PPGCEP - Mestrado em Ciência e Engenharia do Petróleo
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Dissertação Determinação do modelo de velocidades de migração por focalização de difrações geradas usando os atributos do operador CRS(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-01-20) Silva, José Silas dos Santos; Callapino, German Garabito; http://lattes.cnpq.br/6064981270181319; http://lattes.cnpq.br/3990196798072697; Oliva, Pedro Andrés Chira; Barros, Tiago Tavares LeiteA imagem de migração pré-empilhamento no domínio do tempo ainda é a principal saída no processamento de dados sísmicos terrestres, e uma imagem migrada confiável da subsuperfície depende da exatidão do modelo de velocidades de migração. Este modelo é de difícil determinação, principalmente quando tem que lidar com dados de baixa qualidade, por isso propomos e avaliamos dois métodos para determinação do modelo de velocidades de migração com base em atributos cinemáticos do campo de ondas utilizados pelo método de empilhamento Common Reflection Surface (CRS). Esses atributos que são extraídos de dados de cobertura múltipla por meio de otimização global, fornecem informações sobre as propriedades locais dos refletores. Contudo, não há método apropriado que use esses atributos para determinar o modelo de velocidades de migração no domínio do tempo. Apresentamos dois métodos práticos para determinar o modelo de velocidades de migração no domínio do tempo com base na aplicação de atributos de frentes de ondas e o operador de empilhamento CRS, o primeiro por meio de um cálculo automático e o segundo por meio de geração de difrações sintéticas nos eventos de reflexão da seção empilhada CRS com afastamento fonte-receptor nulo. Na seção de afastamento nulo com difrações sintéticas, a migração pós-empilhamento é aplicada a um conjunto de velocidades constantes, e as velocidades de migração são selecionadas por meio de uma análise de focalização das difrações simuladas. Demonstramos a precisão dos algoritmos propostos usando dois modelos sintéticos que representam estruturas geológicas com falhas e dobras. Também aplicamos os dois métodos a um dado terrestre 2D real com baixa qualidade para estimar o modelo de velocidades de migração no domínio do tempo. Os modelos de velocidades obtidos através dos métodos propostos foram validados aplicando-os na migração pré-empilhamento de Kirchhoff no domínio do tempo, o que proporcionou melhorias significativas na imagem migrada usando o modelo de velocidades obtido pela focalização de difrações.Dissertação Estudos térmico, termocatalítico e cinético do óleo de fritura para a obtenção de hidrocarbonetos renováveis(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2021-12-23) Macêdo, Mayara Lopes Gundim de; Gondim, Amanda Duarte; Araújo, Aruzza Mabel de Morais; https://orcid.org/0000-0001-6202-572X; http://lattes.cnpq.br/6738828245487480; http://lattes.cnpq.br/0836545515974288; Silva, Edjane Fabiula Buriti da; Evangelista, João Paulo da Costa; http://lattes.cnpq.br/0231026741887937A alta demanda no consumo de combustíveis fósseis torna necessário encontrar alternativas para sua substituição, como os combustíveis produzidos a partir de biomassa. Entre as biomassas os óleos vegetais despontam como uma das opções e um dos processos de conversão possível é a pirólise. Diante disto, este trabalho propõe a utilização de suportes catalíticos zeólita H-Beta, AlSBA-15 e óxido de alumínio (Al2O3), impregnados com molibdênio, como catalisador, a fim de obter hidrocarbonetos renováveis a partir do óleo de fritura. Os suportes e catalisadores foram caracterizados por difração de raios-X (DRX), espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), espectroscopia de Raman, microscopia eletrônica de varredura (MEV); e por análise termogravimétrica (TGA) e calorimetria exploratória diferencial (DSC). O estudo cinético do óleo de fritura, na ausência de catalisadores e com Mo/H-Beta, foi realizado por meio de dois modelos com métodos integrais livres: Flynn-Wall-Ozawa (FWO) e Kissinger-Akahira-Sunose (KAS) sendo determinada a energia de ativação (Ea) com valores de 190,70 e 211,64 kJ.mol-1 para o óleo de fritura e 144,33 e 162,48 kJ.mol-1 da biomassa na presença de catalisador, nos respectivos métodos. Os catalisadores AlSBA-15 e Al2O3 foram aplicados na reação de pirólise do óleo de fritura em um forno de leito fixo e em escala de bancada, e os produtos foram analisados por rendimento nas melhores condições de temperatura de reação, taxa de aquecimento e tempo de permanência, e comparados por FTIR com o óleo originário das reações a fim de caracterizálos quanto os principais compostos presentes e avaliar seu uso como biocombustíveis. Apesar dos estudos térmicos terem obtidos bons resultados de rendimento das frações líquidas, entre 58 a 85%, um upgrading é necessário para melhorar os produtos em termos de composição, por isso a adição de catalisadores, sendo os melhores rendimentos com óxido de alumínio, obtevese 79% de bio-óleo e nos testes com AlSBA-15, obteve-se 76% de bio-óleo, neste último observou que a estrutura porosa do catalisador interferiu na formação de coque, como produto sólido.Dissertação Estudo de nanomateriais em fluido de perfuração não-aquoso(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-10-27) Evaristo, Rômulo Adriano Gonçalves; Santanna, Vanessa Cristina; http://lattes.cnpq.br/9445575768909084; http://lattes.cnpq.br/5893515006446433; Barillas, Jennys Lourdes Meneses; http://lattes.cnpq.br/4637897380055777; Pimentel, Patricia Mendonça; Silva, Rhaul Phillypi daA indústria do petróleo vive em constante modernização visando sempre melhorar o seu desempenho na perfuração de poços. Para isso, vem pesquisando a importância dos nanomateriais juntamente aos fluidos no processo de perfuração. O uso da nanotecnologia pode melhorar características reológicas e de estruturação do poço, diminuir gastos energéticos com o bombeamento de fluidos e diminuir impactos no ambiente, por exemplo. A utilização de nanomateriais poderá substituir os métodos tradicionais ineficazes, caros e danosos ao meio ambiente, de forma a minimizar a perda de fluido para a formação, manter a pressão do poço estável, diminuir os riscos de prisão diferencial, entre outros problemas. Neste trabalho, foram estudadas as propriedades físico-químicas e reológicas de fluido de perfuração não-aquoso com adição de nanomateriais de alumina (Al2O3) e niquelato de estrôncio (SrNiO3) em diferentes concentrações, além das propriedades de filtração e performance térmica que são de extrema importância na estabilidade do poço. A partir dos resultados, foi verificado que os fluidos com os nanomateriais apresentaram menor viscosidade e menor volume de filtrado. Quanto ao desempenho em manter o calor dos fluidos foi observado que os fluidos com os nanomaterias, nas concentrações estudadas, não apresentaram aumento significativo na capacidade de armazenamento de calor.Dissertação Estudo paramétrico do processo de extração com solvente (VAPEX) como método de recuperação de óleo pesado(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2008) Oliveira, Michel Fernandes; Matta, Wilson da; Dutra Junior, Tarcilio Viana; http://lattes.cnpq.br/8753782475740001; Barillas, Jennys Lourdes Menezes; http://lattes.cnpq.br/4790262290561690; Pires, Adolfo Puime; http://lattes.cnpq.br/2677117019767524Existe ainda uma grande quantidade de recursos naturais presente em reservas de óleo pesado que possam ser exploradas a partir de novos métodos. A estimativa mundial destes recursos na forma de óleo pesado e betume podem ser de 6 trilhões de barris de óleo original do reservatório. No entanto, esta enorme quantidade de recursos de hidrocarbonetos presente em tais reservatórios pode somente ser explorada com novos conceitos. O processo VAPEX é um método promissor de recuperação desde a sua invenção, pelo Dr. Roger Butler, em 1991. O processo consiste em dois poços horizontais, paralelos entre si, um produtor, e um injetor, onde é injetado solvente vaporizado com propósito de reduzir a viscosidade do óleo ou do betume. O objetivo deste estudo é analisar como influenciam alguns parâmetros, operacionais e de reservatório, importantes no processo VAPEX, nas vazões de óleo produzido, no acumulado de óleo produzido e no fator de recuperação. Parâmetros como o espaçamento entre poços, a pressão de injeção, tipo do solvente, viscosidade do óleo, saturação residual de água e permeabilidade horizontal são abordados neste estudo. A escolha do solvente a ser utilizado no processo foi o fator que mais influenciou significativamente o processo, permitindo um maior fator de recuperação do óleo. Os maiores acumulados de óleo recuperado foram obtidos para outros parâmetros de influência significativa como a maior distância entre poços, maior permeabilidade horizontal e menor pressão de injeção.Dissertação Influência da qualidade do vapor na injeção contínua de vapor em reservatórios de óleo pesado(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2013) Silva, Camila de Souza; Mata, Wilson da; Barillas, Jennys Lourdes Meneses; http://lattes.cnpq.br/4637897380055777; Dutra Junior, Tarcilio Viana; http://lattes.cnpq.br/8753782475740001; http://lattes.cnpq.br/0288842238100161; Souza Júnior, José Cleodon deCom a diminuição das reservas de óleo leve do mundo, a indústria busca meios para a recuperação de óleos pesados, que correspondem a cerca de 70% das reservas de hidrocarbonetos no mundo. A extração desse tipo de óleo, além de mais complexa e mais cara do que a extração de um óleo leve, é prejudicada devido ao menor valor comercial do barril, visto que o refino de óleo pesado gera produtos de menor valor agregado. Necessita-se então cada vez mais de investimentos em novas tecnologias ou melhorias das técnicas já existentes para a exploração desse tipo de jazida. A injeção de vapor é uma técnica bastante utilizada e difundida na indústria do petróleo. Esse mecanismo aquece o reservatório, diminuindo a viscosidade do óleo e acarretando no incremento no fator de recuperação. O objetivo deste trabalho é realizar um estudo sobre a influência das variáveis independentes, vazão e qualidade do vapor, e verificar o efeito que podem ter sobre algumas variáveis dependentes como o fator de recuperação, vazão de produção de óleo, produção acumulada de óleo e sobre a energia dentro do reservatório e as perdas para as camadas adjacentes. Atualmente existem vários métodos de injeção em reservatórios com o objetivo de obter um maior fator de recuperação, representando na maioria dos casos em alto custo. A injeção de água na forma de vapor é de grande aplicação tendo em vista o seu menor custo e melhor eficiência em relação a outros métodos de injeção. Os resultados mostram a influência da qualidade do vapor na produção acumulada de óleo, na vazão de produção e na energia entregue ao reservatório. As simulações numéricas foram realizadas no módulo STARS (Steam, Thermal, and Advanced Processes Reservoir Simulator) do programa da CMG (Computer Modelling Group), versão 2012.1. Para a realização deste trabalho, modelos semi-sintéticos foram utilizados com dados de reservatório e fluidos que podem ser extrapolados para situações práticas do Nordeste brasileiro, da Bacia Potiguar. Os resultados mostraram a influência da qualidade do vapor sobre o fator de recuperação e vazão de produção de óleo.Dissertação Comportamento das cascatas de energia em hidrodinâmica para a compreensão do fluxo de petróleo em reservatórios(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2013) Costa, Adam Smith Nunes; Mohan, Madras Viswanathan Gandhi; Lucena, Liacir dos Santos; http://lattes.cnpq.br/7151949476055522; Silva, Luciano Rodrigues da; http://lattes.cnpq.br/1995273890709490; http://lattes.cnpq.br/9171496606566642; Henriques, Marcos Vinicius Cândido; http://lattes.cnpq.br/7414109374510547Quando passamos a estudar fluxo em meios porosos, percebe-se que existe um grande número de desafios em aberto envolvendo especificamente a matemática das equações da hidrodinâmica. Entre tais desafios, destaca-se a solução da equação de Euler em 3-D para fluidos incompressíveis, onde não se sabe se existem singularidades em tempos finitos. Problemas de natureza semelhante são bastante estudadas atualmente utilizando como base outras equações da hidrodinâmica como, por exemplo, as equações de Navier-Stokes ou equações até mais simples com objetivo de diminuir as complicações matemáticas na busca de obter uma melhor compreensão sobre as equações de Euler. Um aspecto fundamental para problemas que envolvam essas equações é que a energia cinética presente nas escalas espaciais grandes pode ser redistribuída para escalas espaciais menores. Se isso for repetido em escalas cada vez menores e em tempos cada vez mais rápidos, o processo pode resultar numa singularidade mesmo no tempo finito. Com isso a premissa deste trabalho será estudar a atuação do processo de "cascatas de energia" usando como ferramenta a transformada de Fourier. Estudamos a equação de Burger não-viscosa em 1-D, o que nos permite investigar detalhadamente a formação da cauda de lei de potência no espectro de energia, que é associado à singularidade.Dissertação Desenvolvimento de metodologia para extração de óleos e graxas em água produzida utilizando a técnica de radiação por microondas(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2010-02-03) Bezerril, Rayana Hozana; Silva, Djalma Ribeiro da; Mata, Wilson da; http://lattes.cnpq.br/0288842238100161; Barillas, Jonnys Lourdes Meneses; http://lattes.cnpq.br/2791074318745945; http://lattes.cnpq.br/5260270104276419; Barbosa, Andréa Francisca Fernandes; http://lattes.cnpq.br/5160430176229725Na determinação do Teor de Óleos e Graxas (TOG), uma das etapas mais importantes é o procedimento de extração, pois nesta fase ocorrem a segregação de óleos e graxas presentes na água produzida. Vale ressaltar, que algumas amostras com baixos teores de TOG em sua composição, muitas vezes, não são determinadas pelo método padrão de referência. Neste caso, é fundamental a disponibilidade de uma técnica que possibilite a detecção e quantificação desses baixos teores. Por este motivo, o presente trabalho visa otimizar a determinação de óleos e graxas utilizando uma técnica de extração por microondas, seguida da determinação por Espectrometria na região do Infravermelho através do analizador Infracal TOG/TPH. A avaliação da eficiência da metodologia proposta foi realizada através da comparação com as técnicas convencionais, cuja extração da matéria orgânica (óleos e graxas) é feita por agitação manual seguida de análise por infravermelho e por gravimetria. Todavia, o princípio básico da técnica de radiação por microondas, consiste no processo de aquecimento/resfriamento da amostra promovendo uma extração mais eficiente da matéria orgânica. As três técnicas foram avaliadas através dos seguintes parâmetros: proporção (amostra : solvente) e o tempo de extração em: 2, 4 e 6 minutos. De acordo com os resultados comparativos entre elas, observou-se que a substituição da extração manual pela de microondas foi mais eficiente.Dissertação Análise do fenômeno da reversão em poços de petróleo equipados com o sistema de bombeio por cavidades progressivas(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-04-27) Araújo, Rhaclley Franklein Ferreira de; Maitelli, André Laurindo; https://orcid.org/0000-0001-6083-7425; http://lattes.cnpq.br/0477027244297797; http://lattes.cnpq.br/2644496680080630; Salazar, Andres Ortiz; https://orcid.org/0000-0001-5650-3668; http://lattes.cnpq.br/7865065553087432; Vidal, Francisco José Targino; http://lattes.cnpq.br/7452687215068186; Lopes, Kennedy ReurisonO sistema de elevação artificial de bombeio por cavidades progressivas (BCP) tem se tornado um importante método de elevação na indústria de petróleo, apresentando um bom desempenho quando aplicado em poços com produção de fluidos viscosos ou que carreiem sólidos. Esse sistema é formado por um rotor metálico que gira dentro de um estator com elastômero, com esse movimento deslocando o fluido através da bomba. O movimento rotativo do rotor dentro do estator é fornecido pelo cabeçote de acionamento, que através de um motor fornece movimento rotativo aos equipamentos de superficie. Através de um sistema de hastes e polias, a rotação diminui provocando um aumento do torque aplicado a haste polida que, por sua vez, transmite esse movimento de rotação da superficie até a bomba, localizada no fundo do poço. Essa torção da haste polida e toda a coluna de hastes que se estende até a bomba gera um acúmulo de energia torcional, bem como toda a coluna de fluido localizada dentro da coluna de produção no poço. Quando, por qualquer motivo, o sistema BCP para de funcionar, essa energia acumulada é liberada e faz com que todos os equipamentos girem no sentido reverso. Esse processo é conhecido como backspin e é um dos grandes problemas operacionais e de segurança deste método. Diante desse contexto, este trabalho propõe desenvolver modelos matemáticos, para os casos de rotor livre e rotor preso, capazes de representar o comportamento dinâmico de variáveis críticas do sistema durante a reversão da coluna de hastes. Ainda nesse contexto, esse trabalho também propõe um modelo matemático de um sistema de freios capaz de mitigar os efeitos da reversão. Para validação dos modelos foi desenvolvido uma ferramenta computacional capaz de representar dinamicamente o comportamento do torque e rotação da haste. Os resultados obtidos mostraram que a aplicação de um sistema de freios ao sistema no caso de falha com o rotor preso diminui consideravelmente a velocidade máxima reversa atingida pelo sistema.Dissertação Double deep q-network no método de recuperação avançada injeção de água em um campo de petróleo(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-01-31) Nascimento, Kaline Juliana Silva do; Dória Neto, Adrião Duarte; https://orcid.org/0000-0002-5445-7327; http://lattes.cnpq.br/1987295209521433; http://lattes.cnpq.br/5706123448258771; Rodrigues, Marcos Allyson Felipe; https://orcid.org/0000-0002-8936-5705; http://lattes.cnpq.br/5453593230706116; Oliveira, Thiago Henrique Freire de; Mata, Wilson daSe faz necessário, para aumentar a produção petrolífera, o desenvolvimento constante de novas alternativas de explotação dos campos. A necessidade de otimização dos fatores integrantes no processo de recuperação, requer muito cuidado em todas as recomendações propostas para tal. Entre os elementos que integram a explotação petrolífera pode -se ressaltar: Número de poços, espaço entre eles, modelo de malha de produção/injeção, sistema de injeção de fluido, entre outros. Este trabalho tem como objetivo apresentar o desenvolvimento e a aplicação de um sistema inteligente baseado na técnica de Aprendizagem Por Reforço Profundo em reservatórios de petróleos submetidos ao método de recuperação avançada injeção de água. A simulação foi realizada com o simulador matemático STARS (Steam Thermal ans Advanced Process Reservoir Simulator) do grupo CGM (Computer Modelling Group) considerando um reservatório homogêneos semissintéticos com características similares aos encontrados no Nordeste Brasileiro. O algoritmo aplicado foi o Double Deep Q-Network (DDQN), que consiste numa associação entre uma rede de aprendizado profundo e o algoritmo Q-learning e tem como objetivo encontrar condições operacionais favoráveis, tendo como finalidade a maximização do Valor Presente Líquido (VPL) e o aumento significativo do Fator de Recuperação, com as ações de aumentar ou não a vazão de injeção de água no início da produção em um horizonte de produção estimada em 240 meses (20 anos). O uso do algoritmo proporcionou obter as condições operaacionais ótimas que viabilizaram aumentos significativos no fator de recuperação do campo, bem como no VPL e, consequentemente,a rentabilidade, havendo ainda a queda dos custos com injeção de água, tratamento e descarte de água produzida, gerando assim o aumento do tempo da viabilidade do projeto.Dissertação Aplicação de modelos deep learning na estimação de vazão de petróleo em poços offshore com sistema de bombeio centrífugo submerso(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-02-24) Araújo, Josenilson Gomes de; Maitelli, Carla Wilza Souza de Paula; https://orcid.org/0000-0002-3893-6010; http://lattes.cnpq.br/2441911467149645; http://lattes.cnpq.br/3373459185660853; Doria Neto, Adrião Duarte; https://orcid.org/0000-0002-5445-7327; http://lattes.cnpq.br/1987295209521433; Escovedo, Tatiana; Lima, Fábio Soares deA medição de vazão de fluidos é uma atividade fundamental para a indústria de óleo e gás. A correta mensuração dos volumes produzidos proporciona uma boa gestão dos reservatórios, reduzindo as perdas de produção, orientando os planos de otimização do sistema de produção e dos métodos de levantamento e escoamento da produção. A utilização de técnicas de estimativa de fluxo em tempo real por meio de Medição de Fluxo Virtual (Virtual Flow Metering ou VFM na sigla em inglês) tem se mostrado um campo promissor devido à precisão dos resultados fornecidos e ao seu baixo custo de implementação. Os modelos deep learning têm sido aplicados com sucesso na indústria de petróleo e gás. Considerando os avanços tecnológicos e a grande importância da medição de fluidos para a indústria do petróleo, o estudo visa desenvolver um modelo para estimar a vazão de fluidos aplicando uma abordagem combinada com modelos Long short-term memory (LSTM) e modelagem hidrodinâmica. Os dados utilizados frequência, potência e pressão foram coletados em dois poços offshore equipados com bombeio centrífugo submerso (BCS), localizados na região Nordeste do Brasil. Os resultados obtidos com a abordagem combinada tornam o modelo mais robusto, preenchendo lacunas do modelo hidrodinâmico isolado; podem ser úteis para estimar com maior precisão o comportamento da vazão em tempo real em regimes permanentes e transientes e estimar a vazão para uma sequência de instantes de tempo futuros, apoiando uma melhor gestão da produção. Por fim, os resultados obtidos com os modelos LSTM podem ser integrados com outras tecnologias da Indústria 4.0 e contribuir para a transformação digital da indústria de óleo e gás.Dissertação Desenvolvimento de um sistema de controle para poços de petróleo equipados com Gas-Lift contínuo(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-03-08) Leite Filho, Eunízio Permínio; Maitelli, Carla Wilza Souza de Paula; https://orcid.org/0000-0002-3893-6010; http://lattes.cnpq.br/2441911467149645; http://lattes.cnpq.br/3433006480466218; Maitelli, André Laurindo; https://orcid.org/0000-0001-6083-7425; http://lattes.cnpq.br/0477027244297797; Salazar, Andres Ortiz; https://orcid.org/0000-0001-5650-3668; http://lattes.cnpq.br/7865065553087432; Diniz, Anthony Andrey RamalhoÉ com intuito de zelar pela produção do poço que os controladores eletrônicos têm sido desenvolvidos para sistemas de elevação artificial de petróleo. Pode-se afirmar que mais da metade dos controladores industriais em uso atualmente emprega esquemas de controle Proporcional Integrativo Derivativo (PID) ou PID modificado. Todavia, para problemas complexos, a aplicação de técnicas PID convencionais normalmente são dispendiosas e dependem de aproximações matemáticas, como por exemplo: a linearização de problemas não-lineares, o que pode comprometer o desempenho dessas soluções. Por isso ao tratar-se de modelos complexos tem-se optado por utilização de lógica fuzzy, haja visto que a principal vantagem de se utilizar da lógica fuzzy deve-se a sua capacidade de lidar com incertezas, raciocínio aproximado, termos vagos e ambíguos, o que não é possível de se fazer com as lógicas clássicas. Devido às mudanças nas condições de operação, um sistema operando por Gas-Lift Contínuo (GLC) necessita de um monitoramento constante. Dito isso, o objetivo deste trabalho é desenvolver uma ferramenta computacional que, no intuito de incrementar a vazão de produção, realiza o monitoramento e controle de poços operando por GLC. Esta ferramenta incorpora um controlador PI-fuzzy e um controlador PID para realização de sua atividade. Para fins de validação, um simulador dinâmico de GLC foi utilizado a fim de auxiliar o programa desenvolvido nos testes realizados com dados de campo em poços simulados computacionalmente. Mediante os testes realizados pode-se destacar que os resultados obtidos para o poço simulado 1 atenderam a expectativa, tendo em vista que houve melhora na vazão de líquido produzido e redução na quantidade de gás injetado.TCC Estudo do aquecimento geral indireto como método de recuperação em reservatórios rasos de óleos pesados(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2008-12-11) Medeiros, Elthon John Rodrigues de; Dutra Junior, Tarcilio Viana; Mata, Wilson da; http://lattes.cnpq.br/0288842238100161; http://lattes.cnpq.br/8753782475740001; https://orcid.org/0000-0002-5187-0992; http://lattes.cnpq.br/6677251131593932; Barillas, Jennys Lourdes Meneses; http://lattes.cnpq.br/4637897380055777; Pires, Adolfo Puime; https://orcid.org/0000-0003-0929-0596; http://lattes.cnpq.br/2677117019767524Em virtude da redução das reservas mundiais de petróleo caracterizado como leve, o óleo viscoso passou a atrair pesquisas e investimentos que buscam a sua extração com mínimos prejuízos econômicos e ambientais. O principal método de recuperação suplementar (IOR) aplicado a esse tipo de petróleo é a injeção de vapor. O Aquecimento Geral Indireto - AGI (Blanket Heating) é uma técnica que utiliza a injeção de vapor através de canalizações horizontais, onde o fluido aquecido funciona como um trocador de calor, transferindo indiretamente o calor do vapor ao óleo, com objetivo de reduzir a sua viscosidade e evitando a introdução direta do vapor na formação. O emprego desse novo processo tem sido cogitado para reservatórios com profundidades entre 50 e 300 m, visto que a maioria do óleo pesado encontra-se em reservatórios de pouca profundidade. Com o objetivo de testar a aplicabilidade desse método, e compará-lo ao tradicional processo de injeção contínua de vapor, foram realizadas simulações computacionais a partir de um simulador comercial STARS (Steam, Thermal, and Advanced Processes Reservoir Simulator) da CMG (Computer Modelling Group). Este simulador abordou a eficiência do método em relação à variação nos parâmetros de reservatório, e com isso foram eleitas três formações, cujas especificações propiciaram a melhor, a pior e a mediana recuperação do óleo, analisando qual configuração dos parâmetros operacionais resultou a máxima recuperação em cada reservatório. A escolha da direção horizontal para as canalizações reflete a necessidade de manter a maior área de contato possível entre as canalizações e a reserva de óleo. Os resultados mostram que a recuperação pode ser maximizada proporcionalmente ao aumento da temperatura nas canalizações e no número de canalizações. A produção acumulada de óleo apresenta-se reduzida quando a distância entre as canalizações e os poços produtores ou entre as próprias tubulações é maior. O estudo mostrou que o AGI não produz emissões consideráveis de vapor à superfície, confirmando a redução na quantidade de água produzida. Por último, a análise através de estatísticas comprovou melhor rendimento do método AGI para reservatórios rasos, em comparação com a injeção contínua de vapor, e considerando-se vários fatores, como a produção acumulada de óleo/água.Dissertação Estudo da eficiência do tratamento eletroquímico em água subterrânea contaminada por vazamentos de derivados de petróleo de um posto revendedor de combustíveis em Natal/RN(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2011-02-24) Silva, Márcio Henrique Cabral da; Silva, Djalma Ribeiro da; Martínez-Huitle, Carlos Alberto; http://lattes.cnpq.br/2485073932883264; Moura, Maria de Fátima Vitória de; http://lattes.cnpq.br/2959800336802498; http://lattes.cnpq.br/2791074318745945; http://lattes.cnpq.br/8562100758328577; Barbosa, Andrea Francisca Fernandes; http://lattes.cnpq.br/5160430176229725O suprimento hídrico da cidade de Natal é feito, em sua maior parte (70 %), por águas subterrâneas. Dentre as atividades econômicas potencialmente poluidoras que comprometem a qualidade das águas subterrâneas estão os Postos Revendedores de Combustíveis. Este trabalho visa avaliar a eficiência do tratamento eletroquímico em uma amostra de água subterrânea contaminada por vazamentos de derivados de petróleo de um posto revendedor de combustíveis em Natal/RN, avaliando os parâmetros HPAs, TPH total e BTEX a fim de verificar a possibilidade de aplicação da técnica em plano de remedição. Foram realizados quatros ensaios eletroquímicos cada um utilizando 1750 mL de água e 6 horas de tratamento. O 1º ensaio utilizou uma corrente elétrica de 0,31 A e potencial 31,4 V; no 2º ensaio, foi adicionado 10 g de Na2SO4 na amostra, utilizando uma corrente elétrica de 2,1 A e potencial 21,6 V; no 3º ensaio, foi adicionado 10 g de Na2SO4 na amostra, utilizando uma corrente elétrica de 1,06 A e potencial 23,6 V; e no 4º ensaio, foi adicionado 10 g de Na2SO4 na amostra, utilizando uma corrente elétrica de 0,53 A e potencial 11,9 V. Os resultados apontam que em todos os ensaios foi possível reduzir as concentrações dos contaminantes a níveis aceitáveis estabelecidos pela Resolução CONAMA 420.Dissertação Transportadores sólidos de oxigênio a base de cobre para a tecnologia de recirculaçao química(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2013-08-09) Carvalho, Fabíola Correia de; Melo, Dulce Maria de Araújo; Barros, Joana Maria de Farias; http://lattes.cnpq.br/1016070459137884; Ruiz, Juan Alberto Chavez; http://lattes.cnpq.br/7463463383362150; https://orcid.org/0000-0001-9845-2360; http://lattes.cnpq.br/3318871716111536; https://orcid.org/0000-0001-6101-2441; http://lattes.cnpq.br/4759287276606267; Braga, Renata Martins; https://orcid.org/0000-0002-6232-0945; http://lattes.cnpq.br/4603529162393328A emissão de CO2 oriundo da combustão de combustíveis fósseis tem sido citada como a principal causa do aquecimento global. Uma forma de evitar essas emissões na atmosfera é a captura e armazenamento de CO2, o qual pode ser executado de várias maneiras, porém muitas técnicas existentes requerem grandes quantidades de energia, o que encarece o custo do processo. Neste contexto, a tecnologia de Recirculação Química para a Combustão (RQC) é uma alternativa promissora na geração de energia com a possibilidade de facilitar a captura e armazenamento desse gás sem grandes demandas de energia. A principal vantagem desta tecnologia consiste em reduzir danos ao meio ambiente com uma combustão livre de N2, o que evita a formação de compostos como o NOx e facilita a captura de CO2 sem custos adicionais de separação. Para que essa alternativa tecnológica seja eficiente, sólidos com alta capacidade de transferência de oxigênio, alta reatividade com o combustível, baixa tendência a aglomeração e baixa taxa de fragmentação e atrito devem ser utilizados. Além disso, tais sólidos devem apresentar baixos custos de produção, serem ambientalmente corretos e serem fluidizáveis e estáveis para vários ciclos de oxidação/redução a altas temperaturas (Adanez, 2012). Os Transportadores Sólidos de Oxigênio (TSO’s) baseados em cobre apresentam várias vantagens para o uso na tecnologia de RQC, tais como: alta capacidade de transporte de oxigênio, são reativos e apresentam uma boa estabilidade química, além de ser um dos mais baratos que podem ser utilizados para esse processo. O objetivo desta pesquisa é definir uma metodologia de preparação de TSO’s a base de cobre para serem utilizados no processo de RQC do metano. Os TSO’s foram preparados com a composição química de 10% de cobre em duas etapas, a primeira para estudar a influência da adição de aditivos ao suporte e ao TSO e a segunda etapa para definição do método de preparação e solvente utilizado. Na primeira etapa o suporte utilizado foi - Alumina e foi adicionado 1% de cério ao suporte e 0,5 e 1% de níquel ao TSO. Na segunda etapa, os TSO’s foram suportados em -Alumina pelos métodos de Impregnação Úmida por Rotavapor, Umidade Incipiente e Spray Dryer, utilizando dois tipos de solventes: Água e vi Etanol. As amostras foram caracterizadas pelas técnicas de Fluorescência de Raios-X (FRX), Área Superficial Específica (ASE), Redução a Temperatura Programada (RTP), Difração de Raios-X (DRX), e Reatividade no processo de Recirculação Química. Diante dos resultados, conclui-se que o método mais adequado para preparar transportadores sólidos de oxigênio a base de cobre é o de Impregnação Úmida por Rotavapor, utilizando a água como solvente e os aditivos utilizados não promoveram melhoras significativas.Dissertação Avaliação crítica de cenários de abandono de poços petrolíferos onshore do nordeste brasileiro(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2021-04-29) Braga, Igor Pires de Melo; Freitas, Júlio Cézar de Oliveira; https://orcid.org/0000-0003-1324-9705; http://lattes.cnpq.br/2357217530716519; http://lattes.cnpq.br/4640735709137459; Martinelli, Antonio Eduardo; https://orcid.org/0000-0003-3885-9104; http://lattes.cnpq.br/0022988322449627; Rodrigues, Marcos Allyson Felipe; https://orcid.org/0000-0002-8936-5705; http://lattes.cnpq.br/5453593230706116; Aum, Pedro Tupã PandavaA produção de óleo e gás no Brasil remonta ao final do século XIX, com produção comercial sistemática a partir da segunda metade do século XX, sobretudo com a criação da Petrobras. Assim, milhares de poços de petróleo foram perfurados a partir dos anos 1950. Consequência disso é que esses poços têm muitos acima de 50 anos, podendo chegar a 70 anos, resultando poços com problemas de integridade mecânica e hidráulica. Nesse âmbito, o nordeste brasileiro possui milhares de poços de óleo e gás fechados, improdutivos seja por baixa produção, problemas de manutenção, decisão dos concessionários. Muitos estão fechados sem qualquer adaptação às recentes normas de abandono temporários do SGIP (Sistema de Gestão de Integridade de Poços) trazido pelo Regulamento ANP 46/2016, RANP-46/2016 como tem ocorrido nos principais campos do Nordeste brasileiro. A resolução 46 de 2016 da ANP passa a regulamentar os procedimentos para estabelecimento e implementação de um Sistema de Gerenciamento de Integridade de Poços (SGIP), passa a existir novo regramento que baliza a maneira de como se abandona um poço de óleo e gás, buscando sempre o norte da estanqueidade, visando acima de tudo segurança às pessoas e respeito ao meio ambiente. Assim, os fluxos de hidrocarbonetos não desejados para a superfície ou entre zonas (formações) distintas gerarão forte responsabilização, no presente, para os concessionários, já que passam a vigorar modernas regulações baseadas em duplos conjuntos solidários de barreiras (CSBs) que visam tornar o poço tão ou mais íntegro que as (os) formações/reservatórios virgens. Com base no exposto, esse trabalho tem como objetivo principal apresentar um diagnóstico do nível de risco de integridade atual que milhares de poços do norte-nordeste podem representar para o ambiente terrestre, de acordo com método dado pelo Instituto Brasileiro de Petróleo - IBP, caracterizando as ações que são necessárias para deixá-los conformes em termos de abandonos. Para tal, esse trabalho apresenta os recentes regramentos para abandonos onshore no Brasil, advindos também das melhores práticas internacionais no assunto. Faz-se um paralelo entre os antigos decretos ANP de 1997 e 2002, analisando-se as principais mudanças nas formas de conceber as intervenções de abandono, refletindo na profissionalização das práticas, disciplina operacional, segurança, e principalmente a busca pela economicidade. O dispêndio de tempo e de custo para se abandonar um poço em que se buscou a integridade mecânica ao longo de todo o ciclo de vida é consideravelmente menor.Dissertação Caracterização e aplicação de eletrodos de grafite modificados com cortiça na quantificação de metais pesados em amostras de águas(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2021-03-08) Silva, Iasmin Bezerra da; Santos, Elisama Vieira dos; http://lattes.cnpq.br/8117747568545202; http://lattes.cnpq.br/9722464095517214; Solano, Aline Maria Sales; http://lattes.cnpq.br/9581581988060192; Huitle, Carlos Alberto Martinez; http://lattes.cnpq.br/2485073932883264; Araújo, Danyelle Medeiros deA água produzida nos campos de petróleo tem composição variável, a depender de fatores como idade do poço e características geológicas da bacia de origem. No entanto, a presença de diversas substâncias orgânicas e inorgânicas com alto potencial de toxicidade é comum a esses efluentes gerados na indústria petrolífera, e representa sério problema ambiental, uma vez que, dependendo da destinação que lhes é dada (reinjeção, descarte ou outro fim), pode haver contaminação de corpos d’água, do ar, do solo, assim como a bioacumulação por meio da cadeia alimentar: entre esses contaminantes, podem-se elencar os metais pesados. A fim de atender aos parâmetros estabelecidos em lei e visando à redução dos danos ambientais que podem ser provocados por essas substâncias, técnicas de monitoramento precisam ser estudadas. Nesse sentido, a voltametria apresenta-se como opção promissora para a quantificação de metais-traço in situ. Posto isso, os resultados dessa dissertação estão divididos em duas partes: O primeiro artigo é o estudo das propriedades eletroquímicas dos eletrodos GrRAC-70% e GrRGC-70% a partir da resposta obtida por voltametria cíclica variando-se os eletrólitos (diferentes pHs) e a presença de espécies eletroativas (aniônicas ou catiônicas). O segundo artigo emprega os eletrodos de grafite/ cortiça para quantificar o chumbo em amostras de água. Limite de detecção de 0,3 µM e crescimento linear das correntes de pico foi obtida na faixa de concentração de 0-25 µM. Esses resultados foram obtidos utilizando-se a voltametria de redissolução anódica de onda quadrada, que apresentou melhores resultados comparandose com a voltametria de redissolução anódica de pulso diferencial.Dissertação Tratamento eletroquímico de uma amostra real de água produzida utilizando o ânodo de Ti/IrO2-Ta2O5 mediada pela produção de espécies de cloro ativo(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2021-04-10) Abdulgani, Isac; Huitle, Carlos Alberto Martinez; http://lattes.cnpq.br/2485073932883264; http://lattes.cnpq.br/8090698674497609; Santos, Elisama Vieira dos; http://lattes.cnpq.br/8117747568545202; Solano, Aline Maria Sales; http://lattes.cnpq.br/9581581988060192; Araújo, Danyelle Medeiros de; http://lattes.cnpq.br/5376210566183962Quando o petróleo é extraído das diferentes zonas de produção (onshore ou offshore), produz-se juntamente um resíduo aquoso chamado águas residuais de campos petrolíferos ou água produzida (AP), que representa a maior quantidade de resíduos da produção de petróleo bruto. A água produzida contém vários componentes orgânicos e inorgânicos como, por exemplo, sais de formação, gases dissolvidos, sólidos em suspensão, compostos orgânicos provenientes do contato com o óleo, compostos químicos residuais das operações no poço, microrganismos, além da possível presença de metais pesados e componentes com algum tipo de radiação podendo sua descarga poluir as águas superficiais, subterrâneas e o solo. Tanto o descarte desse efluente quanto a reutilização para reinjeção desta em poços de produção, se faz necessário um tratamento prévio, uma vez que mediante sua composição química, ela pode de alguma forma, favorecer a danos corrosivos nas tubuluções, etc. Um dos processos mais usados para o tratamento deste tipo de efluentes têm sido os processos eletroquímicos oxidativos avançados. Para tal, no presente trabalho foi avaliado o efeito do ânodo de Ti/IrO2-Ta2O5 na remoção da carga orgânica de uma amostra de água produzida da indústria de petróleo aplicando diferentes densidades de corrente (30, 60 e 90 mA cm-2) e, o efeito das espécies de cloro ativo na desinfeção deste efluente. Assim, de acordo com os resultados obtidos, a influência do material anódico permitiu uma diminuição significativa na demanda química de oxigênio, 79%, 73,5% e 76,9% com consumo energético de 48,77; 129,54; 244,60 kWh dm-3 quando aplicadas 30, 60, 90 mA cm-2 de densidade de corrente, respetivamente. O material mostrou propriedades eletrocatalíticas de obtenção de espécies de cloro ativo e seus melhores efeitos de desinfeção pelo mecanismo indireto quando aplicadas as densidades de corrente 30 e 90 mA cm-2.Dissertação Estudo térmico e termocatalítico do óleo de Licuri (Syagrus coronata) utilizando AlSBA-15 para a obtenção de bioenergia(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2019-03-15) Souza, Thaísa Trindade de; Silva, Djalma Ribeiro da; Gondim, Amanda Duarte; 03014598437; http://lattes.cnpq.br/6738828245487480; http://lattes.cnpq.br/2791074318745945; http://lattes.cnpq.br/5746508623547983; Araújo, Aruzza Mabel de Morais; http://lattes.cnpq.br/4924374746045892; Silva, Edjane Fabiula Buriti da; http://lattes.cnpq.br/1736653643786951Com uma demanda cada vez maior de combustíveis líquidos, é importante a pesquisa e o desenvolvimento de alternativas que sejam amigáveis ao meio ambiente. A indústria de aviação demanda um tipo de combustível que requer propriedades específicas, em que as alternativas, como o bioquerosene de aviação, devem ser compatíveis com os motores já existentes, combustíveis drop in. O bioquerosene pode ser obtido de várias maneiras, entre elas através da conversão térmica e da conversão termocatalítica. Portanto, o trabalho tem como objetivo realizar a conversão catalítica do óleo de Licuri na presença de um catalisador mesoporoso para obtenção de bioquerosene de aviação. Diante disto, foi estudado a síntese e a caracterização do AlSBA-15, bem como a impregnação do catalisador com níquel (Ni) em porcentagens de 1%, 5% e 10% em massa. Os catalisadores foram caracterizados por análise térmica TG/DTG, difração de raio X (DRX), Espectroscopia de Absorção de Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), adsorção e dessorção de Nitrogênio (BET) e microscopia eletrônica de varredura (MEV/EDS). Os catalisadores apresentaram reflexões de DRX condizentes com a estrutura hexagonal P6mm do AlSBA-15, demonstrando que a peneira molecular continuou estruturada mesmo com a impregnação dos metais. Assim como as análises de adsorção e dessorção de Nitrogênio mostraram isotermas tipo IV condizentes com materiais mesoporosos, mostrando também que a impregnação de níquel não deformou a formação dos mesoporos. A análise de FTIR mostrou que a calcinação conseguiu retirar o direcionador e que a impregnação do metal não alterou as ligações características do material mesoporoso. As conversões térmica e termocatalítica do óleo de licuri foram avaliadas através de análise termogravimétrica e através dos dados foi realizado o estudo cinético utilizando o modelo de Ozawa-Flynn-Wall (OFW) e Kissinger-Akahira-Sunose (KAS), em que se observa uma diminuição da energia de ativação significativa com a presença do catalisador com níquel, entre 63 a 80 KJ/mol, em comparação com a conversão térmica do óleo, em média 110 KJ/mol.Dissertação Desenvolvimento de uma estratégia de controle para otimização da velocidade de bombeio durante o ciclo de sistemas operando por bombeio mecânico(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2021-09-22) Álvares, Kaio César Medeiros; Maitelli, Carla Wilza Souza de Paula; http://lattes.cnpq.br/2441911467149645; http://lattes.cnpq.br/1219380216859146; Maitelli, André Laurindo; http://lattes.cnpq.br/0477027244297797; Santos, João Paulo Lobo dos; http://lattes.cnpq.br/6730238059101423Na indústria de petróleo, a automação e o controle aplicados aos poços se destacam devido aos resultados relevantes de sua correta utilização, tornando-se, assim, imprescindíveis para melhorar o processo de produção e obter o desempenho máximo de cada poço. O bombeio mecânico (BM) é, por sua vez, um método de elevação artificial utilizado preferencialmente em ambientes onshore, é o método mais utilizado no mundo em número de poços instalados. A fim de apresentar novas técnicas de controle a esse método, este trabalho surge com a proposta de desenvolvimento de uma estratégia para otimização da velocidade de bombeio. A ferramenta desenvolvida opera com a variação de velocidade durante o ciclo, no intuito de aumentar a velocidade média de bombeio e atenuar os efeitos negativos atrelados a esse aumento. Para tanto, foi utilizado um controlador proporcional integral derivativo (PID). Inicialmente, realizou-se um levantamento bibliográfico sobre o assunto abrangendo, principalmente, patentes e trabalhos que tinham como tema a variação da velocidade de bombeio, assim como os conceitos básicos sobre o controle do tipo PID e o papel das cartas dinamométricas de superfície e de fundo. Para implementação do controle foi utilizada a linguagem de programação JAVA. Para validação, utilizou-se um simulador como um poço virtual e simulações foram realizadas com o controlador desenvolvido, comparando os resultados obtidos antes e depois da aplicação do controle. Observou-se, como resultado, que a estratégia desenvolvida conseguiu otimizar a produção em sistemas de bombeio mecânico, tendo em vista que houve uma redução de aproximadamente 20% nos esforços dos equipamentos da unidade de bombeio, sem que houvesse perca de rendimento considerável nos níveis de produção.Dissertação Estudo da degradação termocatalítica da cana energia utilizando MCM-41 impregnada com Mo e Zn para a obtenção de hidrocarbonetos renováveis(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2020-07-30) Castro, Karoline de Sousa; Gondim, Amanda Duarte; Araújo, Aruzza Mabel de Morais; ; ; ; Rigoti, Eduardo; ; Santos, Nataly Albuquerque dos; ; Lima, Regineide de Oliveira;A necessidade da diminuição da dependência dos combustíveis fósseis e preocupação com os efeitos negativos causados pelo seu uso, vem impulsionando a utilização de biomassa como fornecedor de energia, como a Cana Energia, apresentando alta resistência ao estresse hídrico e solos pobres em nutrientes, sua produção é três vezes maior que a produção de cana convencional. Essa biomassa pode ser transformada em hidrocarbonetos renováveis mediante uma modificação prévia de sua fibra, pelo processo de acetilação que consiste em abrir a fibra da biomassa sem que ocorra sua degradação e em seguida passar pelo processo de pirólise e obter hidrocarbonetos de maior qualidade em uma pirólise termocatalítica. Dessa forma, esse trabalho, teve como objetivo sintetizar o suporte catalítico MCM-41 e impregnar os metais zinco e molibdênio em 2% quando em óxidos metálicos simples e 1% de cada quando em óxidos metálicos mistos e estudar a decomposição térmica e cinética na ausência e na presença dos catalisadores da Cana Energia como estudo preliminar à pirólise desta biomassa. O suporte catalítico e os catalisadores foram caracterizados por difração de raio-x (DRX), espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia por energia dispersiva (MEV/EDS). Essas técnicas evidenciaram que o suporte apresentou estrutura hexagonal de acordo com a literatura e os metais foram inseridos sem destruição da estrutura. Para um melhor proveito da biomassa, essa foi acetilada e analisada por técnicas de análise elementar (CHN), espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e análise termogravimétrica (TGA/DTG) em que constataram a modificação dos grupos –OH por grupos -COCH3. O estudo termogravimétrico e o estudo cinético foram realizados para a biomassa com e sem catalisador fazendo-se o uso dos modelos cinéticos Ozawa-Flynn-Wall (OFW) e KissingerAkahira-Sunose (KAS). Com base nos valores de R², foi notado que o modelo KAS apresentou-se mais adequado para o estudo do presente trabalho. A partir dos resultados de energia de ativação (Ea), esses indicaram que os catalisadores MCM-41, MoO3-MCM-41 e ZnO/MoO3-MCM-41 diminuíram a Ea do processo de decomposição térmica da biomassa, em valores de 159,69 kJ/mol; 142,33 kJ/mol e 99,15 kJ/mol, respectivamente.