[pt] ANÁLISE MECÂNICA E TÉRMICA DO PROCESSO DE LASER DRILLING EM ROCHA TRAVERTINO POR MEIO DE SENSORES FBGS

[en] LASER DRILLING MECHANICAL AND THERMAL ANALYSIS OF A TRAVERTINE SAMPLE USING FBGS SENSORS

[pt] FELIPE OLIVEIRA FURTADO

[pt] PERFURACAO

[pt] SENSORES DE REDE DE BRAGG - FBG

[pt] TRAVERTINO

[pt] ROCHAS CARBONATICAS

[pt] LASER

[en] DRILLING

[en] FIBER BRAGG GRATING SENSORS

[en] TRAVERTINE

[en] CARBONATE ROCKS

[en] LASER

[pt] Perfuração e completação são as atividades que mais demandam esforços, tempo e dinheiro dentre os processos da indústria de óleo e gás. Nesse sentido, novas tecnologias estão sempre sendo prototipadas, testadas e analisadas a fim de obter melhores resultados na exploração do reservatório. A perfuração por meio de brocas mecânicas vem sendo utilizada por mais de cem anos, garantindo taxas de penetração razoáveis em diferentes condições do campo. Apesar dessa tecnologia ainda ser bastante utilizada, o uso de ferramentas a laser pode incorporar benefícios tais como a diminuição do tempo de perfuração devido a maiores taxas de penetração, aumento na permeabilidade, melhor controle do furo como um resultado da maior precisão proporcionada pela aplicação do laser, além da redução do custo devido à baixa necessidade de troca de ferramentas durante o processo de perfuração. O principal benefício desse projeto, portanto, é analisar o comportamento mecânico e térmico de uma amostra de rocha Travertino durante o processo de perfuração a laser. O teste foi conduzido em Travertino devido às suas similaridades com rochas carbonáticas encontradas na camada do pré-sal brasileiro. Optical fiber Bragg grating sensors (FBGs), termopares e uma câmera térmica foram utilizadas para medir deformação e gradientes de temperatura produzidos em decorrência da aplicação do laser. Os resultados mostraram uma correlação entre deformação cisalhante, altos gradientes de temperatura e áreas afetadas pelo uso do laser, que podem ser subdivididas em áreas fraturadas e evaporadas. Logo, esse projeto tem por objetivo contribuir com informações relevantes para a discussão desta tecnologia inovadora que pode mudar a concepção dos convencionais processos de perfuração utilizados atualmente.

[en] Drilling and well completions are the processes that most require efforts in terms of time and money in the oil and gas industry processes. Based on this fact, new technologies are always been prototyped, tested and analyzed in order to achieve greater results in reservoirs exploitation. Mechanical drilling has been in the field for more than a hundred years accomplishing decent rate of penetrations in different types of environments. Even though this technology is still useful the use of laser tools could bring benefits in terms of decrease of drilling time due to greater rates of penetrations, increase of reservoir permeability, better drill hole control as a result of laser precision and cost reduction due to low necessity to change bits and drill pipes. The main purpose of this project, therefore, is to analyze the mechanical and thermal behavior of a Travertine sample during laser drilling. The test was conducted on Travertine due to its similar characteristics to Brazilian pre-salt layer carbonate rocks. Optical fiber Bragg grating sensors (FBGs), thermocouples and a thermal digital camera were used to measure strain and temperature gradients developed during the laser drilling process. The results showed a correlation between shear deformation, high temperature gradients and the areas affected by the use of laser, which can be divided in fractured and evaporated. Hence, this project intends to contribute in the discussion of such innovative technology that may change how the world sees the drilling process.

ARTHUR MARTINS BARBOSA BRAGA

SULLY MILENA MEJIA QUINTERO

2019-03-13

[pt] TEXTO

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PORTUGUÊS

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=37337@1

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=37337@2

https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.37337