Estudo, desenvolvimento e aplicação de modelagens para o cálculo do aumento de pressão anular (APB) em poços

• Autor(a) principal: Santos, Tatiane de Gois
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
• Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/26315
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::TECNOLOGIA QUIMICA::PETROLEO E PETROQUIMICA; Aumento de pressão anular; Expansão térmica; Fluidos confinados; Modelagem matemática

O aumento de pressão anular (APB – Annular Pressure Buildup) é um fenômeno térmico que ocorre em poços de petróleo que sofrem variações de temperatura ao longo de sua vida útil, geralmente considerado nos fatores de segurança utilizados nos projetos das tubulações dos poços. O projeto das tubulações e dos revestimentos deve levar em consideração as altas pressões resultantes deste efeito no anular, por aumentarem osriscos de falha por pressão interna ou por colapso do revestimento em pontos fracos. Poços submarinos não são equipados com a opção de controlar a pressão anular e desviar os líquidos liberados a um volume controlado. Plataformas não habitadas e poços em locais de difícil acesso enfrentam problemas semelhantes. Além disso, em poços HPHT (alta pressão e alta temperatura), as altas temperaturas, em desenvolvimento no poço durante períodos prolongados de produção, agravam o problema do aumento de pressão nos anulares, devido à expansão térmica dos líquidos tendem a aumentar em temperaturas mais elevadas. O presente trabalho apresenta a análise de três modelagens para o aumento de pressão no anular (APB), para verificar se um modelo mais simplificado pode ser suficiente para um resultado aceitável. O primeiro modelo, mais simplificado, considera que a expansão térmica do fluido é governada pela razão entre a expansão térmica isobárica e a compressibilidade isotérmica; a formação de balão e balão reverso nos revestimentos do anular; e a completa rigidez dos revestimentos nos trechos que estiverem cimentados. O segundo modelo segue as mesmas premissas do modelo anterior, a menos por considerar também a deformação do revestimento pelo coeficiente de Poisson. E o último modelo considera sistemas de múltiplos anulares, selados como sistemas interativos, onde os anulares influenciam-se uns pelos outros, e tem como premissa que o aumento de pressão anular, causado pelo aquecimento do fluido e o correspondente das tensões radial, tangencial e axial nas tubulações, devem atingir o equilíbrio através de todo o poço. Os resultados dos primeiros modelos demonstraram que estes superestimam, quando os anulares são cimentados. Enquanto que o terceiro modelo apresentou resultados com boa aproximação a um programa comercial para qualquer configuração de poço.