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???metadata.dc.type???: Dissertação
Title: Análise e estimação das propriedades de tortas de filtração de fluidos de perfuração não-Newtonianos
Other Titles: Analysis and estimation of mud cakes properties of non-Newtonian drilling fluids
???metadata.dc.creator???: Borges, Rodrigo Fernando de Oliveira 
???metadata.dc.contributor.advisor1???: Calado, Veronica Maria de Araujo
First advisor-co: Oechsler, Bruno Fernando
???metadata.dc.contributor.referee1???: Calado, Verônica Maria de Araújo
???metadata.dc.contributor.referee2???: Medronho, Ricardo de Andrade
???metadata.dc.contributor.referee3???: Brandão, Amanda Lemette Teixeira
???metadata.dc.description.resumo???: O processo de perfuração de poços de petróleo está sempre evoluindo e sendo otimizado para garantir a máxima eficiência a fim de reduzir seu custo. Nesse cenário, a perda de circulação é um fenômeno a ser continuamente estudado e minimizado para evitar a perda de fluidos e a contaminação de reservatórios de petróleo. A perda de circulação é causada por um diferencial de pressão entre os poros da formação e a região anular do poço. À medida que o fluido de perfuração invade o reservatório, uma camada de sólidos é formada e a taxa de perda de fluido torna-se função de parâmetros da torta, como a permeabilidade e a porosidade. Para minimizar a perda de filtrado, os fluidos de perfuração são desenvolvidos a fim de fornecer uma torta fina com baixa permeabilidade. Diversos métodos de determinação das propriedades das tortas de filtração são apresentados. Percebe-se então a ausência de procedimentos de cálculo e estimação de parâmetros adequados, nos quais os erros experimentais associados às variáveis de saída experimentais sejam adequadamente descritos. Neste estudo, os efeitos da temperatura, da pressão e da concentração de sólidos nos parâmetros de torta de filtração foram avaliados. A compressibilidade das tortas foi analisada em processos de filtração a pressão constante. A estrutura interna das tortas de filtração foi estudada a partir de imagens obtidas em MEV. Filtrações estáticas foram realizadas em uma célula de filtração HTHP com suspensões nãoNewtonianas de barita e carboximetilcelulose em concentrações similares às utilizadas em processos reais. Os parâmetros das tortas de filtração obtidas foram estimados a partir do ajuste do modelo de filtração para fluidos não-Newtonianos, utilizando o pacote Estima, escrito em linguagem Fortran. Foram apresentadas três diferentes metodologias para a estimação de parâmetros, que são estimados isoladamente para cada condição experimental (método implícito) ou estimados de forma direta, a partir de dados de volume de filtrado. O efeito do diferencial de pressão aplicado na permeabilidade da torta e na resistência do meio filtrante foi considerado a partir de equações constitutivas apropriadas.
Abstract: The oil well drilling process is always evolving and being optimized to ensure maximum efficiency to reduce its cost. In this scenario, the loss circulation is a phenomenon to be continuously studied and minimized to avoid fluid loss and oil reservoirs contamination. It is caused by a pressure differential between the formation pores and the well annular region. As drilling fluid invades the reservoir, a layer of solids is formed and the fluid loss rate becomes a function of cake parameters such as permeability and porosity. To minimize the filtrate loss, drilling fluids are designed to provide a thin cake with low permeability. Several methods of determination of the properties of filtration pies are presented. So, it is noticed the absence of procedures of calculation and estimation of adequate parameters, in which the experimental errors associated with the experimental output variables are adequately described. In this study, the effects of temperature, pressure and solids concentration on the filter cake parameters were evaluated. The mud cake compressibility was analyzed in constant pressure filtration processes. The internal structure of the mud cakes was studied by SEM images. Static filtrations were performed in an HTHP filtration cell with non-Newtonian suspensions with concentrations similar to those used in actual processes. The mud cake parameters were estimated by adjusting the filtration model for non-Newtonian fluids using the Estima package, written in Fortran language. Three different methodologies for parameter estimation were presented, in which they are estimated separately for each experimental condition (implicit method) or directly estimated from filtrate volume data. The effect of the applied pressure differential on the cake permeability and on the filter resistance was considered from appropriate constitutive equations.
Keywords: Filtração
Fluidos de perfuração
Modelagem
Estimação de parâmetros
Propriedades de torta
Filtration
Drilling fluids
Parameter estimation
Mudcake properties
???metadata.dc.subject.cnpq???: Química
Engenharia Química
Language: por
???metadata.dc.publisher.country???: Brasil
Publisher: Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro
???metadata.dc.publisher.initials???: UFRRJ
???metadata.dc.publisher.department???: Instituto de Tecnologia
???metadata.dc.publisher.program???: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
Citation: BORGES, Rodrigo Fernando de Oliveira. Análise e estimação das propriedades de tortas de filtração de fluidos de perfuração não-Newtonianos. 2019. 173 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Instituto de Tecnologia, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, 2019.
???metadata.dc.rights???: Acesso Aberto
URI: https://tede.ufrrj.br/jspui/handle/jspui/5507
Issue Date: 23-Aug-2019
Appears in Collections:Mestrado em Engenharia Química

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