Seminários e Teses

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Próxima semana (de 25/04 a 01/05)
Dissertação de Mestrado
29/04
Development of a multipurpose reservoir simulator based on a plugin architecture
Thiago Sousa Bastos, PUC-Rio

Data: 29/04/2021 às 14h e 0min
Local: por acesso remoto


Orientador: Ivan Menezes
Área de Concentração: Petróleo e Energia

Resumo

During the last decades, large investments were made towards the development of numerical models and methods to forecast and analyze the different aspects of oil and gas recovery. In this context, modern simulators must be able to incorporate a wide variety of options to answer questions related to reservoir management accurately and effectively. In this work, we present a reservoir simulator based on a plugin architecture, where different formulations, solvers, and models can be developed, extended, and enhanced. With this approach, we use the black-oil model to implement traditional and state-of-the-art techniques, including fully- and adaptive- implicit methods, heuristic and PID time-step controllers, Newton-Raphson and Inexact Newton, and C1-continuous and conventional phase-potential two-point flux approximations. Several plugin configurations were tested and validated with commercial simulators, and their performances were used to determine which are the most suitable to solve multiphase flow problems.


Dissertação de Mestrado
30/04
Development of a plugin based simulator for wellbore stability analysis and mud weight window optimization
Henrique Reis Santiago, PUC-Rio

Data: 30/04/2021 às 09h e 0min
Local: por acesso remoto


Orientador: Ivan Menezes
Área de Concentração: Mecânica Aplicada

Resumo

Well planning presents a major challenge in the oil & gas industry. Wellbore stability analysis is one of the most important steps during well planning and provides the technical basis for a safe drilling operation. Therefore, to be able to comprehend and to predict the physical response of wells is extremely valuable to drilling engineers. In order to achieve wellbore stability, drilling operators control, among other factors, the internal wellbore pressure using the perforation mud weight. The mud pressure is used to balance the stresses at the wellbore region and its value must remain inside a stable window to ensure a safe operation. In this work, we propose a novel simulator to perform wellbore stability analysis and to compute the optimal mud pressure window. The simulator is based on a plugin architecture, which provides a more flexible environment to develop and to extend the simulator or even perform different analyses by exchanging one or more plugins. The ideal internal pressure and mud weight window are computed by solving a root-finding problem based on different failure criteria for the well. The simulator uses the Finite Element Method to solve each geomechanical analysis during the solution procedure, assuming the fluid-mechanical coupling and elastoplastic behavior around the wellbore. The simulator was validated using various examples and wellbore stability analyses were performed on a set of case studies from the literature.


Semana de 02/05 a 08/05
Dissertação de Mestrado
03/05
Análise do efeito da distribuição do tamanho de gotas na estabilidade de emulsões água em óleo
Análise do efeito da distribuição do tamanho de gotas na estabilidade de emulsões água em óleo, PUC-Rio

Data: 03/05/2021 às 10h e 0min
Local: por acesso remoto


Orientador: Monica Naccache
Área de Concentração: Petróleo e Energia

Resumo

Com as novas regulamentações ambientais proibindo o uso de fluidos de perfuração que apresentassem em sua composição elementos como óleo diesel, se fez necessário a busca por novos componentes que, além de serem eficazes em sua função, apresentassem característica de biodegradabilidade sendo, assim, menos danoso ao meio ambiente. A base do fluido de perfuração escolhida para se enquadrar as novas regras foi estudada neste trabalho com objetivo de avaliar a sua estabilidade e o seu comportamento reológico. O fluido trabalhado é uma emulsão inversa cuja fase contínua é a olefina e a fase dispersa, salmoura de NaCl, acrescido de um emulsificante primário, Cybermul, e um secundário, Cyberplus. Para retardar o processo de desestabilização, majoritariamente caracterizado pela sedimentação, em um segundo momento, foi adicionada a cal hidratada. Os testes realizados foram divididos em duas etapas: a primeira avaliando emulsões preparadas a 5000 rpm, 7500 rpm e 10000 rpm sem cal em sua composição e a segunda avaliando emulsões preparadas com a mesma velocidade de rotação, entretanto com cal hidratada. A principal variável adotada foi a velocidade de rotação com objetivo de ratificar o conhecimento de que quanto maior a velocidade de agitação durante a emulsificação, menores são as gotas geradas e, consequentemente, mais estável a emulsão. Os testes foram compostos por tensão interfacial, bottle test, distribuição do tamanho de gotas (microscopia e espalhamento dinâmico de luz) e testes de comportamento reológico, que incluem, tensão constante, curva de escoamento e varredura de tensão e tempo. Os resultados obtidos permitiram relacionar o tamanho das gotas geradas com a estabilidade da emulsão e com a sua viscosidade.


Tese de Doutorado
04/05
Development and applications of a compositional pore-network model for gas-condensate flow
Paula Kozlowski Pitombeira Reis, PUC-Rio

Data: 04/05/2021 às 15h e 0min
Local: por acesso remoto


Orientador: Márcio Carvalho
Área de Concentração: Petróleo e Energia

Resumo

Liquid dropout and accumulation in gas-condensate reservoirs, especially in the near wellbore region, hinder gas flow and affect negatively the produced fluid composition. Yet, condensate banking forecasting is commonly inaccurate, as experiments seldom reproduce reservoir extreme conditions and complex fluid composition, while most pore-scale models oversimplify the physical phenomena associated with phase transitions between gas and condensate. To address this gap, a fully implicit isothermal compositional pore-network model for gas and condensate flow is presented. The proposed pore-networks consist of 3D structures of constricted circular capillaries. Condensation modes and flow patterns are attributed to the capillaries according to the medium's wettability, local saturations and influence of viscous and capillary forces. At the network nodes, pressure and molar contents are determined via the coupled solution of molar balance and volume consistency equations. Concomitantly, a PT-flash based on the Peng-Robinson equation of state is performed for each node, updating the local phases saturations and compositions. For the proposed model validation, flow analyses were carried out based on coreflooding experiments reported in the literature, with matching fluid composition and flow conditions, and approximated pore-space geometry. Predicted and measured relative permeability curves showed good quantitative agreement, for two values of interfacial tension and three values of gas flow velocity. Following the validation, the model was used to evaluate wettability alteration and gas injection as prospect enhanced recovery methods for gas-condensate reservoirs. Results exhibited similar trends observed in coreflooding experiments and conditions for optimal flow enhancement were identified.

Link da defesa:
https://puc-rio.zoom.us/j/99065248068?pwd=S3UxNktMTzF2TmZmdklBdlN2YzRhQT09

Meeting ID: 990 6524 8068
Passcode: 475746


Dissertação de Mestrado
07/05
Otimização da Configuração Geométrica de Risers usando o Método de Otimização Bayesiana
Nicholas de Araujo Gonzalez Casaprima, PUC-Rio

Data: 07/05/2021 às 09h e 0min
Local: por acesso remoto


Orientador: Ivan Menezes
Área de Concentração: Mecânica Aplicada

Resumo

Os risers são importantes componentes na produção e exploração de petróleo e derivados. São responsáveis pelo transporte do óleo encontrado no reservatório até a Unidade Estacionária de Produção. A crescente demanda por esse produto faz com que a exploração seja feita em regiões com condições cada vez mais adversas. Tipicamente, um projeto deste porte exige um número muito grande de análises numéricas de elementos finitos e exigem uma experiência grande por parte do projetista a fim de obter uma solução viável. Esse desafio leva engenheiros a buscarem ferramentas consistentes e seguras que auxiliem nas etapas iniciais do projeto das configurações de risers e que sejam capazes de diminuir o número de análises totais exigidas. Uma dessas ferramentas éa utilização de métodos de otimização para obter de maneira consistente e segura os parâmetros que definem uma configuração. Este trabalho apresenta o método de Otimização Bayesiana, um método baseado em técnicas de aprendizado de máquina capaz de resolver problemas de otimização do tipo caixa-preta, de maneira eficiente, explorando o uso de aproximações analíticas da função objetivo, que se deseja otimizar. O método é aplicado em diferentes estudos de casos visando validá-lo como capaz de resolver uma gama de problemas de configuração de riser de maneira eficiente e consistente. Dentre os problemas aplicados estão diferentes configurações, diferentes casos realistas, mono-objetivos e multi-objetivos.