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Daniele Amaral de Oliveira

Título

Simulação Numérica da Produção de Sólidos em Poços de Petróleo, Considerando o Acoplamento Mecânico do Fluido com o Meio Poroso


Orientador(es)

José Luis Drummond Alves
Marcelo Frydman

 

Resumo

Produção de sólidos em poços de petróleo é um significativo problema da indústria, pois cerca de 70% das reservas mundiais encontram-se em reservatórios friáveis com grande potencial de produção de areia. A produção de areia pode ser
decorrente da taxa de produção de fluido, das características de resistência da rocha reservatório e do estado de tensões ao redor do poço. Este estudo consiste em uma simulação numérica do fenômeno de produção de areia, através do método dos elementos finitos, no contínuo esforço de se agregar valor ao conhecimento de fatores primordiais na produção de areia. O modelo constitutivo utilizado para definir o comportamento do material foi o elastoplástico associado ao critério de falha de Drucker-Prager, sendo o comportamento pós-falha o de endurecimento linear. O problema de erosão em grande escala de material gerou a necessidade de se criar um domínio de malha adaptativa; desta forma, para obedecer a esse critério foi utilizado malha do tipo Euleriana-Lagrangiana. O critério de erosão adotado foi associado à máxima deformação plástica. Por fim, foi realizada uma análise de sensibilidade nos parâmetros envolvidos na produção de sólidos, considerando as geometrias de poço aberto e canhoneado. Esta análise foi feita com dados coletados na literatura sobre o campo de Marlim Leste.

 

Abstract

Solids production in oil wells of the petroleum is a significant problem in the industry, because about 70% of world reserves are in reservoirs with great potential friable sand production. Sand production may be due to the rate of fluid  production, the strength characteristics of the reservoir rock and the stress state around the well. This study consists of a numerical simulation of the phenomenon of sand production through the finite element method, in the continuing effort to add value to the knowledge of the primordial factors in the production of sand. The constitutive model used to define the behavior of the elastoplastic material was associated with the failure criterion of Drucker & Prager and post-failure behavior is linear hardening. The problem of large-scale erosion of material generated the need to create an adaptative mesh domain, thus to obey this criterion was used mesh type Eulerian-Lagrangian. The erosion criterion adopted was associated with the maximum plastic deformation. Finally, a sensitivity analysis was taken with parameters involved in the production of solid, considering the geometries of open pit and perforation. This analysis was taken with data collected in the literature for Marlim Leste field.


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