[en] ASYMPTOTIC MODEL FOR DISPLACEMENT OF LIQUIDS IN ANNULAR WITH VARIABLE ECCENTRIC

[pt] MODELO ASSINTÓTICO DO DESLOCAMENTO DE LÍQUIDOS EM ANULARES C0M EXCENTRICIDADE VARIÁVEL

[pt] FREDERICO CARVALHO GOMES

[pt] TEORIA DA LUBRIFICACAO

[pt] PROCESSO DE CIMENTACAO

[pt] ESCOAMENTO EM ESPACO ANULAR

[en] LUBRICATION APPROXIMATION

[en] DRAINING IN SPACE ANNULAR

[pt] Uma das etapas do processo de perfuração de um poço de petróleo é a cimenta ção, ela prove o isolamento das zonas e a sustentação do revestimento. Durante o processo de cimentação é necessário a substituição da lama de perfuração pela pasta de cimento. Para evitar a mistura entre esses fluidos é normalmente utilizado um fluido espaçador. Dessa forma é comum que sejam bombeados 3 ou mais fluidos através do anular excêntrico formado pela parede da rocha e o revestimento. A análise completa do escoamento no espaço anular que ocorre durante o processo de cimentação é extremamente complexa, pois os fluidos em questão podem apresentar comportamento não-Newtoniano e o escoamento é tridimensional e em regime transiente. Desta forma, a análise computacional do processo é extremamente cara. Modelos simplificados para o processo estão disponéveis na literatura e são largamente utilizados em softwares comerciais pela industria de exploração de petróleo. No entanto, as muitas simplificações adotadas nestes modelos limitam os parâmetros nos quais são obtidos bons resultados. Neste trabalho, foi desenvolvido um modelo 2D para esse escoamento 3D utilizando as simplificações propostas pela teoria de lubrificação. O modelo desenvolvido considera a variação de inclinação e excentricidade ao longo do poço e as características não-Newtonianas dos fluidos envolvidos. Os resultados obtidos mostram como as propriedades dos fluidos e a geometria do poço afetam a eficiência do processo de bombeio.

[en] The cementation process is an important step in the construction of oil and gas wells. It provides zonal isolation and support for the well bore. During the cementation, it is necessary to displace the drilling mud by the cement slurry. To avoid mixing of these liquids, spacer fluids are usually used. Therefore, it is common to have three or more liquids flowing through the eccentric annular space. A complete analysis of the flow in the annular space that occurs during cementation is extreme complex, because of the presence of different liquids, that often present non-Newtonian characteristic and the flow is three dimensional and transient. Thus, a complete model has a prohibitive high computational cost. Simplified models are available in the literature and are used by the oil industry in commercial simulation software for cementation. However, the strong simplifying assumptions limit the range of parameters at which these models are accurate. In this work, a 2D model for this 3D flow was developed using the lubrication theory. The developed model considered the variation of the inclination and eccentricity along the well and the non-Newtonian behavior of the flowing liquids. The results show how the liquid properties and well geometry affect the efficiency of the displacement process.

MARCIO DA SILVEIRA CARVALHO

MARCIO DA SILVEIRA CARVALHO

LUIS FERNANDO ALZUGUIR AZEVEDO

ANDRE LEIBSHON MARTINS

2009-11-04

2009-04-15

[pt] TEXTO

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PORTUGUÊS

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=14546@1

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=14546@2

https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.14546