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Dissertações |
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TIAGO CAVALCANTI DA ROCHA
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ESTUDO E APLICAÇÃO DA TRANSFORMADA DE FOURIER NA REGULARIZAÇÃO DE DADOS SÍSMICOS NA EXPLORAÇÃO DE PETRÓLEO
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Orientador : LIACIR DOS SANTOS LUCENA
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MEMBROS DA BANCA :
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LIACIR DOS SANTOS LUCENA
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LUCIANO RODRIGUES DA SILVA
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HÊNIO HENRIQUE ARAGÃO RÊGO
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JOAQUIM ELIAS DE FREITAS
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Data: 01/02/2016
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Na área do petróleo os dados sísmicos geralmente são irregulares e esparsamente amostrados ao longo das coordenadas espaciais em razão de obstáculos na colocação dos geofones. Métodos de Fourier são eficientes se os dados de entrada estão em uma grade de amostragem regular. Entretanto, quando o método de Fourier é aplicado a um conjunto de dados amostrados irregularmente, a ortogonalidade entre as componentes de Fourier deixam de existir e a energia de uma componente de Fourier pode “vazar” para outros componentes, fenômeno chamado de “vazamento espectral”. O objetivo da pesquisa desta dissertação é estudar a representação espectral de dados amostrados irregularmente. Em particular, será apresentada a estrutura básica da representação da transformada de Fourier não igualmente espaçada (NDFT – nonuniform discrete Fourier transform), estudo de suas propriedades e demonstração do seu potencial no processamento do sinal sísmico. Para isso, estudamos a transformada de Fourier rápida (FFT – fast Fourier transform) e a transformada de Fourier rápida não igualmente espaçada (NFFT – nonuniform fast Fourier transform) que calculam rapidamente a transformada de Fourier discreta (DFT – discrete Fourier transform) e a NDFT, respectivamente. Comparamos a recuperação do sinal usando a FFT, NDFT e NFFT. Abordamos a interpolação do traço sísmico usando a transformada de Fourier anti-vazamento (ALFT – antileakage Fourier transform) para superar o problema do vazamento espectral causado pela amostragem irregular. As aplicações a dados sintéticos e dados reais mostraram que o método ALFT funciona bem em dados sísmicos de geologia complexa, sofre pouco com a amostragem espacial irregular dos dados e os efeitos de borda e é robusto e estável com dados com ruído. Entretanto, não é tão eficiente quanto o FFT e sua reconstrução não é tão boa no caso de preenchimento irregular de grandes buracos na aquisição.
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Na área do petróleo os dados sísmicos geralmente são irregulares e esparsamente amostrados ao longo das coordenadas espaciais em razão de obstáculos na colocação dos geofones. Métodos de Fourier são eficientes se os dados de entrada estão em uma grade de amostragem regular. Entretanto, quando o método de Fourier é aplicado a um conjunto de dados amostrados irregularmente, a ortogonalidade entre as componentes de Fourier deixam de existir e a energia de uma componente de Fourier pode “vazar” para outros componentes, fenômeno chamado de “vazamento espectral”. O objetivo da pesquisa desta dissertação é estudar a representação espectral de dados amostrados irregularmente. Em particular, será apresentada a estrutura básica da representação da transformada de Fourier não igualmente espaçada (NDFT – nonuniform discrete Fourier transform), estudo de suas propriedades e demonstração do seu potencial no processamento do sinal sísmico. Para isso, estudamos a transformada de Fourier rápida (FFT – fast Fourier transform) e a transformada de Fourier rápida não igualmente espaçada (NFFT – nonuniform fast Fourier transform) que calculam rapidamente a transformada de Fourier discreta (DFT – discrete Fourier transform) e a NDFT, respectivamente. Comparamos a recuperação do sinal usando a FFT, NDFT e NFFT. Abordamos a interpolação do traço sísmico usando a transformada de Fourier anti-vazamento (ALFT – antileakage Fourier transform) para superar o problema do vazamento espectral causado pela amostragem irregular. As aplicações a dados sintéticos e dados reais mostraram que o método ALFT funciona bem em dados sísmicos de geologia complexa, sofre pouco com a amostragem espacial irregular dos dados e os efeitos de borda e é robusto e estável com dados com ruído. Entretanto, não é tão eficiente quanto o FFT e sua reconstrução não é tão boa no caso de preenchimento irregular de grandes buracos na aquisição.
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MIRELLA LOPES DA ROCHA
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ANÁLISE COMPARATIVA DE DIFERENTES CONFIGURAÇÕES DE POÇOS NO PROCESSO DE COMBUSTÃO IN-SITU
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Orientador : JENNYS LOURDES MENESES BARILLAS
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MEMBROS DA BANCA :
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ELTHON JOHN RODRIGUES DE MEDEIROS
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JENNYS LOURDES MENESES BARILLAS
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TARCILIO VIANA DUTRA JUNIOR
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Data: 22/02/2016
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Com um número crescente de campos maduros, a recuperação de óleo pesado tem se apresentado um dos grandes desafios do setor petrolífero. O Nordeste Brasileiro, por exemplo, possui inúmeros reservatório de óleo pesado que possam vir a ser explorados com a utilização de métodos térmicos. Dentre os tipos de métodos utilizados para óleos pesados, destaca-se o método da combustão in-situ, uma técnica no qual o calor é produzido dentro do reservatório, diferente da injeção de fluido aquecido em que o calor é gerado na superfície e transportado para o reservatório. Neste tipo de processo, é comum utilizar poços verticais como injetores e produtores. Contudo, métodos que utilizam poços horizontais como produtores de óleo são cada vez mais estudados devido à maior área de contato entre a formação e a frente de combustão. Sendo assim, o objetivo principal do presente trabalho foi estudar as diferentes configurações de poços (CIS, THAITM e CAGD) no processo de combustão in-situ, na recuperação de óleo, utilizando um reservatório semissintético com características do Nordeste Brasileiro. O método “toe-to-heel air injection” (THAITM) é um processo de recuperação de petróleo avançado, que consiste na integração da combustão in-situ com os avanços tecnológicos na perfuração de poços horizontais. Este método utiliza poços horizontais como produtores de óleo, mantendo poços injetores verticais para a injeção de ar. O processo de drenagem de óleo por diferencial gravitacional assistida com combustão (CAGD) é um sistema integrado, nesta configuração o poço injetor horizontal é perfurado na parte superior de formação,com um poço horizontal produtor na seção inferior. As simulações foram realizadas em um programa comercial de processos térmicos, denominado “STARS” (Steam, Thermal, and Advanced Processes Reservoir Simulator), da empresa CMG (Computer Modelling Group). Foi realizada uma análise da vazão de injeção de ar e verificou-se que cada método possuía um limite máximo de injeção para o modelo base, mostrando que passando desse limite de injeção de ar, havia redução da produção acumulada de óleo. Foram realizadas análises dos parâmetros operacionais: vazões de injeção, configuração e completação dos poços. Na análise de sensibilidade foi encontrado que a vazão de injeção de ar apresentou maior influência no método THAI, já no método CIS a completação dos poços foi o parâmetro mais influente e no CAGD a configuração de poços foi o que apresentou maior influência na fração recuperada. Os resultados econômicos mostraram que o melhor caso obtido foi o método CAGD,pois, apesar de possuir maior custo inicial, foi o que apresentou melhor retorno financeiro quando comparado com os melhores casos do CIS e THAI.
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Com um número crescente de campos maduros, a recuperação de óleo pesado tem se apresentado um dos grandes desafios do setor petrolífero. O Nordeste Brasileiro, por exemplo, possui inúmeros reservatório de óleo pesado que possam vir a ser explorados com a utilização de métodos térmicos. Dentre os tipos de métodos utilizados para óleos pesados, destaca-se o método da combustão in-situ, uma técnica no qual o calor é produzido dentro do reservatório, diferente da injeção de fluido aquecido em que o calor é gerado na superfície e transportado para o reservatório. Neste tipo de processo, é comum utilizar poços verticais como injetores e produtores. Contudo, métodos que utilizam poços horizontais como produtores de óleo são cada vez mais estudados devido à maior área de contato entre a formação e a frente de combustão. Sendo assim, o objetivo principal do presente trabalho foi estudar as diferentes configurações de poços (CIS, THAITM e CAGD) no processo de combustão in-situ, na recuperação de óleo, utilizando um reservatório semissintético com características do Nordeste Brasileiro. O método “toe-to-heel air injection” (THAITM) é um processo de recuperação de petróleo avançado, que consiste na integração da combustão in-situ com os avanços tecnológicos na perfuração de poços horizontais. Este método utiliza poços horizontais como produtores de óleo, mantendo poços injetores verticais para a injeção de ar. O processo de drenagem de óleo por diferencial gravitacional assistida com combustão (CAGD) é um sistema integrado, nesta configuração o poço injetor horizontal é perfurado na parte superior de formação,com um poço horizontal produtor na seção inferior. As simulações foram realizadas em um programa comercial de processos térmicos, denominado “STARS” (Steam, Thermal, and Advanced Processes Reservoir Simulator), da empresa CMG (Computer Modelling Group). Foi realizada uma análise da vazão de injeção de ar e verificou-se que cada método possuía um limite máximo de injeção para o modelo base, mostrando que passando desse limite de injeção de ar, havia redução da produção acumulada de óleo. Foram realizadas análises dos parâmetros operacionais: vazões de injeção, configuração e completação dos poços. Na análise de sensibilidade foi encontrado que a vazão de injeção de ar apresentou maior influência no método THAI, já no método CIS a completação dos poços foi o parâmetro mais influente e no CAGD a configuração de poços foi o que apresentou maior influência na fração recuperada. Os resultados econômicos mostraram que o melhor caso obtido foi o método CAGD,pois, apesar de possuir maior custo inicial, foi o que apresentou melhor retorno financeiro quando comparado com os melhores casos do CIS e THAI.
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BRENNA KAROLYNA DOS SANTOS SILVA
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Identificação de um Sistema Multitanques Utilizando Redes de Funções de Base Radial
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Orientador : ANDRE LAURINDO MAITELLI
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MEMBROS DA BANCA :
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ANDRE LAURINDO MAITELLI
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FABIO MENEGHETTI UGULINO DE ARAUJO
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OSCAR GABRIEL FILHO
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Data: 23/02/2016
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A identificação de sistemas dinâmicos não lineares tem grande importância em várias áreas da Engenharia. Esta dissertação apresenta uma técnica de identificação de sistemas utilizando Redes Neurais Artificiais do tipo Funções de Base Radial – RBF para um sistema bastante comum na indústria de química e petroquímica, o sistema de multitanques (tanques acoplados), que apresenta uma dinâmica de natureza não linear. Em tal sistema, o comportamento não linear deste pode dificultar a identificação e apresentar um modelo que não reflete seu comportamento real, resultando em uma simplificação ou limitação da realidade observada. Esse fator é fonte de motivação para utilizarmos uma ferramenta matemática tal como a RBF na identificação dos aspectos não lineares do sistema. Essa rede apresenta potencialidades como habilidade de tratar sistemas complexos, aprendizado, adaptabilidade e generalização. A identificação de sistemas utilizando RBF pode ser tratada como um problema de ajuste de curvas através da combinação das funções de base.
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The identification of nonlinear dynamical systems is of great importance in many areas of engineering. In this dissertation presents a system identification technique using Artificial Neural Networks Radial Basis Function type - RBF applied to a very common system in the chemical and petrochemical industry, multi tanks system (coupled tanks), which features a dynamic nature not linear. In such a system, the nonlinear behavior of this can make it difficult to identify and present a model that does not reflect their actual behavior. This factor is a source of motivation we use a mathematical tool such as RBF in the identification of nonlinear aspects of the system. This network has potential as ability to handle complex systems, learning and generalization. Identification systems using RBF can be treated as a curve fitting problem by combining the basic functions.
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DÉBORA KARINA DA SILVA GUIMARÃES
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AVALIAÇÃO DA REMOÇÃO DE BTEX EM ÁGUA POR VERMICULITA
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Orientador : DJALMA RIBEIRO DA SILVA
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MEMBROS DA BANCA :
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DJALMA RIBEIRO DA SILVA
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AMANDA DUARTE GONDIM
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ANA PAULA DE MELO ALVES
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TIAGO RENOVATO DOS SANTOS
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Data: 23/02/2016
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O tratamento de águas subterrâneas contaminadas por compostos orgânicos voláteis tem sido alvo de muitos estudos. Vários desses contaminantes, como por exemplo, os BTXs (benzeno, tolueno e xilenos) são capazes de causar sérios problemas ao meio ambiente e à saúde humana, devido a sua elevada toxidade, e por apresentarem potencial carcinogênico e mutagênico. A técnica de adsorção utilizando argilas minerais para remoção de orgânicos constitui um dos principais métodos de tratamento de efluentes, pois envolve materiais considerados eficientes pela existência e atraentes pelo seu baixo custo. Portanto, o objetivo principal deste trabalho foi avaliar a eficiência de remoção dos BTXs presente em uma solução sintética de gasolina, através do processo de adsorção utilizando a vermiculita natural, após processo de purificação para remoção de impurezas (VP), e a vermiculita ácida (VA) como materiais adsorventes. Os materiais foram caracterizados por FRX, DRX, MEV/EDS, TG/DTG, DSC e FTIR. Os ensaios de adsorção foram realizados à temperatura ambiente, com pH igual a 6,0 e variando-se a concentração das amostras da argila em 5, 10 e 20 g.L-1, num tempo de reação de 120 minutos. Variou-se o pH em 3,0 e 9,0 para o ensaio considerado o mais eficiente na remoção dos monoaromáticos, a fim de comparar os resultados de adsorção com o pH natural da solução. Os resultados mostraram que para todos os ensaios, VA e VP apresentaram boa capacidade de remoção dos BTXs. Considerou-se a vermiculita ácida, na concentração de 5 g.L-1, em pH 6,0, como sendo a condição mais efetiva nesse estudo de adsorção dos BTXs, apresentando remoção próxima a 90% para o tolueno e xilenos, e 80% para o benzeno.
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O tratamento de águas subterrâneas contaminadas por compostos orgânicos voláteis tem sido alvo de muitos estudos. Vários desses contaminantes, como por exemplo, os BTXs (benzeno, tolueno e xilenos) são capazes de causar sérios problemas ao meio ambiente e à saúde humana, devido a sua elevada toxidade, e por apresentarem potencial carcinogênico e mutagênico. A técnica de adsorção utilizando argilas minerais para remoção de orgânicos constitui um dos principais métodos de tratamento de efluentes, pois envolve materiais considerados eficientes pela existência e atraentes pelo seu baixo custo. Portanto, o objetivo principal deste trabalho foi avaliar a eficiência de remoção dos BTXs presente em uma solução sintética de gasolina, através do processo de adsorção utilizando a vermiculita natural, após processo de purificação para remoção de impurezas (VP), e a vermiculita ácida (VA) como materiais adsorventes. Os materiais foram caracterizados por FRX, DRX, MEV/EDS, TG/DTG, DSC e FTIR. Os ensaios de adsorção foram realizados à temperatura ambiente, com pH igual a 6,0 e variando-se a concentração das amostras da argila em 5, 10 e 20 g.L-1, num tempo de reação de 120 minutos. Variou-se o pH em 3,0 e 9,0 para o ensaio considerado o mais eficiente na remoção dos monoaromáticos, a fim de comparar os resultados de adsorção com o pH natural da solução. Os resultados mostraram que para todos os ensaios, VA e VP apresentaram boa capacidade de remoção dos BTXs. Considerou-se a vermiculita ácida, na concentração de 5 g.L-1, em pH 6,0, como sendo a condição mais efetiva nesse estudo de adsorção dos BTXs, apresentando remoção próxima a 90% para o tolueno e xilenos, e 80% para o benzeno.
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NAYONARA KAROLYNNE COSTA DE ARAÚJO
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ESTUDO DA EFICIÊNCIA DOS ADSORVENTES DE Al2O3 e Fe/Al2O3 PARA REMOÇÃO DE BTX PRESENTE EM ÁGUA CONTAMINADA COM GASOLINA
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Orientador : DJALMA RIBEIRO DA SILVA
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MEMBROS DA BANCA :
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AMANDA DUARTE GONDIM
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DJALMA RIBEIRO DA SILVA
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EDJANE FABIULA BURITI DA SILVA
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LUZIA PATRICIA FERNANDES DE CARVALHO GALVAO
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Data: 24/02/2016
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Este trabalho teve como objetivo avaliar a eficiência da remoção de BTX através de processos de adsorção, empregando a alumina (Al2O3) e alumina suportada com ferro (Fe/Al2O3) como adsorventes. Preparou-se uma solução sintética de gasolina e água destilada para simular uma amostra real. Inicialmente, os adsorventes foram caracterizados pelas técnicas DRX, TG/DTG, FRX, FTIR e MEV/EDS. Posteriormente, para a realização dos ensaios, a solução sintética foi colocada na presença do Al2O3 e Fe/Al2O3 em um sistema fechado sob agitação mecânica, variando a concentração do adsorvente em 2, 4 e 6 g.L-1. A cada 0, 10, 30, 60, 90 e 120 minutos, foram retiradas alíquotas dessa solução, e levadas para análise através da técnica de cromatografia gasosa por ionização de chama (CG-FID) com extração por headspace. Os resultados indicaram que o adsorvente que possui maior capacidade de remoção de BTX é o Fe/Al2O3 na concentração de 6g.L-1, pH = 4 e no tempo de reação de 90 minutos, resultando em uma eficiência de 86,5% de remoção para o benzeno, 95,4% para o tolueno, 90,8% para os ɱ,ρ- Xilenos e 93,7% para os θ-Xilenos . Encontradas as condições ótimas nos ensaios de adsorção, foi realizado um estudo cinético das reações, os resultados mostraram que os valores da capacidade de adsorção experimental (qe) apresentaram concordância com os valores da capacidade de adsorção teórica (qc) calculados para o modelo pseudo-segunda ordem para os ensaios de adsorção de 2 e 6 g.L-1 utilizando Al2O3 e para todos os ensaios utilizando Fe/Al2O3. Fato corroborado pelos valores de R2, que justificam a representação dos dados pelo modelo de segunda ordem, indicando assim que as interações químicas estão presentes nos mecanismos de adsorção dos BTX na Al2O3.
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Este trabalho teve como objetivo avaliar a eficiência da remoção de BTX através de processos de adsorção, empregando a alumina (Al2O3) e alumina suportada com ferro (Fe/Al2O3) como adsorventes. Preparou-se uma solução sintética de gasolina e água destilada para simular uma amostra real. Inicialmente, os adsorventes foram caracterizados pelas técnicas DRX, TG/DTG, FRX, FTIR e MEV/EDS. Posteriormente, para a realização dos ensaios, a solução sintética foi colocada na presença do Al2O3 e Fe/Al2O3 em um sistema fechado sob agitação mecânica, variando a concentração do adsorvente em 2, 4 e 6 g.L-1. A cada 0, 10, 30, 60, 90 e 120 minutos, foram retiradas alíquotas dessa solução, e levadas para análise através da técnica de cromatografia gasosa por ionização de chama (CG-FID) com extração por headspace. Os resultados indicaram que o adsorvente que possui maior capacidade de remoção de BTX é o Fe/Al2O3 na concentração de 6g.L-1, pH = 4 e no tempo de reação de 90 minutos, resultando em uma eficiência de 86,5% de remoção para o benzeno, 95,4% para o tolueno, 90,8% para os ɱ,ρ- Xilenos e 93,7% para os θ-Xilenos . Encontradas as condições ótimas nos ensaios de adsorção, foi realizado um estudo cinético das reações, os resultados mostraram que os valores da capacidade de adsorção experimental (qe) apresentaram concordância com os valores da capacidade de adsorção teórica (qc) calculados para o modelo pseudo-segunda ordem para os ensaios de adsorção de 2 e 6 g.L-1 utilizando Al2O3 e para todos os ensaios utilizando Fe/Al2O3. Fato corroborado pelos valores de R2, que justificam a representação dos dados pelo modelo de segunda ordem, indicando assim que as interações químicas estão presentes nos mecanismos de adsorção dos BTX na Al2O3.
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DANIELLE ALVES RIBEIRO DA SILVA
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ANÁLISE ENERGÉTICA DA INJEÇÃO DE VAPOR E SOLVENTE EM RESERVATÓRIOS COM CARACTERÍSTICAS SEMELHANTES AO DO NORDESTE BRASILEIRO
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Orientador : JENNYS LOURDES MENESES BARILLAS
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MEMBROS DA BANCA :
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EDSON DE ANDRADE ARAÚJO
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JENNYS LOURDES MENESES BARILLAS
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TARCILIO VIANA DUTRA JUNIOR
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Data: 07/03/2016
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No Brasil, em especial no Nordeste, há grande ocorrência de reservatórios contendo óleos pesados. Um dos processos promissores para a recuperação desse óleo é a drenagem gravitacional assistida com vapor e solvente (ES-SAGD) que utiliza dois poços horizontais paralelos, onde o injetor é disposto acima do produtor. A realização do processo se dá mediante a injeção de um aditivo de hidrocarboneto em baixa concentração em conjunto com vapor. O vapor contribui com calor para redução da viscosidade do óleo e o solvente ajuda na miscibilidade, reduzindo a tensão interfacial entre óleo/solvente. A principal força atuante neste processo é a gravitacional e a transferência de calor ocorre por meio da condução, convecção e pelo calor latente do vapor. A mobilidade do fluido deslocado é então melhorada, implicando num aumento do fator de recuperação. Para melhor compreender esse processo foi realizado um estudo numérico utilizando o método ES-SAGD num reservatório 2D, onde se verificou a sensibilidade de alguns parâmetros operacionais (temperatura, vazão de injeção de vapor, qualidade do vapor, tipo de solvente injetado, porcentagem de solvente e distância vertical entre o poço produtor e injetor) sobre o fator de recuperação. Foi encontrado que o solvente melhora a produção do óleo. Contudo, dependendo da distância vertical entre os poços e a quantidade de vapor injetado, não existe a antecipação do banco de óleo como observados em outros trabalhos, mostrando a importância da análise destes parâmetros. Com isso foi realizado a análise energética para diferentes distâncias verticais, constatando que quanto maior a distância vertical maior a perda energética e maior o fator de recuperação. Além de ter constatado que a adição de solvente ao sistema faz com que as perdas energéticas para as camadas sobrejacentes e subjacentes diminuam. Neste estudo, foram utilizados modelos semissintéticos, porém com dados de reservatório com características semelhantes ao do Nordeste Brasileiro. As simulações foram realizadas no módulo STARS (Steam, Thermal and Advanced Process Reservoir Simulator) do programa da CMG (Computer Modelling Group), versão 2014.
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No Brasil, em especial no Nordeste, há grande ocorrência de reservatórios contendo óleos pesados. Um dos processos promissores para a recuperação desse óleo é a drenagem gravitacional assistida com vapor e solvente (ES-SAGD) que utiliza dois poços horizontais paralelos, onde o injetor é disposto acima do produtor. A realização do processo se dá mediante a injeção de um aditivo de hidrocarboneto em baixa concentração em conjunto com vapor. O vapor contribui com calor para redução da viscosidade do óleo e o solvente ajuda na miscibilidade, reduzindo a tensão interfacial entre óleo/solvente. A principal força atuante neste processo é a gravitacional e a transferência de calor ocorre por meio da condução, convecção e pelo calor latente do vapor. A mobilidade do fluido deslocado é então melhorada, implicando num aumento do fator de recuperação. Para melhor compreender esse processo foi realizado um estudo numérico utilizando o método ES-SAGD num reservatório 2D, onde se verificou a sensibilidade de alguns parâmetros operacionais (temperatura, vazão de injeção de vapor, qualidade do vapor, tipo de solvente injetado, porcentagem de solvente e distância vertical entre o poço produtor e injetor) sobre o fator de recuperação. Foi encontrado que o solvente melhora a produção do óleo. Contudo, dependendo da distância vertical entre os poços e a quantidade de vapor injetado, não existe a antecipação do banco de óleo como observados em outros trabalhos, mostrando a importância da análise destes parâmetros. Com isso foi realizado a análise energética para diferentes distâncias verticais, constatando que quanto maior a distância vertical maior a perda energética e maior o fator de recuperação. Além de ter constatado que a adição de solvente ao sistema faz com que as perdas energéticas para as camadas sobrejacentes e subjacentes diminuam. Neste estudo, foram utilizados modelos semissintéticos, porém com dados de reservatório com características semelhantes ao do Nordeste Brasileiro. As simulações foram realizadas no módulo STARS (Steam, Thermal and Advanced Process Reservoir Simulator) do programa da CMG (Computer Modelling Group), versão 2014.
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MARCEL ARAÚJO ROCHA
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ESTUDO DO PROCESSO DE DRENAGEM GRAVITACIONAL ASSISTIDO POR VAPOR UTILIZANDO POÇOS INJETORES VERTICAIS E HORIZONTAIS NA RECUPERAÇÃO DE ÓLEOS PESADOS
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Orientador : TARCILIO VIANA DUTRA JUNIOR
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MEMBROS DA BANCA :
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TARCILIO VIANA DUTRA JUNIOR
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JENNYS LOURDES MENESES BARILLAS
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LINDEMBERG DE JESUS NOGUEIRA DUARTE
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EDSON DE ANDRADE ARAÚJO
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Data: 14/03/2016
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A exploração de reservas de hidrocarbonetos pesados e extrapesados é de interesse primordial para muitas companhias de petróleo, uma vez que, a magnitude desses recursos representa parte da energia mundial. A produção de óleo pesado, a partir de depósitos subterrâneos, é complexa, até mesmo sob as melhores circunstâncias, devido principalmente à elevada viscosidade do óleo. Para melhor desenvolver o processo de produção, tornando-o eficiente, de maneira que os fluidos que não seriam produzidos consigam chegar à superfície, foram desenvolvidos métodos de recuperação convencionais e especiais, para obtenção de um maior fator de recuperação e, consequentemente, uma maior lucratividade na operação de explotação dessas jazidas. Para reduzir a alta viscosidade e as elevadas tensões interfaciais, foram desenvolvidos os métodos térmicos. Nesse trabalho, simulou-se a injeção continua de vapor, com poços injetores verticais e horizontais, para desenvolver um reservatório com características do Nordeste brasileiro, de óleo pesado, através da condução dos fluidos produzidos com poço horizontal. Foram feitas análises técnicas e econômicas dos modelos que diferiam quanto às suas restrições e arranjos estruturais do sistema. Na configuração horizontal se observou a influência da vazão de injeção, da distância vertical e da distância lateral sobre o fator de recuperação. Na configuração vertical se analisou a influência da vazão de injeção, da completação dos injetores, da distância lateral e da quantidade de poços injetores sobre o fator de recuperação. Diante dos modelos proposto, analisou-se a produção acumulada de óleo, o Volume Poroso Injetado, a formação das câmaras de vapor e o Valor Presente Líquido. Tecnicamente, os modelos em que se injetou vapor com poços verticais obtiveram maior fator de recuperação de óleo, já os modelos horizontais se sobressaíram economicamente.
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RHAUL PHILLYPI DA SILVA
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ESTUDO DE TENSOATIVOS NA ORGANOFILIZAÇÃO DE ARGILA BENTONÍTICA PARA USO EM FLUIDO DE PERFURAÇÃO À BASE DE ÓLEO
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Orientador : VANESSA CRISTINA SANTANNA
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MEMBROS DA BANCA :
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JENNYS LOURDES MENESES BARILLAS
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MARCOS ALLYSON FELIPE RODRIGUES
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MICHELLE SINARA GREGÓRIO DANTAS
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VANESSA CRISTINA SANTANNA
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Data: 21/03/2016
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Devido aos grandes desafios encontrados na perfuração de poços, há uma necessidade de se desenvolver fluidos com propriedades adequadas e capazes de atender todas as exigências da perfuração. As propriedades físico-químicas e reológicas devem ser cuidadosamente controladas para que um fluido possa exercer todas suas funções. Nas perfurações onde as formações sensíveis a água e “offshore”, torna-se necessária a utilização de fluidos de perfuração base óleo, porém as argilas bentoníticas não podem ser usadas sem uma prévia mudança superficial para que suas superfícies se tornem hidrofóbicas. Ultimamente, as empresas de petróleo no Brasil utilizam argilas organofílicas importadas na preparação de fluidos de perfuração a base de óleo. O trabalho teve por objetivo modificar uma argila cálcica visando aumentar a afinidade da mesma pela fase orgânica de fluidos de perfuração a base de óleo, aplicando três tensoativos (OCS, CTAB e UTM 150) em diferentes concentrações. O resultados indicaram que os tensoativos UTM 150 e CTAB apresentaram resultados superiores quando comparados com OCS. Considerando o tipo de tensoativo e concentração como variáveis utilizadas na análise estatística, os resultados indicaram que somente a tensão superficial e concentração de óxido de cálcio como resposta no processo de organofilização apresentaram os efeitos estatisticamente significativos. A argila organofilizada apresenta potencial para aplicação em fluido de perfuração à base de óleo.
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Devido aos grandes desafios encontrados na perfuração de poços, há uma necessidade de se desenvolver fluidos com propriedades adequadas e capazes de atender todas as exigências da perfuração. As propriedades físico-químicas e reológicas devem ser cuidadosamente controladas para que um fluido possa exercer todas suas funções. Nas perfurações onde as formações sensíveis a água e “offshore”, torna-se necessária a utilização de fluidos de perfuração base óleo, porém as argilas bentoníticas não podem ser usadas sem uma prévia mudança superficial para que suas superfícies se tornem hidrofóbicas. Ultimamente, as empresas de petróleo no Brasil utilizam argilas organofílicas importadas na preparação de fluidos de perfuração a base de óleo. O trabalho teve por objetivo modificar uma argila cálcica visando aumentar a afinidade da mesma pela fase orgânica de fluidos de perfuração a base de óleo, aplicando três tensoativos (OCS, CTAB e UTM 150) em diferentes concentrações. O resultados indicaram que os tensoativos UTM 150 e CTAB apresentaram resultados superiores quando comparados com OCS. Considerando o tipo de tensoativo e concentração como variáveis utilizadas na análise estatística, os resultados indicaram que somente a tensão superficial e concentração de óxido de cálcio como resposta no processo de organofilização apresentaram os efeitos estatisticamente significativos. A argila organofilizada apresenta potencial para aplicação em fluido de perfuração à base de óleo.
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ANTÔNIO ITALO ALVES DE OLIVEIRA
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Análise técnico-econômica da injeção de CO2 em reservatórios com características do Pré-sal brasileiro
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Orientador : JENNYS LOURDES MENESES BARILLAS
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MEMBROS DA BANCA :
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ANTHONY ANDREY RAMALHO DINIZ
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EDNEY RAFAEL VIANA PINHEIRO GALVAO
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JENNYS LOURDES MENESES BARILLAS
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Data: 19/04/2016
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A descoberta do pré-sal em 2006 trouxe novas expectativas para o futuro do setor petrolífero no Brasil. Porém, muitos desafios estão relacionados à atividade de exploração e produção daquela região, como por exemplo a perfuração de uma extensa camada de sal, questões de logística e a alta concentração de CO2 (entre 8% e 12%). Esse gás associado ao gás natural não pode apenas ser lançado para atmosfera por questões ambientais e, portanto, a reinjeção desse gás pode ser uma alternativa viável. O CO2 causa inchamento do óleo, reduzindo sua viscosidade e, portanto, facilita o fluxo de óleo para o poço produtor. Foi modelado um reservatório com características do pré-sal no simulador comercial da CMG (Computer Modelling Group). Foram analisados parâmetros como vazão de injeção, distância vertical entre os poços produtor e injetor, comprimento dos poços e distância do poço produtor à base do reservatório e como esses parâmetros influenciam no processo. O tempo total de projeto foi de 35 anos e as análise ocorreram para o primeiro ano de projeto, 2 anos 5, 15. 20 e 35 anos. O melhor caso conferiu um fator de recuperação de 60% e em todos os anos, a vazão de injeção foi o parâmetro que mais influenciou no projeto. Em seguida procedeu-se uma análise econômica para dois cenários: comprando CO2 e transportando através de um carboduto e reinjetando o mesmo no poço a partir da separação do gás da corrente de gás natural. A partir da viabilidade econômica dos dois projetos, foi analisado os impactos no VPL de osciclações dos componentes do fluxo de caixa .
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A descoberta do pré-sal em 2006 trouxe novas expectativas para o futuro do setor petrolífero no Brasil. Porém, muitos desafios estão relacionados à atividade de exploração e produção daquela região, como por exemplo a perfuração de uma extensa camada de sal, questões de logística e a alta concentração de CO2 (entre 8% e 12%). Esse gás associado ao gás natural não pode apenas ser lançado para atmosfera por questões ambientais e, portanto, a reinjeção desse gás pode ser uma alternativa viável. O CO2 causa inchamento do óleo, reduzindo sua viscosidade e, portanto, facilita o fluxo de óleo para o poço produtor. Foi modelado um reservatório com características do pré-sal no simulador comercial da CMG (Computer Modelling Group). Foram analisados parâmetros como vazão de injeção, distância vertical entre os poços produtor e injetor, comprimento dos poços e distância do poço produtor à base do reservatório e como esses parâmetros influenciam no processo. O tempo total de projeto foi de 35 anos e as análise ocorreram para o primeiro ano de projeto, 2 anos 5, 15. 20 e 35 anos. O melhor caso conferiu um fator de recuperação de 60% e em todos os anos, a vazão de injeção foi o parâmetro que mais influenciou no projeto. Em seguida procedeu-se uma análise econômica para dois cenários: comprando CO2 e transportando através de um carboduto e reinjetando o mesmo no poço a partir da separação do gás da corrente de gás natural. A partir da viabilidade econômica dos dois projetos, foi analisado os impactos no VPL de osciclações dos componentes do fluxo de caixa .
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GILMAR ALEXANDRE GUEDES JUNIOR
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ESTUDO DA INJEÇÃO DE ÁGUA E GÁS EM UM RESERVATÓRIO COM CARACTERÍSTICAS DO PRÉ-SAL BRASILEIRO
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Orientador : JENNYS LOURDES MENESES BARILLAS
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MEMBROS DA BANCA :
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ANTHONY ANDREY RAMALHO DINIZ
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JENNYS LOURDES MENESES BARILLAS
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MARCOS ALLYSON FELIPE RODRIGUES
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Data: 29/04/2016
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A província pré-sal é composta por grandes acumulações de óleo leve, de excelente qualidade e com alto valor comercial, uma realidade que coloca o Brasil em uma posição estratégica frente à grande demanda de energia mundial. Nessa província encontram-se as maiores descobertas realizadas no mundo nos últimos dez anos; as áreas de Libra, de Franco e o Campo de Lula, todas com volumes superiores a 8 bilhões de barris de óleo recuperáveis. Para desenvolver e otimizar a produção desses campos, foi feito um estudo para escolha dos métodos de recuperação avançada, tendo como principais motivações a presença do dióxido de carbono (CO2) como contaminante e a decisão estratégica de não o descartar, combinada à alta RGO (razão gás-óleo) do fluido do reservatório. O método deveria tirar vantagem dos únicos recursos abundantes: a água do mar e o gás produzido. Dessa maneira, o processo de combinar esses recursos na injeção alternada de água e gás (WAG) passou a ser visto como uma boa opção. Nessa dissertação, foi desenvolvido um modelo de reservatório com características do pré-sal brasileiro, sendo aplicado o método de recuperação avançada de injeção alternada de água e gás. O potencial de produção desse reservatório foi analisado por meio de parâmetros como: fluido que inicia o processo de injeção, posição das completações dos poços injetores, bem como vazões de injeção de água e de gás e o tempo de ciclo de cada fluido injetado. Os resultados mostraram um bom desempenho do método WAG-CO2 miscível, com ganhos de até 26% no FR com relação a recuperação primária, já a aplicação da injeção de água e de gás, de maneira individual, não foi capaz de superar o patamar de 10% de ganho. O parâmetro de maior influência nos resultados foi o tempo de ciclo, com maiores valores de FR obtidos com a utilização dos menores tempos.
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A província pré-sal é composta por grandes acumulações de óleo leve, de excelente qualidade e com alto valor comercial, uma realidade que coloca o Brasil em uma posição estratégica frente à grande demanda de energia mundial. Nessa província encontram-se as maiores descobertas realizadas no mundo nos últimos dez anos; as áreas de Libra, de Franco e o Campo de Lula, todas com volumes superiores a 8 bilhões de barris de óleo recuperáveis. Para desenvolver e otimizar a produção desses campos, foi feito um estudo para escolha dos métodos de recuperação avançada, tendo como principais motivações a presença do dióxido de carbono (CO2) como contaminante e a decisão estratégica de não o descartar, combinada à alta RGO (razão gás-óleo) do fluido do reservatório. O método deveria tirar vantagem dos únicos recursos abundantes: a água do mar e o gás produzido. Dessa maneira, o processo de combinar esses recursos na injeção alternada de água e gás (WAG) passou a ser visto como uma boa opção. Nessa dissertação, foi desenvolvido um modelo de reservatório com características do pré-sal brasileiro, sendo aplicado o método de recuperação avançada de injeção alternada de água e gás. O potencial de produção desse reservatório foi analisado por meio de parâmetros como: fluido que inicia o processo de injeção, posição das completações dos poços injetores, bem como vazões de injeção de água e de gás e o tempo de ciclo de cada fluido injetado. Os resultados mostraram um bom desempenho do método WAG-CO2 miscível, com ganhos de até 26% no FR com relação a recuperação primária, já a aplicação da injeção de água e de gás, de maneira individual, não foi capaz de superar o patamar de 10% de ganho. O parâmetro de maior influência nos resultados foi o tempo de ciclo, com maiores valores de FR obtidos com a utilização dos menores tempos.
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ALLENE DE LOURDES SOUTO DE MOURA
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ESTUDO DA DISTÂNCIA ENTRE POÇOS NO PROCESSO DE INJEÇÃO CONTÍNUA DE VAPOR
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Orientador : WILSON DA MATA
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MEMBROS DA BANCA :
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EDNEY RAFAEL VIANA PINHEIRO GALVAO
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JENNYS LOURDES MENESES BARILLAS
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JOSÉ CLEODON DE SOUZA JÚNIOR
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WILSON DA MATA
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Data: 06/05/2016
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Grande parte das reservas de hidrocarbonetos atualmente existentes são formadas por óleos pesados e devido a sua alta viscosidade, os métodos convencionais não são capazes de desloca-los até o poço produtor de maneira satisfatória, deixando um grande volume de óleo retido no reservatório. Um dos métodos utilizados para a recuperação de óleo pesado é o método térmico, que tem como característica principal reduzir a viscosidade do óleo facilitando assim seu deslocamento até o poço produtor. Os métodos térmicos podem utilizar-se da injeção de energia em forma de calor no reservatório, onde faz com que a temperatura do óleo aumente, diminuindo assim sua viscosidade e consequentemente melhorando a sua mobilidade. O Nordeste Brasileiro possui principalmente muitos reservatórios de óleo pesado, onde é aplicado o método de injeção de vapor na forma contínua. A injeção contínua de vapor atua tanto termicamente como mecanicamente no reservatório, além do calor latente transmitido ao reservatório aquecer o óleo nele existente, proporcionando assim uma redução da sua viscosidade, ele o desloca até o poço produtor. O desempenho deste processo pode ser afetado significativamente por determinados parâmetros operacionais e geométricos do reservatório. O objetivo principal deste trabalho foi estudar diferentes distâncias entre poços no processo de injeção de vapor, aplicando-o em um reservatório semissintético com características semelhantes aos encontrados no Nordeste Brasileiro, além disso foi realizada uma análise econômica dos modelos estudados através do VPL (Valor Presente Líquido). Para realizar o trabalho foi utilizado um programa de simulação numérica de reservatórios da CMG (Computer Modeling Group), o software STARS (Steam, Thermal and Advanced Processes Reservoir Simulator). Verificou-se que, aumentando-se a vazão de vapor até um determinado valor, há um incremento na produção. Em relação às distâncias entre os poços, quanto menor, mais rápido o óleo atinge o poço produtor, além de atingir sua produção máxima antecipadamente em relação às maiores. Porém é indispensável analisar a viabilidade econômica do projeto, pois de acordo com os resultados uma maior produção não necessariamente acarretará em um melhor retorno financeiro.
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Grande parte das reservas de hidrocarbonetos atualmente existentes são formadas por óleos pesados e devido a sua alta viscosidade, os métodos convencionais não são capazes de desloca-los até o poço produtor de maneira satisfatória, deixando um grande volume de óleo retido no reservatório. Um dos métodos utilizados para a recuperação de óleo pesado é o método térmico, que tem como característica principal reduzir a viscosidade do óleo facilitando assim seu deslocamento até o poço produtor. Os métodos térmicos podem utilizar-se da injeção de energia em forma de calor no reservatório, onde faz com que a temperatura do óleo aumente, diminuindo assim sua viscosidade e consequentemente melhorando a sua mobilidade. O Nordeste Brasileiro possui principalmente muitos reservatórios de óleo pesado, onde é aplicado o método de injeção de vapor na forma contínua. A injeção contínua de vapor atua tanto termicamente como mecanicamente no reservatório, além do calor latente transmitido ao reservatório aquecer o óleo nele existente, proporcionando assim uma redução da sua viscosidade, ele o desloca até o poço produtor. O desempenho deste processo pode ser afetado significativamente por determinados parâmetros operacionais e geométricos do reservatório. O objetivo principal deste trabalho foi estudar diferentes distâncias entre poços no processo de injeção de vapor, aplicando-o em um reservatório semissintético com características semelhantes aos encontrados no Nordeste Brasileiro, além disso foi realizada uma análise econômica dos modelos estudados através do VPL (Valor Presente Líquido). Para realizar o trabalho foi utilizado um programa de simulação numérica de reservatórios da CMG (Computer Modeling Group), o software STARS (Steam, Thermal and Advanced Processes Reservoir Simulator). Verificou-se que, aumentando-se a vazão de vapor até um determinado valor, há um incremento na produção. Em relação às distâncias entre os poços, quanto menor, mais rápido o óleo atinge o poço produtor, além de atingir sua produção máxima antecipadamente em relação às maiores. Porém é indispensável analisar a viabilidade econômica do projeto, pois de acordo com os resultados uma maior produção não necessariamente acarretará em um melhor retorno financeiro.
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RODRIGO MOREIRA ARAÚJO
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Simulador semi-analítico para fluxo em reservatórios homogêneos fechados utilizando a solução da fonte pontual aplicada ao método de elementos de contorno
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Orientador : TARCILIO VIANA DUTRA JUNIOR
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MEMBROS DA BANCA :
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ABEL GOMES LINS JUNIOR
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EDNEY RAFAEL VIANA PINHEIRO GALVAO
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FLAVIO MEDEIROS JUNIOR
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MARCOS ALLYSON FELIPE RODRIGUES
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TARCILIO VIANA DUTRA JUNIOR
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Data: 12/08/2016
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Esta dissertação apresenta um simulador semi-analítico de fluxo em reservatórios homogêneos fechados através da aplicação do método de elementos de contorno (Boundary Element Method – BEM) utilizando a solução da fonte pontual em reservatório infinito. Este método é conhecido por prover vantagens valiosas sobre outros métodos de discretização de domínios, como a redução no esforço de discretização quando comparado ao método de elementos finitos. A implementação foi feita na linguagem de programação Python associada a bibliotecas amplamente testadas e utilizadas em aplicações científicas. Os resultados foram validados através de um simulador semi-analítico de funcionamento comprovado e demonstraram-se viáveis para todos os cenários estudados.
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This work presents a semi-analytical fluid flow simulator for closed homogeneous reservoirs based on the Boundary Element Method (BEM) associated with the Green function for a point source in an infinite reservoir as the source equation. This method has known advantages over other discretization methods such as the Finite Element Method (FEM) including, but not restricted to, the reduction on discretization efforts. Coding has been done using the Python programming language associated to scientific libraries, thoroughly tested and applied on this area. The results were validated through a semi-analytical simulator previously tested generating accurate responses.
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KAREN RAQUEL PEREIRA LEAL
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Estudo do extrato hidroalcoólico de juazeiro (Ziziphus joazeiro Mart.) em sistema microemulsionado como inibidor de corrosão para meio salino e possivel aplicação na indústria do petróleo.
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Orientador : DJALMA RIBEIRO DA SILVA
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MEMBROS DA BANCA :
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CARLOS ALBERTO MARTINEZ HUITLE
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CÁTIA GUARACIARA FERNANDES TEIXEIRA ROSSI
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DJALMA RIBEIRO DA SILVA
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JARDEL DANTAS DA CUNHA
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Data: 31/08/2016
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A corrosão metálica é amplamente estudada com a finalidade de se obter um meio para diminuí-la ou evitá-la. Mesmo apresentando um elevado percentual de inibição, os inibidores de corrosão comerciais geralmente são tóxicos ao meio ambiente e aos seres vivos, apresentam baixa disponibilidade e de alto custo, o que incentivou nos últimos anos às pesquisas de inibidores naturais na forma de extrato de plantas ou óleos essenciais. Este estudo tem se tornado mais interessante ultimamente com a aplicação de tensoativos naturais em sistemas microemulsionados de forma que otimize o processo anticorrosivo. No presente trabalho foi aplicado o extrato hidroalcoólico de juazeiro em uma microemulsão contendo solução aquosa salina de 3,5% NaCl (83%) –Tween 80 (15%) - oleo de algodão (2%). A eficiência de inibição a corrosão desse sistema micelar foi avaliado pelo método eletroquímico de curvas de polarização linear, e a eficiência de inibição determinada foi da ordem de 94% na concentração de 200 ppm de extrato em solução; 94% na concentração de 100 ppm de microemulsão em solução e 96% na concentração de 400 ppm de microemulsão com extrato solubilizado, em solução. A avaliação dos resultados das curvas de polarização mostraram, que tanto o extrato, quanto as microemulsão comportaram-se como inibidores do tipo anódico.
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The metal corrosion is widely studied with the aim of obtaining a means to decrease or to avoid it. Even with a high percentage of inhibition, commercial corrosion inhibitors are often toxic to the environment and living beings, little available and high cost, which encouraged in recent years to the research of natural inhibitors in the form of extract of plants or oils essential. This study has lately become more interesting in the application of natural surfactant in microemulsion systems in order to optimize the corrosion process. In this work we applied the hydroalcoholic extract of jujube in a microemulsion containing saline aqueous solution of 3.5% NaCl (83%) -Tween 80 (15%) - Cotton oil (2%). The corrosion inhibition efficiency of micellar system was evaluated by electrochemical method of linear polarization curves determined and the inhibition efficiency was approximately 94% at a concentration of 200 ppm extract solution; 94% at a concentration of 100 ppm in solution and microemulsion at 96% concentration of 400 ppm in microemulsion extract with solubilized in solution. The evaluation of the results of polarization curves showed that both the extract, as the microemulsion behaved as the anodic type inhibitors.
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HANNAH LÍCIA CRUZ GALVÃO
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DESENVOLVIMENTO E APLICAÇÃO DE UMA ESTRATÉGIA DE CONTROLE PARA O MÉTODO DE ELEVAÇÃO ARTIFICIAL POR BOMBEIO MECÂNICO
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Orientador : ANDRE LAURINDO MAITELLI
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MEMBROS DA BANCA :
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ANDRE LAURINDO MAITELLI
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CARLA WILZA SOUZA DE PAULA MAITELLI
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OSCAR GABRIEL FILHO
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RUTACIO DE OLIVEIRA COSTA
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Data: 05/09/2016
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Na indústria petrolífera, uma área que vem se desenvolvendo e ganhando destaque é a de automação e controle de poços. Esta por sua vez, vem sendo aplicada aos métodos de elevação artificial, especialmente ao Bombeio Mecânico (BM), que é considerado um dos métodos mais utilizado em ambientes onshore, predominando frente aos outros em número de poços instalados no Brasil. Diante dessa constatação, nota-se que aprimoramentos ao BM podem trazer melhorias em larga escala à extração de petróleo no país. Um aprimoramento relevante seria o desenvolvimento e aplicação de novas estratégias e técnicas de controle a esse sistema. Nesse sentido, o foco principal deste trabalho foi desenvolver um controlador aplicado ao BM, visando evitar o surgimento de efeitos indesejáveis durante o processo de produção e maximizar a eficiência de operação. A ferramenta desenvolvida consiste em controlar o preenchimento parcial da bomba de fundo, através da manipulação da velocidade de bombeio. Para tanto, um controlador Proporcional Integral Derivativo (PID) foi utilizado devido à sua estrutura versátil, adaptando-se às exigências e limitações do trabalho. Inicialmente, realizou-se o levantamento bibliográfico sobre o método em foco — abrangendo principalmente o papel da carta dinamométrica de superfície e de fundo — os conceitos básicos sobre o controle do tipo PID— e as principais estratégias de controle aplicadas ao BM. No decorrer do trabalho foi desenvolvida uma modelagem matemática e computacional para determinar o valor do preenchimento da bomba de fundo. Para a implementação do controle, foi utilizada a linguagem de programação Visual Basic for Applications (VBA) associada ao seu ambiente de desenvolvimento integrado (IDE), presentes no Microsoft Excel. Para validação, utilizou-se o simulador de BM como um poço virtual e simulações foram realizadas com o controlador desenvolvido. Para efeito de resultado, observou-se que a estratégia desenvolvida foi uma ferramenta precípua quando se tratava em potencializar a produção por BM, visto que a estratégia aplicada proporcionou o controle parcial da bomba de fundo, sem a necessidade de parada de produção, ou seja, da unidade de bombeio, o que refletiu numa otimização operacional.
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In the oil industry, In the oil industry, one area that has been developed and gained highlight is automation and well control, which has been used in artificial lift methods, especially in Sucker-Rod Pump (SRP) that is considered one of the methods more used in onshore regions and it is more applied in Brazil compared to other artificial methods. Therefore, it is noted that enhancements in sucker-rod pump may cause largely improvements in oil extraction in the country. One relevant enhancement would be the development and application of new strategies and control techniques to this system. Then, the main focus of this work was developing a controller applied to sucker-rod rump in order to avoid the appearance of undesirable effects during the production process as well as to maximize the operating efficiency. The developed tool controls the partial filling of the (downhole pumps) through the manipulation of the pumping velocity. Thus, a Proportional Integral Derivative controller (PID) was used due to its versatile structure, adapting to requirements and work limitations. Initially, literature researches about the SRP method were conducted— covering the function of the surface and downhole dynamometric cards, mainly— the basic concepts about the PID control — and the main control strategies applied to (sucker-rod pump). In this work was developed a mathematical and computational modeling to determine the value of the (downhole pumps) filling. To implement the controlling was used the Visual Basic for Applications (VBA) programming language associated to its integrated development environment (IDE), which is present in Microsoft Excel. To validate, it was used a sucker-rod pump simulator as a virtual well and simulations were realized with the controller that was created. It was observed that the developed strategy was a (important) tool when it comes to enhance the production through (sucker-rod pump) because the strategy that was applied provided a partial control of the (downhole pumps) without stopping the production, that is, the pumping unit, what reflected an operational optimization.
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FELIPE DA SILVA PEREIRA ALBUQUERQUE OLIVEIRA
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OTIMIZAÇÃO DO CRONOGRAMA DA INJEÇÃO CÍCLICA DE VAPOR ATRAVÉS DE MODELOS ANALÍTICOS EM UMA ABORDAGEM PROBABILÍSTICA
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Orientador : TARCILIO VIANA DUTRA JUNIOR
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MEMBROS DA BANCA :
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TARCILIO VIANA DUTRA JUNIOR
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EDNEY RAFAEL VIANA PINHEIRO GALVAO
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MARCOS ALLYSON FELIPE RODRIGUES
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ABEL GOMES LINS JUNIOR
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Data: 12/09/2016
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Em campos de óleo pesado onde se utilize a injeção cíclica de vapor, uma das tarefas mais recorrentes, demoradas e importantes é a definição do cronograma de estimulação com vapor para as centenas de poços produtores. A capacidade de geração de vapor é usualmente limitada e ainda mais reduzida pelas recorrentes manutenções dos geradores. Esse agendamento até poderia ser feito a partir de um modelo numérico, mas além de exigir a disponibilidade de infraestrutura computacional, só é viável caso o tempo não seja um fator crítico nessa definição.
Normalmente a infraestrutura computacional não costuma ser problema, mas a indisponibilidade de tempo para rodar as simulações necessárias para a otimização é quase sempre um empecilho, haja vista que a tarefa deve ser recorrentemente realizada conforme as premissas evoluem no tempo. Por isso, a opção mais comum é aproveitar a experiência do engenheiro e do geólogo de reservatórios em uma análise subjetiva dos parâmetros de reservatório e histórico de produção, muitas vezes levando em consideração um estudo feito para um poço representativo daquele campo ou de uma área do campo. Esse método tem se mostrado eficaz, embora consuma razoável quantidade de horas para análise das opções e conte com a intuição do profissional encarregado da tarefa.
Muitas são as referências acadêmicas sobre modelos analíticos para representar o processo de injeção cíclica de vapor e, de posse desses modelos, algumas tentativas foram feitas no sentido de usá-los para maximizar os resultados da estimulação de determinado poço. Entretanto, abordaram o problema restrito de uma estimulação em particular, sem que o problema da definição de qual poço estimular a cada momento de disponibilidade do recurso crítico, que é a capacidade instalada de geração de vapor.
Esta dissertação propõe, portanto, uma metodologia inédita sobre como combinar a simplicidade dos diversos modelos analíticos disponíveis na literatura com a espantosa capacidade computacional moderna para realizar uma análise probabilística do melhor retorno econômico para a capacidade instalada de geração de vapor, podendo servir de base, inclusive, na análise de viabilidade econômica para aquisição de maior capacidade ou para mobilizar geradores entre campos ou entre áreas de um mesmo campo.
Serão tratados os aspectos teóricos dos modelos analíticos incluindo as limitações inerentes a alguns deles bem como em quais circunstâncias a aplicação teria mais confiabilidade além de possíveis adaptações que mitigariam algumas das preocupações sobre a aplicabilidade desses modelos. Ao invés de definir uma combinação de modelo e estratégia que seja conveniente para todos os cenários de utilização possível, trata-se de uma sugestão de metodologia a fim de alcançar melhores resultados, cabendo a quem for usá-la definir quais são as particularidades do caso concreto e buscar modelos e estratégias que convierem.
Por fim, são comparados os resultados obtidos pelo método com a opção subjetiva mais intuitiva de injetar nos poços seguindo uma ordem trivial com cotas fixas para um caso teórico padrão através da simulação numérica, para qual será utilizado o simulador STARS® da CMG para simulação térmica.
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Em campos de óleo pesado onde se utilize a injeção cíclica de vapor, uma das tarefas mais recorrentes, demoradas e importantes é a definição do cronograma de estimulação com vapor para as centenas de poços produtores. A capacidade de geração de vapor é usualmente limitada e ainda mais reduzida pelas recorrentes manutenções dos geradores. Esse agendamento até poderia ser feito a partir de um modelo numérico, mas além de exigir a disponibilidade de infraestrutura computacional, só é viável caso o tempo não seja um fator crítico nessa definição.
Normalmente a infraestrutura computacional não costuma ser problema, mas a indisponibilidade de tempo para rodar as simulações necessárias para a otimização é quase sempre um empecilho, haja vista que a tarefa deve ser recorrentemente realizada conforme as premissas evoluem no tempo. Por isso, a opção mais comum é aproveitar a experiência do engenheiro e do geólogo de reservatórios em uma análise subjetiva dos parâmetros de reservatório e histórico de produção, muitas vezes levando em consideração um estudo feito para um poço representativo daquele campo ou de uma área do campo. Esse método tem se mostrado eficaz, embora consuma razoável quantidade de horas para análise das opções e conte com a intuição do profissional encarregado da tarefa.
Muitas são as referências acadêmicas sobre modelos analíticos para representar o processo de injeção cíclica de vapor e, de posse desses modelos, algumas tentativas foram feitas no sentido de usá-los para maximizar os resultados da estimulação de determinado poço. Entretanto, abordaram o problema restrito de uma estimulação em particular, sem que o problema da definição de qual poço estimular a cada momento de disponibilidade do recurso crítico, que é a capacidade instalada de geração de vapor.
Esta dissertação propõe, portanto, uma metodologia inédita sobre como combinar a simplicidade dos diversos modelos analíticos disponíveis na literatura com a espantosa capacidade computacional moderna para realizar uma análise probabilística do melhor retorno econômico para a capacidade instalada de geração de vapor, podendo servir de base, inclusive, na análise de viabilidade econômica para aquisição de maior capacidade ou para mobilizar geradores entre campos ou entre áreas de um mesmo campo.
Serão tratados os aspectos teóricos dos modelos analíticos incluindo as limitações inerentes a alguns deles bem como em quais circunstâncias a aplicação teria mais confiabilidade além de possíveis adaptações que mitigariam algumas das preocupações sobre a aplicabilidade desses modelos. Ao invés de definir uma combinação de modelo e estratégia que seja conveniente para todos os cenários de utilização possível, trata-se de uma sugestão de metodologia a fim de alcançar melhores resultados, cabendo a quem for usá-la definir quais são as particularidades do caso concreto e buscar modelos e estratégias que convierem.
Por fim, são comparados os resultados obtidos pelo método com a opção subjetiva mais intuitiva de injetar nos poços seguindo uma ordem trivial com cotas fixas para um caso teórico padrão através da simulação numérica, para qual será utilizado o simulador STARS® da CMG para simulação térmica.
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VICTOR CARVALHO GALVÃO DE FREITAS
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Desenvolvimento de sistema de supervisão para um duto de testes de PIGs
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Orientador : ANDRES ORTIZ SALAZAR
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MEMBROS DA BANCA :
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ANDRES ORTIZ SALAZAR
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ANDRE LAURINDO MAITELLI
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OSCAR GABRIEL FILHO
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Data: 30/09/2016
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Diversas ferramentas de manutenção têm sido empregadas para garantir o correto funcionamento da malha dutoviária de transporte de petróleo, gás natural e derivados, devido ao importante papel que ela desempenha na cadeia de abastecimento e distribuição da indústria de energia. Entre essas ferramentas, podemos destacar o uso de PIGs (Pipeline Inspection Gauge): dispositivos que viajam no interior dos dutos e são capazes de realizar desde uma simples limpeza até uma inspeção detalhada de integridade da tubulação. Neste trabalho, desenvolvemos um sistema de medição e supervisão para um duto de testes cujo principal objetivo é pesquisar técnicas de controle de velocidade para PIGs. Usamos transdutores de pressão ao longo do duto a fim de determinar a posição e a velocidade média do PIG. O sistema de supervisão foi implementado no Elipse SCADA, responsável pela visualização e registro de variáveis do sistema. A interface entre esse sistema e os transdutores foi realizada por meio de um CLP. Os resultados obtidos demonstram que o deslocamento do PIG afeta significativamente o comportamento da pressão no duto e, assim, podem ser usados para estimar a posição e a velocidade média do dispositivo por meio dos sensores utilizados.
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Several maintenance tools have been employed to ensure the correct operation of the pipeline network to transport oil and gas, due to the important role it plays in the chain of supply and distribution of the energy industry. Among these tools, we can highlight the use of PIGs (Pipeline Inspection Gauge): devices that travel inside the pipeline and are capable of performing from a simple cleaning to a detailed inspection of pipe integrity. In this work, we developed a measurement and monitoring system for a test pipeline whose main objective is to research PIG speed control techniques. We use pressure transducers along the pipeline in order to determine the position and the average speed of PIG. The supervisory system was implemented in Elipse SCADA, responsible for viewing and recording system variables. The interface between this system and the transducers was done using a PLC. The results show that displacement of the PIG significantly affects the behavior of the pressure in the pipeline and thus can be used to estimate the position and the average speed of the device by means of the sensors used.
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TANCREDO DANTAS
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Avaliação de Aditivos Químicos Alternativos para Aplicação em Cimentações de Poços de Petróleo HPHT
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Orientador : ANTONIO EDUARDO MARTINELLI
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MEMBROS DA BANCA :
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ANTONIO EDUARDO MARTINELLI
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JÚLIO CÉZAR DE OLIVEIRA FREITAS
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ULISSES TARGINO BEZERRA
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Data: 04/10/2016
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A indústria da construção civil emprega uma grande diversidade de aditivos desenvolvidos para uso em concretos e argamassas e que apresentam excelente desempenho na modificação do comportamento do cimento Portland. Algumas dessas propriedades encontram funções análogas ou similares na engenharia de poços de petróleo, como por exemplo, os antiespumantes, dispersantes ou redutores de fricção, controladores de filtrado e retardadores de pega. Este estudo foi desenvolvido com o objetivo de avaliar, selecionar e especificar produtos químicos alternativos para compor sistemas de aditivos adequados à formulação de pastas de cimento para aplicação em poços de petróleo onshore caracterizados por temperaturas a partir de 180°F (82°C), poços maduros e poços sujeito à injeção de vapor. Durante o período de execução do estudo, foram selecionados produtos químicos, estes produtos foram especificados e empregados na formulação de pastas de cimento para cimentação de squeeze de poços com profundidade de 3000 metros e gradiente geotérmico 1,7°F/100ft. Compõe este trabalho, as caracterizações dos aditivos selecionados com função dispersante, antiespumante, controlador de filtrado e retardador de pega e a formulação de pastas de cimento que se adequem as condições e as propriedades exigidas pela operação de revestimento de poço (Pastas otimizadas). Após a realização dos testes de especificação dos aditivos, foram formuladas pastas para cimentação secundária com os aditivos especificados segundo normas da PETROBRAS. Na formulação de pastas para squeeze, foi testada, também, a adição de dispersão não-iônica de poliuretana com a finalidade de reduzir o efeito de sedimentação, devido à alta temperatura dos ensaios.
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A indústria da construção civil emprega uma grande diversidade de aditivos desenvolvidos para uso em concretos e argamassas e que apresentam excelente desempenho na modificação do comportamento do cimento Portland. Algumas dessas propriedades encontram funções análogas ou similares na engenharia de poços de petróleo, como por exemplo, os antiespumantes, dispersantes ou redutores de fricção, controladores de filtrado e retardadores de pega. Este estudo foi desenvolvido com o objetivo de avaliar, selecionar e especificar produtos químicos alternativos para compor sistemas de aditivos adequados à formulação de pastas de cimento para aplicação em poços de petróleo onshore caracterizados por temperaturas a partir de 180°F (82°C), poços maduros e poços sujeito à injeção de vapor. Durante o período de execução do estudo, foram selecionados produtos químicos, estes produtos foram especificados e empregados na formulação de pastas de cimento para cimentação de squeeze de poços com profundidade de 3000 metros e gradiente geotérmico 1,7°F/100ft. Compõe este trabalho, as caracterizações dos aditivos selecionados com função dispersante, antiespumante, controlador de filtrado e retardador de pega e a formulação de pastas de cimento que se adequem as condições e as propriedades exigidas pela operação de revestimento de poço (Pastas otimizadas). Após a realização dos testes de especificação dos aditivos, foram formuladas pastas para cimentação secundária com os aditivos especificados segundo normas da PETROBRAS. Na formulação de pastas para squeeze, foi testada, também, a adição de dispersão não-iônica de poliuretana com a finalidade de reduzir o efeito de sedimentação, devido à alta temperatura dos ensaios.
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ARUZZA MABEL DE MORAIS ARAUJO
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Conversão térmica e termocatalítica do óleo de girassol utilizando materiais micro e mesoporosos para obtenção de biocombustíveis.
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Orientador : ANTONIO SOUZA DE ARAUJO
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MEMBROS DA BANCA :
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AMANDA DUARTE GONDIM
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ANA CATARINA FERNANDES CORIOLANO
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ANTONIO SOUZA DE ARAUJO
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EDJANE FABIULA BURITI DA SILVA
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REGINA CELIA DE OLIVEIRA BRASIL DELGADO
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Data: 21/01/2016
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O presente trabalho relata o estudo de estruturas micro e mesoporosas, visando aplicação em pesquisas que atendam a atual demanda da indústria do petróleo, optando por um método paralelo de obtenção de biocombustíveis. Os materiais microporoso tipo zeólita HZSM5 na ausência de direcionador orgânico e mesoporoso tipo AlMCM-41 foram sintetizados hidrotermicamente e caracterizados pelos métodos de difração de raios X (DRX), infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), microscopia eletrônica de varredura (MEV), acidez superficial medidas através da dessorção de n-butilamina por termogravimetria (TGA), adsorção de nitrogênio e análise térmica (TG/DTG). Ainda foi realizado um estudo do comportamento cinético termogravimétrico do óleo de girassol sobre os catalisadores micro e mesoporosos puros e com suas misturas físicas. Usando curvas integrais da TG e o método cinético de model-free, foram estimados a energia de ativação, as taxas de conversão e o tempo degradação do óleo em função da temperatura. O material microporoso zeólita HZSM5 apresenta uma estrutura zeolítica MFI, característica da zeólita ZSM-5. Quanto ao material mesoporoso AlMCM-41 apresenta amostra com formação da estrutura hexagonal unidimensional. O estudo do comportamento cinético do óleo de girassol com os catalisadores HZSM5, AlMCM, e suas misturas físicas 75HZSM5-25ALMCM, 50HZSM5-50ALMCM e 25HZSM5-75ALMCM mostrou uma menor energia de ativação frente a energia do óleo de girassol puro, principalmente, a mistura 50HZSM5-50ALMCM. Na pirólise térmica e termocatalítica do óleo de girassol mostrou-se que os sítios ativos presente na zeólita HZSM5 foram fundamental na desoxigenação dos ácidos graxos em hidrocarbonetos; o material 25HZSM5-75ALMCM foi o mais seletivo para conversão da fração diesel do biocombustível,, devido ao fato do catalisador majoritário da mistura apresentar mesoporos; enquanto o material 75HZSM5-25ALMCM, onde o catalisador majoritário é microporoso com sítios ativos e maior acidez superficial, apresentaram maior seletividade para hidrocarbonetos leves, da faixa da fração gasolina do biocombustível.
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O presente trabalho relata o estudo de estruturas micro e mesoporosas, visando aplicação em pesquisas que atendam a atual demanda da indústria do petróleo, optando por um método paralelo de obtenção de biocombustíveis. Os materiais microporoso tipo zeólita HZSM5 na ausência de direcionador orgânico e mesoporoso tipo AlMCM-41 foram sintetizados hidrotermicamente e caracterizados pelos métodos de difração de raios X (DRX), infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), microscopia eletrônica de varredura (MEV), acidez superficial medidas através da dessorção de n-butilamina por termogravimetria (TGA), adsorção de nitrogênio e análise térmica (TG/DTG). Ainda foi realizado um estudo do comportamento cinético termogravimétrico do óleo de girassol sobre os catalisadores micro e mesoporosos puros e com suas misturas físicas. Usando curvas integrais da TG e o método cinético de model-free, foram estimados a energia de ativação, as taxas de conversão e o tempo degradação do óleo em função da temperatura. O material microporoso zeólita HZSM5 apresenta uma estrutura zeolítica MFI, característica da zeólita ZSM-5. Quanto ao material mesoporoso AlMCM-41 apresenta amostra com formação da estrutura hexagonal unidimensional. O estudo do comportamento cinético do óleo de girassol com os catalisadores HZSM5, AlMCM, e suas misturas físicas 75HZSM5-25ALMCM, 50HZSM5-50ALMCM e 25HZSM5-75ALMCM mostrou uma menor energia de ativação frente a energia do óleo de girassol puro, principalmente, a mistura 50HZSM5-50ALMCM. Na pirólise térmica e termocatalítica do óleo de girassol mostrou-se que os sítios ativos presente na zeólita HZSM5 foram fundamental na desoxigenação dos ácidos graxos em hidrocarbonetos; o material 25HZSM5-75ALMCM foi o mais seletivo para conversão da fração diesel do biocombustível,, devido ao fato do catalisador majoritário da mistura apresentar mesoporos; enquanto o material 75HZSM5-25ALMCM, onde o catalisador majoritário é microporoso com sítios ativos e maior acidez superficial, apresentaram maior seletividade para hidrocarbonetos leves, da faixa da fração gasolina do biocombustível.
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PEDRO TUPÃ PANDAVA AUM
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NOVOS SISTEMAS MICROEMULSIONADOS PARA APLICAÇÃO NA ESTIMULAÇÃO DE CARBONATOS
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Orientador : TEREZA NEUMA DE CASTRO DANTAS
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MEMBROS DA BANCA :
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AFONSO AVELINO DANTAS NETO
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MANOEL REGINALDO FERNANDES
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MARCOS ALLYSON FELIPE RODRIGUES
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MARIA CARLENISE PAIVA DE ALENCAR MOURA
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TEREZA NEUMA DE CASTRO DANTAS
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Data: 22/03/2016
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Um dos desafios na acidificação de poços em formações carbonáticas é o controle da reação de dissolução do carbonato de cálcio. Devido a elevada taxa de reação entre o ácido clorídrico (HCl) e a formação, o HCl é todo consumido na região da formação próxima ao poço de maneira que as zonas mais profundas não são alcançadas e as regiões de dano podem não ser ultrapassadas. Diversos sistemas foram desenvolvidos para retardar a reação de dissolução, incluindo a utilização de ácidos orgânicos, sistemas viscosos e emulsionados. Contudo, poucos estudos reportam a utilização de sistemas microemulsionados como sistemas retardados. Neste trabalho foram estudados sistemas microemulsionados ácidos do tipo óleo em água para aplicação em acidificação de carbonatos e limpeza de poço. O trabalho foi dividido em duas etapas principais, sendo elas: a obtenção e caracterização dos sistemas; e a avaliação da eficiência realizando experimentos de injeção em plugues de rocha carbonática. Para formulação dos sistemas microemulsionados, dois ácidos foram utilizados: o ácido clorídrico (HCl); e o ácido etilenodiamino tetra-acético (EDTA). O tensoativo utilizado foi o ALK L90 (não iônico), o sec-butanol como co-tensoativo e o xileno como componente orgânico. Foram obtidos sistemas microemulsionados ácidos com HCl e com EDTA. Os resultados mostraram que a adição de ácidos em determinadas condições promove a transição de fases dos sistemas de microemulsão. Os ensaios de injeção mostraram que os sistemas microemulsionados ácidos propostos foram eficientes em estimular os plugues de formação carbonática, alcançando incrementos na permeabilidade entre 10-30%, sem apresentar dissolução na face e formando wormholes.
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Um dos desafios na acidificação de poços em formações carbonáticas é o controle da reação de dissolução do carbonato de cálcio. Devido a elevada taxa de reação entre o ácido clorídrico (HCl) e a formação, o HCl é todo consumido na região da formação próxima ao poço de maneira que as zonas mais profundas não são alcançadas e as regiões de dano podem não ser ultrapassadas. Diversos sistemas foram desenvolvidos para retardar a reação de dissolução, incluindo a utilização de ácidos orgânicos, sistemas viscosos e emulsionados. Contudo, poucos estudos reportam a utilização de sistemas microemulsionados como sistemas retardados. Neste trabalho foram estudados sistemas microemulsionados ácidos do tipo óleo em água para aplicação em acidificação de carbonatos e limpeza de poço. O trabalho foi dividido em duas etapas principais, sendo elas: a obtenção e caracterização dos sistemas; e a avaliação da eficiência realizando experimentos de injeção em plugues de rocha carbonática. Para formulação dos sistemas microemulsionados, dois ácidos foram utilizados: o ácido clorídrico (HCl); e o ácido etilenodiamino tetra-acético (EDTA). O tensoativo utilizado foi o ALK L90 (não iônico), o sec-butanol como co-tensoativo e o xileno como componente orgânico. Foram obtidos sistemas microemulsionados ácidos com HCl e com EDTA. Os resultados mostraram que a adição de ácidos em determinadas condições promove a transição de fases dos sistemas de microemulsão. Os ensaios de injeção mostraram que os sistemas microemulsionados ácidos propostos foram eficientes em estimular os plugues de formação carbonática, alcançando incrementos na permeabilidade entre 10-30%, sem apresentar dissolução na face e formando wormholes.
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ANA CLÉA MARINHO MIRANDA CATUNDA
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DESENVOLVIMENTO DE UM AMOSTRADOR PASSIVO E O USO DA FIBRA DA Ceiba pentandra (L.) Gaertn COMO BIOSORVENTE DE COMPOSTOS ORGÂNICOS VOLÁTEIS - COVS DO AR
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Orientador : MARCELA MARQUES VIEIRA
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MEMBROS DA BANCA :
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DULCE MARIA DE ARAUJO MELO
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JOANA MARIA DE FARIAS BARROS
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JOÃO MARIA SOARES
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MARCELA MARQUES VIEIRA
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MARCUS ANTONIO DE FREITAS MELO
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RENATA MARTINS BRAGA
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Data: 11/04/2016
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Os poluentes presentes na atmosfera, estão principalmente relacionados à grande emissão proveniente dos veículos automotivos e postos revendedores de combustíveis. O presente trabalho teve o objetivo de desenvolver um modelo de amostrador passivo e um biosorvente para Compostos Orgânicos Voláteis – COVs específicos para aplicação em estudos de monitoramento ambiental da qualidade do ar. Neste trabalho foi avaliado o emprego de amostradores passivos para monitoramento ambiental de COVs e em especial o benzeno, devido seu alto grau de toxidade. A Agência Internacional de Pesquisa em Câncer (International Agency for Research on Cancer – IARC/OMS) classifica o benzeno no Grupo 1, ou seja, como uma substância química com evidências suficientes de sua carcinogenicidade em seres humanos. Os estudos de sorção dos COVs, na fibra da Ceiba pentandra ativada constituinte dos amostradores passivos, foram realizados no Laboratório de Tecnologia Ambiental – LabTam da UFRN e em um posto revendedor de combustíveis na cidade de Natal—RN. As amostras foram analisadas utilizando um dessorvedor térmico acoplado a um cromatógrafo gasoso com detector de massa (CGMS). O método de amostragem que utiliza amostradores passivos difusivos e a análise de COVs através do método da pirólise (CGMS) proposto neste trabalho, foi uma adaptação do método TO-17, da Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos - United States Enviromental Protection Agency. Este método proposto permitiu identificar a presença dos compostos COVs no ar ambiente. A partir dos resultados obtidos em laboratório e em campo, correlações empíricas foram propostas para correlacionar as concentrações dos poluentes com as áreas dos picos obtidos no CGMS. Esta correlação proposta pode ser utilizada para obter bons resultados em diferentes locais e estações do ano. O biosorvente fibra da Ceiba pentandra ativada, confirmou através dos resultados da área específica (BET), temperatura de degradação (TG/DTG) e a hidrofobicidade do material, suas qualidades na amostragem de COVs do ar, que além de proteger o sistema analito de eventuais quantidades de água, apresentou baixos níveis de ruído na faixa de eluição estudada no CGMS. O método de amostragem que utiliza amostradores passivos difusivos, permitiu identificar a presença de benzeno nos experimentos simulados no laboratório, como também, no ar ambiente. Diante dos resultados observados desta pesquisa, tecnologias ambientais inovadoras devem ser implementadas para contribuir com a redução dos riscos ocupacionais ocasionados pelos COVs, nas operações de abastecimento nos postos revendedores de combustíveis (PRCs) com o objetivo de proteger a saúde dos trabalhadores frentistas. É importante salientar que os resultados observados ao longo desta pesquisa devem ser encarados como indicativos e não conclusivos, pois um monitoramento maior se faz necessário para que conclusões definitivas possam ser elaboradas.
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Os poluentes presentes na atmosfera, estão principalmente relacionados à grande emissão proveniente dos veículos automotivos e postos revendedores de combustíveis. O presente trabalho teve o objetivo de desenvolver um modelo de amostrador passivo e um biosorvente para Compostos Orgânicos Voláteis – COVs específicos para aplicação em estudos de monitoramento ambiental da qualidade do ar. Neste trabalho foi avaliado o emprego de amostradores passivos para monitoramento ambiental de COVs e em especial o benzeno, devido seu alto grau de toxidade. A Agência Internacional de Pesquisa em Câncer (International Agency for Research on Cancer – IARC/OMS) classifica o benzeno no Grupo 1, ou seja, como uma substância química com evidências suficientes de sua carcinogenicidade em seres humanos. Os estudos de sorção dos COVs, na fibra da Ceiba pentandra ativada constituinte dos amostradores passivos, foram realizados no Laboratório de Tecnologia Ambiental – LabTam da UFRN e em um posto revendedor de combustíveis na cidade de Natal—RN. As amostras foram analisadas utilizando um dessorvedor térmico acoplado a um cromatógrafo gasoso com detector de massa (CGMS). O método de amostragem que utiliza amostradores passivos difusivos e a análise de COVs através do método da pirólise (CGMS) proposto neste trabalho, foi uma adaptação do método TO-17, da Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos - United States Enviromental Protection Agency. Este método proposto permitiu identificar a presença dos compostos COVs no ar ambiente. A partir dos resultados obtidos em laboratório e em campo, correlações empíricas foram propostas para correlacionar as concentrações dos poluentes com as áreas dos picos obtidos no CGMS. Esta correlação proposta pode ser utilizada para obter bons resultados em diferentes locais e estações do ano. O biosorvente fibra da Ceiba pentandra ativada, confirmou através dos resultados da área específica (BET), temperatura de degradação (TG/DTG) e a hidrofobicidade do material, suas qualidades na amostragem de COVs do ar, que além de proteger o sistema analito de eventuais quantidades de água, apresentou baixos níveis de ruído na faixa de eluição estudada no CGMS. O método de amostragem que utiliza amostradores passivos difusivos, permitiu identificar a presença de benzeno nos experimentos simulados no laboratório, como também, no ar ambiente. Diante dos resultados observados desta pesquisa, tecnologias ambientais inovadoras devem ser implementadas para contribuir com a redução dos riscos ocupacionais ocasionados pelos COVs, nas operações de abastecimento nos postos revendedores de combustíveis (PRCs) com o objetivo de proteger a saúde dos trabalhadores frentistas. É importante salientar que os resultados observados ao longo desta pesquisa devem ser encarados como indicativos e não conclusivos, pois um monitoramento maior se faz necessário para que conclusões definitivas possam ser elaboradas.
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BRUNO GOMES DE SOUSA
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AVALIAÇÃO BIO-GEORREFERÊNCIADA DO MICROBIOMA NATIVO COM POTENCIAL PARA DEGRADAR HIDROCARBONETOS EM MANGUEZAL DA BACIA PETROLÍFERA POTIGUAR E BIORREMEDIAÇÃO IN SILICO
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Orientador : VENERANDO EUSTAQUIO AMARO
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MEMBROS DA BANCA :
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VENERANDO EUSTAQUIO AMARO
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MARCELA MARQUES VIEIRA
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UMBERTO LAINO FULCO
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CARLOS ALFREDO GALINDO BLAHA
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PAULO SERGIO MARINHO LUCIO
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PAULO FERNANDO DE ALMEIDA
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CYNTHIA ROMARIZ DUARTE
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Data: 18/04/2016
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Mostrar Resumo
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A Bacia Petrolífera Potiguar (BPP) compõe 119,300 Km2, com o volume in situ de 5,82 bilhões de barris e 0,411 bilhões de barris em reservas comprovadas, por tanto sua industrialização implica num determinado potencial grau de risco ambiental. Como uma das medidas de proteção ambiental, o Ministério do Meio Ambiente, elaborou as Cartas de Sensibilidade Ambiental a Derramamentos de Óleo (Cartas SAO) como fonte primária de informações para o planejamento de contingência e para a implementação de ações de resposta a incidentes de poluição por óleo. As Cartas SAO incluem dentre os principais dados, os Índices de Sensibilidade Litorânea ao Derramamento de Óleo (ISL) na qual estão incorporados informações de “espécies macroscópicas”, organismos eucariotas, com particular atenção aos locais onde ocorrem concentrações ou fases importantes do seu ciclo de vida, como áreas de alimentação, reprodução, berçários, hábitats de nidificação e áreas de trânsito/rotas de migração, e para espécies protegidas, raras, ameaçadas ou em perigo de extinção. As informações do microbioma associada direta ou indiretamente ao diagnóstico “macro”, não são considerados ou não são bem avaliados por dificuldades operacionais e/ou falta de ferramentas de diagnóstico e monitoramento para detecção daqueles procariotos “cultiváveis” e dos procariotos “viáveis porem não cultiváveis”. Atualmente existem técnicas para o acesso a composição do microbioma, as in situ que envolvem estratégias: i) biologia molecular como as ciências “ômicas” e ii) sensoriamento remoto microbiológico que utilizam assinaturas espectrais para avaliação do microbioma em grandes áreas geográficas. E também as técnicas in silico que utilizam a bioinformática como ferramenta para o conhecimento, aprimoramento e desenho de biocatalisadores de interesse para a biorremediação. Considerando o bioma Manguezal como a interface delicada e crítica entre continente e oceano, nossos objetivos são: i) caracterizar através da prospecção metagenômica a ocorrência de procariotos com potencial em biodegradar os Hidrocarbonetos Aromáticos Policíclicos (HAPs) presentes no microbioma de Manguezal com ISL grau 5 a 10 localizados na BPP; ii) definir um método de bio-georreferenciamento para Manguezal utilizando assinaturas espectrais microbiológicas e iii) obter o modelo 3-D da enzima AlkB para avaliar suas interações com o substrato octano, com o produto da reação octanol e com a molécula inibidora 1-octino. O bioma Manguezal das localidades de Paracuru-CE, Fortim-CE, Areia Branca-RN e Macau-RN, na Reserva de Desenvolvimento Sustentável Estadual da Ponta do Tubarão (RDSEPT) foram amostrados, impactados com petróleo em experimentos de microcosmos, exceto o último local Macau-RN (RDSEPT), e avaliados metagenomicamente. Perfis de PCR-DGGE obtidos das amostras de Paracuru-CE, Fortim-CE, Areia Branca-RN e Macau-RN (RDSEPT) revelaram a ocorrência de flutuações das comunidades de procariotos degradadores de petróleo inferidas pela variação das Organismal Taxon Units (OTUs). Procariotos potencialmente degradadores de HAPs foram detectados nas amostras de Areia Branca-RN, Paracuru-CE e Macau-RN (RDSEPT). Os resultados para Fortim-CE revelam variações de OTUs para procariotos potencialmente degradadores de petróleo, mas não houve detecção de procariotos com potencial para degradar HAPs. Foi definido um método para captura da assinatura espectral para o microbioma, revelando o infravermelho próximo como um dos alvos para avaliação de procariotos associados a sedimentos e ao petróleo. A obtenção da estrutura 3-D da proteína AlkB permitiu a definição do Binding Pocket de 80 aminoácidos sendo caracterizados 15 aminoácidos envolvidos na interação com as moléculas octano, octanol e com a molécula inibidora 1-octino. Dados sobre o status quo e métodos de bio-georreferenciamento para o microbioma, e a Biorremediação in silico é de interesse para a indústria de petróleo para ações de Segurança, Meio ambiente e Saúde (SMS). Estas abordagens de avaliação do microbioma podem contribuir no aprimoramento das Cartas SAO na formulação dos ISL, no monitoramento e na biorremediação em locais de risco ambiental.
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A Bacia Petrolífera Potiguar (BPP) compõe 119,300 Km2, com o volume in situ de 5,82 bilhões de barris e 0,411 bilhões de barris em reservas comprovadas, por tanto sua industrialização implica num determinado potencial grau de risco ambiental. Como uma das medidas de proteção ambiental, o Ministério do Meio Ambiente, elaborou as Cartas de Sensibilidade Ambiental a Derramamentos de Óleo (Cartas SAO) como fonte primária de informações para o planejamento de contingência e para a implementação de ações de resposta a incidentes de poluição por óleo. As Cartas SAO incluem dentre os principais dados, os Índices de Sensibilidade Litorânea ao Derramamento de Óleo (ISL) na qual estão incorporados informações de “espécies macroscópicas”, organismos eucariotas, com particular atenção aos locais onde ocorrem concentrações ou fases importantes do seu ciclo de vida, como áreas de alimentação, reprodução, berçários, hábitats de nidificação e áreas de trânsito/rotas de migração, e para espécies protegidas, raras, ameaçadas ou em perigo de extinção. As informações do microbioma associada direta ou indiretamente ao diagnóstico “macro”, não são considerados ou não são bem avaliados por dificuldades operacionais e/ou falta de ferramentas de diagnóstico e monitoramento para detecção daqueles procariotos “cultiváveis” e dos procariotos “viáveis porem não cultiváveis”. Atualmente existem técnicas para o acesso a composição do microbioma, as in situ que envolvem estratégias: i) biologia molecular como as ciências “ômicas” e ii) sensoriamento remoto microbiológico que utilizam assinaturas espectrais para avaliação do microbioma em grandes áreas geográficas. E também as técnicas in silico que utilizam a bioinformática como ferramenta para o conhecimento, aprimoramento e desenho de biocatalisadores de interesse para a biorremediação. Considerando o bioma Manguezal como a interface delicada e crítica entre continente e oceano, nossos objetivos são: i) caracterizar através da prospecção metagenômica a ocorrência de procariotos com potencial em biodegradar os Hidrocarbonetos Aromáticos Policíclicos (HAPs) presentes no microbioma de Manguezal com ISL grau 5 a 10 localizados na BPP; ii) definir um método de bio-georreferenciamento para Manguezal utilizando assinaturas espectrais microbiológicas e iii) obter o modelo 3-D da enzima AlkB para avaliar suas interações com o substrato octano, com o produto da reação octanol e com a molécula inibidora 1-octino. O bioma Manguezal das localidades de Paracuru-CE, Fortim-CE, Areia Branca-RN e Macau-RN, na Reserva de Desenvolvimento Sustentável Estadual da Ponta do Tubarão (RDSEPT) foram amostrados, impactados com petróleo em experimentos de microcosmos, exceto o último local Macau-RN (RDSEPT), e avaliados metagenomicamente. Perfis de PCR-DGGE obtidos das amostras de Paracuru-CE, Fortim-CE, Areia Branca-RN e Macau-RN (RDSEPT) revelaram a ocorrência de flutuações das comunidades de procariotos degradadores de petróleo inferidas pela variação das Organismal Taxon Units (OTUs). Procariotos potencialmente degradadores de HAPs foram detectados nas amostras de Areia Branca-RN, Paracuru-CE e Macau-RN (RDSEPT). Os resultados para Fortim-CE revelam variações de OTUs para procariotos potencialmente degradadores de petróleo, mas não houve detecção de procariotos com potencial para degradar HAPs. Foi definido um método para captura da assinatura espectral para o microbioma, revelando o infravermelho próximo como um dos alvos para avaliação de procariotos associados a sedimentos e ao petróleo. A obtenção da estrutura 3-D da proteína AlkB permitiu a definição do Binding Pocket de 80 aminoácidos sendo caracterizados 15 aminoácidos envolvidos na interação com as moléculas octano, octanol e com a molécula inibidora 1-octino. Dados sobre o status quo e métodos de bio-georreferenciamento para o microbioma, e a Biorremediação in silico é de interesse para a indústria de petróleo para ações de Segurança, Meio ambiente e Saúde (SMS). Estas abordagens de avaliação do microbioma podem contribuir no aprimoramento das Cartas SAO na formulação dos ISL, no monitoramento e na biorremediação em locais de risco ambiental.
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SHIRLEY FEITOSA MACHADO SENA
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Utilização da Estatística Multivariada no Estudo da Contribuição de cada Zona-Reservatório no Volume de Água Produzida em um Campo de Petróleo da Bacia Potiguar - Brasil
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Orientador : DJALMA RIBEIRO DA SILVA
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MEMBROS DA BANCA :
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DJALMA RIBEIRO DA SILVA
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DANYELLE MEDEIROS DE ARAUJO
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ANDRE LUIS SANTOS DE PINHO
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EMILY CINTIA TOSSI DE ARAÚJO COSTA
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JARDEL DANTAS DA CUNHA
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KATIA REGINA SOUZA
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Data: 29/04/2016
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Campos de petróleo quando atingem sua maturação é comum o decaimento da produção de hidrocarbonetos e a necessidade de abertura de novas zonas produtoras, mas é comum também a elevada produção de água e devido à abertura de novas zonas ficando, cada vez mais difícil identificar qual zona é responsável pela maior parte do volume de água produzida. O custo para essa identificação é alto, pois são operações dispendiosas, feitas com sonda e equipamentos especiais. Esse trabalho visa o estudo e aplicação da análise discriminante na identificação de assinaturas padrões de zonas produtoras e o desenvolvimento de ferramentas gráficas que auxiliam na estimativa da contribuição de cada zona produtora no volume de água produzida em poços que produzam em mais de uma zona ao mesmo tempo. A cromatografia de íons foi à metodologia proposta para a quantificação dos íons presentes nas amostras, sendo essa validada para a análise de cátions majoritários e ânions simultaneamente. Apresentou bons resultados para as figuras de mérito, como precisão, seletividade, linearidade e etc. Através da análise de discriminante foi possível a obtenção de uma função que distingue químicamente as zonas de produção, e realizando experimentos com misturas de proporções pré-definidas foi possível desenvolver modelos matemáticos e ferramentas gráficas que auxiliam na estimativa da contribuição das zonas nos poços que produzem em simultaneamente em mais de uma zona.
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Oil fields when they reach their maturation are common the decay of the production of hydrocarbons being necessary, the opening of new producing zones. Eat the opening of these new zones, increase water production, and it becomes increasingly difficult to identify which zone is responsible for most of the volume of water produced. The cost for this identification is high because it is expensive operations that require expensive probes and special equipment. According to this panorama, this work aims at the study and the application of the discriminant analysis in the identification of standard signatures of each producing zones and the development of graphical tools that help in estimating the contribution of each producing zone in the volume of water produced in wells that produce in more than one zone at the same time. The ion chromatography was the proposed methodology for the quantification of the ions present in the samples, which was validated for the analysis of major cations and anions simultaneously. The data obtained presented satisfactory values for the figures of merit, such as precision, selectivity, linearity among others. Through the discriminant analysis it was possible to obtain a function that distinguishes chemically the production zones, and from experiments with mixtures of predefined proportions, it was possible to develop mathematical models and graphical tools to estimate the contribution of the zones in the wells that produce in more than one zone simultaneously.
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ZILDIANY IBIAPINA MENESES
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NOVAS NANOEMULSÕES APLICADAS À RECUPERAÇÃO AVANÇADA DE PETRÓLEO EM RESERVATÓRIOS CARBONÁTICOS
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Orientador : TEREZA NEUMA DE CASTRO DANTAS
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MEMBROS DA BANCA :
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TEREZA NEUMA DE CASTRO DANTAS
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ALCIDES DE OLIVEIRA WANDERLEY NETO
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MARCOS ALLYSON FELIPE RODRIGUES
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MARIA CARLENISE PAIVA DE ALENCAR MOURA
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TULIO YTERBIO FERNANDES VALE
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Data: 23/05/2016
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As nanoemulsões são sistemas, geralmente, compostos por tensoativos, fase aquosa e fase oleosa. Podem variar de acordo com a composição, tamanho das gotículas dispersas, aspecto, aplicações, dentre outros. Apresentam gotículas dispersas em escala nanométrica, estabilidade cinética e aspecto transparente a translúcido. Dentre suas vantagens, destaca-se a maior superfície de contato devido ao tamanho das partículas dispersas, associado à menor quantidade de reagentes. Por isso, foi proposta a produção de novas nanoemulsões espontâneas através da diluição de microemulsão com sua fase aquosa e aplicação na recuperação de petróleo em rochas carbonáticas. A microemulsão precursora é composta por tensoativos não iônico e aniônico (UNT-L90 e Sabão base), cotensoativo (butanol), fase oleosa (querosene) e fase aquosa (solução de NaCl a 3,50%). Os sistemas nanoemulsionados foram estudados em relação ao percentual de tensoativos (1,00%, 1,25%, 2,00% e 2,50%) e à presença do polímero (aniônico e catiônico, a 0,08%). As técnicas utilizadas para caracterização dos sistemas propostos foram: tamanho de gotícula, turbidez, tensão superficial, tensão interfacial, condutividade elétrica, pH, índice de refração, densidade, reologia e SAXS. Os sistemas podem ser caracterizados como fluidos Newtonianos, metaestáveis, com gotículas monodispersas com estrutura miolo-casca inferiores a 70 nm. Tanto a microemulsão como as nanoemulsões foram utilizadas como método de recuperação avançada aplicado a um reservatório carbonáticos contendo óleo leve. Os melhores percentuais de recuperação avançada para a microemulsão e nanoemulsões ficaram acima de 90,00%. A microemulsão foi mais favorável à recuperação, e a associação entre meio salino, micelas e polímero favoreceu a recuperação de óleo com as nanoemulsões; embora as propriedades da rocha também influenciem.
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Nanoemulsions are systems generally composed by surfactant, aqueous phase and oil phase. These systems may vary according to their composition, size of dispersed droplets, appearance, applications, among others. They have nano-scale dispersed droplets, kinetic stability and an appearance from transparent to translucent. Among their advantages, it may be highlighted the large contact surface, due to the size of the dispersed droplets, associated with smaller amount of active matter. This research proposes the production of new nanoemulsions, through the dilution of microemulsion, with its aqueous phase or with saline polymeric aqueous phase, and their use to recover oil in carbonate rocks. The precursor microemulsion is composed of nonionic and anionic surfactants (UNT-L90 and soap base), cosurfactant (n-butanol), oil phase (kerosene) and aqueous phase (NaCl solution at 3.50%). The nanoemulsionated systems were studied based on the percentage of surfactants (1.00%, 1.25%, 2.00%, 2.50%, 5.00% and 7.00%) and on the presence of polymers (anionic and cationic, at 0.08%). The proposed systems were characterized by using the following techniques: droplet size, turbidity, surface tension, interfacial tension, electrical conductivity, pH, refractive index, density, rheology, and SAXS. The microemulsion and the nanoemulsions, without polymers, were characterized as Newtonian fluids, while the polymeric nanoemulsions were characterized as pseudoplastic fluids. The microemulsion was thermodynamically stable, transparent and had monodispersed droplets with a diameter of 11.80 nm. The nanoemulsionated systems were metastable, with droplets ranging from 16.80 nm to 61.40 nm. The microemulsionated and nanoemulsionated systems presented direct micelles, with a core-shell inner type. The microemulsion and some studied nanoemulsions were applied as an enhanced oil recovery method, through carbonate rocks containing light oil. The best results extracted 99.56% and 75.18% of the remaining oil, for the microemulsion and nanoemulsion, respectively, with total oil recovery of 99.73% and 83.28%. The synergic effect among saline medium, micelles and polymer favored the oil recovery with nanoemulsions; whose best result was obtained by NanoD2, composed of 2.50% surfactants, 3.50% NaCl and 0.08% of the AN 934 PWG polymer; although the rock properties also influences the process. The work showed that nanoemulsions and microemulsions can be viable alternatives for application in enhanced oil recovery.
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REGINEIDE DE OLIVEIRA LIMA
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Zeólitas Sintetizadas com Estruturas Hierárquicas Aplicadas a Pirólise de Resíduos da Indústria de Petróleo
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Orientador : ANTONIO SOUZA DE ARAUJO
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MEMBROS DA BANCA :
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AMANDA DUARTE GONDIM
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ANTONIO SOUZA DE ARAUJO
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MARCILIO PELICANO RIBEIRO
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NATALY ALBUQUERQUE DOS SANTOS
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VALTER JOSE FERNANDES JUNIOR
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Data: 26/07/2016
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As zeólitas possuem grande importância na indústria de refino de petróleo, química e petroquímica por apresentarem propriedades peculiares. Nas últimas décadas novas rotas de sínteses tem sido estudas para obtenção desses materiais. O presente trabalho relata o estudo de zeólitas ZSM-5 com estruturas hieráquicas de poros, sintetizadas utilizando como agente silanizante o fenilaminopropil-trimetoxisilano (PHAPTMS) nas concentrações de 15 mol%, 17 mol% e 20 mol%, visando aplicação do melhor material na pirólise termocatalítica de resíduos gerados e derivados da indústria de petróleo. As sínteses das ZSM-5 também foram realizadas na ausência de direcionador orgânico de estutura, assistido pelo método de indução por semente na forma de pó, submetidas a 180 °C, por 27 horas, sendo os períodos de interrupção da cristalização em 8, 12 e 16 horas para adição do PHAPTMS. Os materiais foram sintetizados e caracterizados pelos métodos de difração de raios X (DRX), espectroscopia na região do infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), análise térmica (TG/DTG), acidez superficial medidas através da dessorção de n-butilamina por termogravimetria (TG) e FTIR, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e adsorção de nitrogênio. Ainda foi realizado um estudo do comportamento cinético através da termogravimetria dos RAT, PEAD e sobre os catalisadores. Através do modelo cinético model-free, utilizando as curvas integrais TG, foram estimados a energia de ativação, as taxas de conversão e o tempo degradação dos resíduos em função da temperatura. Notou-se que para os materiais sintetizados com 15 mol% de PHAPTMS nos períodos de 8, 12 e 16 horas apresentaram maiores concentrações dos sítios ativos, acidez superficial, tornando promissores na degradação de PEAD. O estudo cinético feito em PEAD pelo método Vyazovkin revelou uma menor energia de ativação para o material HZ-5 15 mol% no período de 16 h. Também foi revelado um abaixamento da energia de ativação quando utilizou esse material no estudo cinético para o RAT. Na pirólise térmica e termocatalítica dos resíduos realizadas nas temperaturas de 500 °C, 475 °C, 450 °C. Foi escolhido para aplicação na pirólise termocatalítica, o material, (HZ-5 15 mol% 16h), por apresentar melhor acidez e menor energia requerida para a degradação de PEAD. Na pirólise termocatalítica sobre PEAD proporcionou seletividade de produtos com valores agregados, os quais podem ser utilizados na indústria petroquímica. Na pirólise termocatalítica de RAT este material potencializou as faixas de hidrocarbonetos de C1-C4; C5-C12, C13-C19 referentes ao GLP, gasolina e diesel. Proporcionando melhores cargas no processo e reduzindo os resíduos gerados durante o refino de petróleo.
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This paper reports the zeolites study ZSM-5 with Hierarchically structures of pores, synthesized using as silanizante agent phenylaminopropyl trimethoxysilane (PHAPTMS) at concentrations of 15mol%, 17mol% and 20mol%, aiming at implementing the best material in térmocatalítica Pyrolysis waste generated and derived from the oil industry. The synthesis of ZSM-5 were also conducted without organic template, assisted by the seed induction method in the form of powder, subjected to 180 °C for 27 hours, the crystallization interrupt periods at 8, 12 and 16 hours for addition of PHAPTMS. The materials were synthesized and characterized by the methods of X-ray diffraction (XRD), infrared spectroscopy (FTIR), Thermal analysis (TG / DTG), surface acidity measured by n-butylamine desorption thermogravimetric analysis (TG) and FTIR, scanning electron microscopy (SEM), nitrogen adsorption. Although it performed a kinetic study of behavior by thermogravimetry of pure RAT and HDPE waste and on catalysts. Through model-free kinetic method using the integral curves TG, were estimated activation energy, conversion rates and time degradation of waste in function of temperature. It was noted that for the materials synthesized with 15mol% of PHAPTMS in periods of 8, 12 and 16h showed higher concentrations of the active sites, surface acidity, making promising in HDPE degradation. The kinetic study of HDPE by Vyazovkin method showed a lower activation energy for the HZ-15mol% material in the 16-hour period. Also a lowering of the activation energy was revealed when used this material in the kinetic study for the RAT. In the thermal pyrolysis of waste and thermalcatalytic carried out at temperatures of 500°C, 475°C, 450°C. It was chosen for use in termocatalítica pyrolysis, the material (HZ-15mol% -16h) due to better acidity and lower energy required for the degradation of HDPE. In thermalcatalytic pyrolysis of HDPE selectivity afforded products with added values, which can be used in the petrochemical industry. In thermalcatalytic pyrolysis RAT This material potentiated C1-C4 hydrocarbon groups; C5-C12, C13-C19 regarding the LPG, gasoline and diesel. Providing better loads in the process and reducing the waste generated during petroleum refining.
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DANIEL ECCO
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Algoritmo ultra rápido para calcular propriedades críticas no problema de percolação em redes bidimensionais.
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Orientador : LUCIANO RODRIGUES DA SILVA
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MEMBROS DA BANCA :
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ELTHON JOHN RODRIGUES DE MEDEIROS
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JOAQUIM ELIAS DE FREITAS
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LUCIANO RODRIGUES DA SILVA
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MARCOS VINICIUS CANDIDO HENRIQUES
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SAMYR SILVA BEZERRA JACOME
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Data: 29/07/2016
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Através de estudos sobre percolação, pode-se determinar se uma rede bidimensional percola, percorrendo apenas parte das fronteiras dos aglomerados, verificando se existem dois sítios da fronteira conectados em lados opostos da rede, isto é, sem a necessidade de preencher todos os sítios que formam os aglomerados. O objeto desta tese é um algoritmo para tal fim. Diante da velocidade que este algoritmo terá, percorrendo apenas parte das fronteiras dos aglomerados, vimos que seria possível estudar redes de tamanhos jamais alcançados (superiores a um trilhão de sítios), com complexidade menor que 1 e um baixo custo computacional em relação aos algoritmos já desenvolvidos sobre o tema percolação. Passamos, com isso, a querer estudar o comportamento do limiar de percolação e da dimensão fractal da fronteira em redes dos mais diversos tamanhos e com uma grande quantidade de simulações, as quais os resultados permitiram fazer comparações e confirmar as previsões feitas através de leis de escalas já conhecidas na literatura.
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Through studies on percolation, can determine if a percolates dimensional network, covering only part of the borders of the agglomerates by checking if there are two border sites connected on opposite sides of the net, i.e. without the need to fill all the sites form agglomerates. The object of this thesis is an algorithm for this purpose. Given the speed that this algorithm will, covering only part of the borders of the clusters, we saw that it would be possible to study never reached sizes of networks (more than one trillion websites), with less complexity than 1 and a low computational cost compared to the algorithms already developed on the theme percolation. We pass, therefore, to want to study the behavior of percolation threshold and the fractal dimension of the border into networks of different sizes and with a lot of simulations, which results allowed comparisons and confirm the predictions made by laws scales known in the literature.
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SÉRGIO VIEIRA FREIRE BORGES
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Caliches pedogênicos ao longo de sistemas de fraturas e acamamentos em carbonatos neoproterozóicos da Bacia de Irecê, Estado da Bahia.
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Orientador : MARCELA MARQUES VIEIRA
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MEMBROS DA BANCA :
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MARCELA MARQUES VIEIRA
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FRANCISCO PINHEIRO LIMA FILHO
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NARENDRA KUMAR SRIVASTAVA
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Augusto Sarreiro Auler
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LEAO XAVIER DA COSTA NETO
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Data: 19/08/2016
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Calcretes ou caliches são calcários continentais gerados pelos processos de intemperismo que ocorrem principalmente em regiões áridas e semi-áridas. Na Bacia de Irecê, nordeste do Brasil, além da ocorrência regular de calcretes pedogênicos, um tipo peculiar de calcretes ocorre dentro dos calcários neoproterozóicos da bacia. Estes calcretes desenvolveram-se perto da superfície e (1) entre as camadas sedimentares dos calcários, (2) dentro dos sistemas de fraturas e (3) dentro das principais falhas de empurrão. Trabalhos de campo em afloramentos selecionados foram integrados com análises petrográficas, mineralógicas, geoquímicas, cálculos de densidade e porosidade por intrusão de mercúrio para entender o ambiente de formação e suas propriedades petrofísicas. Os resultados revelaram que este tipo de calcrete é o produto de eventos multiepisódicos de dissolução e precipitação ocorridos durante as estações seca e chuvosa na região. Os estudos petrofísicos sugerem que estes calcretes podem ter um papel importante na migração de fluidos através de uma rocha hospedeira carbonática impermeável e que atuam como condutos para o fluxo de fluido, como revelado pela sua alta porosidade (valor médio de 26% ) e notável conectividade de poros.
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Calcretes or caliches are continental limestones developed by surficial weathering process that takes place mostly in arid and semi-arid regions. In the Irecê Basin, northeastern Brazil, in addition to the regular occurrence of pedogenic calcretes, a peculiar type of structurally controlled calcretes occurs on Neoproterozoic limestones. These peculiar calcretes developed near the surface and occur (1) between layers, (2) inside fractures and (3) within major thrust faults. Fieldwork on selected outcrops was integrated with petrographic, mineralogic, geochemical, density and mercury intrusion porosity analyses to constrain the environment of formation and their petrophysical properties. The results revealed that this type of calcrete is the product of multiepisodic events of dissolution and precipitation occurring during the wet and dry seasons in the region along fractures and beddings. Based on the petrophysical results, we suggest that these calcretes may have an important role in the migration of fluids through the impermeable host carbonate rock and that they act as a conduit for fluid flow, as revealed by their high porosity (mean value = 26%) and remarkable pore connectivity.
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EBERTON DA SILVA MARINHO
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ANÁLISE ESTATÍSTICA DO MÉTODO COMPRESSIVE SENSING APLICADO A DADOS SÍSMICOS
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Orientador : LIACIR DOS SANTOS LUCENA
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MEMBROS DA BANCA :
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LIACIR DOS SANTOS LUCENA
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JOAO MEDEIROS DE ARAUJO
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GILBERTO CORSO
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HUGO ALEXANDRE DANTAS DO NASCIMENTO
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MARCOS VINICIUS CANDIDO HENRIQUES
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Data: 22/08/2016
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O Compressive Sensing (CS) é uma técnica de processamento de dados eficiente na recuperação e construção de sinais a partir de uma taxa de amostragem menor que a requerida pelo teorema de Shannon-Nyquist. Esta técnica permite uma grande redução de dados para sinais que podem ser esparsamente representados. A Transformada Wavelet tem sido utilizada para comprimir e representar muitos sinais naturais, incluindo sísmicos, de uma forma esparsa. Há diversos algoritmos de reconstrução de sinais que utilizam a técnica de CS, como por exemplo: o $\ell_1$-MAGIC, o Fast Bayesian Compressive Sensing (Fast BCS) e o Stagewise Orthogonal Matching Pursuit (StOMP). Esta tese compara a recuperação de traços sísmicos sob uma perspectiva estatística usando diferentes métodos do CS, transformadas wavelets e taxas de amostragens. Mediu-se a correlação entre o Erro Relativo (ER) de recuperação pelo CS e as medições: coeficiente de variação, assimetria, curtose e entropia do sinal original. Parece haver uma correlação entre a curtose e entropia do sinal com o ER de reconstrução pelo CS. Ademais, foi analizado a distribuição do ER no CS. O $\ell_1$-MAGIC teve melhores resultados para taxas de amostragens até 40%. Além disso, a distribuição do ER no $\ell_1$-MAGIC teve mais histogramas normais, simétricos e mesocúrticos que no Fast BCS. Entretanto, para taxas de amostragem acima de 50%, o Fast BCS mostrou um melhor desempenho em relação à média do ER.
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The Compressive Sensing (CS) is an efficient data recovery processing technique and construction of signals from a lower sampling rate than required by the Nyquist-Shannon theorem. This technique allows a great reduction in data for signals that may be sparsely represented. The wavelet transform has been used to compress and represent many natural signals, including seismic, in a sparsely way. There are several signals reconstruction algorithms that use the CS method, for example: $\ell_1 $-MAGIC, Fast Bayesian Compressive Sensing (Fast BCS) and Stagewise Orthogonal Matching Pursuit (StOMP).
This thesis compares the recovery of seismic traces in a statistical perspective using different methods of CS, wavelet transforms and sampling rates. The correlation is measured between the relative error (RE) by the CS and recovery measurements: coefficient of variation, skewness, kurtosis and entropy of the original signal. There seems to be a correlation between the kurtosis and entropy of the signal with the reconstruction of RE by CS.
Also, it was analyzed the RE distribution in the CS. The $\ell_1 $-MAGIC had better results for sample rates up to 40%. Moreover, the RE distribution in $\$ell_1$-MAGIC had more normal, symmetrical and mesokurtic in Fast BCS histograms. However, for above 50% sample rates the Fast BCS showed a better performance in average RE.
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LARISSA CICIANNY LUZ FERREIRA DE ARAÚJO
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Síntese e caracterização de AlSBA-15 contendo cério e aplicação para a degradação termocatalítica de petróleo pesado
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Orientador : ANTONIO SOUZA DE ARAUJO
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MEMBROS DA BANCA :
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AMANDA DUARTE GONDIM
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ANA CATARINA FERNANDES CORIOLANO
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ANTONIO SOUZA DE ARAUJO
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ARUZZA MABEL DE MORAIS ARAUJO
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REGINA CELIA DE OLIVEIRA BRASIL DELGADO
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Data: 26/08/2016
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Os nanomateriais (catalisadores) mesoporosos e microporosos são considerados promissores para obtenção de derivados leves a partir de frações pesadas do petróleo e como adsorventes para proteção ambiental. Este trabalho reportou a sintetize pelo método hidrotérmico, e caracterização de catalisadores heterogêneos mesoporosos, do tipo SBA-15, com adição dos metais cério e alumínio, avaliando sua atividade e seletividade na degradação térmica de óleo pesado. As amostras dos materiais nanoestruturados foram caracterizadas por análise termogravimétrica (TG/DTG), difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de fluorescência de raios X (FRX), espectroscopia de absorção na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e adsorção de nitrogênio (BET). A caracterização mostrou que os materiais sintetizados resultaram em um catalisador nanoestruturado, ordenado e com diâmetro de poros e área superficial de acordo com a literatura existente. Com o intuito de verificar a atividade catalítica dos mesmos, utilizou-se uma amostra de petróleo pesado (ºAPI=14,), fornecido pela Petrobras, realizando-se através da termogravimetria o processo de degradação térmica e catalítica do óleo. Mediante as curvas termogravimétricas obtidas, observou-se uma redução na temperatura de início do processo de decomposição catalítica do petróleo. Através do modelo cinético não isotérmico de Ozawa Flynn Wall (OFW) obtiveram-se alguns parâmetros para determinação da energia de ativação aparente das decomposições. Obtendo como resultados das difrações de raio X mostraram através de picos característicos que a estrutura hexagonal foi formada, verificando que a melhor razão foi Si/Ce = 5 devido a sua intensidade em alto ângulo. Os espectros de infravermelho apresentaram absorções características de materiais da família SBA-15. A adsorção de nitrogênio, obtendo-se parâmetros compatíveis aos encontrados na literatura, que lhes conferem serem promissores na área da degradação de petróleo, devido aos seus mesoporos facilitarem o acesso de grandes moléculas. O diâmetro médio dos poros variou significativamente com a incorporação do alumínio e do cério. A espessuras de parede (Wt) ficou na faixa de 2,96 a 4,07 nm, observando assim um aumento deste parâmetro que deve-se a incorporação dos metais na parede, indicando que a incorporação do cério, não bloqueou os mesoporos. O acréscimo de alumínio reduziu a area superficial (SBET) de 893 para 763 m2g-1, no entanto com o acréscimo do cério com o alumínio esta área aumentou para 826 m2g-1. Para o petróleo a temperatura inicial e final de perda de massa; apresentando apenas dois eventos devido ao teor de enxofre mercaptídico, o qual influencia no surgimento do terceiro evento, já que esse teor é medido pela quantidade de enxofre nos anéis aromáticos (HC pesados). A mistura do Petróleo + 12% de Ce5Al50SBA-15 evidenciando a atividade catalítica deste material.
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Nanomaterials (catalysts) are microporous and mesoporous considered promising for obtaining light oil products from heavy oil fractions and adsorbents for environmental protection. This paper reported the synthesizes by hydrothermal method, and characterization of mesoporous heterogeneous catalysts, the SBA-15 type with addition of metals cerium and aluminum, evaluating their activity and selectivity in the thermal degradation of heavy oil. Samples of nanostructured materials were characterized by thermal gravimetric analysis (TG / DTG), X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), ray fluorescence spectroscopy X (XRF) spectroscopy, absorption in the infrared region Fourier transform (FTIR) and nitrogen adsorption (BET). The characterization showed that the synthesized materials resulted in a nanostructured catalyst and ordered pore diameter and surface area according to the literature. In order to check the catalytic activity of the same, we used a heavy oil sample (°API = 14), supplied by Petrobras, is performing through thermogravimetry the process of thermal and catalytic degradation of the oil. Through the thermogravimetric curves, it was observed a reduction in the opening of oil decomposition catalytic process temperature. Through non isothermal kinetic model Ozawa Flynn Wall (OFW) gave some parameters to determine the apparent activation energy of decomposition. Obtaining as results of X-ray diffraction showed through characteristic peaks that the hexagonal structure was formed, noting that the best reason was Si / Ce = 5 because of its intensity at a high angle. The infrared spectra showed absorptions family material characteristics SBA-15. The nitrogen adsorption, obtaining parameters compatible with those found in the literature which confer them to be promising in the field of oil degradation due to their mesopores facilitate access of large molecules. The average pore diameter varied significantly with the incorporation of aluminum and cerium. The wall thickness (Wt) was in the range from 2.96 to 4.07 nm, thus observing an increase in this parameter which is due to incorporation of the metals into the wall, indicating that the incorporation of cerium, did not block the mesopores. The addition of aluminum reduced the surface area (SBET) of 893 to 763 m2 g-1, however with the addition of cerium with aluminum this area increased to 826 m2 g-1. For the oil temperature and the initial end of weight loss; presenting only two events due to mercaptídico sulfur, which influences the appearance of the third event, since that content is measured by the amount of sulfur in aromatic rings (heavy HC). The mixture of oil + 12% of Ce5Al50SBA-15 showing the catalytic activity of this material.
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GLYDIANNE MARA DIOGENES FERNANDES
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Estudo da configuração de poços no processo de drenagem gravitacional assistida por vapor (SAGD) em reservatórios do nordeste brasileiro
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Orientador : JENNYS LOURDES MENESES BARILLAS
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MEMBROS DA BANCA :
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ANA CATARINA DA ROCHA MEDEIROS
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JENNYS LOURDES MENESES BARILLAS
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JOSÉ CLEODON DE SOUZA JÚNIOR
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MARCOS ALLYSON FELIPE RODRIGUES
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TARCILIO VIANA DUTRA JUNIOR
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Data: 02/09/2016
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As empresas da área de petróleo estão à procura de novas tecnologias que possam elevar o fator de recuperação do óleo contido em seus reservatórios. Esses investimentos têm como principal objetivo aumentar o retorno econômico dos projetos de produção de petróleo, que são elevados. A injeção de vapor representa um desses métodos avançados de recuperação, em que vapor é injetado no reservatório com o objetivo de reduzir a viscosidade do óleo e torná-lo mais móvel. O processo de drenagem gravitacional assistida por vapor (SAGD) consiste em um método que utiliza a injeção de vapor em seu mecanismo, assim como dois poços horizontais paralelos. Neste processo o vapor é injetado através do poço injetor horizontal, em seguida uma câmara de vapor é formada no reservatório aquecendo o óleo e, pela ação das forças gravitacionais, este óleo é drenado para baixo onde se encontra o poço produtor. Para essas análises foram realizadas simulações numéricas através do simulador térmico STARS da CMG (Computer Modelling Group). Neste contexto, esta pesquisa teve como objetivo realizar um estudo de diferentes configurações de poços no processo SAGD, considerando os efeitos das perdas de carga e calor no poço injetor em reservatórios do nordeste brasileiro. Um planejamento estatístico foi utilizado para verificar a influência dos parâmetros estudados no fator de recuperação. Foi realizada também uma análise técnico-econômica das configurações dos poços injetores com a finalidade de analisar a rentabilidade dos projetos estudados. Os resultados mostraram que as perdas de carga no poço injetor têm uma influência significativa no processo SAGD. Foi observado também que a substituição do poço injetor horizontal, para algumas vazões de injeção de vapor, representa um aumento na produção acumulada de óleo e torna a aplicação viável de ser aplicada considerando fatores econômicos. A configuração W-SAGD, para vazões de injeção a partir de 100 ton/dia, levou a formação de uma câmara de vapor maior e mais eficiente e, finalmente, os poços injetores inclinados apresentaram uma menor produção em relação à configuração padrão.
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The petroleum industry companies are looking for new technologies that can increase the oil recovery factor contained in their reservoirs. These investments are mainly intended to increase the economic return of oil production projects, which are high. Steam injection is one such advanced methods of recovery, in which steam is injected into the reservoir in order to reduce the viscosity of the oil and make it more mobile. The assisted gravity drainage process steam (SAGD) consists in a method using steam injection in its mechanism, as well as two parallel horizontal wells. In this process, steam is injected through the horizontal injector well, then a steam chamber is formed in the reservoir and heating the oil by the action of gravitational forces, this oil is drained Down where the production well. These analyzes numerical simulations were performed using the thermal simulator CMG STARS (Computer Modelling Group). In this context, this study aimed to carry out a study of different well configurations in the SAGD process, considering the effects of load loss and heat in the injection well in the Brazilian northeast reservoirs. A statistical design was used to investigate the influence of the parameters studied in the recovery factor. It was also carried out technical and economic analysis of configurations of injection wells in order to analyze the profitability of the projects studied. The results showed that the losses in the injector well have a significant influence on the SAGD process. It was also observed that replacement of the horizontal injection well for some steam rates, an increase in the cumulative oil production and makes the application feasible to be applied considering economic factors. The W-SAGD configuration for injection flowrates from 100 tons / day, led to the formation of a vapor chamber larger and more efficient and, finally, the inclined injection wells had a lower production compared to the standard configuration.
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LUCIANA SILVA DE SOUSA
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MORFOLOGIA SUBMERSA DO CÂNION APODI-MOSSORÓ BASEADO EM DADOS IN SITU E GEOTECNOLOGIAS MULTIFONTES
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Orientador : VENERANDO EUSTAQUIO AMARO
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MEMBROS DA BANCA :
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VENERANDO EUSTAQUIO AMARO
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MARCELA MARQUES VIEIRA
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EDUARDO HENRIQUE SILVEIRA DE ARAUJO
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MARCELO JOSÉ DO CARMO
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MICHAEL VANDESTEEN SILVA SOUTO
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Data: 28/10/2016
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A plataforma continental adjacente a cidade de Areia Branca no estado do Rio Grande do Norte possui diferentes formas de fundo marinho, incluindo o vale inciso Apodi-Mossoró. O interesse de caracterizar esta feição se deu por ela abrigar as instalações do terminal salineiro de Areia Branca, mais conhecido como Porto Ilha de Areia Branca, que se constitui hoje no único meio economicamente viável de escoamento de grandes volumes de sal do Estado para as indústrias químicas do país e pelas indicações que esta área pode fornecer sobre variações morfológicas, assim como a possibilidade de espalhar e abrigar quantidades de hidrocarbonetos no cânion submerso em caso de vazamentos acidentais de óleo devido ao intenso tráfego de navios de grande porte para o embarque e desembarque de sal na região. De acordo com essa realidade o principal objetivo desta tese foi a detecção da batimetria submersa do Cânion Apodi-Mossoró utilizando dados “in situ” e geotecnologias multifontes, incluindo ferramentas do Sensoriamento Remoto para a estimação de batimetria a partir de imagens de satélite LANDSAT com sensores ETM+ e OLI. A metodologia utilizada incluiu o uso de cartas náuticas, dados batimétricos, interpolação dos dados por Krigagem e Vizinho Natural e a integração de imagens de satélite. Estatisticamente houve diferenças entre os dois métodos interpoladores usados, a Krigagem revelou uma associação linear positiva e superestimação dos dados de Batimetria in situ com os dados da Carta náutica, e uma associação inversa e subestimação de dados pelo método Vizinho Natural, porém ambos apresentaram mapas batimétricos com bons contornos visuais. Os resultados obtidos a partir dos mapas batimétricos indicaram que o vale inciso Apodi-Mossoró sofreu uma constante remobilização de sedimentos, evidenciando áreas com menores profundidades para a navegação de 2009 para 2010, incluindo a bacia de evolução do Porto Ilha e trechos de navegação principal, necessitando assim de dragagens periódicas para evitar a colisão e encalhe dos navios. A aquisição, processamento, integração e interpretação das imagens de satélite correlacionados com os mapas de morfologia de fundo possibilitaram confirmar que o vale inciso Apodi-Mossoró possui uma forma de letra "J", na saída ao norte, faz uma inflexão para Leste, devido um gradiente submerso bastante evidente no mapa. Entre a plataforma média e interna foi possível observar diferentes formas de fundo, incluindo fundo plano, recifes isolados e campo de dunas submersas, sendo formado também por dois canais, denominados de canal raso e canal profundo, que apresentam características morfológicas e sedimentológicas distintas. E finalmente, observou-se que o uso de dados para estimação de batimetria por imagem Landsat tem várias vantagens, neste estudo o sensor ETM+ forneceu uma cobertura bidimensional contínua melhor que a do sensor OLI, e a aplicação deste método, de fácil execução, pode ser de grande valia para regiões onde não existem dados batimétricos ou estes estejam desatualizados, ou mesmo sem a acurácia das cartas náuticas, mapas como os gerados neste trabalho são de utilidade tanto para o planejamento de estudos e para a modelagem ambiental, quanto para a segurança da navegação de embarcações de grande porte.
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Mostrar Abstract
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The continental shelf adjacent to the city of Areia Branca in the state of Rio Grande do Norte has different forms of seabed, including the incised valleys of Apodi-Mossoró. The interest to characterize this feature was given by to host the facilities of the salt terminal of Areia Branca, known as Harbor Island of Areia Branca, which today constitutes the only way economically viable for send flow of large volumes of salt for chemical industries of country and indications that this area can provide on morphological variations and as wel as the possibility of spreading and shelter of quantities of hydrocarbons in the submerged canyon in case of accidental oil spills due to traffic of large ships for loading and unloading salt in the area. According to this fact the overall objective of this thesis was the detection of submerged bathymetry of the Canyon Apodi-Mossoró using data "in situ" and geotechnology multi-sources, including remote sensing tools for estimating bathymetry from Landsat satellite images with sensors ETM + and OLI. The methodology included the use of nautical charts, bathymetric data, data interpolation by kriging and Natural Neighbor and integration of satellite images. Statistically there were differences between the two used interpolation methods, the Kriging revealed a positive linear association and overestimation of data Bathymetric situ with data from the Nautical Chart, and an inverse association and underestimation of data by the Natural Neighbor method, but both showed bathymetric maps with good visual contours. The results obtained from bathymetric maps indicated that the incised valleys Apodi-Mossoró suffered a constant remobilization of sediment, showing areas with shallower depths for the 2009 navigation for 2010, including the evolution basin of the Island Port and main navigation sections, thus requiring periodic dredging to avoid collision and stranding of ships. The acquisition, processing, integration and interpretation of satellite images correlated with the bottom morphology map allowed to confirm that the incised valleys Apodi-Mossoró has a form letter "J" at the exit to the north, and a shift eastwards due a submerged gradient quite evident on the map. Between the middle and inner platform was possible to observe different background shapes including flat bottom, isolated reefs and submerged field of dunes, the results also indicate that the incised valleys are formed by two channels, called shallow channel and deep channel, which have distinct morphological and sedimentological characteristics. And finally, it was observed that the use of data for bathymetry estimation Landsat has several advantages, in this study the ETM + sensor provided a better continuous two-dimensional coverage that the OLI sensor, and the application of this method, easy to perform, can be of great value for regions where there are no bathymetric data or they are outdated, or even without the accuracy of nautical charts, maps such as those generated in this study are useful both for planning studies and environmental modeling and as well as for security to the navigation of large ships.
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JOSÉ EDENILSON OLIVEIRA REGES
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MEDIÇÃO DAS VAZÕES E ANÁLISE DE INCERTEZA EM POÇOS INJETORES DE ÁGUA MULTIZONA A PARTIR DO PERFIL DE TEMPERATURA DO FLUIDO
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Orientador : ANDRES ORTIZ SALAZAR
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MEMBROS DA BANCA :
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ANDRE LAURINDO MAITELLI
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ANDRES ORTIZ SALAZAR
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BENNO WALDEMAR ASSMANN
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CARLA WILZA SOUZA DE PAULA MAITELLI
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RUTACIO DE OLIVEIRA COSTA
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Data: 18/11/2016
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Esta tese é uma contribuição ao desenvolvimento de sensores de vazão na indústria de petróleo e gás. O objetivo geral do trabalho é apresentar uma metodologia para medir as vazões em poços injetores de água multizonas a partir de perfis de temperatura do fluido e estimar a incerteza da medição. Inicialmente, foi apresentada a equação clássica de Ramey descrevendo a temperatura do fluido como uma função das vazões ao longo do poço. Então, foram descritos três métodos de cálculo das vazões a partir do perfil de temperatura e o sensor de vazão foi modelado computacionalmente. Em seguida, foram calculadas as vazões em quatro poços injetores multizonas, localizados no Rio Grande do Norte, a partir de perfis de temperatura medidos experimentalmente. Utilizando a expansão em Série de Taylor da equação exponencial de Ramey, foi obtida uma função explícita, linear, entre as vazões ao longo do poço e a temperatura do fluido, sendo realizada uma análise quantitativa da incerteza de medição. As vazões calculadas foram comparadas às vazões medidas no campo e os resultados preliminares obtidos nos Poços 1 e 2 foram satisfatórios. Entretanto, devido à baixa resolução nas medições de temperatura, desvios significativos entre as vazões calculadas e medidas foram encontrados nos Poços 3 e 4. Foi então apresentado um método de cálculo estocástico das vazões a partir das distribuições de probabilidade das temperaturas medidas, através da simulação de Monte Carlo. As vazões recalculadas foram muito próximas às vazões medidas e, portanto, a metodologia proposta foi validada com sucesso.
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This thesis is a contribution to the development of flow sensors in oil and gas industry. The main objective of this work is presenting a methodology to measure the flow rates into multiple-zone water-injection wells from fluid temperature profiles and estimate the measurement uncertainty. First, the classical Ramey equation describing the fluid temperature as a function of flow was presented. Then, three methods to calculate the flow rates from temperature profile were described and the flow sensor was computationally modeled. Next, the flow rates into four injection-wells, located in Rio Grande do Norte, were calculated from temperature profiles experimentally measured. The Ramey equation was expanded in Taylor Series and linearized to obtain an explicit, linear, function between the flow rates and the fluid temperature. Then, a quantitative uncertainty analysis was performed. The flow rates calculated were compared to the flow rates measured in field and the preliminary results, obtained from Wells 1 and 2, were satisfactory. However, due temperature sensor resolution, significant deviations between the calculated and measured flow rates were found at Wells 3 and 4. In these cases, the injected flow rates were stochastically recalculated from the probability distributions of the measured temperatures, through a Monte Carlo simulation. The recalculated flow rates were very close to the measured values and, therefore, the proposed methodology was successfully validated.
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BRUNO CESAR PEREIRA DA COSTA
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SENSORIAMENTO REMOTO EM SUPORTE AO MECANISMO DE DESENVOLVIMENTO LIMPO EM MANGUEZAIS DO LITORAL SETENTRIONAL DO RIO GRANDE DO NORTE - RN, BRASIL
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Orientador : VENERANDO EUSTAQUIO AMARO
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MEMBROS DA BANCA :
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ADA CRISTINA SCUDELARI
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CYNTHIA ROMARIZ DUARTE
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MARCELA MARQUES VIEIRA
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VALDENIRA FERREIRA DOS SANTOS
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VENERANDO EUSTAQUIO AMARO
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Data: 18/11/2016
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As imagens de satélites têm sido utilizadas para mapear, monitorar e quantificar a qualidade dos recursos naturais. O mapeamento detalhado da vegetação de mangue é uma demanda crescente por se tratar de um importante instrumento de conhecimento, manutenção e gestão do ecossistema manguezal em relação às modificações provocadas pelas atuações antrópicas e/ou naturais, frente às mudanças globais. Este trabalho combinou dados multiespectrais da região do visível e infravermelho próximo do sistema LANDSAT-8 com dados monoespectrais do RADARSAT-2, aliado a dados hiperespectrais de espectrorradiometria e Índice de Vegetação na segmentação e classificação de alguns manguezais no Nordeste do Brasil, levando em consideração a diversidade de ambientes presentes na área total do estudo. Como resultado final do processo de segmentação e classificação, calculamos que os manguezais da área estudada ocupam área total de aproximadamente 5.392 ha. A espécie R. mangle é a espécie dominante, totalizando uma área de 3.350 ha, representando 62,13% da área total, deste total cerca de 2.861 ha são ocupados pela R. mangle I (porte e adensamento convencional), representando 53,06% da área total; 489 ha pela condição fitoestrutural R. mangle II (porte baixo e bastante adensado), cerca de 9,07% da área total; regiões mistas de espécies ou de transição entre elas ocupam área de 1.092 ha, cerca de 20,25% da área total, seguida da espécie A. schaueriana ocupando uma área de 950 ha, cerca de 17,62% da área total. Este estudo atendeu às expectativas em obter uma maior eficiência no levantamento espacial com alta acurácia para o monitoramento da qualidade desse ecossistema altamente sensível às alterações ambientais: como subsídio à sua preservação e transformação em um Projeto de Mecanismo de Desenvolvimento Limpo. Para tal, foi realizada a estimativa de CO2 aprisionado nas florestas de mangue pertencentes a Reserva de Desenvolvimento Sustentável Estadual Ponta do Tubarão (RDSEPT) por meio de Método Indireto não destrutivo. As estimativas totais das médias de CO2 aprisionado em cada hectare ocupado pela espécie R. mangle é de 39,93 t, L. schaueriana é de 28,47 t e as regiões de espécies mistas é de 34,20 t. Estima-se que a quantificação total de CO2 aprisionado na RDSEPT seja 17.156,51 t. Mediante os valores obtidos, percebemos que o manguezal da RDSEPT de maneira geral possui um grande potencial de gerar biomassa e consequentemente aprisionar CO2. Podendo gerar uma valiosa oportunidade financeira, justificando a preservação deste ecossistema.
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The satellite images have been used to map, monitor and quantify the quality of natural resource. The detailed mapping of mangrove vegetation is an increasing demand because it is an important instrument of knowledge, maintenance and management of the mangrove ecosystem in relation to changes caused by anthropic actions and/or natural activities to global changes. This work combined multispectral data from the visible and near infrared of the LANDSAT-8 system with Monospectral data from RADARSAT-2, combined with hyperspectral data of the spectroradiometry and Vegetation Index in the segmentation and classification of some mangroves in the Northeast of Brazil, taking into account the diversity of environments present in the total area of the study. As the final result of the segmentation and classification process, we calculate that the mangroves in the study area occupy a total area of approximately 5.392ha. The species R. mangle is the dominant species, totaling an area of 3,350 ha, representing 62.13% of the total area, of this total about 2,861 ha are occupied by R. mangle I (size and conventional densification), representing 53.06% of the total area; 489 ha for structural phyto condition R. mangle II (short stature and very dense), about 9.07% of the total area; mixed regions of species or transition between them occupy area of 1092 ha, about 20.25% of total area, then the specie A. schaueriana occupying an area of 950 ha, about 17.62% of the total area. This study met the expectations to get the greater efficiency in the spatial lifting for monitoring the quality of this highly sensitive ecosystem on the environmental changes: as support their preservation and transformation into a Clean Development Mechanism Project. For such, was made the estimation of trapped CO2 in mangrove forests belonging to Reserva de Desenvolvimento Sustentável Estadual Ponta do Tubarão (RDSEPT) by Indirect Method nondestructive. The total estimates on the mean of trapped CO2 in each hectare occupied by the species R. mangle is 39.93t, L. schaueriana is 28.47t and the regions of mixed species is 34.20t. It is estimated that the total quantification of trapped CO2 in the RDSEPT is 17156.51t. By the obtained values, we realized that the values of mangrove in the RDSEPT in general have a great potential to generate biomass and consequently imprison CO2. It is able to generate a valuable financial opportunity, justifying the preservation of this ecosystem.
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IGOR ANDREY AIRES SOARES
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ESTUDO DE SISTEMAS MICROEMULSIONADOS E NANOEMULSIONADOS CONTENDO GLICERINA COMO RETENTORES DE UMIDADE NO SOLO
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Orientador : TEREZA NEUMA DE CASTRO DANTAS
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MEMBROS DA BANCA :
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AFONSO AVELINO DANTAS NETO
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ELIS REGINA COSTA DE MORAIS
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MARIA CARLENISE PAIVA DE ALENCAR MOURA
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TEREZA NEUMA DE CASTRO DANTAS
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VANESSA CRISTINA SANTANNA
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Data: 29/11/2016
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A preocupação com o meio ambiente e a busca por fontes renováveis de energias têm impulsionado a busca por alternativas que possam substituir, ao menos parcialmente, os combustíveis fósseis. Dentre as opções ambientalmente viáveis está o biodiesel, que vem sendo produzido em larga escala. Porém, um fator preocupante frente ao crescimento da produção desse combustível é o destino da glicerina gerada no processo, o que torna imperiosa a busca por novas aplicações para este coproduto. Além das fontes de energia, outro recurso natural cada vez mais limitado é a água. A sua utilização requer cada vez mais racionalidade, principalmente na irrigação, atividade que demanda a maior vazão e onde ocorrem perdas consideráveis, sendo necessárias pesquisas para a maximização da eficiência de sua utilização para este fim. Nesse contexto, um incremento na eficiência da irrigação pode se dar através do uso de sistemas microemulsionados e nanoemulsionados. Assim, este trabalho tem como objetivo usar a glicerina na obtenção de sistemas microemulsionados e nanoemulsionados e avaliar a viabilidade de uso destes na retenção de umidade no solo. A pesquisa foi desenvolvida em três etapas. Na etapa I nanoemulsões foram obtidas a partir de dois sistemas microemulsionados: sistema A, composto por UNTL-90, óleo de coco e glicerina + água 1:1, e sistema B, composto por UNTL-90, óleo de pinho e glicerina + água 1:1. Para cada sistema, escolheu-se um ponto de microemulsão contendo 15% de tensoativo, 2% fase óleo e 83% de fase polar. Destes pontos foram realizadas nove diluições de cada sistema para caracterização e aplicação, sempre comparando os comportamentos com a água e a microemulsão de origem. A caracterização dos sistemas A e B obtidos foi realizada através dos seguintes estudos: aspecto visual, diâmetro de gotículas, reologia, pH e tensão superficial. Na etapa II, a retenção de umidade no solo foi verificada pelo método tradicional, através da diferença de massas entre solo seco, solo úmido e após a secagem em estufa. Amostras de solo foram submetidas à aplicação de microemulsão e nanoemulsão e secas em estufa a 50°C com avaliações após 24, 48, 72, 144 e 240 horas de secagem; a 105°C, avaliados após 24 e 48 horas; e em vasos, que ficaram expostos à temperatura ambiente e tiveram a retenção de umidade avaliada aos 5 e 8 dias após a aplicação. Na etapa III foi verificada a interferência dos sistemas no desenvolvimento inicial de plantas, cujas avaliações foram realizadas na pré-emergência e na pós-emergência, onde as microemulsões e nanoemulsões só foram aplicadas 10 dias após a emergência das plantas. O tipo de óleo vegetal utilizado influenciou nas características das nanoemulsões obtidas. Para ambos os sistemas, o diâmetro de gotículas variou em função da concentração de tensoativo, com valores entre 14 e 31,8 nm para nanoemulsões A e entre 14,9 e 127,8 para nanoemulsões B. As nanoemulsões B são mais viscosas e apresentam comportamento mais próximo de um fluido Newtoniano quando comparadas às nanoemulsões A. Quanto ao pH, a nanoemulsão A apresenta valores entre 5,4 e 5,8 e nanoemulsões B entre 3,8 e 4,5. A tensão superficial dos sistemas nanoemulsionados aumentou em função da concentração do tensoativo, com valores entre 41,6 e 47,7 dynas/cm para nanoemulsões A e entre 32 e 51,2 dynas/cm para as nanoemulsões B. Para todas as condições de tempo e temperatura estudadas, as nanoemulsões propocionaram a retenção de umidade no solo, e esta aumenta em função concentração dos constituintes, com maiores valores para a microemulsão de origem, com porcentagem de retenção acima de 90%. A germinação de sementes foi 100% afetada pelas nanoemulsões, porém, nanoemulsões com menores concentrações de tensoativo não causaram danos às plantas, sendo estas uma alternativa viável para a retenção de umidade no solo.
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Concern for the environment and the search for renewable energy sources have driven the search for alternatives that can replace, at least partially, fossil fuels. Among the environmentally viable options is biodiesel, which is being produced on a large scale, however, a disturbing front factor to the growth of production of this fuel is the fate of glycerin generated in the process, which makes it imperative to search for new applications for this coproduct . In addition to the sources of energy, other natural resource increasingly limited it is water. Their use requires increasingly rationality, especially in irrigation, activity that demands the highest throughput and where there are considerable losses and research needed to maximize the efficiency of its use for this purpose. In this context, an increase in the efficiency of irrigation can take place through the use of microemulsions and nanoemulsions systems. This work aims to use the glycerin in getting microemulsions and nanoemulsions systems and evaluate the feasibility of use of these in moisture retention in the soil. The research was conducted in three stages. In step I nanoemulsions were obtained from two microemulsions systems: system A, comprising UNTL-90, coconut oil and glycerin + water 1: 1, system B comprises UNTL-90, pine oil and glycerin + water 1: 1. For each system, we chose a microemulsion point containing 15% surfactant, 2% oil phase and 83% of the polar phase, these points were made nine dilutions of each system for characterization and application, when comparing the behavior with water and microemulsion source. The characterization of the A and B systems was accomplished through the following studies: visual appearance, diameter droplets, rheology, pH, and surface tension. In stage II, the moisture retention in the soil was verified by the traditional method, through the mass difference between dry soil, moist soil and after drying in an oven. Soil samples were subjected to the application of nanoemulsions and dried in an oven at 50 ° C with evaluations after 24, 48, 72, 144 and 240 hours of drying; 105°C, measured after 24 and 48 hours and vessels, which were exposed at room temperature and had a moisture retention evaluated at 5 and 8 days after application. In Step III was verified the interference of nanoemulsions in the early development of plants, whose evaluations were performed in the pre-emergence and post-emergence, where the nanoemulsions were only applied 10 days after emergence. The type of vegetable oil used influences the characteristics of the obtained nanoemulsion. For both systems, the diameter of droplets varied depending on the surfactant concentration, with values between 14 and 31.8 nm for nanoemulsions A and between 14.9 and 127.8 for nanoemulsions B. Nanoemulsions B are more viscous and have closest behavior of a Newtonian fluid when compared to the nanoemulsions A. as to pH, the nanoemulsion shows values between 5.4 and 5.8, nanoemulsions B between 3.8 and 4.5. The surface tension of nanoemulsions systems increased due to the concentration of surfactant, with values between 41.6 and 47.7 dynes / cm for nanoemulsions A and between 32 and 51.2 dynes / cm for nanoemulsions B. For all conditions time and temperature studied, nanoemulsions provided moisture retention in the soil, and this increases with the concentration of constituents, with higher values for the microemulsion of origin, with retention percentage above 90%. Seed germination was 100% affected by nanoemulsions, however, nanoemulsions with lower concentrations did not cause damage to plants, which are a viable alternative to the moisture retention in the soil.
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ALMIR MARIANO DE SOUSA JUNIOR
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EFEITO DA ADIÇÃO DE FILLER A BASE DE RESÍDUO DO POLIMENTO DO PORCELANATO E DISPERSÃO AQUOSA DE POLIURETANA NA PERMEABILIDADE DE PASTAS DE CIMENTO PARA TAMPONAMENTO
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Orientador : ANTONIO EDUARDO MARTINELLI
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MEMBROS DA BANCA :
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ANTONIO EDUARDO MARTINELLI
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FABÍOLA DIAS DA SILVA CURBELO
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JÚLIO CÉZAR DE OLIVEIRA FREITAS
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RENATA MARTINS BRAGA
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RODRIGO CESAR SANTIAGO
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Data: 29/12/2016
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A mudança da matriz energética é algo ainda muito longe da realidade atual, surgindo o armazenamento geológico como alternativa contra o aquecimento global, adotando a técnica de captura de CO2 e CH4 antes de sua emissão para a atmosfera. Destacam-se como ambientes de armazenamento dos gases, os campos de exploração maduros de petróleo e abandonados, contudo, surge a necessidade de desenvolver pastas cimentícias sustentáveis e de baixa permeabilidade para tamponamento dos poços, buscando minimizar a emissão dos referidos gases para a atmosfera. Estas, foram desenvolvidas com adição de filler do resíduo do polimento do porcelanato e dispersão aquosa de poliuretana, objetivando analisar o seu efeito na redução de permeabilidade de pastas de cimento para tamponamento de poços. Para identificar o melhor comportamento, realizou-se ensaios de permeabilidade, resistência à compressão axial, estabilidade, densidade e carbonatação de acordo com especificações da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) e do American Petroleum Institute (API). Os resultados obtidos nos ensaios foram satisfatórios e verificou-se que a adição do resíduo do polimento do porcelanato e da poliuretana contribuem para redução da permeabilidade em pastas de cimento para tamponamento de poços.
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The change in the energy matrix is still far from the current reality, then, the geological storage appears as an alternative against the Global Warming, adopting the technique of capturing CO2 and CH4 before their emission into the atmosphere. They stand out as gas storage environments: the mature and abandoned oil fields. However, there is the necessity to develop sustainable cement pastes for the wells cementation with low permeability, in order to minimize the emission of these gases into the atmosphere. These pastes were developed with the addition of filler from the porcelain polishing waste and Water-borne polyurethane in order to analyze theirs effect on the reduction of the permeability in cement pastes for oil wells. To identify the best behavior, permeability, axial compressive strength, stability, density and carbonation, experiments were performed according to the Brazilian Association of Technical Standards (ABNT) and the American Petroleum Institute (API) specifications. The results obtained in the tests were satisfactory and it was verified that the addition of the Porcelain Polishing Waste and the Polyurethane contribute to the reduction of the permeability in cement pastes for oil wells.
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