Desenvolvimento e aplicação de uma estratégia de controle para o método de elevação artificial por bombeio mecânico

• Ano de defesa: 2016
• Autor(a) principal: Galvão, Hannah Lícia Cruz
• Orientador(a): Maitelli, André Laurindo
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Programa de Pós-Graduação: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E ENGENHARIA DE PETRÓLEO
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Bombeio mecânico; Elevação artificial; Controlador PID; Carta dinamométrica
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::TECNOLOGIA QUIMICA::PETROLEO E PETROQUIMICA
• Link de acesso: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/22131

Na indústria petrolífera, uma área que vem se desenvolvendo e ganhando destaque é a de automação e controle de poços. Esta por sua vez, vem sendo aplicada aos métodos de elevação artificial, especialmente ao Bombeio Mecânico (BM), que é considerado um dos métodos mais utilizado em ambientes onshore, predominando frente aos outros em número de poços instalados no Brasil. Diante dessa constatação, nota-se que evoluções ao BM podem trazer melhorias à extração de petróleo no país. Uma evolução relevante seria o desenvolvimento e aplicação de novas estratégias e técnicas de controle a esse sistema. Nesse sentido, o foco principal deste trabalho foi desenvolver um controlador aplicado ao BM, visando evitar o surgimento de efeitos indesejáveis durante o processo de produção e maximizar a eficiência de operação. A ferramenta desenvolvida consiste em controlar o preenchimento parcial da bomba de fundo, através da manipulação da velocidade de bombeio. Para tanto, um controlador Proporcional Integral Derivativo (PID) foi utilizado devido à sua estrutura versátil, adaptando-se às exigências e limitações do trabalho. Inicialmente, realizou-se o levantamento bibliográfico sobre o método em foco, abrangendo principalmente o papel da carta dinamométrica de superfície e de fundo, os conceitos básicos sobre o controle do tipo PID e as principais estratégias de controle aplicadas ao BM. No decorrer do trabalho foi desenvolvida uma modelagem matemática e computacional para determinar o valor do preenchimento da bomba de fundo. Para a implementação do controle, foi utilizada a linguagem de programação Visual Basic for Applications (VBA) associada ao seu ambiente de desenvolvimento integrado (IDE), presentes no Microsoft Excel. Para validação, utilizou-se o simulador de BM como um poço virtual e simulações foram realizadas com o controlador desenvolvido. Para efeito de resultado, observou-se que a estratégia desenvolvida foi uma importante ferramenta quando se tratava em potencializar a produção por BM, visto que a estratégia aplicada proporcionou o controle do preenchimento parcial da bomba de fundo, sem a necessidade de parada de produção, ou seja, da unidade de bombeio, o que refletiu numa otimização operacional.