Optimization of subsea arrangement for production system

• Autor(a) principal: Hong, Cheng
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: eng
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRJ
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/11422/13655
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA NAVAL E OCEANICA; Subsea production system; Layout optimization; Cost optimization; Operational research; Mixed integer programming (MIP); Gradient descent

Este tese apresenta a otimização do arranjo do sistema de produção submarina, com foco em dois conceitos básicos: o sistema de poço satélite com Unidade flutuante de produção, armazenamento e transferência (FPSO) e o sistema de manifold submarina com FPSO, respectivamente. Dois cenários t´épicos para cada conceito são considerados para estabelecer os modelos de otimização: sistema de poço satélite considerando poços verticais, sistema de poço satélite considerando poços horizontais, sistema de manifold submarino com poços verticais distribuídos por satélite e sistema de manifold submarino com poços horizontais agrupados. Os modelos são desenvolvidos através da programação inteira mista (PIM). Três objetivos principais são considerados: menor custo, menor período de retorno e perda mínima de pressão. Através dos modelos de otimização propostos, a rede e as rotas de dutos, capacidades de processamento do FPSOs, tamanhos e localizações dos manifolds (para o sistema de manifold submarina), localizações das cabeças de poço e poços trajetórias, e taxas de produção poderiam ser descobertas. Os modelos de PIM propostos são com não linearidades. Com base no algoritmo de descida de gradiente, os modelos são decompostos em uma série de modelos lineares, resolvidos pelo otimizador GUROBI. As soluções ótimas finais são obtidas através do processo de iteração. O método da triangulação de Delaunay é aplicado para separar o espaço da solução, a fim de obter boas soluções iniciais em pouco tempo. Os estudos de caso dos modelos propostos são conduzidos no mesmo campo offshore e os resultados de diferentes cenários são comparados. Os estudos de caso indicam bom desempenho dos modelos propostos e estratégia de solução, fornecendo ferramentas convenientes e confiáveis para aplicações do mundo real.