A indústria de petróleo e gás tem trabalhado para o desenvolvimento de métodos que permitam o monitoramento e controle da produção de fluidos nos poços. Para isso são desenvolvidos equipamentos específicos para medição de vazões. Este trabalho apresenta um sistema baseado em medidores de vazão por obstrução ou pressão diferencial (placas de orifício, bocais e Venturis) para determinação em linha de vazões de produção (óleo, gás e água) em poços de petróleo. A partir das equações de conservação da massa e do momento para escoamento unidimensional e considerando escoamento isotérmico com fases incompressíveis, sem mudança de fase, com fases líquidas homogeneizadas e com escorregamento constante entre as fases líquida e gasosa, é deduzida uma relação geral entre vazão mássica total e queda de pressão. Utilizando a correlação de Chisholm para o escorregamento, é realizada uma comparação entre os resultados obtidos com o modelo homogêneo e o modelo de escorregamento constante. Por meio de uma caracterização dos fluidos em produção em estado permanente e utilizando o modelo de black oil para o sistema óleo-gás, são determinadas as vazões de produção na condição de referência. São realizadas validações dos resultados do modelo com dados experimentais obtidos numa bancada experimental em Aracaju (Sergipe) e em poços de Urucu (Amazonas). A comparação com os resultados experimentais mostra que as predições feitas com o modelo de escorregamento podem ser consideradas satisfatórias, levando-se em conta que o modelo foi desenvolvido de maneira independente, sem parâmetros de ajuste dos dados experimentais. / The oil and gas industry has been working to develop methods to monitor and control the fluid production in the wells. For this purpose, specific equipments are developed for measuring stream flows. This work presents a system based on differential pressure (or obstruction) flow meters (orifice plates, Venturis and nozzles) for online determination of production flows (oil, gas and water) in oil wells. Starting from the mass and momentum conservation equations for one-dimensional, isothermal flow and considering incompressible phases without phase change, homogenized liquid phases and constant slip between gas and liquid phases, a general relationship between total mass flow and pressure drop is derived. Using Chisholmts correlation for the slip, a comparison is made between the results obtained with the homogeneous model and the constant slip model. Through a characterization of the production fluids in steady state and using the black oil model for the oil-gas system, the production flows are determined at the reference condition. A validation is made between results obtained with the model and experimental data obtained in a rig at Aracaju (Sergipe) and in wells at Urucu (Amazonas). The comparison with experimental results shows that the predictions made with the slip model may be considered satisfactory, taking into account that the model was developed independently, without parameters adjusted from the experimental data.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:usp.br/oai:teses.usp.br:tde-28022011-161651 |
| Date | 17 December 2010 |
| Creators | Paz, Elson Francisco da |
| Contributors | Baliño, Jorge Luis |
| Publisher | Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP |
| Source Sets | Universidade de São Paulo |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | Dissertação de Mestrado |
| Format | application/pdf |
| Rights | Liberar o conteúdo para acesso público. |
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