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Universidade Federal de Santa catarina (UFSC)
Programa de Pós-graduação em Engenharia, Gestão e Mídia do Conhecimento (PPGEGC)
Detalhes do Documento Analisado

Centro: Não Informado

Departamento: Não Informado

Dimensão Institucional: Pós-Graduação

Dimensão ODS: Ambiental

Tipo do Documento: Dissertação

Título: MODELAGEM MATEMÁTICA DO AUMENTO DE PRESSÃO NOS ANULARES (APB) EM POÇOS DE PETRÓLEO

Orientador
  • JADER RISO BARBOSA JUNIOR
Aluno
  • JOHANN GOETHE ALRUTZ BARCELOS

Conteúdo

Com a contínua demanda por petróleo, as explorações marítimas em reservatórios de alta temperatura e alta pressão têm revelados novos problemas relacionados à integridade estrutural de poços. um problema recorrente nas últimas décadas é o aumento de pressão nos anulares do poço, ou apb (annular pressure buildup). este fenômeno ocorre devido à expanção dos fluidos presentes nos anulares, resultante do aquecimento do poço com a produção de hidrocarbonetos. caso os anulares do poço se encontrem confinados, o aumento de pressão anular, oriundo do aumento de temperatura do sistema, pode atingir níveis críticos, ultrapassando a resistência mecânica do tubo de produção ou dos revestimentos, podendo levar à perda do poço. deste modo, o principal objetivo deste trabalho diz respeito à correta previsão do apb em poços offshore. para tanto, um modelo matemático foi criado para simular os efeitos hidrodinâmicos, térmicos e mecânicos presentes na produção de hidrocarbonetos. o modelo foi desenvolvido com o intuito de ser o mais robusto possível, para possibilitar a simulação de diferentes cenários. são utilizados modelos empíricos de fases separadas para a solução do escoamento dentro do tubo de produção e usou-se um modelo radial de resistências térmicas para considerar as diversas camadas do poço na transferência de calor para a formação, onde considerou-se seu efeito transiente através de um parâmetro de relaxação. este modelo possui as equações de conservação da quantidade de movimento e de energia acopladas e integradas ao longo de todo o poço, de modo a obter o aumento de temperatura média nos anulares. com o aquecimento do sistema, pode-se obter valores de apb através de um modelo análogo a de um vaso de pressão, acoplado com um modelo de deformação estrutural. os resultados foram comparados com dados de campo provenientes de dois poços operados pela petrobras, um vertical e outro direcional. devido à pequena quantidade de sensores em poços reais, as comparações com dados de campo se limitam ao topo do tubo de produção (cabeça do poço) e ao topo do primeiro anular. para o poço vertical, obteve-se diferenças máximas de 4% (750 kpa) para a pressão e 2 k para a temperatura na cabeça do poço e 3% (850 kpa) para a pressão no topo do primeiro anular. já no poço direcional, diferenças na cabeça do poço de 15% (860 kpa) e 4,5 k para a pressão e temperatura foram encontradas. porém, a pressão no topo do primeiro anular apresentou diferenças inconsistentes com os demais resultados, apontando para algum fator operacional não englobado no modelo. um pacote comercial próprio para o cálculo de apb foi usado para comparar os resultados do modelo proposto com valores obtidos atualmente na indústria. uma análise de diferentes fatores que frequentemente são fontes de simplificações e erros em modelos matemáticos foi realizada.

Índice de Shannon: 3.89857

Índice de Gini: 0.927794

ODS 1 ODS 2 ODS 3 ODS 4 ODS 5 ODS 6 ODS 7 ODS 8 ODS 9 ODS 10 ODS 11 ODS 12 ODS 13 ODS 14 ODS 15 ODS 16
3,65% 6,72% 4,31% 3,42% 3,79% 5,60% 12,87% 6,10% 7,04% 6,39% 5,24% 5,73% 8,66% 10,36% 5,57% 4,55%
ODS Predominates
ODS 7
ODS 1

3,65%

ODS 2

6,72%

ODS 3

4,31%

ODS 4

3,42%

ODS 5

3,79%

ODS 6

5,60%

ODS 7

12,87%

ODS 8

6,10%

ODS 9

7,04%

ODS 10

6,39%

ODS 11

5,24%

ODS 12

5,73%

ODS 13

8,66%

ODS 14

10,36%

ODS 15

5,57%

ODS 16

4,55%