[pt] Para acesso aos reservatórios portadores de hidrocarbonetos é necessária a
perfuração de poços de petróleo. Entre as várias funções do fluido de perfuração
podem se destacar o transporte do cascalho gerado pela broca, a função de
primeira barreira para inibição de influxo das formações expostas no poço e a
manutenção da pressão do poço dentre os limites de resistência das formações
atravessadas (janela operacional). Alguns novos campos petrolíferos, bem como
campos depletados sofrem restrições operacionais devido a pequenas janelas
operacionais. A variação da pressão no poço aberto devido a perdas por atrito no
anular, em alguns casos é maior do que a janela operacional, impedindo a
perfuração do poço. Managed Pressure Drilling (MPD) é uma tecnologia
alternativa à perfuração convencional. O anular do poço é vedado, possibilitando a
retenção de pressão no anular. O ajuste da pressão no anular do poço possibilita
compensar a variação da perda de atrito e perfurar poços com janelas operacionais
estreitas. Para manutenção da pressão da zona objetivo dentro da janela
operacional é necessário o controle adequado da pressão na superfície. A
definição do valor de pressão necessário é obtida através do conhecimento do
comportamento da dinâmica do fluido de perfuração no poço. Este trabalho
desenvolveu um modelo de um sistema de poço de petróleo com MPD, levando
em conta os efeitos estáticos e dinâmicos envolvidos na perfuração MPD. Sobre o
modelo desenvolvido foram propostas e aplicadas diferentes técnicas de controle
linear e não-linear para avaliação do desempenho dos controladores e
identificação de pontos-chave na aplicação da técnica MPD. Os controles nãolineares
propostos foram bem sucedidos em compensar os efeitos altamente nãolineares
do sistema, melhorando sua resposta em tarefas típicas. / [en] For access of hydrocarbon reservoirs, drilling oil wells is required.. Among
the various functions the drilling fluid may provide are cutting transportation
generated by the bit, a barrier function for inhibiting influx of exposed formations
in the well and maintaining well pressure within the resistance limits of the
formations exposed (operational window). Some new oil fields as well as some
depleted fields are experiencing severe operational restrictions due to small
operational windows. The open hole pressure variation due to friction losses on
the annular in some cases is greater than the operational window, inhibiting the
perforation of the well. Managed Pressure Drilling (MPD) is an alternative
technology to conventional drilling. The annular of the well is sealed while
pressure is contained within it. By adjusting annular pressure it is possible to
compensate for friction loss variation on the annular and drill well sections with
close operational windows. For the proper pressure maintenance on the target
zone within the operating window, it is required adequate pressure control on the
surface. The definition of the necessary pressure value is obtained through
knowledge of the dynamic behavior of the drilling fluid in the well. This work has
developed a model of an oil well system with MPD, taking into account the static
and dynamic effects involved in MPD. To the developed model different linear
and non-linear control techniques were proposed and applied for evaluating the
performance of controllers and identifying key points in implementing the MPD
technique. The proposed non-linear control techniques were able to compensate
for the highly non-linear nature of the system, improving its response during
typical tasks.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:25706 |
| Date | 01 February 2016 |
| Creators | ANDRE ALONSO FERNANDES |
| Contributors | MARCO ANTONIO MEGGIOLARO, MARCO ANTONIO MEGGIOLARO |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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