Título: | DESLOCAMENTO DE FLUIDOS COMPLEXOS EM ESPAÇOS ANULARES IRREGULARES | ||||||||||||
Autor: |
PEDRO JOSE TOBAR ESPINOZA |
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Colaborador(es): |
RAFAEL MENEZES DE OLIVEIRA - Orientador PAULO ROBERTO DE SOUZA MENDES - Coorientador |
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Catalogação: | 30/NOV/2021 | Língua(s): | PORTUGUÊS - BRASIL |
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Tipo: | TEXTO | Subtipo: | TESE | ||||||||||
Notas: |
[pt] Todos os dados constantes dos documentos são de inteira responsabilidade de seus autores. Os dados utilizados nas descrições dos documentos estão em conformidade com os sistemas da administração da PUC-Rio. [en] All data contained in the documents are the sole responsibility of the authors. The data used in the descriptions of the documents are in conformity with the systems of the administration of PUC-Rio. |
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Referência(s): |
[pt] https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/projetosEspeciais/ETDs/consultas/conteudo.php?strSecao=resultado&nrSeq=56290&idi=1 [en] https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/projetosEspeciais/ETDs/consultas/conteudo.php?strSecao=resultado&nrSeq=56290&idi=2 |
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DOI: | https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.56290 | ||||||||||||
Resumo: | |||||||||||||
O deslocamento de um líquido por outro em espaços anulares é comumente
encontrado na indústria do petróleo, e a maioria deles envolve materiais
não newtonianos. O espaço anular muitas vezes apresenta irregularidades
causadas pela erosão, onde quantidades consideráveis de fluido de perfuração
podem ser deixadas para trás durante o processo de deslocamento,
comprometendo a qualidade da operação de cimentação. Motivados por
esse processo industrial, testes de deslocamento entre líquidos a vazão
constante foram realizados em espaços anulares cuja parede externa possui,
em uma determinada posição axial, um aumento repentino de diâmetro
seguido de uma diminuição repentina de diâmetro mais a jusante. O objetivo
dos experimentos era determinar a eficiência do deslocamento em função
da vazão, reologia dos fluidos e geometria da cavidade. Os resultados
revelaram forte influência desses parâmetros na eficiência de deslocamento.
Ao mesmo tempo, um estudo numérico foi desenvolvido. Simulações
numéricas das equações de Navier-Stokes em geometria axissimétrica para
fluidos incompressíveis foram acopladas ao método Level-Set para captura
da interface. Fluidos com viscosidade constante e o modelo newtoniano
generalizado com função viscosidade de Carreau-Yasuda foram utilizados.
Isso permitiu simular deslocamentos entre dois fluidos newtonianos e entre
um fluido newtoniano e outro não-newtoniano. Este foi utilizado tanto como
fluido deslocador quanto como deslocado. Foram realizadas simulações para
várias razões de diâmetros, viscosidades, tempos de relaxação, e números de
capilaridade e de Reynolds. Identificamos quando a aproximação do espaço
anular por duas placas paralelas pode ser aplicada e calculamos como a
forma da interface depende dos parâmetros investigados.
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