[en] A SUBMODELING STRATEGY FOR ASSESSING THE INTEGRITY OF SAND SCREENS OF OIL WELLS

[pt] UMA ESTRATÉGIA DE SUBMODELAGEM PARA AVALIAÇÃO DE INTEGRIDADE DE TELAS DE AREIA DE POÇOS DE PETRÓLEO

[pt] VALDINY CHAVES DE SOUSA

[pt] INTEGRIDADE ESTRUTURAL

[pt] FILTRO DE AREIA

[pt] SUBMODELAGEM

[en] STRUCTURAL INTEGRITY

[en] SAND SCREEN

[en] SUBMODELING

[pt] No processo de extração de hidrocarbonetos, o sistema de controle de areia é responsável por mitigar a produção de sólidos na zona produtora dos poços de petróleo. Inúmeros problemas são causados pela produção excessiva de areia que, por consequência, pode requerer a interrupção de produção para manutenção do poço ou até mesmo seu abandono, provocando altos custos. A tela de areia (sand screen) é uma das estruturas filtrantes que compõem o sistema de controle de areia e, por isso, sua falha estrutural têm sido motivo de diversos estudos. O objetivo da presente pesquisa é utilizar técnicas submodelagem para o desenvolvimento de um fluxo de trabalho para a avaliação da integridade de telas de areia. A metodologia proposta consiste na análise sequencial em diferentes escalas. Na escala do reservatório (global) a análise considera as principais componentes do modelo de subsuperfície, a fim de avaliar o campo de tensões e deslocamentos. A seguir, os deslocamentos e tensões são introduzidos no submodelo na escala da tela de areia usando técnicas de transferência de campos de variáveis. A abordagem de submodelagem foi avaliada em dois exemplos estruturais: o primeiro consiste de uma chapa sob tração e o segundo uma sapata corrida com comportamento elastoplástico do solo. Por fim, a metodologia é aplicada a um estudo de caso de integridade estrutural de tela de areia de um poço vertical submetido a compactação devido à extração de hidrocarbonetos. Os resultados mostram que a submodelagem é uma alternativa viável em meio aos desafios que a modelagem de reservatórios e poços enfrentam devido à diferença de escalas das rochas circundantes e os componentes estruturais na zona de produção.

[en] In the hydrocarbon extraction process, the sand control system is responsible for mitigating the production of solids in the producing zone of oil wells. Numerous problems are caused by excessive sand production that, as a consequence, may require production stoppages for well maintenance or even abandonment, causing high costs. The sand screen is one of the filtering structures that make up the sand control system and, therefore, its structural failure has been the subject of several studies. The objective of the present research is to use submodeling techniques to develop a workflow for sand screen integrity assessment. The proposed methodology consists of sequential analysis at different scales. At the field (global) scale the analysis considers the main components of the subsurface model in order to evaluate the stress and displacement field. Next, the displacements and stresses are input into the submodel at the sand screen scale using data transfer techniques. The submodeling approach was evaluated on two structural examples: the first consists of a plate under tension and the second a running shoe with elastoplastic soil behavior. Finally, the methodology is applied to a case study of structural integrity of sand screen from a vertical well subjected to compaction due to hydrocarbon extraction. The results show that submodeling is a viable alternative amid the challenges that reservoir and well modeling face due to the difference in scales of the surrounding rocks and the structural components in the production zone.

DEANE DE MESQUITA ROEHL

ELEAZAR CRISTIAN MEJIA SANCHEZ

LUIZ FERNANDO CAMPOS RAMOS MARTHA

DEANE DE MESQUITA ROEHL

MARIA FERNANDA FIGUEIREDO DE OLIVEIRA

ELEAZAR CRISTIAN MEJIA SANCHEZ

2024-12-19

2023-04-27

[pt] TEXTO

application/pdf

PORTUGUÊS

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=68864@1

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=68864@2

https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.68864