Escoamento particulado com fluido não newtoniano em canal vertical e fraturado

• Autor(a) principal: Pereira, Felipe Barboza
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/28773
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::FENOMENOS DE TRANSPORTE; Fluidos não-newtonianos; Poços de petróleo - Fraturamento hidráulico; Poços de petróleo - Perfuração; Escoamento multifásico; Medidores de fluxo; Non-Newtonian fluids; Oil wells - Hydraulic fracturing; Oil well drilling; Multiphase flow; Flow meters; Engenharia Mecânica

Nas operações de exploração de petróleo e gás, a perda de circulação de fluidos é um dos principais problemas que interferem no processo de perfuração de poços. A presença de fraturas, frequentes nos reservatórios, somadas aos gradientes de pressão no poço, acentua significativamente a fuga de fluido para a formação rochosa. A adição de LCM (lost circulation materials) ao fluido de perfuração é uma alternativa de método corretivo utilizado para a mitigação e controle do problema. No presente trabalho, é analisado experimentalmente uma combinação de LCM em conjunto com fluido não newtoniano para o preenchimento de fraturas. Os testes propostos foram realizados em um aparato experimental composto por uma seção de testes retangular, que representa o conjunto poço-formação na presença de uma fratura discreta, utilizando medidores de pressão, vazão e temperatura para monitorar o escoamento. Resultados mostram a influência da variação dos parâmetros do regime de escoamento (número de Reynolds e vazão de fuga de fluido pela fratura), do fluido (viscosidade aparente) e do LCM (concentração e granulometria). A perda de circulação foi caracterizada pelo monitoramento da vazão de fuga pela fratura e dos gradientes de pressão na fratura e canal livre ao longo do processo de injeção dos LCM. De modo geral a utilização dos LCM juntamente com o fluido não newtoniano teve resultado eficaz no combate a perda de circulação. Entre os resultados obtidos, foi verificado que a utilização de um material particulado de granulometria de 0,363mm como LCM, em conjunto de fluido com viscosidade aparente de 10cP, foi capaz de combater a perda de circulação retornando 100% da vazão ao canal livre, após a ocorrência de uma vazão de fuga pela fratura igual a 35%.