[pt] ANÁLISE DO COLAPSO DE TELAS UTILIZADAS EM SISTEMAS DE CONTENÇÃO DE AREIA EM POÇOS HORIZONTAIS

[en] COLLAPSE ANALYSIS OF SCREENS USED IN OPEN HOLE COMPLETION

[pt] ANDERSON RAPELLO DOS SANTOS

[pt] MECANISMO DE RUPTURA

[pt] MOHR COULOMB

[pt] POCOS HORIZONTAIS

[pt] PRODUCAO DE AREIA

[en] FAILURE MECHANISM

[en] MOHR COULOMB

[en] HORIZONTAL WELLS

[en] SAND PRODUCTION

[pt] A produção de petróleo em alta vazão a partir de reservatórios formados por arenitos friáveis requer a instalação de sistemas de contenção de sólidos para preservar equipamentos de superfície e subsuperfície. Os projetos de explotação para campos constituídos por estes reservatórios têm na completação uma etapa fundamental na construção do poço. Dentre as diversas operações de completação, a instalação de sistemas de contenção de sólidos é uma das mais complexas e envolve uma ampla gama de recursos humanos e financeiros. A alteração no estado de tensões atuante sobre a formação é uma das principais fontes de carregamento dos sistemas de contenção mecânica de sólidos instalados em poços horizontais. O objetivo deste trabalho é desenvolver um modelo para avaliação do desempenho de sistemas de contenção de sólidos do tipo gravel pack quando submetidos aos esforços relacionados ao comportamento geomecânico das formações produtoras e a variação de pressões durante a vida produtiva de um poço de petróleo, permitindo a otimização de projetos destes sistemas sob a ótica da resistência ao colapso das telas. O carregamento imposto sobre estes sistemas é avaliado através da implementação do modelo de Mohr Coulomb solucionado numericamente através do método de elementos finitos (MEF). O programa comercial ABAQUS™ é utilizado em função da sua flexibilidade para solução de modelos não-lineares. Foram analisados sistemas de contenção de areia com os conjuntos de telas tipicamente utilizados na indústria de petróleo. Em nenhum cenário analisado foram verificados indícios de colapso dos tubos indicando a possibilidade de redução da sua resistência mecânica.

[en] Global increase in energy demand and the lack of opportunities on shore or in shallow waters are driving production of hydrocarbons towards deep and ultra deepwater basins, where reservoirs are usually formed by weak and unconsolidated sandstones that require sand control methods to prevent damage in surface and subsurface equipments. Guidelines to select sand control systems are primarily based on sand exclusion, seeking to optimize balance between oil rate and fines production. Another aspect, often overlooked, is collapse strength of the system formed by the sand control equipment and the formation itself, subjected to mechanical loadings that change during life of the well. This contribution presents a method to evaluate collapse strength of sand control systems taking into account mechanical interaction between the formation and sand control screens. Elastoplastic models are used to represent granular materials. Three sand control systems were studied: gravel pack with premium screens, stand alone premium screens and pre-packed screens. A model to describe contact between granular materials (gravel and formation) and soil-pipe interaction is proposed. Results demonstrate that perforated base pipes used in premium screens may be oversized for applications under regular operating conditions.

ARTHUR MARTINS BARBOSA BRAGA

CARLOS ALBERTO DE ALMEIDA

ARTHUR MARTINS BARBOSA BRAGA

LUIS CARLOS B BIANCO

LUIS PAULO FRANCO DE BARROS

2007-12-14

2007-04-03

[pt] TEXTO

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PORTUGUÊS

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=11036@1

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=11036@2

https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.11036