IMPLEMENTAÇÃO NUMÉRICA DE UM MODELO CONSTITUTIVO ELASTO-VISCOPLÁSTICO PARA PREVISÃO DO COMPORTAMENTO MECÂNICO DE SAL

• Autor(a) principal: KAREN STEPHANIE NINANYA DE LA CRUZ
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: eng
• Título da fonte: Repositório Institucional da PUC-RIO (Projeto Maxwell)
• Texto Completo: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=51166@1; https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=51166@2

Sendo a exploração de petróleo cada vez mais profunda, atingindo vários quilômetros abaixo dos leitos marítimos, uma simulação numérica adequada para prever o comportamento de rochas antes da perfuração está se tornando cada vez mais importante para a indústria de petróleo, devido aos altos custos operacionais para garantir a estabilidade do poço. Um dos problemas típicos que os engenheiros de petróleo enfrentam é a instabilidade de poços em rochas evaporíticas, que geralmente são sujeitas a deformações excessivas e possuem características de comportamento mecânico dependentes do tempo. Grandes reservas de petróleo que foram encontradas ao redor do mundo em rochas evaporíticas encorajaram aos engenheiros a investigar mais profundamente essa resposta mecânica dependente do tempo (creep). Por outro lado, a concentração de tensões em torno dos furos pode torná-lo um projeto de engenharia inviável. A desestabilização devido a grandes deformações pode levar a problemas como colapso e fechamento do poço. Assim, para estudar a estabilidade de poços e projetar um sistema de produção de petróleo adequado, a influência do creep deve ser considerada adequadamente no comportamento esperado do material. Nesta pesquisa, as equações que definem o modelo elásto-viscoplástico de Sterpi e Gioda (2007) são implementadas no programa computacional FLAC 3D - ITASCA, código baseado no método das diferenças finitas. O procedimento de implementação consiste em gerar uma DLL (Dynamic Link Library) escrita em linguagem de programação C (mais mais) e integrar as tensões ao longo de um incremento de deformações usando um algoritmo de integração explícito. O modelo elásto-viscoplástico foi validado com resultados experimentais envolvendo rochas salinas disponíveis na literatura. Finalmente, é realizada uma simulação numérica com o programa FLAC 3D, considerando o modelo de Sterpi e Gioda, com o objetivo de estudar o fechamento de um poço no pré-sal brasileiro.