Controle ativo de golfadas em poços de petróleo offshore

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Diehl, Fábio César
• Orientador(a): Trierweiler, Jorge Otávio
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Poços de petróleo; Águas profundas; Escoamento multifásico; Controle da produção
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/241960

A produção de petróleo e gás é caracterizada pelo transporte dos fluidos do reservatório até as instalações de processamento, onde as correntes produzidas são tratadas e enquadradas de acordo com as especificações de comercialização, descarte ou reinjeção. A etapa de transporte dos fluidos até a planta de processamento é governada por complexos fenômenos de escoamento multifásico em longas tubulações, principalmente quando o ambiente de produção é marítimo. Esta combinação de cenários pode induzir o surgimento de padrões cíclicos de oscilação de pressão-vazão no escoamento do poço. Este fenômeno é classificado como um ciclo limite estável, que no estudo da dinâmica de sistemas é um comportamento não linear gerado por uma trajetória fechada no espaço de fase com formato de espiral quando o tempo tende ao infinito. Na indústria do petróleo, este ciclo limite é chamado de golfada, escoamento intermitente, slugging ou slug flow e é constituído pelo deslocamento de ondas de massa de fluido nas linhas de produção, o que coloca as instalações em risco e reduz a capacidade produtiva dos poços. Muitas publicações sobre métodos de controle deste fenômeno têm discutido o problema desde a década de 1980, contudo muitos pontos permanecem em aberto visto a complexidade e diversidade de cenários possíveis. Além disso, poucas aplicações em campo são reportadas na literatura, sendo que a maior parte dos trabalhos práticos publicados apresenta descrições limitadas que dificultam a replicação das metodologias utilizadas. Portanto, esta tese objetiva explorar abordagens de controle por retroalimentação (controle ativo) para problemas de ciclo limite em poços de petróleo em águas profundas e ultraprofundas. Aspectos como controle preditivo, multivariável e não linear são discutidos e explorados no trabalho, culminando em duas diferentes aplicações de campo descritas em detalhes. Até onde se sabe, esta é a primeira vez que estratégias de controle preditivo e de controle não linear são apresentadas na literatura em aplicações reais de controle ativo de golfadas. Como resultado, foi possível minimizar os efeitos adversos das golfadas e aumentar a produção dos poços em cerca de 10% nas aplicações reais.