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Boletim técnico da Produção de Petróleo

Publicação:JUN /2008

Volume:3

Número:1

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Expediente, Editorial e Sumário

Caros colegas, É com grande prazer que começo neste número do nosso boletim como editor técnico recentemente nomeado. Estou assumindo este papel ciente da grande responsabilidade que envolve esta tarefa e espero atender as suas expectativas. Antes de voltar ao negócio, devo me apresentar. Fui contratado pela Petrobras em 1981, quando fiz o curso de especialização em Engenharia do Petróleo, na cidade de Salvador.


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Avaliação de traçador para caracterização de reservatórios de petróleo

Traçadores permitem caracterizar hidrodinamicamente os canais percorridos por certo volume de fluido previamente marcado por essas substâncias. Na indústria de petróleo, a falta de acesso direto aos reservatórios e a inexistência de qualquer outro detector que percorra efetivamente os canais da formação rochosa fazem com que o uso do traçador seja atualmente o modo de caracterização mais importante e o torna imprescindível nas avaliações dos métodos de recuperação de petróleo, tanto em laboratório quanto em campo. O primeiro passo é a seleção da substância traça dora e, para isso, é necessária uma metodologia adequada às aplicações de campo. Este trabalho apresenta uma simulação física e matemática do escoamento de traçador em meios porosos num sistema traçador/reservatório previamente selecionado. Uma avaliação da dispersividade é apresentada, pois ela é a principal propriedade do escoamento do traçador em meios porosos, e sua estimativa é feita em função da permeabilidade da rocha, da velocidade de escoamento e das saturações óleo/água. Os procedimentos aqui apresentados formam uma metodologia geral para seleção de traçadores adequados às aplicações quantitativas em reservatórios de petróleo.


Autores: Maria Aparecida de Melo, Elisabete Fernandes Lucas, Ivonete Pereira Gonzalez da Silva , Amaury de Azevedo Aguiar, Viviane Rezende Prates, Flávio Dickstein

Palavras-chave

substâncias traçadoras, traçador, caracterização de reservatórios, simulação física, simulação matemática, coeficiente de dispersão, dispersividade

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Efeito do ataque por sulfato de sódio na resistência à flexão, formação de compostos expansivos e microfissuração de pastas de cimento

O principal objetivo deste trabalho e estudar os métodos tradicionais que avaliam a resistência do cimento frente ao ataque por sulfato de sódio (Na2SO4). Para tal foram utilizados como indicadores de degradação a medida da flecha e da resistência a tração na flexão, em pastas expostas a uma solução de sulfato de sódio com 45.426 ppm em uma temperatura de 550C. Os resultados de resistência a tração por flexão foram maiores nas amostras atacadas devido ao fato dos compostos expansivos formados no ataque preencherem os poros da pasta, diminuindo sua porosidade, o que reflete no aumento desse parâmetro.


Autores: Rui Barbosa de Souza, Cristina Aiex Simão, Vanderlei Moacyr John, Maria Alba Cincotto

Palavras-chave

substâncias traçadoras, traçador, caracterização de reservatórios, simulação física, simulação matemática, coeficiente de dispersão, dispersividade

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Um novo modelo explicativo para a variação da pressão de poros com o efeito de maré

Ao mudar de posição no sistema solar, o Sol e a Lua induzem pequena variação do potencial gravitacional na superfície da Terra. Essa variação é a causa das marés, fenômeno bem conhecido devido à sua fácil observação. Menos conhecido, no entanto, é o efeito dessa variação do potencial gravitacional no gradiente de sobrecarga no subsolo e a conseqüente oscilação da pressão de poros em formações petrolíferas. Embora seja pequena, essa oscilação da pressão de poros pode ser detectada e medida pelos atuais registradores de quartzo, de alta precisão, usados em testes de formação. A oscilação da pressão de poros mostra período idêntico ao das marés, vindo superposta ao registro de pressão de poros obtido no teste. Esse efeito é mais visível na fase de fechamento do poço. Se, por um lado, essa oscilação dificulta a interpretação dos registros de pressão, sendo indesejável, por outro, carrega informações sobre propriedades do meio poroso. Assim, por exemplo, o módulo de rigidez do esqueleto rochoso está relacionado com a amplitude dessa oscilação. Após estudar as relações entre as variáveis que governam esse fenômeno, é possível desenvolver relações matemáticas para calcular o aumento da pressão de poros em função de variações do potencial gravitacional e das marés. Desse modo, é possível calcular, por exemplo, o módulo de rigidez do esqueleto da rocha. O estabelecimento de relações matemáticas é a principal contribuição deste trabalho, sendo um primeiro passo na compreensão e aplicação prática desse fenômeno.


Autores: Wellington Campos

Palavras-chave

pressão de poros, potencial gravitacional, efeito de maré gradiente de sobrecarga, teste de formação

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Ajuste de histórico de produção assistido

O processo de ajuste de histórico de produção é uma das tarefas mais recorrentes para o engenheiro de reservatórios por representar uma parte importante da integração das atividades de caracterização de reservatórios e previsão de produção de petróleo. A característica principal desse processo é a sua complexidade advinda das grandes incertezas dos parâmetros envolvidos e do grande número de variáveis a serem calibradas. Essa complexidade resulta na baixa eficiência de processos manuais e, ao mesmo tempo, torna difícil o desenvolvimento de procedimentos automáticos de otimização aplicados para minimizar a diferença entre dados observados e simulados. Os procedimentos assistidos surgiram com o intuito de resgatar vantagens dos processos manuais, provenientes da experiência dos profissionais responsáveis pelo ajuste, e dos processos automáticos, que possibilitam acelerar o processo e melhor explorar o espaço de soluções do problema. O resultado esperado é trazer benefícios de qualidade às respostas reduzindo o esforço computacional empregado. Este trabalho mostra alguns exemplos de processos assistidos através de alguns estudos de casos com diferentes graus de complexidade.


Autores: Denis José Schiozer, Sergio Henrique Guerra de Sousa, Célio Maschio

Palavras-chave

ajuste de histórico assistido, simulação de reservatórios, otimização

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Desenvolvimento de equipamento para determinação de desgaste erosivo em baixas e altas temperaturas para materiais utilizados na indústria petroquímica e de geração de energia

O desgaste e um dos principais itens de degradação de materiais na indústria petroquímica, afetando o desempenho de importantes equipamentos como válvulas, tanques e vasos de pressão, paredes de tubulações, reatores catalíticos e ainda em caldeiras, pela presença de material pulverizado. Nesse sentido, a seleção de materiais mais apropriados passa a ser um fator importante, não só para o sucesso econômico, como na sustentabilidade ambiental das atividades ligadas a produção de óleo e gás. A avaliação do desempenho de materiais sujeitos a drásticas condições de serviço tem valor fundamental na estimativa de performance de materiais industriais. Nesse contexto, a situação de desgaste erosivo a baixas e altas temperaturas representa uma preocupação constante pela consequência muitas vezes catastrófica que pode  representar. No Brasil, não há o registro de equipamentos capazes de simular o desgaste erosivo, simulando condições mais próximas das encontradas na indústria petroquímica, principalmente em altas temperaturas. Este trabalho apresenta, descreve e valida um equipamento capaz de avaliar materiais em situações de erosão em temperaturas de ate 800°C. Na sua validação, foram avaliados diferentes materiais sob diferentes condições de serviço. Os resultados mostraram que o equipamento e capaz de quantificar o desgaste e controlar as variáveis de interesse com excelente precisão.


Autores: Caio Marcelo Marques, Juliane Vicenzi, Carlos Pérez Bergmann

Palavras-chave

desgaste erosivo, equipamento, materiais, indústria petroquímica

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Nova concepção para bombeamento de petróleo – Motor Assíncrono Tubular para Aplicação na Extração de Óleo (Petróleo) Subterrâneo – MATÆO

O presente trabalho apresenta o desenvolvimento de um protótipo de Motor Assíncrono Tubular para Aplicação na Extração de Óleo (Petróleo) Subterrâneo — MATÆOS. A principal função do motor é acionar diretamente uma bomba de sucção instalada no fundo de um poço em terra. Tendo em vista as dificuldades e custos de instalação e operação do sistema tradicional de extração, chamado de “cavalo-mecânico”, o protótipo desenvolvido pretende ser uma alternativa viável dos pontos de vista técnico e econômico. Os resultados obtidos mostram que o motor desenvolve força constante ao longo do ciclo de movimento (ou bombeamento), conforme mostrado pelas cartas dinamométricas. Apresentou também um desempenho elétricomecânico superior ao sistema tradicional. Além disso, o motor permite a eliminação completa do conjunto de hastes do sistema atual. De maneira geral, os resultados indicam que o motor pode substituir com vantagens o sistema mecânico de superfície.


Autores: Wagner Marques Rossini, Bernardo Pinheiro de Alvarenga, Ivan Eduardo Chabu, José Jaime da Cruz, Roberto Moura Sales, José Roberto Cardoso

Palavras-chave

extração de petróleo, motor de indução, motor linear tubular, sistema supervisório, sistemas de bombeamento, análises de desempenho eletromecânico, carta dinamométrica

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Desenvolvimento de ferramentas computacionais para modelagem e análise automática de defeitos de corrosão em dutos via MEF

A corrosão é uma das maiores causas de acidentes envolvendo dutos de transporte de hidrocarbonetos. A simulação computacional via método dos elementos finitos (MEF) tem se mostrado como uma das ferramentas mais eficazes para a avaliação estrutural de dutos corroídos. No entanto, atualmente o processo de modelagem é muito demorado e requer pessoal com treinamento específico, o que dificulta o uso da simulação computacional na prática. A principal proposta do trabalho é apresentar o programa PIPEFLAW, desenvolvido para a geração automática de modelos de elementos finitos de dutos com defeitos de corrosão. Esse programa possui ferramentas computacionais baseadas no software de pré e pós-processamento MSC.Patran e foram desenvolvidas num projeto de pesquisa utilizando a linguagem de programação PCL (patran command language). O programa PIPEFLAW possui interface gráfica amigável e personalizada, de forma que um engenheiro com noções básicas de simulação computacional com método dos elementos finitos (MEF) gere, rapidamente, modelos que resultem em simulações precisas e confiáveis. O programa PIPEFLAW permite gerar, automaticamente, modelos de dutos com defeitos de geometria retangular ou elíptica, situados na superfície interna ou externa do duto e podendo assumir configurações de defeito isolado, múltiplos defeitos alinhados (longitudinalmente ou circunferencialmente) ou múltiplos defeitos localizados em posições arbitrárias. Essas ferramentas foram validadas com sucesso por meio de comparação com os resultados experimentais, numéricos e semiempíricos disponíveis na literatura. O programa PIPEFLAW demonstrou possuir ferramentas confiáveis e robustas para a rápida geração de bons modelos de elementos finitos, contribuindo, assim, para acelerar o uso de ferramentas computacionais na avaliação estrutural de dutos corroídos.


Autores: Hélder Lima Dias Cabral, Ramiro Brito Willmersdorf, Paulo Roberto Maciel Lyra, Silvana Maria Bastos Afonso da Silva

Palavras-chave

dutos, defeitos de corrosão, avaliação estrutural, elementos finitos, modelagem automática, interface gráfica, Patran

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Sistema de apoio à decisão para uso de poços inteligentes no desenvolvimento de reservatórios de petróleo

A atividade de gerenciamento de reservatórios é uma tarefa essencial que visa o desafio da otimização da explotação de reservatórios petrolíferos. Como resposta a tal desafio, a indústria de óleo e gás vem desenvolvendo novas tecnologias, como a de poços inteligentes. Esses poços se propõem a baratear as operações de restaurações mais corriqueiras através do controle de sua tecnologia. Este trabalho trata do desenvolvimento de campos inteligentes e apresenta um sistema de apoio à decisão capaz de otimizar, através de algoritmos evolucionários, o processo de controle da tecnologia de poços inteligentes considerando incertezas técnicas: de falha em válvulas e geológica. Além disso, o sistema se propõe a apoiar na tomada de decisão pelo uso ou não de poços inteligentes, dado um reservatório pronto para ser explorado ou para receber investimentos de expansão. A otimização busca uma estratégia de controle pró-ativo, ou seja, agir antes do efeito, buscando nos tempos iniciais de produção uma configuração de válvulas capaz de: atrasar a chegada da frente de água aos poços produtores, antecipar a produção de óleo ou melhorar a recuperação de óleo do campo. Em conseqüência, uma operação que leve à maximização do VPL (valor presente líquido). O modelo foi avaliado em três reservatórios, sendo o primeiro um reservatório sintético, e os outros com características próximas das reais.


Autores: Luciana Faletti Almeida, Marco Aurélio Cavalcanti Pacheco, Marley Maria Bernardes Rebuzzi Vellasco, Yván Jesús Túpac Valdivia, Juan Guillermo Lazo Lazo

Palavras-chave

otimização, algoritmos genéticos, engenharia de reservatórios, campos de petróleo inteligentes, tratamento de incerteza

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Curso de engenharia de petróleo completa 50 anos

Em 2008, o Curso de Engenharia de Petróleo (CEP) ministrado pela Petrobras completa 50 anos de existência. Durante esses anos, foram formados 2.631 Engenheiros de Petróleo. Antes da criação do curso, a Petrobras fundou o Centro de Aperfeiçoamento e Pesquisas de Petróleo (CENAP), em agosto de 1995, ligado diretamente à administração superior da companhia, com o objetivo de formar especialistas nas áreas de pesquisa e exploração de petróleo.


Autores: Otto Luiz Alcântara Santos

Palavras-chave

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