Medição das vazões e análise de incerteza em poços injetores de água multizonas a partir do perfil de temperatura do fluido

• Ano de defesa: 2016
• Autor(a) principal: Reges, José Edenilson Oliveira
• Orientador(a): Salazar, Andrés Ortiz
• Tipo de documento: Tese
• 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: Injeção de água; Poços multizonas; Medição de Vazão; Incerteza de medição; Simulação de Monte Carlo; Instrumentação; Modelagem computacional; Termodinâmica; Transferência de calor; Mecânica dos fluidos
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::TECNOLOGIA QUIMICA::PETROLEO E PETROQUIMICA
• Link de acesso: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/22339

Esta Tese é uma contribuição ao desenvolvimento de sensores de vazão na indústria de petróleo e gás. O objetivo geral do trabalho é apresentar uma metodologia para medir as vazões em poços injetores de água multizonas a partir de perfis de temperatura do fluido e estimar a incerteza da medição. Inicialmente, foi apresentada a equação clássica de Ramey descrevendo a temperatura do fluido como uma função da vazão ao longo do poço. Então, foram descritos três métodos de cálculo das vazões a partir do perfil de temperatura e o sensor de vazão foi modelado computacionalmente. Em seguida, foram calculadas as vazões em quatro poços injetores multizonas, localizados no Rio Grande do Norte, a partir de perfis de temperatura medidos experimentalmente. As vazões calculadas foram comparadas às vazões medidas no campo. Os resultados preliminares obtidos nos Poços 1 e 2 foram satisfatórios. Nestes poços, os erros máximos observados foram de 28,55% (Poço 1) e 15,72% (Poço 2). Entretanto, desvios significativos entre as vazões calculadas e medidas foram encontrados nos Poços 3 e 4. Nestes poços, os erros máximos observados foram de 536,84% (Poço 3) e 335,54% (Poço 4). Utilizando a expansão em Série de Taylor da equação exponencial de Ramey, foi obtida uma função explícita, linear, entre a vazão ao longo do poço e a temperatura do fluido, sendo realizada uma análise quantitativa da incerteza de medição. A partir desta análise, foi observado que, devido à baixa resolução nas medições de temperatura, a incerteza de medição expandida pode atingir cerca de 155,04% da vazão calculada. Foi então apresentado um método de cálculo estocástico das vazões a partir das distribuições de probabilidade das temperaturas medidas, através da Simulação de Monte Carlo. As novas vazões calculadas apresentaram erros máximos de 3,67% (Poço 1), 14,45% (Poço 2), 14,62% (Poço 3) e 22,29% (Poço 4). Logo, a abordagem probabilística permitiu que as vazões injetadas fossem satisfatoriamente estimadas mesmo nos casos em que a resolução do sensor de temperatura era inadequada à detecção de pequenas variações na temperatura do fluido. Portanto, a metodologia de cálculo das vazões injetadas a partir do perfil de temperatura do fluido foi validada com sucesso.