Simulação numerica do comportamento mecanico do sal em poços de petroleo
Carlos Cabral Gravina
DISSERTAÇÃO
Português
(Broch.)
T/UNICAMP G789s
Campinas, SP : [s.n.], 1997.
154f. : il.
Orientadores: Otto Luiz Alcantara Santos, Fernando Iguti
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica
Resumo: O problema do fechamento das paredes do poço, ocasionando a prisão da coluna de perfuração ou o colapso dos tubos de revestimento, tem ocorrido quando um poço de petróleo atravessa certos tipos de formações salinas, devido ao pronunciado comportamento plástico dessas e, principalmente,...
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Resumo: O problema do fechamento das paredes do poço, ocasionando a prisão da coluna de perfuração ou o colapso dos tubos de revestimento, tem ocorrido quando um poço de petróleo atravessa certos tipos de formações salinas, devido ao pronunciado comportamento plástico dessas e, principalmente, devido ao seu comportamento de fluência ao longo do tempo. O aumento da temperatura e/ou da tensão que agem sobre esses sais acelera e agrava o comportamento de fluência dos mesmos, de tal forma que, quanto mais profundo o sal for encontrado, mais rápido se manifestará e mais intenso será o problema a enfrentar. Visando-se auxiliar o projetista do poço e o acompanhamento operacional da sua execução, foi elaborado um programa de computador com a finalidade de estimar o fechamento do poço ao longo do tempo em frente à zona de sal, simulando-se no programa as condições físicas relevantes que exercem influência sobre o comportamento mecânico do sal e que se esperam encontrar no poço. O Método dos Elementos Finitos foi empregado no desenvolvimento do programa, sendo o comportamento estático do sal simulado através da aplicação da teoria elástica linear sobre modelo de elementos triangulares em estado plano de deformações. O comportamento quase-estático ou a fluência do material no tempo foi representada pela aplicação de uma equação empírica de fluência do tipo potencial, utilizada por diversos pesquisadores em projetos de escavação de minas de sal e depósitos de lixo da equação fluência atômico. Essa é empregada para representar o comportamento primária ou transiente e se ajusta perfeitamente ao escopo deste trabalho. As equações diferenciais de equilíbrio quase-estático foram obtidas pelo princípio dos trabalhos virtuais e integradas no tempo utilizando-se do Algoritmo Explícito de Euler. Consideram-se as hipóteses da linear idade geométrica e isotropia do material. Realizaram-se simulações visando-se abranger um bom número de situações possíveis de serem encontradas nos poços de petróleo, sendo os resultados apresentados na forma de gráficos, acompanhados de análises e comentários
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Abstract: Drilling incidents such as stuck pipe and collapsed casing string take place when some type of salt formations are drilled because of the high pronounced plastic behavior of the salt and the creep behavior as a function of time of this type of rock. The creep behavior becomes faster and...
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Abstract: Drilling incidents such as stuck pipe and collapsed casing string take place when some type of salt formations are drilled because of the high pronounced plastic behavior of the salt and the creep behavior as a function of time of this type of rock. The creep behavior becomes faster and more severe if temperature and/or pressure acting on the salt go up. The deeper the salt is found, the earlier and more intense the troubles caused by salt creep will be evident. A compute r program was written to estimate the borehole closure rate in front of a salt zone. It simulates the relevant physical conditions expected to be found in the well that influence the salt mechanical behavior. The program can assist the drilling personnel during the design and the execution phases of the well. The computer program uses the finite element theory. The static behavior of the salt was approached by using the linear elastic laws over triangular elements in Plane Strain state. The quasi-static behavior, or the salt deformation with time (salt creep), was approached by a power law empirical equation of creep, used by most of the researchers in underground excavations projects of salt mines or atomic waste repositories. The equation mentioned above is used to represent the primary or transient creep and fits very good to the physical conditions considered in this work. The quasi-static equilibrium differential equations were derived from the virtual work principIe and were integrated over the time by the use of Euler's Explicit AIgorithm. The material isotropy and geometric linearity were assumed in this work. Simulations were done covering most of the drilling situations found while drilling through moving salt formations. The results are showed through graphical outputs with some pertinent comments
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Santos, Otto Luiz Alcantara
Orientador
Iguti, Fernando, 1944-2020
Coorientador
Costa, Alvaro Maia da
Avaliador
Simulação numerica do comportamento mecanico do sal em poços de petroleo
Carlos Cabral Gravina
Simulação numerica do comportamento mecanico do sal em poços de petroleo
Carlos Cabral Gravina
Exemplares
Nº de exemplares: 2
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