Efeitos térmicos na estabilidade de escoamentos em sistemas de petróleo offshore.

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Magalhães, Thierry Caíque Lima
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Análise de estabilidade linear; Efeitos térmicos; Escoamento trifásico; Intermitência severa; Linear stability analysis; Petróleo (Produção); Petroleum production technology; Severe slugging; Thermal effects; Three-phase flow
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3150/tde-03012024-143542/

Neste trabalho é apresentado um estudo numérico sobre os efeitos térmicos na análise de estabilidade linear para o escoamento multifásico de petróleo em um sistema pipeline-riser. O modelo desenvolvido considera que o escoamento é unidimensional e trifásico em todo o sistema. As fases líquida e gasosa são consideradas compressíveis. Além disso, assume-se que o óleo e a água têm a mesma velocidade e estão homogeneizados. O padrão de escoamento no pipeline e no riser é determinado com base nas variáveis de estado e ângulo de inclinação local. A caracterização de fluidos e a transferência de massa entre as fases é feita a partir do modelo black oil, enquanto a fração de vazio depende do padrão de escoamento. A equação de conservação de energia é adicionada em uma metodologia desenvolvida anteriormente em Andreolli et al. (2018), a fim de se levar em conta o acoplamento térmico com as equações de conservação de massa e momento linear. Os resultados alcançados estão de acordo com uma análise isotérmica similar, embora uma pequena influência seja observada. Os efeitos térmicos alteraram a fronteira de estabilidade para uma velocidade superficial de gás crítica aproximadamente 3.2% maior. Portanto, os efeitos térmicos aumentam a região instável. Os desvios ocorreram devido ao efeito da temperatura na transferência de massa (vaporização), compressibilidade, expansão e propriedades termofísicas das fases. Os resultados obtidos destacam o potencial desta técnica, como sendo uma forma muito útil de avaliar a intermitência severa na produção de petróleo em sistemas offshore.