periodically. The biochemical approach based in a quali-quantitative analysis of the sedimentary organic matter identifies the trophic state and environmental quality of aquatic ecosystems. The high PRT concentration (1,0 mgC.g-1) classifies the reservoir as a eutrophic system and the CHO concentration (0,58 mgC.g-1), mesoligotrophic. In the floodplain, the PRT (0,88 mgC.g-1) and CHO (0,09 mgC.g-1) concentrations classify the system as mesoligotrophic. Due to the consuming of carbohydrates instead of accumulate, both systems can be classified as heterotrophic. The labile organic matter percentage varied from 14 to 21% of the total organic carbon, ensuring source of carbon and energy to the bacterial community in an order of 108-109 cel.g-1. The C:N and δ13C from the incubated sediments reflected a mixture of sources in both environments. The floodplain signal (C:N~8,1; -28< δ13C <-26‰) indicated a mixture Amazonian plants, predominating C3 plants. In the reservoir (C:N~11,1; δ13C~-23‰) was observed a mixture of C3, C4 and phytoplankton signals, reflecting multiple uses of land and eutrophication of the reservoir waters. Also the sewage input contributes as source of organic matter to the reservoir, as indicated by the heavier δ15N (6,6‰). The degradation processes of organic matter from both systems varied along the incubations. Initially the organic matter degradation released NH4 +, oxidized anaerobically through Fe3+ reduction, releasing NO2‾ until 196th day of incubation. Also occurred anaerobic NH4 + nitrification to NO3‾, depending on oxygen production by catalase enzyme. The NH4 + was produced over the whole experiment, being 88 – 99% of the dissolved nitrogen. In both samples, the CO2 production exceeded CH4 production during the entire incubation. Comparing to the reservoir, CO2 production was twice and CH4 was three times higher in the floodplain, producing approximately 1900 e 1500 nmolC.g-1.d-1, respectively. The high production can be related to a fast turn over of a labile organic matter and to a microbial community in the naturally flooded land