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Título: Avaliação experimental de variações de pressão provocadas pela movimentação da coluna de perfuração
Título(s) alternativo(s): Experimental evalutation of pressure variations caused by the movement of the drilling string
Autor(es): Sierra, Holmes Abel Ripoll
Orientador(es): Negrão, Cezar Otaviano Ribeiro
Palavras-chave: Escoamento
Colunas
Reologia
Pesquisa experimental
Poços de petróleo - Perfuração
Engenharia térmica
Engenharia mecânica
Runoff
Columns
Rheology
Experiential research
Oil well drilling
Heat engineering
Mechanical engineering
Data do documento: 28-Mai-2018
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Citação: SIERRA, Holmes Abel Ripoll. Avaliação experimental de variações de pressão provocadas pela movimentação da coluna de perfuração. 2018. 95. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica e de Materiais) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2018.
Resumo: Durante a perfuração de poços de petróleo a coluna de perfuração é movimentada constantemente ao longo do poço, o que pode gerar variações de pressão na região anular. Caso tais alterações sejam significativas, problemas operacionais podem ocorrer e elevar consideravelmente o custo final do poço. Estudos precursores constataram que a variação de pressão gerada pela movimentação axial da coluna é influenciada, principalmente, pela velocidade de translação da coluna, pela geometria do poço, pelas propriedades reológicas dos fluidos, pelo regime de escoamento e pela presença ou não de revestimentos. Tendo isto em vista, o objetivo do presente trabalho é avaliar experimentalmente as variáveis que influenciam o comportamento da pressão dentro do poço. Para isso foi construída uma unidade experimental que permite reproduzir o efeito da movimentação da coluna de perfuração. A unidade possibilita o controle da velocidade e rotação da coluna, assim como o monitoramento da temperatura e pressão do fluido de trabalho. O aparato experimental construído consiste em duas tubulações que representam a coluna de perfuração e o poço, nesta última tubulação foram instados transdutores de pressão absoluta. Durante os experimentos o fluido de trabalho pode sofrer variações na pressão conforme a coluna é movimentada. Os resultados dos testes com fluidos viscoplásticos corroboram a existência de uma parcela de pressão que não é transmitida após a movimentação da coluna. Além disso, foi observado que essa pequena parcela de pressão que não era transmitida diminuía com a rotação da coluna. Dessa forma, conclui-se que a rotação da coluna influencia a transmissão da pressão, razão pela qual este parâmetro deve ser considerado em simuladores que analisam o perfil de pressões no poço durante e após a movimentação da coluna.
Abstract: During drilling of oil wells, the drill string is constantly moved along the well, which can generate pressure variations in the annular region. If such changes are significant, operational problems may occur and substantially increase the final cost of the well. Precursor studies have shown that the pressure variation generated by the axial movement of the column is influenced mainly by the velocity of the drill string, geometry of the well, rheological properties of the fluids, flow regime and the presence or absence of coating. Considering this, the objective of the present work is to evaluate experimentally the variables that influence the pressure behavior inside the well. For that reason, an experimental unit that allows to reproduce experimentally the effect of the movement of the drilling string was constructed. The unit allows the control of the speed and rotation of the column, as well as the monitoring of temperature and pressure of the working fluid. The experimental apparatus consists in two pipes representing the drilling string and the well, along the well absolute pressure transducers were installed. During the experiments, the working fluid may suffer variations in pressure as the drilling string is moved. The result of the test with viscoplastic fluids corroborate the existence of a portion of pressure that is not transmitted after the movement of the column. In addition, it was observed that this small amount of pressure that was not transmitted decreased with the rotation of the drilling string. Thus, it is concluded that the rotation of the column influences the transmission of pressure, therefore, this parameter must be considered in simulators that analyze the pressures inside the well during and after the movement of the drilling string.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/3463
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