Os efeitos Delaware e Groningen: um estudo quantitativo por elementos finitos

Os efeitos Delaware e Groningen são dois tipos de anomalia que afetam ferramentas de eletrodos para perfilagem de resistividade. Ambos os efeitos ocorrem quando há uma camada muito resistiva, como anidrita ou halita, acima do(s) reservatório(s), produzindo um gradiente de resistividade muito similar ao produzido por um contato óleo-água. Os erros de interpretação produzidos têm ocasionado prejuízos consideráveis à indústria de petróleo. A PETROBRÁS, em particular, tem enfrentado problemas ocasionados pelo efeito Groningen sobre perfis obtidos em bacias paleozóicas da região norte do Brasil. Neste trabalho adaptamos, com avanços, uma metodologia desenvolvida por LOVELL (1990), baseada na equação de Helmholtz para H_Φ, para modelagem dos efeitos Delaware e Groningen. Solucionamos esta equação por elementos finitos triangulares e retangulares. O sistema linear gerado pelo método de elementos finitos é resolvido por gradiente bi-conjugado pré-condicionado, sendo este pré-condicionador obtido por decomposição LU (Low Up) da matriz de stiffness. As voltagens são calculadas por um algoritmo, mais preciso, recentemente desenvolvido. Os perfis são gerados por um novo algoritmo envolvendo uma sucessiva troca de resistividade de subdomínios. Este procedimento permite obter cada nova matriz de stiffness a partir da anterior pelo cálculo, muito mais rápido, da variação dessa matriz. Este método permite ainda, acelerar a solução iterativa pelo uso da solução na posição anterior da ferramenta. Finalmente geramos perfis sintéticos afetados por cada um dos efeitos para um modelo da ferramenta Dual Laterolog.

Modelagem unidimensional de dados do método MCSEM com variação na resistividade da água do mar e na orientação dos sensores

O Marine Controlled Source ElectroMagnetic (MCSEM) é um novo método geofísico que tem sido empregado para a detecção de camadas resistivas no sub-solo oceânico e tem se mostrado uma ferramenta promissora para a indústria do petróleo. Neste trabalho, é modelado levantamentos do método MCSEM incluindo variações nos valores de resistividade da água do mar. Tais variações podem resultar da influência de correntes marinhas, gradientes de temperatura ou de qualquer fator que possa afetar a salinidade da água. Observamos que os dados do método são afetados de maneira significativa por tais variações. Tanto a variação na resistividade quanto na espessura da camada de água pode afetar os resultados do MCSEM de maneira semelhante. É modelado também o posicionamento aleatório dos receptores, mostrando um decaimento significativo da amplitude do sinal quando os receptores se posicionam a uma certa distância da linha de medidas.

Estudo de comunidades de foraminíferos em manguezal do Rio Itapanhaú, Bertioga-SP, aplicado à reconstrução paleoambiental

Foraminifera scientific studies became, historically, of your apply in relative dating of rocks, stratigraphic correlations and paleoenvironmental reconstruction. In the last decades, they have been applied on the studies of modern ecosystems, with or without antrhopic influence. Both aspects are interest of petroleum industry. Among other approaches, foraminífera are used as good indicators of the fluctuation of relative sea level. This study aimed to survey and taxonomic study of the community structure of foraminifera in surface samples of a core, 60 cm, collected in mangrove located in Itapanhaú river in Bertioga (SP).It also aims to contribute to the discussion about typical patterns of community structure of mangrove margins and provide elements for discussion on the relative sea level behavior in this area in almost modern times. It was been collected 6 samples along the core of 60 cm of length, each one 10 cm depth. They were made in laboratory and in each sample sought to find at least 100 foraminifera per ml. The species identification was made with reference specified material and collection available on IGCE-UNESPetro, Rio Claro. The community structure was studied in terms of richness, diversity and species composition and was made the results comparison from similar areas to interpret the depositional environment. Were found 21 species within them 13 calcareous and 8 binders, being the most abundant and frequent species Ammonia tepida, Ammonia parkinsoniana e Elphidium spp. Essentially there wasn’t change in the community structure within the period covered by the core which reflects an environment of outer margin of mangrove without noticeable change in relative sea level at the respective time of deposition of muddy sediments. The community structure here recognized its similar to estuarine environment well maintained which indicates a low human impact in the area over the time interval. The agreement of the results...

Cultura em excesso?: uma investigação dos dispêndios com cultura nos municípios fluminenses

A monografia apresenta um breve panorama dos aspectos econômicos do Estado do Rio de Janeiro com o intuito de destacar o papel da indústria do petróleo na economia do mesmo, assim como as rendas provenientes dos pagamentos de royalties e participações especiais aos municípios produtores. O fato é que enormes recursos são entregues a esses municípios, o que torna extremamente importante a investigação da qualidade da alocação destes. Ambiciona-se por meio deste trabalho a análise das despesas culturais dos municípios fluminenses com o propósito de identificar se as cidades que mais recebem royalties gastam relativamente mais nesta área comparado a outras. Este exame é relevante, principalmente pela dificuldade de definição do conceito de cultura e por as contas culturais municipais não serem auditadas pelos Tribunais de Contas, o que favoreceria um possível canal de desvio de verbas públicas

Caracterização microestrutural de junta soldada com arco submerso e análise da propagação de trincas em um tubo de aço API X 70

In this work a study of an API 5L X70 steel, which is used in the manufacture of oil and gas pipelines, has been made. This class of steel show high strength and ductility values, and has been increasingly studied due the growing demand of oil and natural gas, which in consequence, increases the needing of new pipelines to transport them. The material studied has been directly taken from a tube provided by TenarisConfab, and a special attention has been given to the fatigue crack growth rate study, which proved that a crack will grow at different rates according to the tube position where it is growing

Análise estratigráfica em depósitos lacustres maastrichtianos da Formação Yacoraite (Bacia de Salta - Argentina): definição e rastreabilidade de sequências de alta resolução

Pós-graduação em Geologia Regional - IGCE

Caracterização geoelétrica de arenitos asfálticos da Formação Pirambóia, Bacia do Paraná

Os combustíveis fósseis respondem por cerca de 90% da matriz energética global, e apesar de ser consenso a necessidade de expansão da mesma e da redução do consumo de bens e energia em nossa cultura, esta mudança caminha a passos muito lentos, e a pesquisa relacionada aos recursos de combustíveis fósseis, inclusive o desenvolvimento de tecnologias que nos permitam explorar economicamente reservas antes inviáveis, ainda é extremamente necessária. As reservas mundiais de petróleo mais acessíveis ou economicamente viáveis, devido à sua extensão ou qualidade do óleo, têm sua vida útil contada e acumulações não convencionais tem sido exploradas. Os arenitos asfálticos da Formação Pirambóia, na borda leste da Bacia do Paraná, foram a acumulação de hidrocarbonetos escolhida para experimentar novos meios de investigação a serem usados na indústria de petróleo, aproveitando-se de métodos geofísicos com aplicações usuais em outras áreas da ciência, como geologia ambiental e geotecnia, testando sua potencialidade na identificação de áreas com presença de hidrocarbonetos. O objetivo do trabalho foi identificar um comportamento elétrico em uma camada de arenito impregnado por betume distinguível do comportamento elétrico das camadas de arenito adjacentes, que não contém betume, estabelecendo assim uma assinatura geofísica associável à presença de hidrocarbonetos. Os métodos utilizados (Eletrorresistividade, Polarização Induzida e Eletromagnético Indutivo) mostraram o comportamento dos arenitos asfálticos em função de seus parâmetros físicos elétricos (resistividade, condutividade e cargabilidade) e possibilitaram a identificação e o mapeamento da camada asfáltica, em meio à camadas não impregnadas por betume, conforme pretendido. A boa correlação entre os perfis gerados após o processamento dos dados obtidos em campo e a geometria da camada observada em afloramento indica que os métodos geoelétricos podem constituir uma ferramenta de análise na pesquisa de hidrocarbonetos em bacias sedimentares continentais, possibilitando um diagnóstico inicial da presença de hidrocarbonetos em áreas pré definidas, com métodos não destrutivos, não poluentes e, comparativamente aos métodos convencionais utilizados na indústria de petróleo e gás, mais baratos e rápidos.

Estudo fenomenológico e numérico do escoamento estratificado óleo-água ondulado e com mistura na interface

Escoamentos bifásicos estão presentes em diversos processos naturais e industriais, como na indústria de petróleo. Podem apresentar-se em diferentes configurações topológicas, ou, padrões de escoamento, entre eles o escoamento estratificado ondulado e o estratificado com mistura na interface. Os escoamentos bifásicos estratificados óleo-água têm sido utilizados como uma forma conveniente de evitar a formação de emulsões de água em óleo em oleodutos e possuem uma ocorrência comum em poços de petróleo direcionais. Quando a onda interfacial ultrapassa determinado limite geométrico e cinemático, surge o fenômeno do entranhamento de gotas, representado por misturas entre as fases junto à interface que promovem um aumento na queda de pressão. Modelos têm sido apresentados pela literatura na tentativa de descrever o fenômeno do entranhamento de gotas. Neste trabalho é apresentada uma nova proposta de modelagem matemática unidimensional para o entranhamento de gotas com o objetivo de melhorar a previsão dos parâmetros envolvidos, em especial, da fração volumétrica de óleo e da queda de pressão bifásica. Também foi utilizada simulação numérica computacional, CFD (Computational Fluid Dynamics), com o uso de software comercial para obtenção dos valores dos parâmetros do escoamento estratificado ondulado óleo-água (fração volumétrica de óleo, queda de pressão, amplitude e comprimento da onda interfacial). Os resultados da modelagem fenomenológica para entranhamento e os de CFD foram comparados com bancos de dados experimentais. Os resultados em CFD mostram concordância com os resultados experimentais, tanto na análise qualitativa das propriedades geométricas das ondas interfaciais, quanto na comparação direta com os dados para fração volumétrica e queda de pressão. Os resultados numéricos da modelagem fenomenológica para fatores de entranhamento apresentam boa concordância com dados da literatura.

Estudo das propriedades inibidoras de corrosão das imidazolinas oleica e quaternária e seu encapsulamento em partículas inertes.

Entre os inibidores de corrosão clássicos que já são utilizados na indústria do petróleo, foram estudadas a imidazolina oleica e a quaternária através de técnicas eletroquímicas, gravimétrica e analíticas, para avaliar a eficiência de inibição e como esses inibidores atuam em meio ácido. O meio agressivo foi uma solução de NaCl 3,5% em massa acidificada com ácido clorídrico até atingir um pH=2 com o objetivo de simular o ambiente de extração petrolífera. O substrato empregado foi o aço carbono 1020. As técnicas eletroquímicas utilizadas foram: monitoramento do potencial de circuito aberto, medidas de resistência de polarização linear, espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE ) e curvas de polarização. Os valores das componentes real e imaginária de impedância indicam uma resistência maior aos processos de transferência de carga com o aumento da concentração dos inibidores e os Diagramas de Bode de ângulo de fase, revelaram a presença de uma camada de inibidor adsorvida sobre o metal com uma constante de tempo em altas frequências observada para a imidazolina oleica e quaternária. Para a imidazolina quaternária, verificou-se que só para tempos maiores de imersão é que o filme se adsorve de forma eficiente demonstrando uma cinética mais lenta de adsorção. Nos ensaios gravimétricos, os resultados de taxa de corrosão em m/ano foram decrescentes com o tempo após período de imersão de 30 dias, para ambas as imidazolinas. O uso das técnicas analíticas foi necessário a fim de se compreender melhor o comportamento das imidazolinas sobre o aço no meio estudado. Os resultados da análise de íons férricos em solução, por emissão atômica, foram obtidos durante várias amostragens durante o período do ensaio de perda de massa, e foi possível verificar um processo de inibição da corrosão até doze dias de imersão do metal, depois disto ocorre um disparo na quantidade de ferro liberado em solução, sugerindo que pode estar ocorrendo uma degradação do inibidor após 12 dias de imersão. Para esclarecer esse ponto, análises por espectroscopia Raman dos produtos de fundo formados durante os ensaios de perda de massa indicaramm que a degradação pode realmente estar ocorrendo. Foi confirmado, também por espectroscopia Raman sobre a superfície do aço após imersão prévia em solução contendo a imidazolina oleica, que há uma película adsorvida que protege o metal do meio agressivo. Técnica de microscopia eletrônica de varredura foi utilizada para caracterizar os corpos de prova na ausência e presença do inibidor, depois dos ensaios eletroquímicos e foi possível caracterizar, através dessa técnica a maior eficiência inibidora do filme de imidazolina quaternária. Dois tipos de nanoconatiners foram avaliados para o encapsulamento das duas imidazolinas estudadas: nanocontainers a base do argilomineral haloiista e sílica mesoporosa tipo SBA 15. Resultados de impedância eletroquímica mostraram a liberação dos inibidores de corrosão encapsulados com o tempo de imersão. Análise na região do infravermelho por sonda de fibra ótica foi utilizada para comprovar química e qualitativamente a liberação do inibidor a partir dos nanorreservatórios, no meio agressivo.

Avaliação de compatibilidade entre pasta de cimento e fluido de perfuração não-aquoso utilizados em poços petrolíferos

Compatibility testing between a drilling fluid and a cement slurry is one of the steps before an operation of cementing oil wells. This test allows us to evaluate the main effects that contamination of these two fluids may cause the technological properties of a cement paste. The interactions between cement paste and drilling fluid, because its different chemical compositions, may affect the cement hydration reactions, damaging the cementing operation. Thus, we carried out the study of the compatibility of non-aqueous drilling fluid and a cement slurry additives. The preparation procedures of the non-aqueous drilling fluid, the cement paste and completion of compatibility testing were performed as set out by the oil industry standards. In the compatibility test is evaluated rheological properties, thickening time, stability and compressive strength of cement pastes. We also conducted analyzes of scanning electron microscopy and X-ray diffraction of the mixture obtained by the compatibility test to determine the microstructural changes in cement pastes. The compatibility test showed no visual changes in the properties of the cement paste, as phase separation. However, after the addition of nonaqueous drilling fluid to cement slurry there was an increased amount of plastic viscosity, the yield point and gel strength. Among the major causative factors can include: chemical reaction of the components present in the non-aqueous drilling fluid as the primary emulsifier, wetting agent and paraffin oil, with the chemical constituents of the cement. There was a reduction in the compressive strength of the cement paste after mixing with this drilling fluid. Thickening test showed that the oil wetting agent and high salinity of the non-aqueous fluid have accelerating action of the handle of the cement paste time. The stability of the cement paste is impaired to the extent that there is increased contamination of the cement slurry with the nonaqueous fluid. The X-ray diffraction identified the formation of portlandite and calcium silicate in contaminated samples. The scanning electron microscopy confirmed the development of the identified structures in the X-ray diffraction and also found the presence of wells in the cured cement paste. The latter, formed by the emulsion stability of the drilling fluid in the cement paste, corroborate the reduction of mechanical strength. The oil wetting agent component of the non-aqueous drilling fluid, the modified cement hydration processes, mainly affecting the setting time.

Aplicação de géis de goma guar no processo de clarificação de salmouras e águas produzidas

Produced water is considered the main effluent of the oil industry, due to their increased volume in mature fields and its varied composition. The oil and grease content (TOG) is the main parameter for the final disposal of produced water. In this context, it is of great significance to develop an alternative method based on guar gum gel for the treatment of synthetic produced water, and using as the differential a polymer having high hydrophilicity for clarifying waters contaminated with oil. Thus, this study aims to evaluate the efficiency of guar gum gels in the remotion of oil from produced water. Guar gum is a natural polymer that, under specific conditions, forms three-dimensional structures, with important physical and chemical properties. By crosslinking the polymer chains by borate ions in the presence of salts, the effect salting out occurs, reducing the solubility of the polymer gel in water. As a result, there is phase separation with the oil trapped in the collapsed gel. The TOG was quantified from the spectroscopy in the ultraviolet and visible region. The system was proven to be highly efficient in the removal of dispersed oil from water produced synthetically, reaching removal percentages above 90%.

Tratamento de cascalho de perfuração utilizando sistemas microemulsionados

The oil industry is one of the activities that generates more waste to the environment. The drill cuttings is a waste generated in large quantities in the drilling process and that may cause environmental damage such as soil contamination and consequently the contamination of groundwater if disposed of without prior treatment. Arises the need to develop scientific activities and research ways to adapt these wastes the current environmental standards. In the case of solid wastes, the NBR 10004: 2004 of the Brazilian Association of Technical Standards (ABNT) classifies them into class I waste (hazardous) and class II (not dangerous), which determines which wastes may or may not be discarded in the environment without causing environmental impact. This study presents a novel alternative for treating drill cuttings, where this waste was classified as class I (Abreu & Souza, 2005), mainly by removing the n-paraffin present in it, since this arises when using drilling fluids base oil. Using microemulsion systems promotes the removal of this contaminant drill cuttings samples from wells located in Alto do Rodrigues - RN. Initially, we determined the concentration of paraffin using infrared method in samples were extracted with ultrasound, we obtained a paraffin concentration in the range from 36.59 to 43.52 g of paraffin per kilogram of cuttings. Used two microemulsion systems containing two nonionic surfactants from different classes, one is an alcohol ethoxylated (UNTL-90) and the other an nonylphenol ethoxylated (RNX 110). The results indicated that the system UNTL-90 surfactant has better efficiency than the system with RNX 110. The study of the influence of contact time at the extraction showed that for times greater than 25 minutes has a tendency to increase the percentage extraction with increasing contact time. It was also observed that the extraction is fast because at 1 minute contact has 22.7% extraction. The reuse of the microemulsion system without removing the paraffin extracted in previous steps, showed reduction of 29.32 in percentage of extraction by comparing the first and third extraction, but by comparing the first and second extractions reduction is 8.5 in percentage extraction, so the systems reuse optimization can be an option for economically viable removing paraffin from cuttings. The extraction with shaking is more effective in the treatment of cuttings, reaching the extraction percentage of 87.04%, that is, obtaining a drill cuttings with 0.551% paraffin. Using the percentage of paraffin employed in non-aqueous drilling fluids and fluid maximum limit on cuttings for disposal established by the Environmental Protection Agency of the United States (US EPA), one arrives at the conclusion that the level of paraffin on gravel cannot exceed 3.93%. Conclude that the amount of paraffin in the treated cuttings with the microemulsion system with shaking is below the established by US EPA, showing that the system used was efficient in removing the paraffin from the drill cuttings.

Influência da estratigrafia mecânica no desenvolvimento de falhas distensionais em bacias do tipo Rifte: contribuição da modelagem física

In the last decades, analogue modelling has been used in geology to improve the knowledge of how geological structures are nucleated, how they grow and what are the main important points in such processes. The use of this tool in the oil industry, to help seismic interpretations and mainly to search for structural traps contributed to disseminate the use of this tool in the literature. Nowadays, physical modelling has a large field of applications, since landslide to granite emplacement along shear zones. In this work, we deal with physical modelling to study the influence of mechanical stratifications in the nucleation and development of faults and fractures in a context of orthogonal and conjugated oblique basins. To simulate a mechanical stratigraphy we used different materials, with distinct physical proprieties, such as gypsum powder, glass beads, dry clay and quartz sand. Some experiments were run along with a PIV (Particle Image Velocimetry), an instrument that shows the movement of the particles to each deformation moment. Two series of experiments were studied: i) Series MO: We tested the development of normal faults in a context of an orthogonal (to the extension direction) basin. Experiments were run taking into account the change of materials and strata thickness. Some experiments were done with sintectonic sedimentation. We registered differences in the nucleation and growth of faults in layers with different rheological behavior. The gypsum powder layer behaves in a more competent mode, which generates a great number of high angle fractures. These fractures evolve to faults that exhibit a higher dip than when they cross less competent layers, like the one of quartz sand. This competent layer exhibits faulted blocks arranged in a typical domino-style. Cataclastic breccias developed along the faults affecting the competent layers and showed different evolutional history, depending on the deforming stratigraphic sequence; ii) Series MOS2: Normal faults were analyzed in conjugated sub-basins (oblique to the extension direction) developed in a sequence with and without rheological contrast. In experiments with rheological contrast, two important grabens developed along the faulted margins differing from the subbasins with mechanical stratigraphy. Both experiments developed oblique fault systems and, in the area of sub-basins intersection, faults traces became very curved.

Proposta de válvula bypass para controle de velocidade de PIGs instrumentados: protótipo e simulação em bancada

In the Oil industry, oil and gas pipelines are commonly utilized to perform the transportation of production fluids to longer distances. The maintenance of the pipelines passes through the analysis of several tools, in which the most currently used are the pipelines inspection cells, popularly knowing as PIG. Among the variants existing in the market, the instrumented PIG has a significant relevance; acknowledging that through the numerous sensors existing in the equipment, it can detect faults or potential failure along the inspected line. Despite its versatility, the instrumented PIG suffers from speed variations, impairing the reading of sensors embedded in it. Considering that PIG moves depending on the speed of the production fluid, a way to control his speed is to control the flow of the fluid through the pressure control, reducing the flow rate of the produced flow, resulting in reduction of overall production the fluid in the ducts own or with the use of a restrictive element (valve) installed on it. The characteristic of the flow rate/pressure drop from restrictive elements of the orifice plate is deducted usually from the ideal energy equation (Bernoulli’s equation) and later, the losses are corrected normally through experimental tests. Thus, with the objective of controlling the fluids flow passing through the PIG, a valve shutter actuated by solenoid has been developed. This configuration allows an ease control and stabilization of the flow adjustment, with a consequent response in the pressure drops between upstream and downstream of the restriction. It was assembled a test bench for better definition of flow coefficients; composed by a duct with intern diameter of four inches, one set of shutters arranged in a plate and pressure gauges for checking the pressure drop in the test. The line was pressurized and based on the pressure drop it was possible to draw a curve able to characterize the flow coefficient of the control valve prototype and simulate in mockup the functioning, resulting in PIG speed reduction of approximately 68%.

Estudo da absorção das espécies pesadas do gás natural em octanol: efeitos da temperatura e vazão

In the oil industry, natural gas is a vital component of the world energy supply and an important source of hydrocarbons. It is one of the cleanest, safest and most relevant of all energy sources, and helps to meet the world's growing demand for clean energy in the future. With the growing share of natural gas in the Brazil energy matrix, the main purpose of its use has been the supply of electricity by thermal power generation. In the current production process, as in a Natural Gas Processing Unit (NGPU), natural gas undergoes various separation units aimed at producing liquefied natural gas and fuel gas. The latter should be specified to meet the thermal machines specifications. In the case of remote wells, the process of absorption of heavy components aims the match of fuel gas application and thereby is an alternative to increase the energy matrix. Currently, due to the high demand for this raw gas, research and development techniques aimed at adjusting natural gas are studied. Conventional methods employed today, such as physical absorption, show good results. The objective of this dissertation is to evaluate the removal of heavy components of natural gas by absorption. In this research it was used as the absorbent octyl alcohol (1-octanol). The influence of temperature (5 and 40 °C) and flowrate (25 and 50 ml/min) on the absorption process was studied. Absorption capacity expressed by the amount absorbed and kinetic parameters, expressed by the mass transfer coefficient, were evaluated. As expected from the literature, it was observed that the absorption of heavy hydrocarbon fraction is favored by lowering the temperature. Moreover, both temperature and flowrate favors mass transfer (kinetic effect). The absorption kinetics for removal of heavy components was monitored by chromatographic analysis and the experimental results demonstrated a high percentage of recovery of heavy components. Furthermore, it was observed that the use of octyl alcohol as absorbent was feasible for the requested separation process.