Análise da chegada de água em poços horizontais devido à inclusão da perda de carga no poço

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Amorim, Clarice de, 1982-
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1635626
Resumo: Orientador: Marcelo Souza de Castro
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spelling Análise da chegada de água em poços horizontais devido à inclusão da perda de carga no poçoAnalysis of the effects of wellbore hydraulics on water breakthrough in horizontal wellsEngenharia do petróleoPoços de petróleoReservatóriosOil engineeringOil wellsReservoirsOrientador: Marcelo Souza de CastroDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica e Instituto de GeociênciasResumo: Com o advento da tecnologia de poços horizontais na década de 1980, escoamento com transferência de massa em poços de petróleo vem despertando grande interesse na indústria. Apesar dos trabalhos iniciais utilizarem o modelo de condutividade infinita, no qual a queda de pressão no poço não é considerada, há uma quantidade cada vez maior de estudos que calculam os efeitos da perda de carga em poços horizontais e inclinados. Nos casos em que a queda de pressão no poço é considerada, o efeito da componente aceleracional, que decorre da mudança de velocidade do escoamento devido ao incremento de massa no poço, tem sido ignorado, assim como o efeito direcional do influxo, que tem a capacidade de acelerar ou frear o escoamento, dependendo do seu ângulo de incidência na parede do poço. Assim como as componentes friccional e gravitacional do gradiente de pressão, a componente aceleracional também deve ser incluída no cálculo da queda de pressão no poço. O objetivo deste trabalho é analisar o efeito da perda de carga em poços horizontais e inclinados e o seu impacto no tempo de irrupção da água. Para isso, foi desenvolvido um modelo de poço monofásico que incorpora as três componentes do gradiente de pressão: aceleracional, friccional e gravitacional. O algoritmo pode ser incorporado a outros simuladores de reservatório ou aplicado a modelos analíticos. O algoritmo foi desenvolvido em MATLAB® e acoplado explicitamente ao simulador de reservatório STARS® (Computer Modelling Group). O modelo foi usado para analisar o efeito da vazão de produção, da viscosidade do fluido e da permeabilidade do reservatório na queda de pressão no poço. O impacto de diferentes valores de densidade de canhoneio e inclinação do poço também foi analisado e discutido. Os resultados mostraram que a queda de pressão em reservatórios de alta permeabilidade e em poços de alta vazão é significativa e não deve ser ignorada. A componente aceleracional depende da geometria do duto, das propriedades do fluido e das condições de produção e é mais crítica em completações canhoneadas. No entanto, a sua contribuição nos casos analisados neste trabalho não foi significativa. Ademais, foi demonstrado que a produção de um poço horizontal não é proporcional ao seu comprimento, como é assumido em modelos de condutividade infinita. A vazão de produção depende da queda de pressão no poçoAbstract: Since the horizontal-well technology was introduced in the 1980s, the petroleum industry has seen a growing interest towards fluid flow in pipes with mass transfer. Despite most of the initial work assuming an infinite-conductivity model, there has been an increasing number of studies on the effects of pressure drop on horizontal and slanted wells. However, in cases in which the pressure drop is considered, the accelerational effect due to reservoir mass influx along the wellbore as well as the effect of the inflow direction on the main flow have been ignored. Therefore, the accelerational effect on the wellbore pressure gradients must not be neglected and should be included in reservoir simulators to offer a proper description of horizontal well flow. The aim of this study is to investigate the effect of wellbore pressure drop on horizontal and slanted perforated wells and its influence on water breakthrough. Hence, a single-phase wellbore-flow model through a perforated pipe was developed and coupled to a reservoir simulation model to achieve more accurate predictions of pressure drop and inflow distribution along the wellbore. The model incorporates accelerational, frictional and gravitational pressure drops and can be coupled with reservoirs simulators or applied to analytical models. In this work, the code was written in MATLAB® and coupled explicitly to the reservoir simulation software STARS® (Computer Modelling Group). The model was used to investigate the effect of production rate, fluid viscosity and reservoir permeability on the pressure drop along the well. Different perforation densities and well inclinations were also simulated and their effects on pressure drop were discussed. The results show that the pressure drop due to high production rates and high-permeability reservoirs are significant and should not be neglected. The accelerational pressure drop becomes more critical on perforated pipes, as it depends on pipe geometry, fluid properties and flow conditions. However, its contribution in this work was not remarkable. Furthermore, it was shown that the well production rate is not proportional to the wellbore length as it depends on the pressure dropMestradoExplotaçãoMestra em Ciências e Engenharia de PetróleoCAPES33003017[s.n.]Castro, Marcelo Souza de, 1986-Mady, Carlos Eduardo KeutenedjianNascimento, Francisco Júlio doUniversidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia MecânicaUniversidade Estadual de Campinas. Instituto de GeociênciasPrograma de Pós-Graduação em Ciências e Engenharia de PetróleoUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASAmorim, Clarice de, 1982-20182018-12-20T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf1 recurso online (98 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1635626AMORIM, Clarice de. Análise da chegada de água em poços horizontais devido à inclusão da perda de carga no poço. 2018. 1 recurso online (98 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica e Instituto de Geociências, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1635626. Acesso em: 15 mai. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1080993Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDFporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2019-03-26T16:35:32Zoai::1080993Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2019-03-26T16:35:32Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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