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Projetos Atuais

Estudo do Comportamento Reológico de Fluidos de PerfuraçãoEstudo Experimental e Numérico da Dinâmica de Fluidos de PerfuraçãoAvaliação Experimental do Reinício de Escoamento de Petróleos Parafínicos GelificadosArraste da coluna de perfuração na presença de cascalhosModelagem Matemática e Avaliação Experimental de Fenômenos Transitórios em Hidráulica de PerfuraçãoReinício de Circulação de Óleos Parafínicos Gelificados em TubulaçõesAvaliação do Método de Lattice Boltzmann aplicado à modelagem da convecção natural em meio poroso bi-dispersoEstudo do escoamento de fluido não newtoniano com partículas sólidasEstudo numérico e experimental da previsão dos parâmetros de injeção de partículas visando o tamponamento de fraturasEstudo numérico e experimental do processo de formação de torta através do empacotamento de partículasEstudo numérico e experimental para determinação do perfil de temperatura do fluido de perfuração na região anular para identificação de zonas de fraturaEstudo numérico e experimental do processo de formação de incrustaçõesEstudo numérico do processo de gravel packing em formações inconsolidadasCaracterização de rochas porosas sintéticas com prototipagem 3D para estudos de EOR
Início do Projeto: Setembro de 2015
Financiamento: Petrobras
Responsável: Prof. Admilson T. Franco
Descrição: Neste projeto serão comparadas duas metodologias para determinação de tensão limite de escoamento e para ajuste de modelos viscoelásticos com base em dados reológicos de fluidos de perfuração. Além disso, serão estabelecidas metodologias para formulação de fluidos viscoplásticos e viscoelásticos necessários para os testes reológicos e experimentais. Nesse estudo diferentes amostras de fluidos de perfuração, com foco especial em fluidos de base óleo, serão caracterizadas utilizando-se diferentes tipos de testes reológicos, para os quais diferentes parâmetros serão controlados, como a temperatura do teste, tempo de repouso e aspectos de preparação da amostra. Os estudos reológicos experimentais de determinação de propriedades materiais serão realizados no CERNN/UTFPR, no Laboratório de Reologia, nos reômetros rotacionais disponíveis. Os dados reológicos experimentais obtidos serão utilizados no ajuste de modelos de fluidos viscoplásticos e viscoelásticos.
Início do Projeto: Setembro de 2015
Financiamento: Petrobras
Responsável: Prof. Admilson T. Franco
Descrição:Os estudos neste projeto possuem duas frentes amplas e complementares: o estudo numérico e o experimental do comportamento de fluidos de perfuração em problemas de hidráulica de poços. Na frente numérica pretende-se investigar quatro problemas: o processo de circulação reversa sem a utilização de Riser e suas vantagens e desvantagens, a construção de modelos 3D para simular o escoamento em brocas de perfuração, a determinação do coeficiente de descarga (Cd) e da força de impacto de jatos de brocas (Fj) e a simulação do processo de sedimentação de cascalho com modelos diferenciais em fluido opaco. Na frente experimental, serão feitas avaliações em bancada do processo de circulação reversa na Torre de Perfuração e a determinação de coeficiente de descarga em bocais e de força de impacto de jatos. Os estudos serão realizados no CERNN/UTFPR, sendo os desenvolvimentos numéricos no Laboratório de CFD, e os experimentais nos Laboratórios de Escoamento de Fluidos Não Newtonianos.
Início do Projeto: Julho de 2017
Financiamento: Petrobras
Responsável: Prof. Admilson T. Franco
Descrição:Uma unidade experimental será projetada e construída na CERNN/UTFPR para avaliar o reinício do escoamento de petróleos parafínicos. Petróleos parafínicos tendem a mudar seu comportamento reológico a baixas temperaturas, o que significa que em caso de parada de máquina podem gelificar na tubulação de transporte no fundo do mar. Neste projeto pretende-se reproduzir o reinício do escoamento em pequena escala, de modo que se possa compreender os fenômenos do processo com base em técnicas de visualização. Assim, coeficientes experimentais empregados em modelos matemáticos poderão ser calibrados para implementação em software. Uma metodologia de ensaios para avaliar a pressão máxima requerida para reiniciar o escoamento será desenvolvida.
Início do Projeto: Setembro de 2015
Financiamento: Petrobras
Responsável: Prof. Cezar O. R. Negrão
Descrição: Este projeto consiste em modelar matematicamente e avaliar experimentalmente a força e o torque necessário para arrastar uma coluna de perfuração na presença de cascalhos. Um aparato experimental com o objetivo de avaliar a influência da inclinação da coluna, do espaço anular e da altura do leito de cascalho será construído. A modelagem matemática será baseada nas equações da conservação da massa e da quantidade de movimento que serão resolvidas numericamente.
Início do Projeto: Setembro de 2015
Financiamento: Petrobras
Responsável: Prof. Cezar O. R. Negrão
Descrição: Este projeto tem por objetivo estudar operações de hidráulica de perfuração de poços em regime transitório, tais como: reinício do escoamento de fluidos de perfuração, escoamento axial gerado pela movimentação da coluna, transmissão de pressão em operação de leak-off, kick e stripping. O problema teórico é modelado pelas equações de conservação da massa e de quantidade de movimento em regime transitório aplicadas a escoamentos compressíveis. Os modelos matemáticos são validados através de comparações com resultados experimentais.
Início do Projeto: Fevereiro de 2014
Financiamento: Petrobras / CNPq
Responsável: Prof. Cezar O. R. Negrão
Descrição: Este projeto consiste em estudar o reinício de escoamento de petróleos parafínicos gelificados em tubulações. O objetivo final é entender melhor os processos de gelificação e de reinício de escoamento para que as pressões necessárias ao reinício do escoamento em tubulações possam ser previstas com maior precisão e desta forma, auxiliar no projeto/manutenção de linhas de transporte de crus. O trabalho contempla: o desenvolvimento de modelos matemáticos, a realização de ensaios em unidades experimentais, estudos e medição de propriedades reológicas.
Início do Projeto: Março de 2013
Financiamento: CNPq
Responsável: Prof. Silvo L. M. Junqueira
Descrição: Neste projeto tem-se o objetivo de simular o processo de transferência de calor por convecção natural em uma cavidade retangular aquecida lateralmente, preenchida por um meio sólido fraturado e saturado com fluido, para testar a eficiência e validade do método de lattice Boltzmann. Adicionalmente, o LBM será utilizado para simular o mesmo fenômeno numa cavidade preenchida com meio poroso fraturado, com o objetivo de fornecer uma ferramenta numérica mais versátil e capaz de simular numericamente processos diversos de fenômenos de transporte em meio poroso fraturado.
Início do Projeto: Setembro de 2015
Financiamento: Petrobras
Responsável: Prof. Silvo L. M. Junqueira
Descrição: Neste projeto é investigado o escoamento particulado com fluidos não newtonianos. Este estudo é imprescindível para a evolução dos demais projetos devido à natureza dos fluidos de perfuração. A utilização de fluidos não newtonianos em meios porosos promovem um efeito de vedação devido à tensão gerada pelas interfaces e geometria interna do meio. Desta forma, nesta etapa será desenvolvida a formulação matemática e modelagem numérica tanto do fenômeno de invasão em meios porosos, quanto do escoamento com partículas sólidas.
Início do Projeto: Setembro de 2015
Financiamento: Petrobras
Responsável: Prof. Silvo L. M. Junqueira
Descrição: Neste projeto é investigado o processo de tamponamento de fraturas inseridas em formações porosas. Diferentes misturas fluido-partícula, geometrias da fratura, bem como de substratos porosos serão analisados para caracterização do preenchimento de fraturas com vistas à determinação do tipo de material particulado necessário para tamponar uma determinada configuração de poço-formação fraturada. Curvas indicando as características do preenchimento associado ao tempo de injeção e distância relativa do poço serão relacionadas com o aumento da eficiência do tempo para reestabelecer a circulação em processos de perfuração.
Início do Projeto: Setembro de 2015
Financiamento: Petrobras
Responsável: Prof. Silvo L. M. Junqueira
Descrição: Neste projeto será estudado o processo de formação de torta devido ao empacotamento de partículas em superfícies porosas. O empacotamento destas partículas ao longo do meio poroso, em alguns casos, pode reduzir a permeabilidade da formação, alterando o escoamento particulado do poço, assim como o processo de vedação de fraturas. O principal objetivo é fornecer correlações numéricas para perda de carga em leitos fixos porosos devido ao empacotamento de partículas no processo de formação de torta na interface de substratos porosos.
Início do Projeto: Setembro de 2015
Financiamento: Petrobras
Responsável: Prof. Silvo L. M. Junqueira
Descrição: Neste projeto serão estudados modelos estacionários e dinâmicos para localização de fraturas no poço através do uso de métodos inversos para determinar o perfil de temperatura na região anular. Adicionalmente, propõe-se montar um experimento para verificar que a medição dinâmica da temperatura local na ponta da broca, e de sua correspondente variação com o tempo, seja suficiente para determinar a existência e grau de influência de uma ou mais fraturas ao longo do poço de perfuração.
Início do Projeto: Setembro de 2017
Financiamento: Petrobras
Responsável: Prof. Silvo L. M. Junqueira
Descrição: Nesta etapa será estudado o escoamento particulado reativo para o processo de formação de incrustações inorgânicas em poços com contenção de areia, com ênfase na precipitação de sulfatos de bário e estrôncio em geometrias de telas e gravel packing. Para tanto, esta etapa pode ser dividida em três frentes de estudo: (1) formação de incrustações em geometrias de telas; (2) formação de incrustação em formações porosas inconsolidadas; (3) formação de incrustações em contenção de gravel packing.
Início do Projeto: Setembro de 2017
Financiamento: Petrobras
Responsável: Prof. Silvo L. M. Junqueira
Descrição: Nesta etapa será estudado o processo de gravel packing para avaliar a retenção de sólidos desprendidos em formações porosas inconsolidadas, assim como a retenção de sólidos no conjunto de telas e gravel. Para tanto, esta etapa pode ser dividida em três frentes de estudo: (1) efeito do regime do escoamento particulado; (2) efeito dos parâmetros do gravel packing; (3) efeito das propriedades do gravel e da formação porosa inconsolidada.
Início do Projeto: Julho de 2017
Financiamento: Repsol Sinopec Brasil
Responsável: Prof. Silvo L. M. Junqueira
Descrição: A obtenção de testemunhos de reservatórios pode ser complexa e custosa, especialmente em campos offshore de grandes profundidades, como é o caso das formações do pré-sal. Neste projeto será desenvolvido uma metodologia para caractererização de rochas porosas sintéticas 3D, confeccionadas por meio de tecnologias de Manufatura Aditiva (AM), que possam representar as características de rochas reais de reservatórios em termos de geometria de poro e propriedades permo-porosas, visando aplicação em testes e estudos de técnicas avançadas de recuperação de petróleo (Enhanced Oil Recovery – EOR).
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