Design optimization of oilfield subsea infrastructures with manifold placement and pipeline layout

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Rosa, Vinícius Ramos
Data de Publicação: 2017
Tipo de documento: Tese
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Institucional da UFRJ
Texto Completo: http://hdl.handle.net/11422/10095
Resumo: This work presents a practical and effective optimization method to design subsea production networks, which accounts for the number of manifolds and platforms, their location, well assignment to these gathering systems, and pipeline diameter. It brings a fast solution that can be easily implemented as a tool for layout design optimization and simulation-based analysis. The proposed model comprises reservoir dynamics and multiphase flow, relying on multidimensional piecewise linearization to formulate the layout design problem as a MILP. Besides design validation, reservoir simulation serves the purpose of defining boundaries for optimization variables and parameters that characterize pressure decrease, reservoir dynamics and well production over time. Pressure drop in pipelines are modeled by piecewise-linear functions that approximate multiphase flow simulators. The resulting optimization model and approximation methodology were applied to a real oilfield with the aim of assessing their effectiveness.
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spelling Design optimization of oilfield subsea infrastructures with manifold placement and pipeline layoutEngenharia de produçãoInfraestrutura submarinaProgramação linear inteira mistaCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE PRODUCAOThis work presents a practical and effective optimization method to design subsea production networks, which accounts for the number of manifolds and platforms, their location, well assignment to these gathering systems, and pipeline diameter. It brings a fast solution that can be easily implemented as a tool for layout design optimization and simulation-based analysis. The proposed model comprises reservoir dynamics and multiphase flow, relying on multidimensional piecewise linearization to formulate the layout design problem as a MILP. Besides design validation, reservoir simulation serves the purpose of defining boundaries for optimization variables and parameters that characterize pressure decrease, reservoir dynamics and well production over time. Pressure drop in pipelines are modeled by piecewise-linear functions that approximate multiphase flow simulators. The resulting optimization model and approximation methodology were applied to a real oilfield with the aim of assessing their effectiveness.Este trabalho apresenta um método de otimização prático e eficaz para o projeto de redes de produção submarinas em campos de petróleo offshore, o que compreende o número de coletores, sejam manifolds ou plataformas, sua localização, atribuição de poços a esses coletores e diâmetro de dutos que interligam todos os elementos da rede. Ele traz uma solução rápida que pode ser facilmente implementada como uma ferramenta para otimização de layout e de estudos baseados em simulação. O modelo proposto compreende a dinâmica do reservatório e fluxo multifásico em dutos, baseando-se na linearização multidimensional por partes para formular o problema de otimização de layout como programação inteira linear mista. Além da validação da solução ótima obtida pelo método, a simulação de reservatórios define limites para as variáveis e parâmetros do modelo que caracterizam a perda de carga, a dinâmica do reservatório e a produção de óleo dos poços ao longo do tempo. A perda de carga nas tubulações é modelada por funções lineares por partes que aproximam resultados obtidos pelos simuladores de fluxo multifásicos. O modelo de otimização foi aplicado a um verdadeiro campo de petróleo offshore com o objetivo de avaliar sua efetividade.Universidade Federal do Rio de JaneiroBrasilInstituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de EngenhariaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia de ProduçãoUFRJFerreira Filho, Virgílio José Martinshttp://lattes.cnpq.br/0301724620045468Camponogara, EduardoLeite, Laura Silvia Bahiense da SilvaSecchi, Argimiro ResendeCampos, Mário Cesar Mello Massa deRosa, Vinícius Ramos2019-10-15T16:46:58Z2023-12-21T03:04:40Z2017-04info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesishttp://hdl.handle.net/11422/10095enginfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFRJinstname:Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)instacron:UFRJ2023-12-21T03:04:40Zoai:pantheon.ufrj.br:11422/10095Repositório InstitucionalPUBhttp://www.pantheon.ufrj.br/oai/requestpantheon@sibi.ufrj.bropendoar:2023-12-21T03:04:40Repositório Institucional da UFRJ - Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)false
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