00 CAMPUS ARISTÓTELES CALAZANS SIMÕES (CAMPUS A. C. SIMÕES) CTEC - CENTRO DE TECNOLOGIA TRABALHOS DE CONCLUSÃO DE CURSO (TCC) - GRADUAÇÃO - CTEC Trabalhos de Conclusão de Curso (TCC) - Bacharelado - ENGENHARIA CIVIL - CTEC
Use este identificador para citar ou linkar para este item: http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/riufal/7649
Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
Título: Estudo numérico de ensaios triaxiais aplicado à perfuração de poços em rochas salinas
Título(s) alternativo(s): Numerical study about triaxial creep tests applied to wellbore drilling in salt rocks
Autor(es): Rodrigues, Otávio Bruno de Araújo
Primeiro Orientador: Lira, William Wagner Matos
Segundo Orientador: Fernandes, Catarina Nogueira de Araújo
metadata.dc.contributor.referee1: Lima Júnior, Eduardo Toledo de
metadata.dc.contributor.referee2: Fernandes, Ricardo Albuquerque
Resumo: Este trabalho apresenta um estudo numérico de ensaios triaxiais aplicado à perfuração de poços em rochas salinas por meio do Método dos Elementos Finitos. A descoberta do pré-sal trouxe inúmeros desafios para a indústria do petróleo no Brasil, incluindo a necessidade da perfuração de poços em espessas camadas de rochas salinas. Essas rochas possuem permeabilidade e porosidade quase nulas, facilitando o confinamento de hidrocarbonetos. Todavia, também apresentam o fenômeno da fluência que pode causar o fechamento do poço durante sua perfuração. Assim, a elaboração de modelos constitutivos de fluência para rochas salinas e a sua calibração a partir de resultados de ensaios triaxiais é importante, pois esses modelos são utilizados em simulações computacionais da perfuração de poços através dessas rochas. Um dos principais modelos constitutivos aplicados aos sais brasileiros é o mecanismo duplo de deformação, que considera apenas a fluência secundária. São encontrados na literatura modelos que enriquecem o mecanismo duplo, propondo alternativas para descrever a fluência primária. Nesse contexto, observa-se que os modelos constitutivos aplicados aos sais brasileiros não consideram a fluência terciária, levando a deformações subestimadas, principalmente, em cenários de deformações mais elevadas. No estudo da fluência terciária, é comum a introdução de uma variável de dano. Além disso, em ensaios triaxiais sob determinados níveis de tensões confinante e desviadora, esses modelos não reproduzem bem o comportamento experimental, mesmo para a fluência primária e secundária. Para atingir o objetivo proposto, a metodologia adotada é baseada em quatro macroetapas: i) estudos de modelos constitutivos para rochas salinas calibrados a sais brasileiros e com dano acoplado; ii) modelagem numérica de ensaios triaxiais; iii) implementação e verificação de modelos constitutivos para rochas salinas; iv) aplicação dos modelos constitutivos implementados. A partir dos estudos realizados, é identificado um modelo constitutivo com potencial para suprir as deficiências dos modelos utilizados em rochas salinas brasileiras. A principal contribuição deste trabalho é a comparação de diferentes modelos constitutivos para rochas salinas na modelagem computacional de diferentes cenários de ensaios triaxiais.
Abstract: This work presents a numerical study about triaxial creep tests applied to wellbore drilling in salt rocks using the Finite Element Method. The discovery of the pre-salt brought numerous challenges to the oil industry in Brazil, including the need to drill wellbores in thick layers of salt rocks. These rocks have almost zero permeability and porosity, facilitating the containment of hydrocarbons. However, they also present the creep phenomenon that can cause the wellbore closure during drilling. Thus, the development of constitutive creep models for salt rocks and their calibration from the results of triaxial creep tests is important, as these models are used in computer simulations of drilling wellbores through these rocks. One of the main constitutive models applied to Brazilian salts is the double mechanism of deformation that considers only steady-state creep. Models are found in the literature that enrich the double mechanism, proposing alternatives to describe transient creep. In this context, it is observed that the constitutive models applied to Brazilian salts do not consider accelerative creep, leading to underestimated strains, mainly in higher strains scenarios. In the study of accelerative creep, it is common to introduce a damage variable. In addition, triaxial creep tests under certain levels of confining and deviatoric stresses, these models do not reproduce the experimental behavior well, even for transient and steady-state creep. To achieve the proposed objective, the methodology adopted is based on four macro steps: i) studies of constitutive models for salt rocks calibrated to Brazilian salts and with coupled damage; ii) numerical modeling of triaxial creep tests; iii) implementation and verification of constitutive models for salt rocks; iv) application of the implemented constitutive models. Based on the studies carried out, a constitutive model with potential to address the deficiencies of the models used in Brazilian salt rocks is identified. The main contribution of this work is the comparison of different constitutive models for salt rocks in the computational modeling of different scenarios of triaxial creep tests.
Palavras-chave: Ensaios triaxiais
Rochas salinas
Fluência
Dano
Triaxial creep tests
Salt rocks
Creep
Damage
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Alagoas
Sigla da Instituição: UFAL
metadata.dc.publisher.department: Curso de Engenharia Civil
Citação: RODRIGUES, Otávio Bruno de Araújo. Estudo numérico de ensaios triaxiais aplicado à perfuração de poços em rochas salinas. 2021. 49 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Civil) - Centro de Tecnologia, Curso de Engenharia Civil, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2021.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.repositorio.ufal.br/handle/riufal/7649
Data do documento: 20-jan-2021
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