[pt] O projeto de dimensionamento dos revestimentos na indústria de óleo e gás deve garantir a integridade do poço ao longo de todo o seu ciclo de vida, que pode ser de várias décadas. Um carregamento importante a ser considerado surge em consequência da produção, que movimenta os fluidos desde o reservatório até a superfície, aquecendo as partes mais rasas do poço. Este processo de aquecimento expande os fluidos de perfuração e completação que foram confinados nos anulares durante o processo de construção do poço. Esta mudança de volume do fluido é contida pela rigidez dos elementos que o mantém confinado e essa resistência à livre expansão do fluido provoca um aumento de pressão. Em alguns casos, a pressão pode tornar-se tão grande que pode levar o revestimento a colapsar, levando ao abandono de poços e a grandes perdas. Este fenômeno de aumento da pressão é conhecido na indústria do petróleo como anular pressure build-up (APB). O presente trabalho apresenta um modelo térmico para determinar o perfil de temperatura e pressão do fluido monofásico escoando em regime permanente na coluna de produção e a distribuição de temperatura ao longo de todos os elementos do poço. Como os revestimentos não são perfeitamente rígidos, um aumento de temperatura e pressão no poço acarreta na variação do volume do anular, os quais são avaliados de forma acoplada, pois a variação de volume de um anular influencia no outro, assim como os deslocamentos dos revestimentos. O estudo compara os resultados obtidos com um aplicativo comercial, apresentando boa concordância. Além disso, uma análise de sensibilidade é realizada para fornecer uma melhor compreensão do fenômeno. / [en] Casing design projects must ensure well integrity throughout its life, which can be as long as several decades. An important load to be considered appears as a consequence of production. During production, the annuli became heated from the transfer of bottom hole temperature up the well by the produced fluids. With heat-up, the fluids trapped in the annulus began to thermally expand. The expansion induces a volume enlargement, which is restrained by the stiffness of the well structure. This resistance to fluid free expansion keep the fluid confined and can produce a substantial pressure increase. In some cases, pressure may become so great that it can collapse casing, leading to well abandonment and large losses. This pressure increase phenomenon is well-known in the oil industry as annular pressure build-up (APB). In the present study, a monophasic state-state thermal model was developed to determine the oil temperature profile in the tubing and the temperature profile in all structures of the well. As casings are not perfectly rigid, temperature and pressure increase in the well results in annular volume change. Because the well consists of a sequence of casing strings that define the well annuli, the modeling of casing strains should be based on a systematic approach that considers the interaction among the various strings. The study compares results to those obtained with a commercial computer application, presenting good agreement. Further, a sensitivity analysis is performed to provide a better understanding of the phenomenon.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:35522 |
| Date | 07 November 2018 |
| Creators | ELISA LAGE MODESTO ALCOFRA |
| Contributors | ANGELA OURIVIO NIECKELE |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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