Análise e modelagem do escoamento transitório de fluidos de perfuração
| Ano de defesa: | 2015 |
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| Autor(a) principal: |
Santos, Tainan Gabardo Miranda dos
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| Orientador(a): |
Negrão, Cezar Otaviano Ribeiro
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| Banca de defesa: | , , , |
| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Curitiba |
| Programa de Pós-Graduação: |
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica e de Materiais
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| Departamento: |
Não Informado pela instituição
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| País: |
Brasil
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| Palavras-chave em Português: | |
| Área do conhecimento CNPq: | |
| Link de acesso: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/1660 |
Resumo: | Fluidos de perfuração apresentam comportamento tixotrópico e normalmente gelificam quando em repouso. A gelificação é fundamental para evitar que cascalhos provenientes da perfuração do poço se depositem sobre a broca em eventuais paradas no processo. Nessas condições são necessárias altas pressões para reiniciar o escoamento do fluido e, consequentemente, a perfuração. Por outro lado, pressões muito elevadas podem danificar as formações rochosas no fundo do poço. Dessa forma, um maior conhecimento sobre tixotropia e sobre o escoamento de materiais tixotrópicos se torna inevitável para melhor controle do processo. O mecanismo que controla o fenômeno de tixotropia ainda não é bem definido e a modelagem matemática representa um desafio. O objetivo do trabalho proposto é desenvolver um modelo matemático para o estudo da transmissão de pressão em fluidos de perfuração. A presente dissertação apresenta uma revisão de trabalhos encontrados na literatura aberta que abordam e modelam o fenômeno de tixotropia e o escoamento transitório de fluidos compressíveis. O problema é formulado como o escoamento entre o interior da coluna de perfuração e o espaço anular entre a parede externa da coluna de perfuração e a parede do poço. As equações que modelam o problema (conservação da massa, constitutiva do modelo tixotrópico, de estado e da quantidade de movimento) são discretizadas e resolvidas numericamente através de um algoritmo computacional em linguagem Fortran. O modelo é validado com resultados experimentais e numéricos obtidos da literatura. Comparações entre os dados de um fluido de perfuração utilizado em campo pela Petrobras medidos experimentalmente e calculados por três modelos viscoplásticos e um pseudoplástico são realizadas. Os fluidos viscoplásticos, devido à tensão limite de escoamento, não transmitem a pressão à saída do espaço anular. Análises de sensibilidade são realizadas mostrando o efeito da tixotropia do fluido na transmissão de pressão. |