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Previous issue date: 2016-09-26 / A injeção de vapor é uma técnica mundialmente consagrada e melhor empregada em reservatórios de óleo pesado. A elevação da temperatura proporcionada pelos métodos térmicos aumenta a mobilidade do óleo no interior da rocha, mas, somada à pressão utilizada, também gera danos nos poços e formação circunvizinha. O objetivo deste trabalho é analisar, através da técnica de Fragmentação de Malha de Elementos Finitos, o que ocorre no poço e imediações quando submetidos à injeção de vapor. Utilizando simulação acoplada termo-hidro-mecânica, é possível prever a propagação das fraturas e descolamentos que ocorrem na bainha de cimento de poços petrolíferos. Com isso, pode-se antecipar o comportamento do sistema rocha-cimento-revestimento frente às cargas térmicas e mecânicas que são impostas em poços de petróleo nas operações de injeção de vapor. A técnica utilizada, com base na Aproximação Contínua de Descontinuidades Fortes, faz uso de elementos de interface representados por elementos triangulares de alta razão de aspecto, introduzidos em todas as faces que separam os elementos do contínuo. Desta forma, as descontinuidades podem propagar-se através das faces dos elementos sem a necessidade de algoritmos especiais para definir a geometria da fratura. Vários cenários foram simulados no intuito de analisar a influência das principais propriedades dos materiais no sistema revestimento-bainha-formação. Aspectos como: excentricidade do revestimento, aderência, características da rocha, resistência e composição do cimento foram considerados na análise do dano. Os resultados obtidos contribuem para um melhor entendimento de como a estanqueidade e a resistência mecânica da bainha são afetadas quando o poço é submetido aos esforços provocados pelos métodos térmicos de recuperação de óleo. / Steam injection is a technique used worldwide and better applied in heavy oil reservoirs. The rise in temperature provided by thermal methods increases oil mobility inside the rock, but also generates damage to wells and surrounding formation. The objective of this study is to analyze, through the technique of Finite Elemente Mesh Fragmentation, what may happen in the well and its surroundings when subjected to steam injection. Using coupled thermo-hydro-mechanical simulation it is possible to predict the propagation of fractures and displacement that appear in the cement sheath of oil wells. Thus, one can antecipate the rock-cement-casing system behavior face to thermal and mechanical loads that are imposed on oil wells in steam injection operations. The concentration of stresses induced in these operations may compromising the resistance of the cement, leading to the lost of the zonal hydraulic seal. This technique, based on Continuous Approach of Strong Discontinuities, utilizes interface elements represented by triangular elements of high aspect ratio, positioned on all faces that separate the elements of the continuum. Thus, discontinuities can be spread across the faces of the elements without the need of special algorithms to define the geometry of the fracture. Several scenarios were simulated in order to analyze the influence of the components properties on the casing-sheath-formation system. Aspects such as eccentricity of the casing, adherence, strength and cement composition and characteristics of the rock were considered in the damage analysis. The results contribute to a better understanding on how the sealing and mechanical resistance of the cement sheath are affected when the well is subjected to the stresses caused by the thermal enhanced oil recovery.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufpe.br:123456789/25512 |
| Date | 26 September 2016 |
| Creators | OLIVEIRA, Ricardo Wanderley de |
| Contributors | http://lattes.cnpq.br/3821425977868488, GUIMARÃES, Leonardo José Nascimento, MANZOLI, Osvaldo Luís |
| Publisher | Universidade Federal de Pernambuco, Programa de Pos Graduacao em Engenharia Civil, UFPE, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFPE, instname:Universidade Federal de Pernambuco, instacron:UFPE |
| Rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
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