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: http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/13312
Tipo: Dissertação
Título: Mitigação do aumento de pressão em anulares de poços de petróleo
Título(s) alternativo(s): Mitigation methods for annular pressure build-up in oil wells
Autor(es): Santos, Gilberto Lucas Leandro dos
Primeiro Orientador: Lira, William Wagner Matos
metadata.dc.contributor.referee1: Lima Jr, Eduardo Toledo de
metadata.dc.contributor.referee2: Santos, João Paulo Lima
metadata.dc.contributor.referee3: Souza, Charlton Okama de
Resumo: O objetivo deste trabalho é estudar e implementar computacionalmente alguns métodos para mitigação do aumento de pressão em anulares confinados (APB - Annular Pressure Build-up) de poços de petróleo. Ao longo da vida útil do poço, diferentes operações provocam variações em sua temperatura, causando incrementos de pressão em seus espaços anulares. Em alguns casos, o incremento de pressão pode acarretar em perda de integridade nas colunas de revestimento e de produção. Perfurações em regiões ultraprofundas enfrentam condições de temperatura e pressão mais extremas, elevando os níveis de APB observados. Nesse sentido, técnicas de mitigação surgem como alternativas para garantir a integridade do poço, mantendo os níveis de APB dentro dos limites permitidos. Para alcançar o objetivo deste trabalho, a metodologia adotada é dividida em quatro macroetapas: i) estudo sobre o APB, onde aspectos teóricos são identificados. Nessa etapa, também é realizado o estudo do simulador de APB, desenvolvido por Vasconcelos (2019), o qual é utilizado neste trabalho para modelar o fenômeno, inclusive comparando os resultados, para um cenário de referência, com os alcançados por meio de um software comercial, utilizado pela indústria de óleo e gás; ii) estudo sobre os métodos de mitigação do APB, conhecendo o funcionamento de cada técnica. Nessa etapa, os métodos da sapata aberta, discos de ruptura e espuma compressível são selecionados para estudos mais avançados, devido às vantagens identificadas neles; iii) implementação de rotinas computacionais no simulador com o objetivo de reproduzir o comportamento do APB com a presença de cada uma das três técnicas previamente selecionadas; e iv) avaliação final sobre a capacidade dos métodos em mitigar os problemas relacionados ao APB. Com base nos resultados alcançados, o simulador de APB apresenta uma diferença máxima de 3,66% em relação ao software de referência. Com relação aos métodos de mitigação estudados, no cenário considerando a drenagem de fluido para formação, diferentes permeabilidades da rocha provocam variações de até 1400 psi no modelo estudado. É observado também que, com o equilíbrio da pressão do anular com a pressão de poros, aumentar a seção de drenagem não é eficaz a partir de uma certa profundidade. Com a utilização de discos de ruptura, conclui-se que revestimentos menos resistentes associados à instalação de discos pode ser economicamente vantajoso, mantendo a integridade do poço. Na utilização de espumas sintéticas, é possível avaliar seu comprimento e posicionamento nos anulares para manter o APB dentro dos limites permitidos. Nesse contexto, o presente trabalho contribui com estudos sobre o aumento de pressão em anulares (APB) de poços de petróleo e técnicas mitigadoras do APB, além de avaliar, de forma simplificada, a integridade de revestimentos de poços sujeitos a cargas de APB.
Abstract: This work aims to study and implement computationally some methods for mitigating the increase in pressure in confined annuli (APB - Annular Pressure Build-up) of oil wells. Throughout the life of the well, various operations provoke temperature variations, leading to pressure increases and decreases in the annular spaces. In some cases, the pressure variations can result in casing failures. Ultradeep waters wells present even more extreme temperature and pressure conditions, consequently raising the APB levels observed. In this context, mitigation techniques appear as alternatives to ensure the integrity of the well, keeping APB levels within the allowed limits. The methodology adopted to achieve the objective of this work is divided into four macro steps: i) study the APB, identifying the theoretical aspects. At this stage, the study of the APB simulator, developed by Vasconcelos (2019), is also carried out, which is used in this work to model the phenomenon, including comparing the results, for a reference scenario, with those achieved through commercial software, used by the oil and gas industry; ii) study of the methods for mitigating APB, understanding the functioning of each technique. At this stage, the open shoe or cement shortfall, rupture disks, and compressible foam methods are selected for more advanced studies based on their advantages; iii) implementation of computational routines in the simulator to reproduce the behavior of APB with the presence of each of the three previously selected techniques; and iv) final evaluation of the methods’ ability to mitigate the issues related to APB. Based on the results, the APB simulator presents a maximum difference of 3.66% compared to commercial software. Regarding the studied mitigation methods, in the scenario considering fluid drainage to the formation, different rock permeabilities cause variations of up to 1400 psi in the studied model. Furthermore, with the balance of annular pressure with pore pressure, increasing the drainage section is not effective beyond a certain depth. With the use of rupture disks, less resistant casings associated with the installation of disks can be economically advantageous, maintaining the integrity of the well. With the use of synthetic foams, it is possible to evaluate their length and positioning in the annuli to keep the APB within the allowed limits. In this context, the present work contributes to studies on annular pressure build-up (APB) in oil wells and APB mitigation techniques. Additionally, it assesses, in a simplified manner, the integrity of well casings subjected to APB loads.
Palavras-chave: Acúmulo de pressão anular (APB)
Métodos de mitigação do APB
Integridade de poços
Engenharia de Petróleo
Annular Pressure Build-up (APB)
APB mitigation methods
Wells integrity
Petroleum Engineering
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Alagoas
Sigla da Instituição: UFAL
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil
Citação: SANTOS, Gilberto Lucas Leandro dos. Mitigação do aumento de pressão em anulares de poços de petróleo. 2024. 103 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Estruturas) - Centro de Tecnologia, Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2023.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/13312
Data do documento: 29-set-2023
Aparece nas coleções:Dissertações e Teses defendidas na UFAL - CTEC

Arquivos associados a este item:
Arquivo Descrição TamanhoFormato 
Mitigação do aumento de pressão em anulares de poços de petróleo.pdfMitigação do aumento de pressão em anulares de poços de petróleo11.75 MBAdobe PDFVisualizar/Abrir


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