Navegando por Autor "Oliveira, Leonardo Asfora de"
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Dissertação Análise da aplicação de ejetores de superfície para o aumento de produção de poços de petróleo(2017-06-30) Oliveira, Leonardo Asfora de; Santos, Adriano dos; ; ; http://lattes.cnpq.br/0384068417483204; Duarte, Lindemberg de Jesus Nogueira; ; http://lattes.cnpq.br/6800188552647660; Costa, Rutacio de Oliveira; ; http://lattes.cnpq.br/8120964167163666; Assmann, Benno Waldemar; ; http://lattes.cnpq.br/9038214553529222Quando o reservatório não possui energia suficiente para elevar os fluidos à superfície ou quando a vazão de surgência não é economicamente viável, faz-se necessário a instalação de métodos de elevação artificial. Nestes estão inclusos aqueles denominados de bombeados, que se valem da instalação de uma bomba de subsuperfície no fundo do poço. Devido ao princípio de funcionamento destas bombas, elas apresentam redução de performance quando succionam gás livre advindo do reservatório. Isso justifica a completação destes poços sem a utilização de packer e com separadores de gás na sucção das bombas, de forma a redirecionar parte do gás livre para o espaço anular. O gás separado é então transferido à linha de surgência através de uma válvula de retenção, que permite sua passagem sempre que a pressão de revestimento for maior do que a da linha. No entanto, em muitos casos a pressão de linha é alta, fazendo com que o gás seja aprisionado no anular, elevando a pressão de revestimento e reduzindo a submergência destas bombas. Nos casos mais críticos, quando o reservatório já encontra-se depletado, a pressão de revestimento compreende parcelas significativas da pressão de fluxo de fundo, de forma que o nível de líquido pode atingir a sucção das bombas, tornando a produção instável ou, muitas vezes, inviabilizando-a. Este trabalho, portanto, se propõe a estudar uma possível solução para este problema, advinda de uma colaboração entre Petrobras e UFRN: a instalação de ejetores na linha de surgência. Ejetores são equipamentos que se utilizam da energia de um fluido, denominado de fluido motriz, para aspirar ou succionar outro, denominado de secundário. Nesta aplicação, a própria produção do poço de petróleo seria utilizada para aspirar o gás do anular. Ao longo do texto, é desenvolvida uma modelagem matemática simplificada para fins de análise de performance e dimensionamento destes ejetores, onde foram utilizados os princípios da conservação de massa, momento e energia em cada seção do ejetor. Este modelo foi verificado e ajustado através da fluidodinâmica computacional utilizando o software CFX da empresa ANSYS, versão 16.0. Por fim, a influência de um ejetor na linha de surgência de um poço que opera por Bombeio Centrífugo Submerso é analisada através de análise nodal, onde foi possível demonstrar que sua instalação permite um aumento da vazão de produção do poço quando este é equipado com variador de frequência, mantendo inalterada a submergência.TCC Análise da geometria do difusor em ejetores de superfície instalados em poços de petróleo(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2016) Varela, Neyla Karolinne Laurentino; Duarte, Lindemberg de Jesus Nogueira; Leonardo Asfora de Oliveira; Oliveira, Leonardo Asfora de; Chagas, Kael WeingartnerEjetores são equipamentos que operam utilizando a energia cinética de um fluido motriz gerada devido a sua alta velocidade para succionar um fluido secundário. Na profundidade de alguns poços como, por exemplo, os que utilizam métodos de elevação artificial bombeados, são colocados separadores de gás que o orientam para o anular a fim reduzir os danos que o gás pode causar. A partir daí, surge um novo problema que também pode ser derivado de uma elevada razão gás-líquido (RGL), o acúmulo de gás no anular, fazendo com que exista uma pressão adicional no anular, aumentando a pressão de fluxo do reservatório e, consequentemente, diminuindo a produção do poço. Uma maneira de reduzir esse problema é acoplar o revestimento à linha através de uma válvula de retenção. Esta válvula funciona por diferencial de pressão, permitindo apenas a passagem no sentido revestimento-linha, que ocorre quando a pressão de linha for inferior à do anular. Em uma tentativa de reduzir a pressão do anular para valores mais baixos do que a pressão de linha, poderá ser conectado um ejetor à cabeça do poço, potencializando a sua produção devido a realização da sucção do gás retido no anular que provoca a redução da pressão de revestimento. O Well Head Ejector (WHE), software desenvolvido por alunos da Univesidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN) para dimensionamento de ejetores petróleo-gás, auxiliou na definição da geometria a ser utilizada nas simulações do CFX para análise do melhor ângulo de inclinação do difusor e, consequentemente, seu comprimento, sem modificação do diâmetro de saída da garganta e o diâmetro de saída do difusor. Através da análise do comportamento da fração de volumétrica de gás, das linhas de fluxo e dos gráficos de pressão e velocidade ao longo do ejetor, foi concluído que o melhor comportamento foi o do difusor com menor ângulo de divergência dentre os estudados.TCC Análise do escoamento multifásico no bocal convergente de ejetores multifásicos(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2017-11-27) Medeiros, Rafael Breno Pereira de; Duarte, Lindemberg de Jesus Nogueira; Leonardo Asfora de Oliveira; Duarte, Lindemberg de Jesus Nogueira; Oliveira, Leonardo Asfora de; Nascimento, Júlio César SantosEm poços que possuem a necessidade de implementar métodos de elevação bombeados, separadores de gás são instalados no fundo do poço visando direciona-lo para o anular, pois o gás livre na sucção dessas bombas prejudica sua performance. Na prática, o espaço anular é conectado à linha de surgência do poço para que o gás seja produzido juntamente com o óleo. Uma válvula de retenção é instalada entre o espaço anular e a linha de surgência para permitir o fluxo de gás, o que possibilita o alívio da pressão no anular, que tenderia a aumentar devido ao seu acúmulo nesta região. Esta válvula funciona por diferencial de pressão, abrindo sempre que a pressão de revestimento for maior do que a pressão da linha de surgência. No entanto, em alguns casos, essa pressão de linha é alta fazendo com que a pressão de revestimento permaneça elevada. Isto, por consequência, provoca um aumento da contrapressão no reservatório, reduzindo a vazão de produção. O presente trabalho possui por objetivo avançar nos estudos da análise de uma possível solução para este problema, resultado de uma parceria entre a Petrobras e a UFRN, que é a instalação de equipamentos denominados de ejetores na linha de surgência. O ejetor é um equipamento que utiliza a energia cinética de um fluido motriz para succionar outro, denominado de secundário. No caso específico do problema citado anteriormente, o fluido motriz seria a própria produção do poço, e o secundário o gás aprisionado no anular. O estudo realizado foi focado em uma das seções do ejetor, o bocal convergente, que é a seção por onde entra o fluido motriz no ejetor. Como em geral, um poço produz uma mistura bifásica de líquido e gás, buscou-se compreender o efeito do escorregamento entre as fases em parâmetros relevantes de escoamento, como a velocidade e a pressão. Para isto, utilizou-se um software de fluidodinâmica computacional, denominado CFX da empresa ANSYS, versão 16.0. O modelo matemático estudado foi o Modelo de Dois Fluidos, onde considerou-se as forças de transferência interfacial devido ao arraste e massa virtual. Nas simulações realizadas variou-se o diâmetro das bolhas de gás (considerado como uma fase dispersa) e a fração de vazios de entrada no bocal convergente. Dessa forma foi possível concluir que o efeito do aumento da fração de vazios e do diâmetro de bolha é aumentar o escorregamento entre as fases, o que resulta em uma menor queda de pressão comparado com o modelo homogêneo (sem escorregamento). Além disso, mostra-se também que a influência da força de arraste obteve um efeito maior no escorregamento entre as fases comparado a influência das forças de arraste e massa virtual somadas.Tese Aplicação do método SUPG na solução numérica do modelo de dois fluidos(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-12-16) Oliveira, Leonardo Asfora de; Santos, Adriano dos; http://lattes.cnpq.br/0836702900277229; http://lattes.cnpq.br/0384068417483204; Pires, Adolfo Puime; Nascimento, Júlio César Santos; Radtke, Luiz Carlos; Lima, Sidarta Araújo de; http://lattes.cnpq.br/7285935215651168Na indústria do petróleo existem várias situações que envolvem escoamento multifásico. Das diferentes abordagens matemáticas comumente utilizadas para modelar este fenômeno, o modelo de dois fluidos é um dos mais utilizados. Dentre suas principais características, destacase o fato de considerar equações de conservação distintas para cada fase, possuindo maior escopo do que outros tipos de formulações (como o modelo drift-flux). Desta forma, é o mais adequado para modelar situações em que as fases estão fracamente acopladas. Devido a sua complexidade, soluções analíticas existem apenas para alguns poucos casos simplificados envolvendo escoamento unidimensional. Neste contexto, metodologias numéricas mostram-se essenciais na análise de problemas mais complexos, sendo o Método dos Elementos Finitos (MEF) uma das opções. Nesta tese, a formulação estabilizada baseada em elementos finitos Streamline-Upwind/Petrov-Galerkin (SUPG) será utilizada para resolver as equações bidimensionais, transientes e isotérmicas do modelo de dois fluidos. De modo a exercer melhor controle sobre os gradientes das soluções, termos de captura de descontinuidade foram utilizados. O domínio espacial foi discretizado através de elementos bilineares convencionais, enquanto a discretização no tempo foi obtida através de um esquema semi-implícito. O sistema de equações algébricas não-linear resultante foi linearizado utilizando o método de NewtonRaphson, sendo resolvido de maneira totalmente acoplada (fully-coupled). Finalmente, alguns estudos de caso foram utilizados para validar a formulação desenvolvida, a saber: descontinuidade em movimento, teste da torneira (water-faucet test), escoamento horizontal em um duto, em uma junção em T e em um bocal convergente. Estes testes permitiram cobrir cenários envolvendo fluidos incompressíveis e compressíveis, escoamento laminar e turbulento e escoamentos de simetria plana e axissimétrico. As soluções numéricas foram comparadas com soluções de referência obtidas da literatura e do software CFX, e resultados satisfatórios foram obtidos em todos os casos.TCC Dimensionamento de vaso separador(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2016-11-18) Madeiro, Rayanny Mayara Silva; DUARTE, LINDEMBERG DE JESUS NOGUEIRA; Duarte, Lindemberg de Jesus Nogueira; Santanna, Vanessa Cristina; Oliveira, Leonardo Asfora deO sistema produtivo de um campo petrolífero, geralmente, propicia a produção simultânea de gás, óleo e água, bem como de algumas impurezas. Devido ao interesse econômico, focado na produção de hidrocarbonetos, há a necessidade de submeter os fluidos a um processo primário de tratamento, a fim de separá-los e adequá-los as condições exigidas pelos processos subsequentes. Os vasos separadores são equipamentos utilizados para separação dos fluidos em componentes líquido e gasoso. Este trabalho objetiva demonstrar e aplicar uma metodologia de cálculo para dimensionamento de equipamentos vasos separadores de óleo e gás, analisando a sensibilidade do modelo utilizado aos parâmetros operacionais envolvidos. Então, conclui-se que os vasos separadores são essencialmente importantes para a indústria de petróleo. Portanto, o procedimento para a determinação de suas dimensões se mostra muito relevante.TCC Produção de Biogás a partir de resíduos orgânicos visando aplicação em aquecimento e cocção de alimentos em substituição ao gás natural(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-02-11) Matias, Kervyson Cavalcante; Duarte, Lindemberg de Jesus Nogueira; Araújo, Elayne Andrade; Oliveira, Leonardo Asfora de; Alves, Rafaela Brenda de SouzaDevido aos problemas associados a crise energética e a questões ambientais, atualmente é evidente a necessidade por novas fontes de energias renováveis. Neste contexto, uma delas é o biogás, que vem ganhando notoriedade e apresenta boas perspectivas de futuro. O biogás é um biocombustível produzido através da fermentação anaeróbica da matéria orgânica, podendo posteriormente ser convertido em energia térmica ou elétrica. Neste estudo, o biogás foi produzido a partir da matéria orgânica obtida através de parcerias com redes de supermercados e redes de restaurantes. O desenvolvimento deste trabalho teve como objetivo realizar um estudo sobre a produção de biogás a partir de resíduos orgânicos utilizando um biodigestor confeccionado. Além disso, realizou-se estudo preliminar sobre a implementação de uma usina de biogás utilizando os resíduos provenientes do Restaurante Universitário da UFRN, transformando um passivo ambiental em um ativo energético.TCC Proposta de um protótipo de ejetor laboratorial para obtenção de dados experimentais(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2018-06-27) Silva, Fabricia Minelly Ferreira da; Duarte, Lindemberg de Jesus Nogueira; Duarte, Lindemberg de Jesus Nogueira; Oliveira, Leonardo Asfora de; Costa, Francisco Moisés Freitas daO presente estudo propõe um protótipo de ejetor laboratorial, o mesmo terá como finalidade a validação do comportamento previsto teórico e obtenção de dados experimentais. Ejetores são equipamentos que utilizam a energia cinética de um fluido, denominado de fluido primário, para succionar outro, denominado de secundário. Esse equipamento possui diversas aplicações, dentre elas a despressurização do anular de poços produtores de petróleo, adotada nesse estudo. Em poços de petróleo que utilizam métodos de elevação artificial bombeados, separadores de gás são instalados no fundo do poço a fim de redirecionar o gás para o anular, uma vez que o gás na bomba prejudica sua performance. Através de uma válvula de retenção o gás contido no anular é transferido a linha de surgência, para então, ser produzido juntamente com o petróleo. Está válvula funciona por diferencial de pressão, permitindo sua passagem sempre que a pressão de revestimento for maior do que a da linha. Contudo, em alguns casos, essa pressão da linha é alta fazendo com que o gás permaneça no anular, pressurizando, e em consequência, reduzindo a produção do poço. Dessa forma, a instalação de ejetores na linha de surgência é uma possível solução para este problema. Ao longo deste trabalho, serão descritos estudos que evidenciam aspectos geométricos e variáveis relacionadas enfatizando o melhor desempenho do ejetor, que resultará em uma maior produção do reservatório. Primeiramente, foi realizado o estudo teórico em artigos acadêmicos, em seguida consolidado as informações mais pertinentes sobre o assunto proposto, e por fim, ponderado e indicado as geometrias e condições de contorno mais apropriadas, visando a melhor performance do equipamento com sua maior eficiência de produção. A proposta apresentada do protótipo servirá como condições base para prosseguimento do projeto de construção do ejetor experimental, para posteriormente ser montado no Laboratório de Análise de Petróleo, Gás e Água Produzida, situado no Complexo Tecnológico de Engenharia, vinculado ao Centro de Tecnologia (CT) da UFRN. Tendo consciência da importância do equipamento, o ejetor laboratorial será de extremo uso para validar o seu melhor funcionamento.