Luís Américo Calçada

Multi-objective dynamic optimization of fixed bed dryers: simulation and experiments

Abstract It is very important a thorough understanding of the drying operation (confident mathematical model) for solving the problems related to the optimization of a dehydration plant, which basic objective is the removal of water up to a certain desired level. Pareto optimization, which improves the performance of dryers for being appropriate to work with conflicting objectives, was implemented through simulation and experimental studies, using a fixed bed alumina drying unit.

DETERMINAÇÃO DAS PROPRIEDADES DA TORTA OBTIDA NA FILTRAÇÃO DE FLUIDOS DE PERFURAÇÃO

RESUMO O Laboratorio de Escoamento de Fluidos (LEF) da UFRRJ vem estudando o processo de filtracao que acontece nas paredes do p oco de petroleo durante a perfuracao. Varios trabalhos foram realizados comparando o comportamento da filtracao dinâmica e estatica com fluidos de perfuracao base agua e base oleo e foram estimados parâmetros da torta como a porosidade, a permeabilidade, a espessura da torta etc. Neste trabalho, sao apresentadas avaliacoes experimentais do efeito do tamanho de particulas nas curvas de filtracao. As equacoes de filtracao f oram implementadas no software Matlab com o objetivo de simular o process o de filtracao e invasao dos fluidos na rocha reservatorio. Os resultados mo straram que o modelo e os parâmetros estimados em trabalhos anteriores pos sibilitaram a modelagem do processo.

EFEITOS DE POLÍMEROS ANIÔNICOS, DOS ADITIVOS SÓLIDOS E DO POTENCIAL ZETA NO COMPORTAMENTO REOLÓGICO DE SUSPENSÕES

RESUMO As propriedades de escoamento dos fluidos de perfuracao dependem das caracteristicas da fase dispersante e da fase dispersa. Por meio de fatores como polimeros viscosificantes, material particulado como solidos adensantes e obturantes, entre outros aditivos, e possivel controlar o comportamento reologico dos fluidos. Este controle nas propriedades dos fluidos de perfuracao tem a finalidade de garantir o seu alto desempenho. Neste trabalho, pretende-se avaliar a influencia dos polimeros carboximetilcelulose e goma xantana e o efeito do tipo e do tamanho das particulas como a barita, a calcita e a esfera de vidro no comportamento reologico de suspensoes. Os resultados mostraram que a escolha do polimero, o tipo e o tamanho das particulas e o potencial zeta das suspensoes influenciaram no perfil das curvas de escoamento e de viscosidade dos fluidos avaliados. (dois espacos)

ESTUDO DA SEDIMENTAÇÃO DE BARITA EM FLUIDOS DE PERFURAÇÃO DE POÇOS DE PETRÓLEO

A sedimentacao de barita e um fenomeno natural que se torna indesejavel para a industria petrolifera devido a varios problemas que ocorrem durante e apos a perfuracao do poco. O aumento da viscosidade e da pressao do fluido, proporcional ao acumulo das particulas solidas de barita, ocasionam dificuldades na perfuracao e podem acarretar fraturas na parede do poco. Com o objetivo de predizer o comportamento da sedimentacao de barita no fluido de perfuracao a base de agua, foram feitas varias simulacoes computacionais atraves da solucao de um sistema de equacoes diferenciais parciais que descrevem o balanco de massa e das forcas que atuam na sedimentacao. Foram registradas a velocidade com que as particulas de solidos sedimentam e a variacao da concentracao volumetrica de barita ao longo do tempo em varios pontos do poco. Alem disso, foram consideradas varias concentracoes volumetricas de barita no fluido de perfuracao. O sistema de equacoes diferenciais parciais foi resolvido pelo metodo das linhas, onde as derivadas espaciais foram discretizadas pelo metodo das diferencas finitas e o sistema resultante de equacoes diferenciais ordinarias foi integrado no tempo com a subrotina de dominio publico DLSODE, no ambiente de programacao FORTRAN. Apos essas simulacoes, foi possivel identificar a formacao da zona de menor concentracao na parte superior do fluido, assim como a zona de compactacao na parte inferior da suspensao.

AVALIAÇÃO DE CORRELAÇÕES DE DIÂMETRO HIDRÁULICO EM DUTOS ANULARES

Nos projetos hidraulicos de pocos de petroleo, os fluidos de perfuracao e completacao circulam em regioes anulares. Dentre os fatores que influenciam o calculo da perda de carga, nestas regioes, o diâmetro hidraulico e determinante. O objetivo deste trabalho foi de avaliar correlacoes de diâmetro hidraulico utilizando fluidos Newtonianos. Quatro correlacoes de diâmetro hidraulico foram analisadas e uma metodologia experimental e apresentada para o calculo do diâmetro hidraulico experimental. Alem da analise com fluidos Newtonianos, um estudo de caso e realizado com resultados do escoamento de pasta de cimento, um fluido nao-Newtoniano utilizado na cimentacao de pocos de petroleo. Neste caso a correlacao de diâmetro hidraulico desenvolvida e avaliada frente as demais. A correlacao experimental demonstrou boa concordância, apresentando um menor erro percentual no estudo de caso com a pasta de cimento e uma maior estabilidade.