Repositório Institucional da Universidade Federal de Alagoas (RIUFAL) 00 CAMPUS ARISTÓTELES CALAZANS SIMÕES (CAMPUS A. C. SIMÕES) CTEC - CENTRO DE TECNOLOGIA Dissertações e Teses defendidas na UFAL - CTEC
Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://www.repositorio.ufal.br/handle/123456789/18811
Registro completo de metadados
Campo DCValorIdioma
dc.contributor.advisor1Lira, William Wagner Matos-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2111322410973385pt_BR
dc.contributor.referee1Lima Junior, Eduardo Toledo de-
dc.contributor.referee2Santos, João Paulo Lima-
dc.contributor.referee3Gouveia, Lucas Pereira de-
dc.contributor.referee4Silva, Emílio César Cavalcante Melo da-
dc.creatorLins, Gleide Karolayne Melo-
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/1812693747562166pt_BR
dc.date.accessioned2026-11-09T19:58:20Z-
dc.date.available2026-11-09-
dc.date.available2026-11-09T19:58:20Z-
dc.date.issued2025-04-29-
dc.identifier.citationLINS, Gleide Karolayne Melo. Análise termo-poroelástica da integridade estrutural de bainhas de cimento em poços de petróleo. 2026. 129 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Centro de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2025.pt_BR
dc.identifier.urihttps://www.repositorio.ufal.br/handle/123456789/18811-
dc.description.abstractThis work investigates the influence of considering the porous behavior of the cement sheath and the adjacent rock formation on the stress distribution within the casing–cement–formation system, as well as on the structural integrity of the cement sheath itself. Responsible for anchoring the casing to the formation and ensuring hydraulic isolation between permeable zones, the cement sheath plays a crucial role in maintaining the structural integrity of oil wells, acting as one of the main safety barriers throughout the well’s lifecycle. To ensure its performance, proper mechanical design is essential. Traditionally, thermoelastic models have been widely used for cement sheath design. However, recent studies suggest that the porous nature of cement can significantly affect its mechanical response, especially under varying thermal conditions. To investigate this effect, the present study proposes a methodology structured in five steps: (i) mathematical modeling of the problem; (ii) derivation of analytical thermoelastic and thermo-poroelastic solutions; (iii) assessment of cement sheath integrity based on failure criteria; (iv) comparison of results from each approach; and (v) numerical modeling and validation against the analytical solutions. The results show that the thermoporoelastic approach more realistically captures the stress state within the cement sheath. Although the thermoelastic approach generally results in higher effective stresses, the thermoporoelastic analysis provides a more conservative evaluation of structural integrity. Numerical and analytical results show excellent agreement, with relative errors below 2% in most evaluated points. Despite its simplified configuration, the numerical model proves effective and can be extended to more complex scenarios where analytical solutions are not feasible. Therefore, this study offers relevant technical insights for cement sheath design, supporting the improvement of engineering practices in the oil and gas industry. The findings presented here establish a solid foundation for future research involving irregular geometries, nonlinear material behavior, and non-uniform loading conditions.pt_BR
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superiorpt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Alagoaspt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Civilpt_BR
dc.publisher.initialsUFALpt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectbainha de cimento;pt_BR
dc.subjectintegridade estruturalpt_BR
dc.subjecttermo-poroelasticidadept_BR
dc.subjectmodelagem numéricapt_BR
dc.subjectcement sheathpt_BR
dc.subjectstructural integritypt_BR
dc.subjectthermo-poroelasticitypt_BR
dc.subjectnumerical modelingpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVILpt_BR
dc.titleAnálise termo-poroelástica da integridade estrutural de bainhas de cimento em poços de petróleopt_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR
dc.description.resumoEste trabalho investiga a influência da consideração do comportamento poroso da bainha de cimento e da formação rochosa adjacente na distribuição de tensões no sistema revestimento–cimento–formação, bem como na integridade estrutural da própria bainha de cimento. Responsável por garantir o assentamento do revestimento à formação e a vedação hidráulica entre zonas permeáveis, a bainha de cimento desempenha um papel essencial na manutenção da integridade estrutural de poços de petróleo, atuando como uma das principais barreiras de segurança ao longo do ciclo de vida do poço. Para garantir seu desempenho ao longo do ciclo de vida do poço, é indispensável um dimensionamento mecânico adequado. Tradicionalmente, modelos termoelásticos têm sido amplamente utilizados para o dimensionamento da bainha de cimento. Contudo, estudos recentes indicam que o comportamento poroso do cimento pode afetar de forma significativa sua resposta mecânica, especialmente em condições térmicas variáveis. Para investigar essa influência, este estudo propõe uma metodologia estruturada em cinco etapas: (i) formulação do modelo matemático do problema; (ii) obtenção das soluções analítica termoelástica e termo-poroelástica; (iii) avaliação da integridade estrutural da bainha de cimento por meio de critérios de resistência; (iv) comparação entre os resultados fornecidos por cada abordagem; e (v) modelagem numérica e verificação dos resultados baseada nas soluções analíticas. Os resultados indicam que a abordagem termo-poroelástica representa de forma mais realista o estado de tensões na bainha de cimento. Embora, na maioria dos casos analisados, a abordagem termoelástica apresente tensões efetivas mais elevadas, a análise termo-poroelástica fornece uma avaliação mais conservadora da integridade estrutural da bainha. A comparação entre os resultados numéricos e analíticos apresenta excelente concordância, com erros relativos inferiores a 2% na maior parte dos pontos analisados. Embora simplificada, a modelagem numérica adotada demonstra-se eficaz, permitindo sua extensão para estudos mais sofisticados e de difícil representação analítica. Assim, o trabalho contribui com subsídios técnicos relevantes para o dimensionamento da bainha de cimento, apoiando o aprimoramento das práticas de projeto na indústria de petróleo e gás. Os resultados aqui apresentados fornecem base sólida para investigações futuras envolvendo geometrias irregulares, materiais com comportamentos não lineares e carregamentos não uniformes.pt_BR
Aparece nas coleções:Dissertações e Teses defendidas na UFAL - CTEC

Arquivos associados a este item:
Arquivo Descrição TamanhoFormato 
Análise termo-poroelástica da integridade estrutural de bainhas de cimento em poços de petróleo.pdf5.4 MBAdobe PDFVisualizar/Abrir


Os itens no repositório estão protegidos por copyright, com todos os direitos reservados, salvo quando é indicado o contrário.