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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/28773| Título: | Escoamento particulado com fluido não newtoniano em canal vertical e fraturado |
| Título(s) alternativo(s): | Particulate flow with non-newtonian fluid in a vertical and fractured channel |
| Autor(es): | Pereira, Felipe Barboza |
| Orientador(es): | Junqueira, Silvio Luiz de Mello |
| Palavras-chave: | Fluidos não-newtonianos Poços de petróleo - Fraturamento hidráulico Poços de petróleo - Perfuração Escoamento multifásico Medidores de fluxo Non-Newtonian fluids Oil wells - Hydraulic fracturing Oil well drilling Multiphase flow Flow meters |
| Data do documento: | 28-Mar-2022 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Curitiba |
| Citação: | PEREIRA, Felipe Barboza. Escoamento particulado com fluido não newtoniano em canal vertical e fraturado. 2022. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica e de Materiais) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2022. |
| Resumo: | Nas operações de exploração de petróleo e gás, a perda de circulação de fluidos é um dos principais problemas que interferem no processo de perfuração de poços. A presença de fraturas, frequentes nos reservatórios, somadas aos gradientes de pressão no poço, acentua significativamente a fuga de fluido para a formação rochosa. A adição de LCM (lost circulation materials) ao fluido de perfuração é uma alternativa de método corretivo utilizado para a mitigação e controle do problema. No presente trabalho, é analisado experimentalmente uma combinação de LCM em conjunto com fluido não newtoniano para o preenchimento de fraturas. Os testes propostos foram realizados em um aparato experimental composto por uma seção de testes retangular, que representa o conjunto poço-formação na presença de uma fratura discreta, utilizando medidores de pressão, vazão e temperatura para monitorar o escoamento. Resultados mostram a influência da variação dos parâmetros do regime de escoamento (número de Reynolds e vazão de fuga de fluido pela fratura), do fluido (viscosidade aparente) e do LCM (concentração e granulometria). A perda de circulação foi caracterizada pelo monitoramento da vazão de fuga pela fratura e dos gradientes de pressão na fratura e canal livre ao longo do processo de injeção dos LCM. De modo geral a utilização dos LCM juntamente com o fluido não newtoniano teve resultado eficaz no combate a perda de circulação. Entre os resultados obtidos, foi verificado que a utilização de um material particulado de granulometria de 0,363mm como LCM, em conjunto de fluido com viscosidade aparente de 10cP, foi capaz de combater a perda de circulação retornando 100% da vazão ao canal livre, após a ocorrência de uma vazão de fuga pela fratura igual a 35%. |
| Abstract: | In oil and gas exploration operations, the loss of fluid circulation is one of the main problems that interfere in the well drilling process. The presence of fractures, frequent in the reservoirs, added to the pressure gradients in the well, significantly accentuates the leakage of fluid into the rock formation. The addition of LCM (lost circulation materials) to the drilling fluid is an alternative corrective method used to mitigate and control the problem. In the present work, a combination of LCM with non-Newtonian fluid to fill in a fracture is experimentally analyzed. The proposed tests were performed in an experimental apparatus composed by a rectangular test section, which represents the well-formation in the presence of a discrete fracture, using measuring equipments to monitor the pressure, the flow rate and the temperature. Results show the influence of the variation in the parameters of the flow regime (Reynolds number and fluid flow rate through the fracture), of the fluid (apparent viscosity) and of the LCM (concentration and granulometry). The lost circulation was characterized by monitoring the flow rate through the fracture and the pressure gradients in the fracture and free channel throughout the LCM injection process. As a whole the usage of LCM combined with non-Newtonian fluid was effective for treating the lost circulation problem. Out of the obtained results, it was verified that the usage of a particulate material with a granulometry of 0.363 mm as LCM, with a fluid of an apparent viscosity of 10cP, was able to handle the lost circulation returning the flow rate at a 100% in the free channel after occur a fluid loss through the fracture equal to 35%. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/28773 |
| Aparece nas coleções: | CT - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica e de Materiais |
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