Desenvolvimento e avaliação de um sistema on-line para determinação dos parâmetros de filtração de fluidos de perfuração

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Azevedo, Gabriela Corradi
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFRRJ
Texto Completo: https://rima.ufrrj.br/jspui/handle/20.500.14407/17724
Resumo: A exploração de novos poços de petróleo e gás ainda se faz necessária, pois os combustíveis fósseis ainda são consumidos majoritariamente. À medida que um poço de exploração de petróleo é perfurado, o fluido de perfuração utilizado pode sofrer modificações em sua composição com a incorporação de diferentes materiais ou com mudanças de pressão e temperatura, por exemplo, por isso é importante monitorar tais propriedades em tempo real, para que, se houver necessidade, ações sejam tomadas o mais rápido possível. Ademais a complexidade desses poços vem aumentando, com poços altamente desviados e horizontais, tornando o processo de perfuração mais difícil, demandando um maior controle em cada etapa para uma operação segura e eficiente. A automação surge então como uma aliada nesta busca, seguindo a tendência mundial de transformação da indústria de Petróleo e Gás em uma indústria 4.0. Neste cenário, o presente trabalho propõe a automação de uma célula de filtração desenvolvida no Laboratório de Escoamento de Fluidos – Giulio Massarani, da UFRRJ, buscando com isso aumentar a eficiência na análise das propriedades dos fluidos de perfuração. No caso específico das propriedades de filtração do fluido de perfuração, atualmente, o monitoramento baseia-se em uma análise em bancada na qual uma amostra do fluido é coletada, em tempos predefinidos e analisada utilizando-se uma célula de filtração HTHP, fabricada pela OFITE e operada manualmente. Tal procedimento, apesar de difundido, é passível de imprecisões e não fornece as informações em tempo real, aumentando com isso o tempo para uma tomada de ação. Dentro deste contexto, a célula de filtração proposta foi automatizada, utilizando-se como referência a operação da célula de bancada. A automação foi realizada utilizando-se a linguagem gráfica do software LabVIEW da National Instruments. Diversas etapas de validação foram realizadas com fluidos diferentes para se garantir a reprodutibilidade dos dados de filtração na célula automatizada, tendo sido comprovada a capadacidade da célula automatizada de reproduzir os resultados. Para mais, alguns dos resultados experimentais obtidos na célula proposta foram utilizados na estimação de parâmetros do modelo Castro (1981) adaptado para fluidos que seguem o modelo Herschel-Bulkley, apresentando bons ajustes.
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spelling Azevedo, Gabriela CorradiScheid, Cláudia Míriamhttps://orcid.org/0000-0003-3528-7374http://lattes.cnpq.br/7777291180260276Calçada, Luís Américohttps://orcid.org/0000-0001-6018-9800http://lattes.cnpq.br/5259178085279570Scheid, Cláudia Míriamhttps://orcid.org/0000-0003-3528-7374http://lattes.cnpq.br/7777291180260276Medronho, Ricardo de Andradehttps://orcid.org/0000-0001-5603-9762http://lattes.cnpq.br/2883241764449950Araújo, Cristiano Agenor Oliveira dehttps://orcid.org/0000-0002-7466-5879http://lattes.cnpq.br/8015054807690894http://lattes.cnpq.br/11665946245740132024-08-15T15:38:46Z2024-08-15T15:38:46Z2021-12-17AZEVEDO, Gabriela Corradi. Desenvolvimento e avaliação de um sistema on-line para determinação dos parâmetros de filtração de fluidos de perfuração. 2021. 107 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Instituto de Tecnologia, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, 2021.https://rima.ufrrj.br/jspui/handle/20.500.14407/17724A exploração de novos poços de petróleo e gás ainda se faz necessária, pois os combustíveis fósseis ainda são consumidos majoritariamente. À medida que um poço de exploração de petróleo é perfurado, o fluido de perfuração utilizado pode sofrer modificações em sua composição com a incorporação de diferentes materiais ou com mudanças de pressão e temperatura, por exemplo, por isso é importante monitorar tais propriedades em tempo real, para que, se houver necessidade, ações sejam tomadas o mais rápido possível. Ademais a complexidade desses poços vem aumentando, com poços altamente desviados e horizontais, tornando o processo de perfuração mais difícil, demandando um maior controle em cada etapa para uma operação segura e eficiente. A automação surge então como uma aliada nesta busca, seguindo a tendência mundial de transformação da indústria de Petróleo e Gás em uma indústria 4.0. Neste cenário, o presente trabalho propõe a automação de uma célula de filtração desenvolvida no Laboratório de Escoamento de Fluidos – Giulio Massarani, da UFRRJ, buscando com isso aumentar a eficiência na análise das propriedades dos fluidos de perfuração. No caso específico das propriedades de filtração do fluido de perfuração, atualmente, o monitoramento baseia-se em uma análise em bancada na qual uma amostra do fluido é coletada, em tempos predefinidos e analisada utilizando-se uma célula de filtração HTHP, fabricada pela OFITE e operada manualmente. Tal procedimento, apesar de difundido, é passível de imprecisões e não fornece as informações em tempo real, aumentando com isso o tempo para uma tomada de ação. Dentro deste contexto, a célula de filtração proposta foi automatizada, utilizando-se como referência a operação da célula de bancada. A automação foi realizada utilizando-se a linguagem gráfica do software LabVIEW da National Instruments. Diversas etapas de validação foram realizadas com fluidos diferentes para se garantir a reprodutibilidade dos dados de filtração na célula automatizada, tendo sido comprovada a capadacidade da célula automatizada de reproduzir os resultados. Para mais, alguns dos resultados experimentais obtidos na célula proposta foram utilizados na estimação de parâmetros do modelo Castro (1981) adaptado para fluidos que seguem o modelo Herschel-Bulkley, apresentando bons ajustes.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESThe exploration of new oil and gas wells is still necessary, as fossil fuels are still mostly consumed. As an oil exploration well is drilled, the drilling fluid used may undergo changes in its composition with the incorporation of different materials or with changes in pressure and temperature, for example, so it is important to monitor such properties in real time, so that, if necessary, actions are taken as soon as possible. In addition, the complexity of these wells has been increasing, with highly diverted and horizontal wells, making the drilling process more difficult, demanding greater control at each step for safe and efficient operation. Automation then emerges as an ally in this quest, following the global trend of transformation of the Oil and Gas industry into a 4.0 industry. In this scenario, the present work proposes the automation of a filtration cell developed in the Fluid Flow Laboratory – Giulio Massarani, UFRRJ, seeking to increase efficiency in the analysis of the properties of drilling fluids. In the specific case of the filtration properties of the drilling fluid, monitoring is currently based on a bench top analysis in which a sample of the fluid is collected, at predefined times and analyzed using a HTHP filtration cell, manufactured by OFITE and operated manually. Such a procedure, although widespread, is subject to inaccuracies and does not provide the information in real time, thus increasing the time for an action. Within this context, the proposed filtration cell was automated, using as reference the operation of the bench cell. Automation was performed using the graphical language of the LabVIEW software from NATIONAL Instruments. Several validation steps were performed with different fluids to ensure the reproducibility of the filtration data in the automated call, and the capacity of the automated cell to reproduce the results was proven. Furthermore, some of the experimental results obtained in the proposed cell were used to estimate parameters of the Castro model (1981) adapted to fluids that follow the Herschel-Bulkley model, presenting good adjustments.porUniversidade Federal Rural do Rio de JaneiroPrograma de Pós-Graduação em Engenharia QuímicaUFRRJBrasilInstituto de TecnologiaEngenharia QuímicaFiltraçãoautomaçãofluidos de perfuraçãoestimação de parâmetrosFiltrationautomationdrilling fluidsparameter estimationDesenvolvimento e avaliação de um sistema on-line para determinação dos parâmetros de filtração de fluidos de perfuraçãoDevelopment and evaluation of an online system for determining the filtration parameters of drilling fluidsinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisABDOU, M., Formation damage caused by oil-well drilling fluids. Tese de doutorado. The Faculty Of Science Al-Azhar University, Cairo, Egito, 1999. AGUIAR, M. L., COURY, J. 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Azevedo, Gabriela Corradi
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description A exploração de novos poços de petróleo e gás ainda se faz necessária, pois os combustíveis fósseis ainda são consumidos majoritariamente. À medida que um poço de exploração de petróleo é perfurado, o fluido de perfuração utilizado pode sofrer modificações em sua composição com a incorporação de diferentes materiais ou com mudanças de pressão e temperatura, por exemplo, por isso é importante monitorar tais propriedades em tempo real, para que, se houver necessidade, ações sejam tomadas o mais rápido possível. Ademais a complexidade desses poços vem aumentando, com poços altamente desviados e horizontais, tornando o processo de perfuração mais difícil, demandando um maior controle em cada etapa para uma operação segura e eficiente. A automação surge então como uma aliada nesta busca, seguindo a tendência mundial de transformação da indústria de Petróleo e Gás em uma indústria 4.0. Neste cenário, o presente trabalho propõe a automação de uma célula de filtração desenvolvida no Laboratório de Escoamento de Fluidos – Giulio Massarani, da UFRRJ, buscando com isso aumentar a eficiência na análise das propriedades dos fluidos de perfuração. No caso específico das propriedades de filtração do fluido de perfuração, atualmente, o monitoramento baseia-se em uma análise em bancada na qual uma amostra do fluido é coletada, em tempos predefinidos e analisada utilizando-se uma célula de filtração HTHP, fabricada pela OFITE e operada manualmente. Tal procedimento, apesar de difundido, é passível de imprecisões e não fornece as informações em tempo real, aumentando com isso o tempo para uma tomada de ação. Dentro deste contexto, a célula de filtração proposta foi automatizada, utilizando-se como referência a operação da célula de bancada. A automação foi realizada utilizando-se a linguagem gráfica do software LabVIEW da National Instruments. Diversas etapas de validação foram realizadas com fluidos diferentes para se garantir a reprodutibilidade dos dados de filtração na célula automatizada, tendo sido comprovada a capadacidade da célula automatizada de reproduzir os resultados. Para mais, alguns dos resultados experimentais obtidos na célula proposta foram utilizados na estimação de parâmetros do modelo Castro (1981) adaptado para fluidos que seguem o modelo Herschel-Bulkley, apresentando bons ajustes.
publishDate 2021
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