Dissertações/Teses

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2021
Dissertações
1
  • IASMIN BEZERRA DA SILVA
  • Caracterização de Eletrodos de Pasta de Grafite Quimicamente Modificados por Cortiça e Estudo de sua Aplicabilidade na Quantificação de Íons Pb2+ em Água Produzida

  • Orientador : ELISAMA VIEIRA DOS SANTOS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ALINE MARIA SALES SOLANO
  • CARLOS ALBERTO MARTINEZ HUITLE
  • DANYELLE MEDEIROS DE ARAUJO
  • ELISAMA VIEIRA DOS SANTOS
  • Data: 08/03/2021

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  • A água produzida nos campos de petróleo tem composição variável, a depender de fatores como idade do poço e características geológicas da bacia de origem. No entanto, a presença de diversas substâncias orgânicas e inorgânicas com alto potencial de toxicidade é comum a esses efluentes gerados na indústria petrolífera, e representa sério problema ambiental, uma vez que, dependendo da destinação que lhes é dada (reinjeção, descarte ou outro fim), pode haver contaminação de corpos d’água, do ar, do solo, assim como a bioacumulação por meio da cadeia alimentar: entre esses contaminantes, podem-se elencar os metais pesados. A fim de atender aos parâmetros estabelecidos em lei e visando à redução dos danos ambientais que podem ser provocados por essas substâncias, técnicas de monitoramento precisam ser estudadas. Nesse sentido, a voltametria apresenta-se como opção promissora para a quantificação de metais-traço in situ. Posto isso, o objetivo desse trabalho é caracterizar os eletrodos de pasta de grafite modificados quimicamente com cortiça (GrRAC e GrRGC) e testar sua aplicabilidade na quantificação de íons Pb2+ em água produzida advinda de campo de petróleo offshore localizado no Rio grande do Norte. Avaliou-se também a eficiência dos eletrodos sintetizados conforme variação da proporção mássica entre pó de grafite e cortiça em pó. As técnicas eletroanalíticas utilizadas foram: voltametria cíclica, voltametria de pulso diferencial, voltametria de onda quadrada e análise de impedância eletroquímica.


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  • The water produced in the oil fields has a variable composition, depending on factors such as the age of the well and the geological characteristics of the source basin. However, the presence of several organic and inorganic substances with a high potential for toxicity is common to these effluents generated in the oil industry, and represents a serious environmental problem, since, depending on the destination given to them (reinjection, disposal or other purpose), there may be contamination of water bodies, air, soil, as well as bioaccumulation through the food chain: among these contaminants, heavy metals can be listed. In order to meet the parameters established by law and aiming at reducing the environmental damage that can be caused by these substances, monitoring techniques need to be studied. In this sense, voltammetry presents itself as a promising option for the quantification of trace metals in situ. That said, the objective of this work is to characterize the electrodes of graphite paste chemically modified with cork (GrRAC and GrRGC) and test their applicability in the quantification of Pb2 + ions in water produced from an offshore oil field located in Rio Grande do Norte. The efficiency of the synthesized electrodes was also evaluated according to the variation in the mass ratio between graphite powder and powdered cork. The electroanalytical techniques used were: Cyclic voltammetry, differential pulse voltammetry, square wave voltammetry and electrochemical impedance analysis

2
  • ISAC ABDULGANI
  • Tratamento de Água Real produzida da Industria de Petróleo-Gás, por Oxidação Electroquímica Avançada usando o Ânodo de IrO2 e mediante a obtenção de espécies de cloro ativo

  • Orientador : CARLOS ALBERTO MARTINEZ HUITLE
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ALINE MARIA SALES SOLANO
  • CARLOS ALBERTO MARTINEZ HUITLE
  • DANYELLE MEDEIROS DE ARAUJO
  • ELISAMA VIEIRA DOS SANTOS
  • Data: 10/04/2021

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  • Quando o petróleo é extraído de diferentes zonas de produção de depósitos onshore ou offshore, ele produz resíduo aquoso chamado águas residuais de campos petrolíferos ou água produzida (PW), que representa a maior quantidade de resíduos da produção de petróleo bruto. A água produzida contém vários componentes orgânicos e inorgânicos sendo que, os principais constituintes envolvem sais da formação, gases dissolvidos, sólidos em suspensão, compostos orgânicos provenientes do contacto com o óleo, compostos químicos residuais das operações no poço, microrganismos, além da possível presença de metais pesados e componentes com algum tipo de radiação podendo sua descarga poluir as águas superficiais, subterrâneas e o solo. Para que essa água seja, descartada ao ambiente ou então reutilizada na própria industria, ela deve ser tratada de modo que não venha constitituir um autêntico perigo aos ecossistemas por onde sera descartada, como também nos próprios poços por onde a mesma é produzida (reinjecção), uma vez que mediante sua composição química, ela pode de alguma forma, favorecer a danos corrosivos nas tubuluções, etc.
    Um dos processos mais usados para o tratamento deste tipo de efluentes tem sido os processos electroquímicos oxidativos avançados. Para tal no presente trabalho pretendeu-se avaliar o efeito do ânodo de IrO2 na remoção da carga orgânica de uma amostra de água produzida na indústria de petróleo em 30, 60, 90 mA/cm2 de densidade de corrente, e ainda procurou-se determinar e avaliar o efeito das espécies de “cloro ativo” na desinfecção da mesma amostra rica em iões cloretos e sulfatos mostrando-se ideal para a obtenção eletroquímica de agentes desinfectantes da água. Assim, como resultado o ânodo permitiu a remoção de cerca de 79 %; 73.5 %; 76.9 % do COD com EC de cerca de 48.768; 129.54; 244.602 kWh d-3 em 30, 60, 90 mA/cm2 de densidade de corrente, respectivamente, tendo também mostrado propriedades electrocataliticas de obtenção de espécies de cloro ativo com melhor eficiência a 30 mA/cm2 de densidade de corrente.


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  • When oil is extracted from different production zones from onshore or offshore deposits, it produces aqueous waste called oilfield wastewater or produced water (PW), which represents the largest amount of waste from crude oil production. The produced water contains several organic and inorganic components, which its main constituents involve formation salts, dissolved gases, suspended solids, organic compounds from contact with oil, residual chemical compounds from operations in the well, microorganisms, in addition to the possible presence of heavy metals and components with some type of radiation and their discharge may pollute surface, groundwater and soil. For this water to be released in the environment or reused in the industry itself, it must be treated in a way that it does not constitute a real danger to the ecosystems where it will be discharged, as well as in the wells where it is produced (reinjection) , since through its chemical composition, it can somehow favor corrosive damage to pipes, etc.
    One of the most used processes for the treatment of this type of effluents has been the advanced oxidative electrochemical processes. For this purpose, the aim of this work was to evaluate the effect of the IrO2 anode on the removal of the organic charge from a sample of Real Produced Water at 30, 60, 90 mA / cm2 of current density, and it was also to determine and to evaluate the effect of “active chlorine” species in the disinfection of the same sample rich in chloride and sulfate ions, proving to be ideal for the electrochemical obtaining of water disinfectants. Thus, as a result, the anode allowed the removal of about 79%; 73.5%; 76.9% of COD with EC of 48,768; 129.54; 244,602 kWh/dm3 at 30, 60, 90 mA / cm2 of current density, respectively, has also shown electrocatalytic properties to obtain active chlorine species with better efficiency at 30 mA /cm2 of current density.

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  • IGOR PIRES DE MELO BRAGA
  • Avaliação Crítica de Cenários de Abandono de Poços Petrolíferos Onshore do Nordeste Brasileiro

  • Orientador : JÚLIO CÉZAR DE OLIVEIRA FREITAS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • JÚLIO CÉZAR DE OLIVEIRA FREITAS
  • ANTONIO EDUARDO MARTINELLI
  • MARCOS ALLYSON FELIPE RODRIGUES
  • PEDRO TUPÃ PANDAVA AUM
  • Data: 29/04/2021

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  • O Nordeste brasileiro possui milhares de poços de óleo e gás fechados, improdutivos seja por baixa produção, problemas de manutenção, decisão dos concessionários. Muitos estão fechados sem qualquer adaptação às recentes normas de abandono temporários do SGIP (Sistema de Gestão de Integridade de Poços) trazido pelo Regulamento ANP 46/2016, RANP-46/2016. Assim tem sido para os principais campos do Norte e Nordeste brasileiros. A resolução 46 de 2016 da ANP passa a regulamentar os procedimentos para estabelecimento e implementação de um Sistema de Gerenciamento de Integridade de Poços (SGIP). Passa a existir novo regramento que baliza a positivação de como se abandona um poço de óleo e gás, buscando sempre o norte da estanqueidade, visando acima de tudo segurança às pessoas e respeito ao meio ambiente. Assim, os fluxos de hidrocarbonetos não desejados para a superfície ou entre zonas (formações) distintas gerarão forte responsabilização, no presente, para os concessionários já que passam a vigorar modernas regulações baseadas em duplos conjuntos solidários de barreiras (CSBs) que visam tornar o poço tão ou mais íntegro que as (os) formações/reservatórios virgens. Com base no exposto, esse trabalho tem como objetivo apresentar os recentes regramentos para abandonos onshore no Brasil, advindos também das melhores práticas internacionais no assunto. Faz-se um paralelo entre os antigos decretos ANP de 1997 e 2002, analisando-se as principais mudanças nas formas de conceber as intervenções de abandono, refletindo na profissionalização das práticas, disciplina operacional, segurança, e principalmente a busca pela economicidade. É apresentado um diagnóstico do nível de risco de integridade atual que milhares de poços do norte-nordeste podem representar para o ambiente terrestre, caracterizando as ações que são necessárias para deixá-los conformes em termos de abandonos. O dispêndio de tempo e de custo para se abandonar um poço em que se buscou a integridade mecânica ao longo de todo o ciclo de vida é consideravelmente menor. Os tampões de cimento que obedecem a critérios do IBP (Instituto Brasileiro de Petróleo) de posicionamento, de comprimento, e de testes conseguem conferir segurança no prazo de décadas ao projeto, permitindo o descomissionamento dos campos não mais econômicos.


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  • Northeast of Brazil has thousands of non-productive oil and gas wells may that be caused
    by low production, maintenance problems, companies decisions. Many are closed with
    no observance to the recent plug and abandonment rules of the SGIP (Well Integrity Management System) brought by Regulation ANP 46/2016. So it has been with the main
    fields of North and Northeastern areas of Brazil. Resolution 46/2016 from ANP controls
    the general procedures for stablishing a Well Integrity Management System. Thus the new regulation marks the setting of how to abandon an oil and gas well, always seeking the north of well integrity, aiming the security to the people and to the environment. Then, the non-desirable hydrocarbons flows to the surface or between different zones (formations) will generate strong accountability, at present, for the field operators since plug and abandonment modern regulations are based on double solidary sets of barriers (CSBs) that aim to make the well as or more intact than virgin formations / reservoirs. Thus, this work has as main objective to present a diagnosis of the current level of integrity risk that thousands of wells in the northeast of Brazil can represent for the onshore environment, according to the method given by the Brazilian Petroleum Institute, characterizing the actions that are necessary to make them conform in terms of abandonments. To reach it, this paper presents the recent rules for onshore abandonments in Brazil, also arising from the best international practices in the subject. A parallel is made between the old ANP decrees of 1997 and 2002, analyzing the main changes in the ways of conceiving abandonment interventions, reflecting in the professionalization of practices, operational discipline, safety, and especially the search for economics. The time and cost to abandon a well where mechanical integrity has been sought throughout the entire life cycle is considerably less.

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  • KAIO CÉSAR MEDEIROS ÁLVARES
  • Desenvolvimento de uma estratégia de controle para otimização da velocidade de bombeio durante o ciclo de sistemas operando por bombeio mecânico.

  • Orientador : CARLA WILZA SOUZA DE PAULA MAITELLI
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANDRE LAURINDO MAITELLI
  • CARLA WILZA SOUZA DE PAULA MAITELLI
  • JOÃO PAULO LOBO DOS SANTOS
  • Data: 22/09/2021

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  • Na indústria de petróleo, a automação e o controle aplicados aos poços se destacam devido aos resultados relevantes de sua correta utilização, tornando-se, assim, imprescindíveis para melhorar o processo de produção e obter o desempenho máximo de cada poço. O bombeio mecânico (BM) é, por sua vez, um método de elevação artificial utilizado preferencialmente em ambientes onshore, é o método mais utilizado no mundo em número de poços instalados. A fim de apresentar novas técnicas de controle a esse método, este trabalho surge com a proposta de desenvolvimento de uma estratégia para otimização da velocidade de bombeio. A ferramenta desenvolvida opera com a variação de velocidade durante o ciclo, no intuito de aumentar a velocidade média de bombeio e atenuar os efeitos negativos atrelados a esse aumento. Para tanto, foi utilizado um controlador proporcional integral derivativo (PID). Inicialmente, realizou-se um levantamento bibliográfico sobre o assunto abrangendo, principalmente, patentes e trabalhos que tinham como tema a variação da velocidade de bombeio, assim como os conceitos básicos sobre o controle do tipo PID e o papel das cartas dinamométricas de superfície e de fundo. Para implementação do controle foi utilizada a linguagem de programação JAVA. Para validação, utilizou-se um simulador como um poço virtual e simulações foram realizadas com o controlador desenvolvido, comparando os resultados obtidos antes e depois da aplicação do controle. Observou-se, como resultado, que a estratégia desenvolvida conseguiu otimizar a produção em sistemas de bombeio mecânico, tendo em vista que houve um aumento da produção em alguns poços, seguido de uma redução dos esforços nos equipamentos da unidade de bombeio.


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  • In the petroleum industry, automation and control of oil wells stand out due to the relevant results of its correct use, thus becoming indispensable in the oil industry to achieve maximum performance from each well. Sucker-rod pumping is an artificial lift method applied to onshore environment, it is the most used method in number of installed wells in the world. In order to introduce new control techniques to this method, this work comes with the proposal of developing a control strategy for pumping speed optimization. The developed tool operates with the speed variation during the cycle, in order to increase the average pumping speed and to mitigate the negative effects related to this increase. A proportional integral derivative controller (PID) was used. Initially, a bibliographic survey on the subject was carried out, covering patents and studies that had as theme the variation of the pumping speed, as well as the basic concepts about the PID control and the role of the surface and downhole dynamometer charts. To implement the control, it was used the programming language JAVA. For validation, a simulator was used as a virtual well and simulations were performed with the developed controller, comparing the results obtained before and after the control application. As a result, it was observed that the strategy developed was able to optimize the production in SRP systems, considering that there was an increase in the production in some wells, followed by a reduction in efforts on the equipment of the pumping unit.

Teses
1
  • BRUNO FREITAS GONÇALVES
  • Tomografia de Refração Sísmica para Construção de Modelos de Velocidade Rasos e Correções Estáticas

     
  • Orientador : GERMAN GARABITO CALLAPINO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ALÍPIO PEREIRA
  • CLÁUDIO GUERRA CARDOSO
  • GERMAN GARABITO CALLAPINO
  • João Carlos Ribeiro Cruz
  • LIACIR DOS SANTOS LUCENA
  • Data: 12/02/2021

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  • Este trabalho propõe uma nova metodologia para a construção de modelos de velocidade 2D próximo à superfície e correções estáticas de dados sísmicos terrestres usando informações de refração superficial. Um algoritmo, amplamente utilizado em dados sísmicos wide-angle para aplicações de modelagem crustal, foi adaptado para modelagem e inversão de velocidade e estrutura de camadas próximas à superfície. A metodologia proposta foi avaliada em quatro modelos sintéticos construídos com informações reais de topografia e modelos de velocidade a partir de informações geológicas e geofísicas. Três dados sísmicos terrestres de linhas 2D também foram usados. Os modelos iniciais foram construídos usando métodos tradicionais de interpretação da refração sísmica rasa. Posteriormente, a modelagem e a inversão foram realizadas usando um algoritmo de tomografia 2D baseado em traçamento de raios para minimizar o desajuste dos tempos de trânsito observados e modelados das primeiras chegadas, invertendo as velocidades sísmicas e posições verticais dos refratores. Para os dados sintéticos observou-se que o algoritmo obteve os menores erros relativos na maioria dos parâmetros do modelo e na estimativa das correções estáticas. Para os dados reais, observou-se um melhor empilhamento das reflexões sísmicas em relação aos métodos tradicionais utilizados na etapa de correções estáticas no fluxo de processamento sísmico. Além disso, para duas linhas sísmicas, o modelo final forneceu profundidades estruturais mais confiáveis quando comparado com informações de poços. 


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  • This work proposes a new methodology for the construction of 2D near-surface velocity models and statics corrections of land seismic data using surface refraction information. An algorithm, widely used in wide-angle seismic data for crustal modeling applications, was adapted for modeling and inversion of velocity and layer structure close to the surface. The proposed methodology was evaluated on four synthetic models built with real topography information and velocity models from geophysical and geological information. Three real land seismic data from 2D lines were also used. Initial models were built using traditional methods of interpreting shallow seismic refraction. Subsequently, the modeling and inversion were performed using a 2D tomography algorithm based on ray tracing to minimize the misfit of the observed and modeled traveltimes of the first arrivals, inverting the seismic velocities and vertical position of the refractor. For the synthetic data was observed that the algorithm obtained the smallest relative errors in most parameters of the model and in the estimation of static corrections. For the real data, a better stacking of the seismic reflections was observed in relation to traditional methods used in the stage of statics corrections in the seismic processing workflow. Also, for two seismic lines, the final model provided more reliable structural depths when compared to information from well data.

2
  • ALINE DA SILVA SANTOS
  • APLICAÇÃO DE UMA REATOR ELETROQUÍMICO EM FLUXO ATRAVÉS DE UM ÂNODO DE Ti/RuO2 NA DEGRADAÇÃO DE COMPOSTOS ORGÂNICOS PRESENTES EM UM EFLUENTE SINTÉTICO CONTAMINADO POR DERIVADO DE PETRÓLEO

  • Orientador : CARLOS ALBERTO MARTINEZ HUITLE
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CARLOS ALBERTO MARTINEZ HUITLE
  • ELISAMA VIEIRA DOS SANTOS
  • JAILSON VIEIRA DE MELO
  • DANYELLE MEDEIROS DE ARAUJO
  • ELAINE CRISTINA MARTINS DE MOURA SANTOS
  • Data: 26/02/2021

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  • A contaminação por orgânicos derivados de petróleo tem se tornado cada vez mais comum na natureza e métodos de tratamentos são cada vez mais buscados para remediar este tipo de contaminação. Os reatores eletroquímicos, cada vez mais, estão sendo estudados a fim de facilitar os vários tipos de tratamentos eletroquímicos. O estudo da hidrodinâmica do reator bem como o transporte de massa são fatores importantes que devem ser observados para melhorar a sua eficiência. O estudo hidrodinâmico do reator mostrou um regime de escoamento predominantemente turbulento com constante de transporte de massa experimental superior ao teórico, indicando que a transferência de massa não é homogênea devido a presença de gases gerados nos eletrodos. A eletro-oxidação utilizando eletrodos ADE (Ti/RuO2) por apresentar baixo custo, maior durabilidade e relativa eficiência tem sido estudada na remoção de substâncias orgânicas derivadas do petróleo. O planejamento fatorial completo foi empregado como técnica estatística a fim de avaliar as melhores condições para o desenvolvimento do efluente sintético, analisando a miscibilidade de óleo diesel em uma matriz salina, como também verificar as melhores condições empregadas no reator eletroquímico sobre os fatores principais trabalhados e seus efeitos na eletro-oxidação desta matriz salina contaminada com óleo diesel. A partir do efluente sintético preparado foi possível aplicar a eletro-oxidação como técnica de tratamento em um reator de bancada tipo tanque em fluxo direto através de um ânodo de Ti/RuO2 e um cátodo de titânio, ambos tipo malha, dispostos paralelamente entre si e perpendiculares ao reator. Através da análise de COT, o Ensaio 6 com densidade de corrente de 50 mA/cm2, pH inicial 3 e concentração de NaCl de 70 mM, exibiu o melhor resultado, com 63% de mineralização, como também pôde ser acompanhado através dos espectros de fluorescência e absorção no UV, indicando a diminuição das bandas correspondentes aos compostos orgânicos presentes. O espectro de UV-Vis também mostrou a presença de substâncias de cloro ativo, compostos eletroquimicamente gerados no decorrer do processo eletroquímico utilizando este tipo de ânodo.


  • Mostrar Abstract
  • Contamination by oil products has become increasingly common in nature and treatment methods are increasingly sought to remedy this type of contamination. Electrochemical reactors are increasingly being studied in order to facilitate the various types of electrochemical treatments. The study of the reactor hydrodynamics as well as the mass transport are important factors that must be observed to improve its efficiency. The reactor hydrodynamics showed a predominantly turbulent flow regime with an experimental mass transport constant higher than the theoretical one, indicating that the mass transfer is not homogeneous due to the presence of gases generated in the electrodes. Electro-oxidation using ADE (Ti/RuO2) electrodes to present low cost, greater durability and relative efficiency has been studied in the removal of organic substances derived from petroleum. The complete factorial design was used as a statistical technique to evaluate the best conditions for the development of the synthetic effluent, analyzing the miscibility of diesel oil in a saline matrix, as well as to verify the best conditions used in the electrochemical reactor on the main factors worked and their effects. in the electro-oxidation of this saline matrix contaminated with diesel oil. From the prepared synthetic effluent, it was possible to apply an electro-oxidation as a treatment technique in a flow-top bench reactor through a Ti/RuO2 anode and a titanium cathode, both mesh type, arranged parallel to each other and perpendicular to the reactor. Through the TOC analysis, Test 6 with a current density of 50 mA/cm2, initial pH 3 and NaCl concentration of 70 mM, showed the best result, with 63% mineralization, as it could also be followed through the spectra of fluorescence and UV absorption, indicating the reduction of the bands corresponding to the compounds present. The UV-Vis spectrum also observed the presence of active chlorine substances, electrochemically generated compounds during the electrochemical process using this type of anode. 

3
  • IGO PEDRO DE LIMA
  • Entropia de Tsallis aplicada à inversão sísmica

  • Orientador : JOAO MEDEIROS DE ARAUJO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CLAUDIONOR GOMES BEZERRA
  • GILBERTO CORSO
  • JOAO MEDEIROS DE ARAUJO
  • MARCOS VINICIUS CANDIDO HENRIQUES
  • THIAGO RAFAEL DA SILVA MOURA
  • Data: 10/03/2021

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  • A crescente demanda energética mundial tem exigido cada vez mais desses recursos, nesse sentido os reservatórios de “fácil exploração e produção” estão se exaurindo. Isso tem levado a inúmeras pesquisas que possibilitem sanar essas carências. Empresas do setor petrolífero tem investido em técnicas que ajudam na localização e perfuração de poços. Uma das técnicas empregadas na exploração do petróleo é a inversão pós-empilhamento. Aqui estudamos o papel da estatística generalizada de Tsallis na teoria do problema inverso. Esse por sua vez é formulado como um problema de otimização que visa estimar os parâmetros físicos de subsuperfície a partir de observações indiretas e parciais. Em abordagens convencionais, a função misfit que será minimizada baseia-se na distância dos mínimos quadrados entre dados reais e dados modelados, supondo que os ruídos sigam uma distribuição gaussiana, porém, em muitas situações reais isso não acontece e o erro normalmente é não gaussiano, o que faz essa técnica falhar. Nosso trabalho estudou a função desajuste com base em distribuições não gaussianas, a q-distribuição gaussiana associada ao Princípio da Entropia Máxima no formalismo de Tsallis. Propormos e testamos nosso método em um problema inverso de dados geofísicos, a inversão post-stack (PSI), que visa estimar a refletividade de subsuperfície (parâmetro físico) e resultados mostram que nosso método (q-PSI) supera o PSI convencional, em especial com dados ruidosos não gaussianos.


  • Mostrar Abstract
  • The growing global energy demand has increasingly demanded these resources, in this sense, the “easy exploration and production” reservoirs are running out. This has led to numerous studies that make it possible to remedy these deficiencies. Companies in the oil sector have invested in techniques that help in locating and drilling wells. One of the techniques used in oil exploration is post-stacking inversion. Here we study the role of Tsallis' generalized statistics in the inverse problem theory. This method is formulated as an optimization problem that aims to estimate the physical subsurface methods from indirect and partial permissions. In conventional approaches, the misfit function that will be minimized is based on the distance of the least squares between real data and modeled data, assuming that the noises follow a Gaussian distribution, however, in many real situations this does not happen and the error is usually non-Gaussian, which makes this technique fail. Our work studied the misfit function based on non-Gaussian distributions, the Gaussian q-distribution associated with the Maximum Entropy Principle in Tsallis' formalism. We propose and test our method on an inverse geophysical data problem, the post-stack inversion (PSI), which aims to estimate subsurface reflectivity (physical parameter) and results show that our method (q-PSI) surpasses the conventional PSI, especially with noisy non-Gaussian data.
4
  • DANILO SANTOS CRUZ
  • Adicionando informação a priori ao formalismo do FWI através da entropia relativa
  • Orientador : JOAO MEDEIROS DE ARAUJO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • JOAO MEDEIROS DE ARAUJO
  • GILBERTO CORSO
  • WALTER EUGENIO DE MEDEIROS
  • GUSTAVO CATÃO ALVES
  • CLÁUDIO GUERRA CARDOSO
  • Data: 16/07/2021

  • Mostrar Resumo
  • A inversão completa da forma de onda é uma técnica vantajosa para obter informações

    de alta resolução da subsuperfı́cie. Na indústria de petróleo (principalmente na caracte-
    rização de reservatórios), é comum usar informações de poços como informações a priori
    para diminuir a ambiguidade dos resultados obtidos. Consequentemente, propomos adi-
    cionar um termo de entropia relativa ao formalismo da inversão completa da forma de
    onda. Nesse contexto, a entropia será apenas uma nomenclatura para regularização e
    terá o papel de adicionar a informação a priori ajudando a inversão a convergir para
    o mı́nimo global. A aplicação da entropia em problemas inversos geralmente formula o
    problema para permitir o uso de conceitos estatı́sticos. Para evitar essa etapa, propomos
    uma aplicação determinı́stica à inversão completa da forma de onda. Discutiremos alguns
    aspectos da entropia relativa e mostraremos três maneiras diferentes de usá-las para adi-
    cionar informações anteriores através da entropia no problema inverso. Utilizamos um
    esquema de ponderação dinâmico para adicionar informações a priori através da entropia.
    A idéia é que as informações anteriores possam ajudar a encontrar o caminho do mı́nimo
    global no inı́cio do processo de inversão. Em todos os casos, as informações anteriores
    podem ser incorporadas muito rapidamente na inversão completa da forma de onda e
    isso leva a inversão à solução desejada. Quando incluı́mos a ponderação logarı́tmica que
    constitui entropia para o problema inverso, suprimimos as ondulações de baixa intensi-
    dade. Assim, a adição de entropia relativa à inversão completa da forma de onda pode
    fornecer um resultado com uma melhor resolução. Nas regiões onde o sal está presente
    no modelo BP 2004, obtivemos uma melhoria significativa adicionando informações ante-
    riores através da entropia relativa para dados sintéticos. Mostramos que as informações
    anteriores adicionadas através da entropia no formalismo de inversão de forma de onda
    completa podem ajudar a evitar mı́nimos locais.

  • Mostrar Abstract
  • Full waveform inversion is an advantageous technique to obtain high-resolution subsurface information. In the petroleum industry (mainly in reservoir characterisation) it is common to use information from wells as previous information to decrease the ambiguity of the obtained results. Consequently, we propose to add a relative entropy term to the formalism of the full waveform inversion. In this context, entropy will be just a nomenclature for regularisation and it will have the role of helping the converge to the global minimum. The application of entropy in inverse problems usually formulates the problem to allow statistical concepts to be used. To avoid this step, we propose a deterministic application to the full waveform inversion. We will discuss some aspects of relative entropy and we show three different ways of using them to add prior information through entropy in the inverse problem.  We use a dynamic weighting scheme to add prior information through entropy. The idea is that the prior information can help to find the path of the global minimum at the beginning of the inversion process. In all cases, the prior information can be incorporated very quickly into the full waveform inversion and this leads the inversion to the desired solution. When we include the logarithmic weighting that constitutes entropy to the inverse problem, we suppress the low-intensity ripples and sharpen the point events. Thus, the addition of entropy relative to full waveform inversion can provide a result with a better resolution.
    In regions where salt is present in the BP 2004 model, we obtained a significant improvement by adding prior information through the relative entropy for synthetic data. We show that the prior information added through entropy in full-waveform inversion formalism can help to avoid local minimums.

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  • YURI SHALOM DE FREITAS BEZERRA
  • RECONSTRUÇÃO MULTIDIMENSIONAL DE DADOS SÍSMICOS 2D USANDO MÉTODOS DE FOURIER E EMPILHAMENTO POR SUPERFÍCIE DE REFLEXÃO COMUM

  • Orientador : GERMAN GARABITO CALLAPINO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • GERMAN GARABITO CALLAPINO
  • GILBERTO CORSO
  • João Carlos Ribeiro Cruz
  • LIACIR DOS SANTOS LUCENA
  • MANUEL DE JESUS DOS SANTOS COSTA
  • Data: 04/10/2021

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  • Um dos grandes desafios no imageamento sísmico terrestre está na aquisição dos dados, pois estes são frequentemente amostrados de forma irregular com muitos tiros e traços faltantes, em razão de restrições logísticas na distribuição de fontes e receptores. Isto ocasiona um grave problema de cobertura das estruturas geológicas complexas de interesse em subsuperfície, além de dificultar a aplicação de processos para tratar os dados e obter imagens fidedignas para uma melhor interpretação dessas estruturas. Assim, regularização e interpolação de dados sísmicos é uma etapa essencial para obter melhores resultados e facilitar as posteriores etapas do processamento desses dados. Técnicas baseadas na transformada de Fourier apresentam bom custo beneficio (qualidade/custo computacional) devido a capacidade de capturar tanto amplitude quanto continuidade corretas dos eventos. Alguns dos principais algoritmos são Minimum Weighted Norm Interpolation (MWNI), Matching Pursuit Fourier Interpolation (MPFI) e Anti-Leakage Fourier Transform (ALFT). Apesar de muito utilizados na industria, a literatura não contempla uma comparação entre esses três algoritmos. Propomos um estudo comparativo entre os três algoritmos citados. Exemplos numéricos usando funções harmônicas 1D e 2D exemplificam o funcionamento e mostram a capacidade dos métodos baseadas na transformada de Fourier de lidar com amostragem irregular. A aplicação em seção sintética mostra a capacidade de lidar com lacunas entre traços sísmicos. A aplicação ao dado sintético Marmousi, faltando quase 80\% do dado e mais da metade dos tiros, mostra a capacidade desses algoritmos de reconstruir dados sísmicos com pobre amostragem espacial e provenientes de meios geológicos complexos. A aplicação ao dado Tacutu, mostra que o MPFI e o ALFT têm resultados semelhantes e melhores do que o MWNI. Contudo o MWNI ainda é o mais eficiente. É bem conhecido que métodos/algoritmos da equação da onda, baseados no operador integral de Kirchhoff ou similares, tem os melhores resultados. Um dos algoritmos que fornece resultados de alta qualidade é a interpolação baseada no operador de empilhamento por Superfície de Reflexão Comum, Common Reflection Surface (CRS). Suas principais desvantagens são seu excessivo custo computacional e a presença de artefatos, devido a presença de lacunas ou amostragem esparsa. Propomos dois novos fluxos de trabalho (estratégias) para resolver esses problemas do CRS. Utilizamos os algoritmos de Fourier (MWNI e MPFI) para precondicionar o dado sísmico original antes da busca dos atributos cinemáticos do campo de onda (atributos CRS). Depois aplicamos a interpolação baseada no operador de empilhamento parcial CRS com os atributos aprimorados ao dado original (estratégia 1) e aos dados precondicionados com os algoritmos de Fourier (estratégia 2). Aplicamos as novas estratégias aos dados sísmicos terrestres 2D das bacias do Tacutu e do Parnaíba. Os resultados mostraram que ambas as estratégias tiveram resultados satisfatórios, atenuando significativamente os artefatos e melhorando a qualidade dos eventos rasos, principalmente em relação aos algoritmos utilizados separadamente (MWNI, MPFI e CRS).


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  • One of the great challenges in the seismic imaging is the data acquisition, since these are frequently sampled in an irregular way with many shots and missing traces due to logistical restrictions in the sources and geophones distribution. This causes a serious problem of covering subsurface structures of interest, as well as making it difficult to apply processes to treat and modify the data for a better interpretation of these structures. Thus, regularization and interpolation are essential to obtain better results and facilitate subsequent steps in seismic data processing. Techniques based on the Fourier transform show the best results due to the ability to capture both correct amplitude and continuity of events. The Minimum Weighted Norm Interpolation (MWNI) technique estimates the Fourier coefficients that synthesize the spatial positions of the data through the regularized inversion of a desired regular grid. Unlike Matching Pursuit and Anti-Leakage Fourier Transform (ALFT), they use an iterative procedure to calculate the spectrum of irregularly sampled data for a regular grid. In this thesis it is proposed the implementation and comparative testing of the mentioned algorithms. Numerical examples using 1D and 2D harmonic functions exemplify capability to handle sparse data. Application to synthetic seismic section show capability to handle large gaps between seismic traces. Application to 2D land seismic data from Parna\'iba basin show significantly improve in stacked and migrated seismic sections. All results show Matching Pursuit and ALFT have similar and better results than MWNI.

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  • ANA CARLA COSTA ANDRADE
  • Desenvolvimento de uma metodologia usando Redes Neurais Artificiais para a detecção e o diagnóstico de falhas em válvulas de controle

  • Orientador : ANDRE LAURINDO MAITELLI
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANDRE LAURINDO MAITELLI
  • ANDERSON LUIZ DE OLIVEIRA CAVALCANTI
  • FABIO MENEGHETTI UGULINO DE ARAUJO
  • NIVALDO FERREIRA DA SILVA JÚNIOR
  • OSCAR GABRIEL FILHO
  • Data: 14/10/2021

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  • Para satisfazer um mercado cada vez mais exigente e complexo, a concorrência no âmbito industrial estima por uma  maior produtividade e segurança nos sistemas de controle de plantas industriais. Por isso, o aparecimento de uma falha pode vir a comprometer o funcionamento do sistema de uma planta, podendo até levar a uma situação de risco. Então, a área de FDD (Fault Detection and Diagnostics) contribui de forma a evitar algum evento indesejado, pois, várias são as técnicas e os métodos que tem sido propósito de estudo para a detecção, isolamento, identificação e consequentemente diagnóstico de falhas.  Neste trabalho, será aplicada uma metodologia que por meio da emulação de falhas tendo como objetivo obter parâmetros semelhantes a um modelo de referência (benchmark) para a etapa de determinação de assinaturas digitais das falhas. Todo esse processo será realizado encorporando técnicas como: clusterização, redimensionamento de dados, geração de resíduos, redes neurais, aquisição de assinaturas e o método da árvore de decisão, fases essas necessárias para efetivar as etapas de detecção e por fim, diagnosticar anormalidades que estejam presentes. Para validar a metodologia em estudo será utilizado o modelo benchmark DAMADICS que é vastamente consolidado na literatura principalmente devido ao seu conjunto de falhas, que serviram de base para o processo de emulação no sistema de uma planta didática.


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  • To satisfy an increasingly demanding and complex market, competition in the industrial field estimates for greater productivity and safety in the plant control systems.  Therefore, the appearance of failure may compromise the functioning of a plant system and may even lead to a hazardous situation.  Therefore, the area of FDD fault detection and diagnosis contributes to avoiding any unwanted event, since several techniques and methods have been the purpose of study for fault detection, isolation, identification and consequently fault diagnostic. In this work, a methodology will be applied through fault emulation aiming to obtain parameters similar to a benchmark reference model for the digital signatures determination step of the faults.  This whole process will be carried out incorporating techniques such as clustering, data resizing, waste generation, neural networks, signature acquisition, and the decision tree method, which are necessary to perform the detection steps and, finally, to diagnose abnormalities that are present.  To validate the methodology understudy, the DAMADICS benchmark model will be used, which is widely consolidated in the literature mainly due to its set of flaws, which served as the basis for the emulation process in a didactic plant system.

7
  • GABRIEL BESSA DE FREITAS FUEZI OLIVA
  • MODELAGEM E SIMULAÇÃO DE UMA UNIDADE DE BOMBEIO MECÂNICO CONVENCIONAL UTILIZANDO O AMBIENTE SIMSCAPE MULTIBODY™

  • Orientador : ANDRE LAURINDO MAITELLI
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANDRE LAURINDO MAITELLI
  • ANDRES ORTIZ SALAZAR
  • CARLA WILZA SOUZA DE PAULA MAITELLI
  • FABIO SOARES DE LIMA
  • JOÃO PAULO LOBO DOS SANTOS
  • Data: 18/10/2021

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  • O método de elevação artificial por Bombeio Mecânico (BM) é o mais utilizado nos poços de petróleo no Brasil e no mundo. A ampla utilização do BM como método de elevação pode ser justificada em virtude da sua estrutura relativamente simples, confiável e durável, manutenção conveniente e assim por diante. A necessidade de aumentar a eficiência na produção de óleo e gás, em virtude da crescente demanda energética mundial, estimulou a indústria de petróleo a se desenvolver impulsionada pela tecnologia. Dado o tempo de existência do BM e a sua popularidade na indústria petrolífera, ao longo dos anos, muitos trabalhos foram desenvolvidos para contribuir com a evolução do método. As primeiras pesquisas realizadas tinham como enfoque principal a modificação da estrutura geométrica das unidades de bombeio (UB), a fim de que as unidades pudessem trabalhar em diversas condições operacionais, aumentando assim a flexibilidade de utilização do método. Posteriormente, com o avanço tecnológico e o advento da automação industrial, novos estudos foram realizados com o intuito de aplicar estratégias de controle ao BM, dentre as quais se destacam o controle Pump-Off e o controle VSD. Ressaltam-se também as pesquisas recentes que têm sido realizadas com o objetivo de melhorar o funcionamento da UB a partir da modificação do perfil de velocidade durante um mesmo ciclo de bombeio. Adicionalmente, os recentes avanços computacionais permitiram o desenvolvimento de simuladores de bombeio mecânico, e também de programas computacionais que permitem a modelagem e simulação dos componentes do sistema. Surge então a oportunidade de se desenvolver um modelo mais exato, capaz de refletir com acurácia a operação das unidades de bombeio mecânico instaladas em campo. Nesse contexto, o escopo principal deste trabalho foi modelar uma unidade de bombeio mecânico do tipo convencional utilizando o ambiente de simulação Simscape Multibody™ (SSMB) do MATLAB®, e realizar estudos bastante específicos com o modelo desenvolvido que não são comumente vistos na literatura atual. Dentre estes estudos, primeiramente foram realizadas simulações onde foram incluídas forças dissipativas de atrito nos mancais da UB para observar o impacto que isto pode gerar na curva de torque do sistema. Posteriormente, foram realizadas simulações em que a unidade de bombeio operava com perfis de velocidade variáveis ao longo do ciclo de bombeio, até se determinar experimentalmente um perfil que aprimorasse o funcionamento do equipamento. Como resultados, foi possível demonstrar a viabilidade de se manipular e redistribuir a velocidade dentro de um mesmo ciclo para se alcançar objetivos como: balancear a unidade de bombeio e manter o torque máximo do equipamento dentro da faixa recomendada, bem como diminuir as regiões em que a curva de torque líquido é negativa. Em relação à validação do modelo apresentado, foram realizadas simulações que tinham por objetivo comparar os resultados obtidos com outras metodologias de cálculo existentes na literatura. Além disso, foi analisado se comportamento da UB modelada era coerente com o que é observado em campo quando certos procedimentos são realizados em unidades de bombeio reais. 

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  • The Sucker-Rod Pumping (SRP) system is the most used artificial lift method in oil wells in Brazil and in the world. The widespread use of this method can be justified by its relatively simple, reliable and durable structure, convenient maintenance, etc. The need to increase the production of oil and gas, due to the growing global energy demand, has stimulated the development of a complex industry driven by technology. Due to the popularity of the SRP systems in the oil industry, over the years, many studies have been developed to contribute to the evolution of the method. The first researches carried out had as the main goal the modification of the geometric structure of the pumping units, so that the SRP Units could work in different operational conditions, thus increasing the flexibility of using the method. Subsequently, with technological advances and the advent of industrial automation, new studies were carried out in order to apply control strategies to the SRP systems, among which the Pump-Off controllers (POC) and Variable Speed Drive controllers (VSD) stand out. It should also be noted that recent researches have been carried out aiming to improve the operation of the SRP Units from the modification of the speed profile during the same pumping cycle. In addition, recent computational advances have enabled the development of SRP simulators, as well as software for modelling and simulation the SRP system. Thus, there is an opportunity to develop a more accurate model, capable of accurately reflecting the operation of the Sucker-Rod Pumping Units. In this context, this work proposes to model a conventional SRP Unit using the tools of the Simscape Multibody™ (a MATLAB’s library of the Simscape™ environment for modelling and simulation of physical systems), and to carry out specific studies with the developed model that are not commonly seen in the current literature. Among these studies, simulations were carried including dissipative friction forces in the components of the SRP unit to analyse the impact that these forces can generate on the gearbox torque curve. Furthermore, simulations were also carried out with the SRP unit operating with variable speed drive profiles throughout the pumping cycle (intra-stroke speed profile), until a speed profile that would improve the operation of the equipment was experimentally determined. As a result of this study, it was possible to demonstrate the feasibility of manipulating and redistributing the intra-stroke speed profile to achieve objectives such as: counterbalancing the SRP unit and keeping the gearbox maximum torque of the equipment within the recommended limits, as well as reducing the portions where the net torque values were negative. In order to validate the developed model, simulations were performed and the obtained results were compared to other traditional calculation methodologies existing in the literature. Moreover, it was analysed whether the behaviour of the modelled system was consistent if compared to what is seen in practice when certain procedures are performed in real SRP units.

2020
Dissertações
1
  • SUZANE ADRIELLY DA SILVA
  • Inversão Sísmica das Formas de Onda Baseada em Otimização Híbrida

  • Orientador : JOAO MEDEIROS DE ARAUJO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • JOAO MEDEIROS DE ARAUJO
  • GILBERTO CORSO
  • MARCOS VINICIUS CANDIDO HENRIQUES
  • Data: 19/02/2020

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  • O petróleo e hoje um recurso vital para a sociedade, tendo em vista que além de um grande protagonista no setor energético também é matéria-prima de diversos produtos que são essenciais no nosso dia-a-dia. Entretanto, o salto de produção desse elemento é uma consequência do avanço tecnológico que tivemos nas ultimas décadas. Esse avanço da computação em termos de armazenamento e processamento de dados favoreceu grandemente uma etapa importante da caracterização de reservatórios: o imageamento de subsuperfície. A proposta desse trabalho é usar a Inversão das Formas de Onda com uma metodologia híbrida de inversão que extrai vantagens de duas classes de otimização, a Otmização Livre de Derivadas (DFO) e otimização baseada em gradiente (FWI tradicional), para obter uma estimativa do modelo. Na pratica usamos uma adaptação da Otimização Por Enxame de Partículas (PSO) onde adicionamos dois novos termos, sendo um deles um gradiente que serve como guia e uma regularização na dinâmica das partículas. O gradiente nos remete à uma inversão baseada em derivada, a Otimização Por Enxame de Partículas nos leva à uma abordagem naturalista, por isso temos uma estrategia híbrida. Na etapa de modelagem usamos uma abordagem acústica fazendo uma discretização por Diferenças Finitas de quarta ordem no espaço e segunda no tempo, o termo de gradiente e computado com o Método Adjunto para aproximar o gradiente da função objetivo usando a condição de imagem e o campo adjunto. Outra característica do método proposto neste trabalho é que usamos uma estrategia de inversão por camadas (Progressive Matching), com o intuito de reduzir o custo de processamento e armazenamento, sendo necessário avaliar apenas os parâmetros da janela espacial de inversão a cada etapa, em vez de envolver todos os parâmetros do modelo. Para avaliar a precisão do método comparamos nossa inversão híbrida com uma inversão baseada em derivadas, usando o LBFGS-B. Essa comparacão foi feita analisando o modelo reconstruído em ambas as metodologias e também através da correlacão delas com o modelo real. O resultado nos mostra que para o modelo usado neste trabalho o método baseado em PSO trouxe uma melhor estimativa do modelo, além disso há um ganho no tempo de processamento, comparado ao FWI tradicional que se mostrou bem mais custoso. Em todos os testes usamos um recorte re-amostrado do modelo Marmousi.


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  • The Oil today is a vital resource for society. Besides being a great player in the energy sector, it is also a raw material for many products that are essential in our daily lives. However, the increase of its production is a consequence of the technological advance we have had over the last decades. This advance in data storage and processing has greatly favored an important step in reservoir characterization: subsurface imaging. The purpose of this work is to use Full Waveform Inversion with a hybrid inversion methodology that extracts advantages from two optimization classes, Derivative Free Optimization (DFO) and Gradient Based Optimization (traditional FWI), to obtain an estimate of the model. In practice we use an Adaptation of Particle Swarm Optimization (APSO) where we add two new terms, one of them being a gradient that serves as a guide and a regularization in particle dynamics. The gradient leads us to a derivative-based inversion, while the Particle Swarm Optimization leads us to a naturalistic approach, so we have a hybrid strategy. In the modeling step we use an acoustic approach doing a fourth order finite difference discretization in space and second in time, the gradient term was computed with the adjoint method to approximate the objective function gradient using the image condition and the adjoint field. Another feature of the method proposed in this work is that we use a Progressive Matching inversion strategy in order to reduce the processing and storage cost, so it is necessary to evaluate only the inversion spatial window parameters at each step only, instead of involving all parameters of the model. To evaluate the accuracy of the method we compared our hybrid inversion with a derivative based inversion, using the LBFGS-B. The results shows that for the model used in this work the PSO-based method provided a better estimate of the model, and there is a gain in processing time compared to the traditional FWI which was much more expensive. In all tests we used a resampled cutout of the Marmousi model.

2
  • MÁRCIO RODRIGO OLIVEIRA DE SOUZA
  • DEGRADAÇÃO TERMOCATALÍTICA DO PETRÓLEO PESADO UTILIZANDO SÍLICA BIMODAL MESO-MACROPOROSA

  • Orientador : ANTONIO SOUZA DE ARAUJO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANA CATARINA FERNANDES CORIOLANO
  • ANTONIO SOUZA DE ARAUJO
  • REGINA CELIA DE OLIVEIRA BRASIL DELGADO
  • Data: 21/02/2020

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  • O petróleo é responsável por uma grande parte das gerações de energias e é utilizado atualmente pela decorrência de um intenso consumo dos seus derivados em motores de combustão, indústrias e produtos comerciais. Em sua exploração e produção pode-se obter petróleo pesado, no qual precisa-se de tratamento diferenciado para aumentar a produção de hidrocarbonetos leves, características dos derivados do petróleo com alto valor comercial. Utilizando o craqueamento catalítico em leito fluidizado, pode-se craquear o petróleo pesado em frações mais leves empregando catalisadores híbridos, um desses catalisadores é a sílica bimodal meso-macroporosa, sendo esse material promissor nesta área, visto que facilita o processo de transporte de massa e diminuí as limitações de difusão. Assim, o catalisador bimodal foi sintetizado e em seguida impregnado com alumínio(Al) obtendo dois tipos de materiais bimodais, Si-BMM e Al,Si-BMM, caracterizados através das técnicas: Análise Termogravimétrica (TGA), Difração de Raio-x (DRX), Espectroscopia de Absorção na Região de Infravermelho com Transformada de Fourier (FT-IR), Adsorção e Dessorção de Nitrogênio, Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS). Com o propósito de verificar a atividade catalítica, o petróleo pesado com °API = 17,2, foi misturado a 10% de catalisador Si-BMM, como também a 10% de Al,Si-BMM, em seguida, analisando através da análise termogravimétrica o processo de degradação térmica e catalítica do petróleo pesado, utilizando o modelo cinético de Ozawa Flynn Wall (OFW), obtendo-se a energia de ativação aparente das decomposições. Os resultados alcançados das TG, forneceu a temperatura final de calcinação das amostras, o DRX apresentou caraterística de uma estrutura tetraédrica de (SiO4)n, o BET forneceu área superficial de 489 m2/g,  isotermas de adsorção e dessorção de nitrogênio com características de material meso-macroestruturado, o mapeamento via EDS evidenciou a presença dos metais nos materiais bimodais e a análise do  MEV do material calcinado permitiu visualizar os arranjos de favo de mel característico do material. Pelo estudo cinético, observou-se que a utilização dos catalisadores Si-BMM e Al,Si-BMM apresentaram baixa energia de ativação desempenhando ótima atividade catalítica.


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  • Petroleum is responsible for a large part of the energy generations and is currently used due to the intense consumption of its derivatives in combustion engines, industries and commercial products. In its exploration and production, heavy oil can be obtained, in which differentiated treatment is needed to increase the production of light hydrocarbons, characteristics of oil derivatives with high commercial value. Using fluidized bed catalytic cracking, heavy oil can be cracked into lighter fractions using hybrid catalysts, one of which is bimodal meso-macroporous silica, being this promising material in this area, as it facilitates the mass transport process and decreased diffusion limitations. Thus, the bimodal catalyst was synthesized and then impregnated with aluminum (Al) obtaining two types of bimodal materials, Si-BMM and Al, Si-BMM, characterized through the techniques: Thermogravimetric Analysis (TGA), X-Ray Diffraction ( XRD), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR), Nitrogen Adsorption and Desorption, Scanning Electron Microscopy (SEM) and Dispersive Energy Spectroscopy (EDS). In order to verify the catalytic activity, the heavy oil with ° API = 17.2 was mixed with 10% Si-BMM catalyst, as well as 10% Al, Si-BMM, then analyzing through analysis thermogravimetric the process of thermal and catalytic degradation of heavy oil, using the kinetic model of Ozawa Flynn Wall (OFW), obtaining the apparent activation energy of the decompositions. The results obtained from TG, provided the final temperature of calcination of the samples, the DRX had the characteristic of a tetrahedral structure of (SiO4) n, the BET provided a surface area of 489 m2 / g, adsorption isotherms and nitrogen desorption with characteristics of meso-macrostructured material, the mapping via EDS showed the presence of metals in bimodal materials and the SEM analysis of the calcined material allowed to visualize the honeycomb arrangements characteristic of the material. Through the kinetic study, it was observed that the use of Si-BMM and Al, Si-BMM catalysts showed low activation energy, performing excellent catalytic activity.

3
  • ADSON ALEXANDRE QUIRINO DA SILVEIRA
  • ANÁLISE PARAMÉTRICA DA INJEÇÃO DE POLÍMEROS EM RESERVATÓRIO DE ÓLEO LEVE

  • Orientador : TARCILIO VIANA DUTRA JUNIOR
  • MEMBROS DA BANCA :
  • EDNEY RAFAEL VIANA PINHEIRO GALVAO
  • EDSON DE ANDRADE ARAÚJO
  • JENNYS LOURDES MENESES BARILLAS
  • TARCILIO VIANA DUTRA JUNIOR
  • Data: 27/02/2020

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  • O petróleo ainda é a fonte de energia não renovável mais utilizada no Brasil, e o seu consumo tem sido cada vez maior, por isso têm-se a necessidade da utilização de métodos avançados de recuperação para a extração máxima possível desse óleo.  Para isso, utiliza-se desses métodos para sua melhor recuperação possível. Dentre esses métodos existem os químicos, que têm a finalidade de controlar a mobilidade do fluido deslocante através de sua viscosidade, melhorando sua eficiência de varrido. Neste trabalho, é realizado um estudo utilizando a simulação numérica para a aplicação da injeção de soluções poliméricas em um reservatório semissintético e homogêneo, com características do nordeste brasileiro. As simulações foram realizadas utilizando ferramentas de um simulador comercial pertencente ao grupo CMG (Computer modelling group). O trabalho analisou a influência de alguns parâmetros com relação ao comportamento da sua produção. A partir das simulações realizadas, analisou-se a influência da injeção de água, e de soluções poliméricas, bem como os seus parâmetros mais significativos com relação à sua produção. As variáveis principais levadas em consideração neste estudo foram a vazão de injeção, a concentração de polímeros, a porosidade do reservatório e alguns esquemas de injeção que foram analisados. Para a análise da influência dos parâmetros se utilizou da geração de Diagramas de Pareto, com o intuito de verificar a sensibilidade de cada variável. A partir das análises realizadas, foi visto que os parâmetros mais relevantes da injeção de polímeros para a recuperação do óleo foram a vazão de injeção e a concentração do polímero. Para a injeção de água, obtiveram-se menores valores de produção de óleo do que para a injeção de polímeros

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  • Petroleum is still the most widely used non-renewable energy source in Brazil, and its consumption has been increasing, so there is a need to use advanced recovery methods for the maximum possible extraction of this oil. For this, these methods are used for the best possible recovery. Among these methods there are chemicals, which have the purpose of controlling the mobility of the displacing fluid through its viscosity, improving its sweeping efficiency. In this work, a study is carried out using numerical simulation for the application of the injection of polymeric solutions in a semi-synthetic and homogeneous reservoir, with characteristics of northeastern Brazil. The simulations were performed using tools from a commercial simulator belonging to the CMG (Computer modeling group) group. The work analyzed the influence of some parameters in relation to the behavior of their production. From the simulations performed, the influence of water injection and polymeric solutions was analyzed, as well as their most significant parameters in relation to their production. The main variables taken into account in this study were the injection rate, the concentration of polymers, the porosity of the reservoir and some injection schemes that were analyzed. For the analysis of the influence of the parameters, the generation of Pareto Diagrams was used, in order to verify the sensitivity of each variable. From the analyzes performed, it was seen that the most relevant parameters of polymer injection for oil recovery were the injection rate and the concentration of the polymer. For water injection, lower oil production values were obtained than for polymer injection. 

4
  • IAGO SILVA OLIVEIRA
  • Estudo Técnico-Econômico Comparativo da Injeção de Água, Glicerina e Polímero em um Reservatório com Características do Nordeste Brasileiro

  • Orientador : JENNYS LOURDES MENESES BARILLAS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • EDNEY RAFAEL VIANA PINHEIRO GALVAO
  • ELTHON JOHN RODRIGUES DE MEDEIROS
  • JENNYS LOURDES MENESES BARILLAS
  • MARCOS ALLYSON FELIPE RODRIGUES
  • Data: 13/03/2020

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  • Hoje a indústria do petróleo está sofrendo com o reconhecimento e entrada de novas fontes de energia se tornando viáveis para a sociedade. Esse tipo de situação coloca a cadeia produtiva em estado de alerta e sua busca pela própria sobrevivência leva à necessidade de novas formas de manter suas atividades economicamente viáveis. Para tanto, a inovação está sendo uma nova meta dentro das metodologias intrínsecas de modo que novos olhos precisam buscar na otimização de processos sua saída para as dificuldades enfrentadas hoje. Métodos que recuperam o petróleo hoje em dia melhoram o fator de recuperação associado a um campo, mas podem ser extremamente onerosos e acabar por se auto sabotar, pois a sua taxa de atratividade poderá ser insatisfatória para o risco associado. Nessa visão, novos métodos ou aqueles que foram, à princípio, ignorados, exatamente por métodos mais tradicionais levarem uma vantagem do cenário já vivido, tomam novas perspectivas capazes de trazer de volta os dias de glória de uma indústria consolidada como a de hidrocarbonetos. A injeção de glicerina, pouco observada durante os anos de ouro, se prova uma alternativa clara de barateamento de produção visto que, comparada com a injeção de polímeros, o fluido tem um preço muito abaixo do seu valor agregado e por ser encontrado em diferentes formas, bruta e purificada, ainda abre mais o seu leque de aplicações. Comparando essas técnicas mais avançadas com a mais simples e pioneira, a injeção de água, através da simulação computacional, pode ser notado que existe, tecnicamente, uma vantagem na aplicação de métodos de desenvolvimento mais recente. Sendo assim, esse trabalho foi desenvolvido buscando entender as características de cada técnica e o retorno associado usando a ferramenta de modelagem matemática, o software desenvolvido pela CMG. O argumento final na comparação de projetos se volta para a rentabilidade financeira associada a cada um deles e, nesse contexto o Valor Presente Líquido se apresenta como solução para a dúvida. Nessa comparação entre injeção de água, polímero e glicerina foi observado a consolidação das técnicas mais tradicionais e como cada fluido utilizado onera a operação. Sendo assim, para um reservatório com as características do nordeste brasileiro, onde se encontra boa parte da indústria onshore nacional, e tomando as conclusões técnico-econômicas pode-se, através da simulação computacional, resolver a questão que diz respeito ao futuro da indústria petrolífera.


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  • Currently the Petroleum industry is suffering with the acknowledgment and entrance of new sources of energy becoming viable for the society. This kind of situation puts this productive chain in a vigilant state and its own search for survival implicates in a need of new ways its activities economically viable. Therefore, the innovation has been a new goal inside the intrinsic methodology that new eyes must go for on the optimization of processes searching for the way out for this difficulty that are being faced today. Methods that recover petroleum today increase the recovery factor associated with a field, but can be extremely burdensome and end up with a self-sabotage due to the attractiveness rate be unsatisfactory for the risk taken. With this in mind new methods or those who has been bypassed at first, exactly for these more traditional methods has had an advantage of the once lived scenario, take new perspectives capable of bring back those glorious days of an industry as consolidated as the one of hydrocarbons. The Glycerin injection, little observed during the golden years, proves itself a clear alternative of lowering the costs of the production once, compared to the polymer injection, this fluid has a price below its aggregated value and can be found in different forms, brute and purified, opening, even more, its range of applications. Comparing those, more advanced techniques with the most simple and pioneer one, the water injection, thought computational simulation, can be noted that, technically, an advantage in the application of more recently developed methods. With this, this work was developed in a search for the characteristics of each technic and its associated return with the use of mathematical modelling, the software of CMG. The final argument in the comparation of projects comes to the financial profitability associated to each one of them and, in this context the Net Present Value shows itself as a solution to this doubt. Comparing the water, polymer and glycerin injection was possible to see how the consolidation of the more traditional technics and how each fluid affects the operation financially. For that reason, for a reservoir with the Brazilian northeast characteristics, where can be found a good portion of the onshore industry, and taking as technical and economical conclusions can be, through computational simulation, solved the question about the future of petroleum industry.

5
  • WENDSON YURE FERNANDES DE FREITAS
  • DESENVOLVIMENTO DE UM SIMULADOR COM UMA ESTRATÉGIA DE CONTROLE PARA O BOMBEIO POR CAVIDADES PROGRESSIVAS

  • Orientador : ANDRE LAURINDO MAITELLI
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANDRE LAURINDO MAITELLI
  • BENNO WALDEMAR ASSMANN
  • CARLA WILZA SOUZA DE PAULA MAITELLI
  • FABIO MENEGHETTI UGULINO DE ARAUJO
  • Data: 13/03/2020

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  • O método de elevação artificial por bombeio de cavidades progressivas tem se mostrado muito eficiente na produção de óleos com alta viscosidade ou que possuem uma grande quantidade de areia. Essa característica tem feito do mesmo um dos métodos de elevação mais utilizados nos campos de produção de petróleo. Com o aumento da aplicação desse método cresce ainda mais a necessidade de desenvolver pesquisas voltadas nessa área de atuação. Esse método utiliza um sistema de movimentos rotativos na superfície, que por intermédio de um conjunto de hastes é transmitido para uma bomba de cavidades progressivas instalada dentro do poço, objetivando elevar o fluido existente no fundo do poço para a superfície. Com o objetivo de aumentar o conhecimento sobre o método de elevação artificial bombeio por cavidades progressivas, o presente trabalho desenvolveu um simulador computacional para poços de petróleo que utilizam este método de elevação, capaz de representar o comportamento dinâmico de variáveis importante durante o processo de produção. O simulador conta ainda com uma estratégia de controle, que tem por objetivo garantir que o equipamento tanto opere em condições adequadas e dentro de seus limites de segurança, definidos pelo usuário, além de otimizar a produção do poço. Com o intuito de se obter a validação da estratégia de controle proposta, foram realizados testes em laboratório utilizando poços virtuais. Esses testes demonstraram que a estratégia desenvolvida conseguiu apresentar desempenho esperado, isto é, controlar a velocidade de bombeio, mantendo a submergencia dentro dos limites pré-estabelecidos pelo operador.


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  • The method of artificial elevation by progressing cavity pumping has proven to be very efficient in the production of oils with high viscosity or having a large amount of sand. This characteristic has made it one of the most used lifting methods in the oil fields. With the increase in the application of this method, the need to develop research in this area of action is growing even more. This method uses a system of rotational movements on the surface, which through a set of rods is transmitted to the progressive cavity pump installed inside the well, aiming to raise the existing fluid from the bottom of the well to the surface. In order to increase the knowledge about the progressive cavitation artificial cavity elevation method, the present work developed a computational simulator for oil wells that use this lifting method, capable of representing the dynamic behavior of important variables during the production process. The simulator also has a control strategy, which aims to ensure that the equipment both operates under suitable conditions and within its user-defined safety limits, in addition to optimizing well production. In order to obtain the validation of the proposed control strategy, laboratory tests were performed using virtual wells. These tests demonstrated that the strategy developed was able to perform as expected, that is, to control the pump speed, keeping the submergence within the limits set by the operator.

6
  • HELTON MAGNO DE ARAÚJO CIRÍACO
  • Método dos Volumes Finitos Central-Upwind em Malhas Não Estruturadas: Aplicação à Simulação Numérica do Transporte de Polímeros em Meios Porosos

  • Orientador : ADRIANO DOS SANTOS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ADOLFO PUIME PIRES
  • ADRIANO DOS SANTOS
  • JOSUÉ DOS SANTOS BARROSO
  • MARCIO ARAB MURAD
  • SIDARTA ARAUJO DE LIMA
  • Data: 12/06/2020

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  • A injeção de soluções poliméricas em reservatórios de petróleo tem sido um dos métodos de recuperação avançada (EOR) mais aplicado nas últimas décadas. O objetivo principal da técnica é aumentar a viscosidade da solução aquosa, corrigindo a razão de mobilidade desfavorável e aumentando a eficiência de varrido e de deslocamento. Por outro lado, o polímero utilizado está sujeito aos efeitos de adsorção e retenção mecânica podendo provocar um dano a formação e, consequentemente, a perda de injetividade. Nesse contexto, se faz necessário desenvolver modelos computacionais robustos e acurados para analisar a viabilidade técnica e propor cenários ótimos para produção do petróleo. Portanto, neste trabalho é proposta uma nova modelagem matemática e computacional aplicada à injeção de soluções poliméricas em meios porosos. O modelo matemático propõe a Lei de Darcy para as fases água e óleo, onde a viscosidade da fase aquosa é função da concentração do polímero. Além disso, a conservação de massa das fases líquidas governa o escoamento bifásico das fases água e óleo. Por sua vez, o transporte do polímero na fase aquosa é quantificado por uma equação diferencial transiente no regime convectivo-difusivo-reativo, onde os efeitos reativos estão associados aos fenômenos de adsorção e retenção mecânica. Do ponto de vista computacional, a velocidade de Darcy da fase aquosa é obtida analiticamente e a solução discreta para o movimento da fase aquosa e  transporte do polímero são obtidas fazendo uso do método dos volumes finitos Central-Upwind, considerando domínios bidimensionais e tridimensionais em malhas não-estruturadas triangulares e tetraédricas. Finalmente, propomos algumas simulações numéricas com o objetivo  de analisar a estabilidade e acurácia da formulação semi-discreta proposta para simular numericamente o processo de injeção de polímeros em reservatórios de petróleo.


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  • Polymer flooding in oil reservoirs has been one of the enhanced oil recovery (EOR) methods most applied in the last decades. The main objective of the technique is to increase the viscosity of the water, adjusting the unfavorable mobility ratio and increasing sweep and displacement efficiency. On the other hand, the polymer is subject to the effects of adsorption and mechanical retention, which may cause formation damage, and, in consequence, the injectivity loss. In this context, it is imperative to develop robust and accurate computation models in order to analyze the technical feasibility and to propose optimal scenarios for oil recovery. Therefore, in this work, a new mathematical and computational model applied to polymer flooding in porous media is proposed. The mathematical model proposes the Darcy's Law for the water and oil phases, where the water viscosity is a function of the polymer concentration. Furthermore, the polymer transport in the water phase is modeled by a transient differential equation in a convection-diffusion-reaction regime, where the reactive effects are associated with adsorption and mechanical retention. From a computational perspective, Darcy's velocity of the water phase is obtained analytically and the discreet solution for the motion of the water and the polymer transport is obtained making use of the finite volume Central-Upwind method, considering 2D and 3D domains with unstructured meshes. Finally, we propose several numerical simulations aiming to analyze the stability and accuracy of the semi-discrete formulation proposed to numerically simulate the process of polymer flooding in oil reservoirs

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  • RAFAEL ALVES DE AZEVEDO DE PAULA
  • CONSTRUÇÃO DE MAPAS DE ILUMINAÇÃO E ESTIMATIVA DE INCERTEZAS ASSOCIADAS AOS MODELOS DE VELOCIDADES OBTIDOS PELA INVERSÃO COMPLETA DA FORMA DE ONDA

  • Orientador : GILBERTO CORSO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • GILBERTO CORSO
  • JOAO MEDEIROS DE ARAUJO
  • MARCOS VINICIUS CANDIDO HENRIQUES
  • PEDRO TIAGO C CARVALHO
  • Data: 30/06/2020

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  • O imageamento da subsuperfície é um importante tema na geofísica e um tópico de grande interesse econômico. Diversas técnicas têm sido usadas na construção de modelos geológicos com informações precisas de suas propriedades físicas, e pode ser aplicada desde estudos ambientais até exploração de petróleo e gás. Uma das técnicas mais poderosas tem como base o uso da equação de onda e é conhecida na literatura como Inversão da Forma de Onda Completa (Full-Waveform Inversion - FWI, em inglês). O FWI é uma técnica formulada como um método de otimização em que tem como objetivo encontrar as propriedades físicas da subsuperfície, que conduzem às menores diferenças entre dados observados em campo e dados simulados computacionalmente.

    Essa técnica apresenta grande potencial, pois tem em consideração todos os fenômenos sofridos pela onda ao propagar-se no meio em que atravessa, tais como por exemplo, reflexões, refrações, difrações, atenuação, etc. No entanto o FWI é um problema inverso mal-posto no sentido de Hadamard, isto significa que vários modelos de velocidades podem ser uma solução para o problema. Ou por outras palavras, o modelo de velocidades resultante pode não corresponder ao modelo verdadeiro. Deste modo, surge a necessidade de avaliar a confiabilidade dos resultados fornecidos pelo FWI. A iluminação sísmica pode ser uma boa ferramenta no controle de qualidade da inversão e existem maneiras diferentes de se calcular, como traçamento de raios, ou usando a própria equação da onda. Outra alternativa é usar formulações provenientes da estatística bayesiana, nas quais é possível incorporar informação a priori acerca da região em estudo, através das incertezas relativas às velocidades do modelo inicial e posteriormente obter incertezas associadas aos modelos de velocidades obtido. Uma vez que existem técnicas que ajudam no controle de qualidade da inversão, juntamente com a necessidade da indústria desses tipo de estudo, o presente trabalho tem com objetivo comparar métodos que visam quantificar o quão bem  essa inversão ocorreu e quais seus níveis de correlação. Os métodos utilizados são: Iluminação baseada na função de ponto de espalhamento (point spread function - PSF, em inglês), Iluminação baseada na energia da fonte e o cálculo de incertezas posterior com base em estatística bayesiana.Na tentativa de buscar essas relações , foram obtidos três inversões para o mesmo modelo de velocidades (Buja2019) e denominados BUJA I, II e III. Os mapas de iluminação mostraram um resultado coerente com o obtido na inversão, para as os casos BUJA I e II, contudo para o caso BUJA III não foi possível visualizar essa relação. Para os três casos, o cálculo de incertezas finais foram coerentes, porém o decaimento de incertezas finais com relação às incertezas iniciais, mostrou-se muito baixo, sempre menor que 17\% para, os três casos. 


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  • Subsurface imaging is an important topic in geophysics and a topic of great economic interest. Several techniques have been used in the construction of geological models with precise information on their physical properties and can be applied from environmental studies to oil and gas exploration. One of the most powerful techniques is based on the use of the wave equation and is known in the literature as Full Waveform Inversion - FWI. The FWI is a technique formulated as an optimization method in which it aims to find the physical properties of the subsurface, which leads to the smallest differences between data observed in the field and computationally simulated data.

    This technique has great potential, as it takes into account all the phenomena suffered by the wave when it propagates in the environment in which it crosses, such as, for example, reflections, refractions, diffractions, attenuation, etc. However, the FWI is an inverse problem in the Hadamard sense, this means that several velocity models can be a solution to the problem. In other words, the resulting velocity model may not match the actual model. Thus, there is a need to assess the reliability of the results provided by the FWI. Seismic illumination can be a good tool in controlling inversion quality and there are different ways to calculate it, such as ray tracing, or using the wave equation. Another alternative is to use formulations from Bayesian statistics, in which it is possible to incorporate prior information about the region under study, through the uncertainties related to the velocities of the initial model and later obtain uncertainties associated with the obtained velocity models. Since there are techniques that help in the quality control of the investment, together with the industry's need for these types of studies, the present work aims to compare methods that aim to quantify how well this investment has occurred and what its levels of correlation are. The methods used are: Illumination based on the point spread function - PSF, Illumination based on the energy of the source, and the calculation of uncertainties later based on Bayesian statistics. these relationships, three inversions were obtained for the same velocity model (Buja2019) and called BUJA I, II, and III. The illumination maps showed a result consistent with that obtained in the inversion, for the BUJA I and II cases, however, for the BUJA III case it was not possible to visualize this relationship. For the three cases, the calculation of final uncertainties was consistent, but the decay of final uncertainties in relation to the initial uncertainties was very low, always less than 17 \% for the three cases.

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  • KAROLINE DE SOUSA CASTRO
  • Estudo da degradação termocatalítica da Cana Energia utilizando MCM-41 impregnada com Mo e Zn para a obtenção de hidrocarbonetos renováveis.

  • Orientador : AMANDA DUARTE GONDIM
  • MEMBROS DA BANCA :
  • AMANDA DUARTE GONDIM
  • ARUZZA MABEL DE MORAIS ARAUJO
  • EDUARDO RIGOTI
  • NATALY ALBUQUERQUE DOS SANTOS
  • REGINEIDE DE OLIVEIRA LIMA
  • Data: 30/07/2020

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  • A crescente demanda em busca de combustíveis que sejam alternativos aos combustíveis fósseis, como o etanol, resultou na expansão exacerbada da cana-de-açúcar ocasionando invasões em terras alimentícias. Com o intuito de eliminar esse problema e permanecer a crescente produção de etanol e demais combustíveis, desenvolveu-se a Cana Energia, apresentando alta resistência ao estresse hídrico, pragas, seca e solos pobres em nutrientes, sua produção é três vezes maior que a produção de cana convencional. Essa biomassa pode ser transformada em hidrocarbonetos renováveis ao passar por um processo de pirólise e obter hidrocarbonetos de maior qualidade em uma pirólise termocatalítica. Dessa forma, esse trabalho, de forma inédita, tem como objetivo sintetizar o suporte MCM-41 e impregnar os metais zinco e molibdênio em 2% quando em óxidos metálicos simples e 1% de cada quando em óxidos metálicos mistos e estudar a decomposição térmica e cinética na ausência e na presença dos catalisadores da Cana Energia como estudo preliminar à pirólise desta biomassa. Os catalisadores foram caracterizados por difração de raio-x (DRX), espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), microscopia eletrônica de varredura (MEV/EDS) evidenciando que o suporte apresentou estrutura hexagonal de acordo com a literatura e os metais foram inseridos sem destruição da estrutura. Para um melhor proveito da biomassa, essa foi acetilada e analisada por técnicas de análise elementar (CHN), espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e análise térmica (TGA/DTG) em que foi constatado a modificação dos grupos –OH por grupos acetila. O estudo termogravimetrico e o estudo cinético foram realizados para a biomassa com e sem catalisador fazendo-se o uso dos modelos cinéticos Ozawa-Flynn-Wall (OFW) e Kissinger-Akahira-Sunose (KAS). Com base nos valores de R², foi notado que o modelo KAS apresentou-se mais adequado para o estudo do presente trabalho. A partir dos resultados de Ea, esses indicaram que o os catalisadores MCM-41, MoO3-MCM-41 e ZnO/MoO3-MCM-41 diminuíram a Ea do processo de decomposição térmica da biomassa, em valores de 159,69 kJ/mol; 142,33 kJ/mol e 99,15 kJ/mol, respectivamente.


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  • The growing demand for fuels that are alternative to fossil fuels, such as ethanol, has resulted in the exacerbated expansion of sugar cane causing invasions in food lands. In order to eliminate this problem and maintain the growing production of ethanol and other fuels, Cane Energy was developed, presenting high resistance to water stress, pests, drought and soils poor in nutrients, its production is three times greater than the production conventional cane. This biomass can be transformed into renewable hydrocarbons by going through a pyrolysis process and obtaining higher quality hydrocarbons in a thermocatalytic pyrolysis. Thus, this work, in an unprecedented way, aims to synthesize the MCM-41 support and impregnate the metals zinc and molybdenum in 2% when in simple metal oxides and 1% of each when in mixed metal oxides and to study the thermal decomposition and kinetics in the absence and presence of Cane Energy catalysts as a preliminary study to the pyrolysis of this biomass. The catalysts were characterized by X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy (SEM/EDS) showing that the support had a hexagonal structure according to the literature and the metals were inserted without destroying the structure. For a better advantage of the biomass, it was acetylated and analyzed by techniques of elementary analysis (CHN), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and thermal analysis (TGA/DTG) in which the modification of the groups –OH by acetyl groups. The thermogravimetric study and the kinetic study were carried out for biomass with and without catalyst using the kinetic models Ozawa-Flynn-Wall (OFW) and Kissinger-Akahira-Sunose (KAS). Based on the R² values, it was noted that the KAS model was more suitable for the study of the present work. From the results of Ea, these indicated that the catalysts MCM-41, MoO3/MCM-41 and ZnOMoO3/MCM-41 decreased the Ea of the biomass thermal decomposition process, in values of 159,69 kJ/mol; 142,33 kJ/mol e 99,15 kJ/mol, respectively.

Teses
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  • ROMERO GOMES DA SILVA ARAUJO
  • Uso da cinza da casca do arroz em tampões de cimento para abandono de poços petrolíferos

  • Orientador : JÚLIO CÉZAR DE OLIVEIRA FREITAS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • JÚLIO CÉZAR DE OLIVEIRA FREITAS
  • BRUNO LEONARDO DE SENA COSTA
  • PAULO HENRIQUE SILVA SANTOS MOREIRA
  • RODRIGO CÉSAR SANTIAGO
  • ULISSES TARGINO BEZERRA
  • Data: 28/02/2020

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  • Quando um poço de petróleo atinge o final da sua vida útil, seja por baixo retorno econômico ou por falha de integridade, há a necessidade de instalar uma série de tampões para isolar as formações que apresentem potencial de fluxo para a superfície ou para outras formações adjacentes e, assim, garantir a selagem e o abandono definitivo. O presente trabalho tem como objetivo o uso da Cinza da Casca do Arroz (CCA) como material alternativo para compor sistemas de pastas de cimento para aplicação em tampão de abandono de poços petrolíferos. Amostras contendo CCA e amostras de referência foram submetidas durante sete dias a 40oC, 80 oC e 300 oC, respectivamente, de acordo com faixas de temperatura estabelecidas pela UK Guidelines. O desempenho destes sistemas de pastas foi avaliado quanto a resistência à compressão (RC) e permeabilidade como uma avaliação inicial dos critérios de aprovação de materiais, a base de cimento Portland, para tampões. Ensaios de TGA e DRX foram realizados para auxiliar no entendimento dos fenômenos observados. O material alternativo CCA conferiu resultados superiores ou equivalentes na resistência à compressão em todas as condições testadas. Outro fator positivo é que, pelas suas características físicas, foi possível alcançar tal desempenho com maior adição de água e menor densidade que as pastas usualmente utilizadas. Os sistemas contendo CCA apresentaram baixos valores de permeabilidade em sua matriz hidratada, em alguns casos, sendo inferior às pastas de referência. Os sistemas alternativos mostraram-se promissores para compor um conjunto solidário de barreira (WB – well barrier) necessário para garantir o correto abandono e a integridade do poço, mesmo após o final da vida útil. Os sistemas também se mostraram versáteis, pois possuem alto desempenho tanto em baixas, como em altíssimas temperaturas, enquanto que sistemas convencionais precisam de composições específicas para cada situação.


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  • At the end of life cycle, whether due to low economic return or integrity failure, a series of plugs need to be installed to isolate formations that have sufficient pressure for flowing to the surface or for other adjacent formations and thus ensuring pluging and permanent abandonment. The present work has as objective the use of Rice Bark Ash (RHA) as an alternative material to compose cement paste systems for application in oil well abandonment buffer. Samples containing RHA and reference samples were subjected for seven days at 40 ° C, 80 ° C and 300 ° C, respectively, according to temperature ranges established by the UK Guidelines. The performance of these slurry systems was evaluated for compressive strength (RC) and permeability as an initial assessment of the Portland cement-based materials approval criteria for buffers. TGA and XRD tests were performed to assist in understanding the observed phenomena. The alternative material RHA gave superior or equivalent results in compressive strength under all conditions tested. Another positive factor is that, due to its physical characteristics, it was possible to achieve such performance with higher water addition and lower density than the commonly used pastes. The systems containing RHA presented low permeability values in their hydrated matrix, in some cases being inferior to the reference pastes. Alternative systems have shown promise for composing a well barrier (WB) assembly required to ensure proper abandonment and well integrity even after the end of service life. The system has also proved versatile as it has high performance at both low and very high temperatures, whereas conventional systems need specific compositions for each situation.

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  • FABÍOLA CORREIA DE CARVALHO
  • EFICIÊNCIA DA SÍLICA BIMODAL COMO ADSORVENTE DO DIÓXIDO DE CARBONO PARA O TRATAMENTO DO GÁS NATURAL

  • Orientador : ANTONIO SOUZA DE ARAUJO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • AMANDA DUARTE GONDIM
  • ANTONIO SOUZA DE ARAUJO
  • EDJANE FABIULA BURITI DA SILVA
  • MIRNA FERREIRA DE FARIAS
  • VALTER JOSE FERNANDES JUNIOR
  • Data: 09/06/2020

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  • A produção de Gás Natural (GN) no Brasil tem apresentado um aumento significativo nos últimos anos, principalmente com as operações das
    plataformas do pré-sal. As atividades de exploração e refino de  Petróleo e Gás Natural são responsáveis por 86% das estimativas de emissão de dióxido de carbono (CO2), representando um sério problema para as questões ambientais relacionadas a emissão de gases do efeito estufa e o aumento do aquecimento global, uma vez que o CO2 é o principal responsável por esses efeitos climáticos. Assim, novas tecnologias utilizando materiais que permitam capturar o CO2 tem se mostrado eficiente em relação aos processos convencionais. Neste trabalho, foi sintetizado um adsorvente híbrido de sílica meso-macroporoso para adsorção de CO2 do GN, sendo promissor para utilização em sistemas de tratamento de gás natural, pois apresentam propriedades texturais específicas para captura e armazenamento desse gás. O adsorvente foi obtido a partir de sílica, pelo método hidrotérmico, e caracterizado pelas técnicas de difração de raios-X, microscopia eletrônica de varredura e área superficial específica pelo método de BET. Os testes da capacidade de adsorção foram realizados para CO2, metano (CH4) e suas misturas, em uma microbalança de suspensão magnética, demonstrado que o adsorvente foi seletivo para o CO2 e obtendo uma boa capacidade de adsorção (9,10 mmol.g-1). Os valores experimentais obtidos foram comparados e ajustados aos modelos de Langmuir e Freundlich. Dessa forma, o adsorvente híbrido de sílica desenvolvido na pesquisa se mostrou excelente para adsorção de CO2 e não para o CH4, sendo um material promissor para o tratamento do GN.


  • Mostrar Abstract
  • Natural Gas (NG) production in Brazil has shown a significant increase in recent years, mainly with the operations of pre-salt platforms. Oil and Natural Gas exploration and refining activities account for 86% of estimates of carbon dioxide (CO2) emissions, posing a serious problem for environmental issues related to greenhouse gas emissions and rising global warming., since CO2 is primarily responsible for these climate effects. Thus, new technologies using CO2 capture materials have been shown to be efficient in relation to conventional processes. In this work, a hybrid meso-macroporous silica adsorbent for NG CO2 adsorption was synthesized, promising for use in natural gas treatment systems, as they have specific textural properties for the capture and storage of this gas. The adsorbent was obtained from silica by hydrothermal method and characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy and specific surface area by BET method. Adsorption capacity tests were performed for CO2, methane (CH4) and their mixtures, in a magnetic suspension microbalance, demonstrating that the adsorbent was selective for CO2 and obtaining a good adsorption capacity (9,10 mmol.g-1). The experimental values obtained were compared and adjusted to the Langmuir and Freundlich models. Thus, the hybrid silica adsorbent developed in the research proved to be excellent for CO2 adsorption and not for CH4, being a promising material for the treatment of NG.

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  • CLÁUDIO REGIS DOS SANTOS LUCAS
  • Desenvolvimento de Sistemas Microemulsionados Retardados para Aplicação na Estimulação Ácida em Reservatórios Carbonáticos

  • Orientador : TEREZA NEUMA DE CASTRO DANTAS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • MARCOS ALLYSON FELIPE RODRIGUES
  • MARIA CARLENISE PAIVA DE ALENCAR MOURA
  • PEDRO TUPÃ PANDAVA AUM
  • TEREZA NEUMA DE CASTRO DANTAS
  • TULIO YTERBIO FERNANDES VALE
  • VANESSA CRISTINA SANTANNA
  • Data: 16/06/2020

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  • A necessidade de tornar poços de petróleo cada vez mais eficientes, especialmente em ambientes de alto custo de produção, leva ao contínuo desenvolvimento de novas tecnologias. Em dezembro de 2019 cerca de 67% da produção de petróleo do Brasil era advinda de poços em rochas carbonáticas do Pré-Sal. A Acidificação da Matriz é uma técnica de estimulação extensamente empregada em carbonatos para aumentar sua produção, como resultado da formação de canais de alta condutividade ao redor do poço, wormholes. A anisotropia, heterogeneidade, velocidade da reação dos carbonatos em ácido e, até mesmo, a saturação de óleo levam a dificuldades no controle na sua formação, resultando em tratamentos com eficiência abaixo do planejado. Os sistemas microemulsionados são constituídos por estruturas auto-associativas termodinamicamente estáveis e apresentam baixa tensão superficial. Esses sistemas já foram objeto de estudos para retardar a reação ácido-rocha, porém com resultados poucos conclusivos. Esse trabalho visa desenvolver e testar, através técnicas conhecidas e novas técnicas, a utilização de sistemas microemulsionados do tipo óleo em água em carbonato padrão para aplicação na Acidificação da Matriz. Inicialmente, desenvolveu-se e caracterizou-se novos ? sistemas microemulsionados. Os sistemas utilizavam como tensoativo o ALKONAT-L100, cotensoativo o n-butanol, fase apolar o xileno e fase polar soluções aquosas de HCl 1,54 %m, 8,27 %m e 15 %m. Foram utilizadas rochas carbonáticas tipo padrão Siluriam, Winterset, Edwards White, Indiana, Desert Pink, além do nacional Pirabas. As rochas foram caracterizadas quanto a composição, porosidade, permeabilidade e reatividade. Foram, também, analisados os efeitos da concentração e dos tipos de sistemas de tratamento no comportamento do ângulo de contato. Através de métodos de planejamento experimental, verificou-se a influência da concentração de HCl, temperatura e tempo de reação na velocidade de reação em diferentes condições. Foram realizados ensaios para produção de curvas de Pore Volume to Breakthrough (PVBT) e posterior análise da morfologia dos padrões de dissolução por microtomografia de alta resolução (Micro-CT) e RMN. Os resultados mostraram que mesmo para altas concentrações de HCl foram formados sistemas microemulsionados próximos ao vértice da fase polar e termicamente resistentes, chegando a suportar mais que 100 OC. Verificou-se que a composição das rochas é determinante para a velocidade de reação entre os carbonatos e o HCl. Os sistemas de tratamento contendo tensoativos, em especial os microemulsionados, apresentaram uma grande redução do ângulo de contato em relação à água destilada e aos sistemas sem a presença deles. Através do planejamento experimental, observou-se que a velocidade de reação dos sistemas que não continham tensoativos eram basicamente governados pela concentração de HCl, seja na condição onde havia ou não a saturação em óleo mineral, ao passo que o fator tempo passou a ser também importante em sistemas contendo tensoativos. Os modelos produzidos foram preditivos e significativos para todos os cenários analisados, exceto na utilização da solução de HCl como fluido de tratamento. Os resultados de RMN e Micro-CT mostraram morfologias de wormholes efetivos quando utilizado sistemas microemulsionados. Dessa forma, foram obtidos sistemas microemulsionados eficientes no retardo na reação ácido-rocha para aplicação na estimulação ácida de matriz carbonática.


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  • The necessity to make oil wells increasingly efficient, especially in conditions with high production costs, leads to continuous technological development. In December 2019, about 67% of Brazil's oil production came from wells in pre-salt carbonate rocks reservoirs. Matrix Acidification is a stimulation technique widely used in carbonates to increase its production as a result of the formation of high conductivity channels around the well called wormholes. Anisotropy, heterogeneity and acid reaction speed in carbonates and even oil saturation lead to difficulties in controlling its formation resulting in low effectiveness treatments. Microemulsion systems consist of thermodynamically stable auto associative structures and low surface tension. These systems have already been subject of studies to retard acid-rock reaction speed, but with little conclusive results. This work aims to develop and test, through well-known techniques and brand-new techniques, the use of oil in water microemulsified systems in standard carbonate rock for application in the matrix acidification. Initially, microemulsified systems were developed and characterized. These systems used ALKONAT-L100 as a surfactant, n-butanol co-surfactant, xylene nonpolar phase and polar phase 1.54 w/w%, 8.27 w/w% and 15 w/w% aqueous solutions; Standard carbonate rocks Siluriam, Winterset, Edwards White, Indiana, Desert Pink, in addition to the Pirabas from a Brazilian outcrop. The core samples were characterized in terms of composition, porosity, permeability and reactivity. In addiction, the effects of concentration and the types of treatment systems on contact angle behaviour were analyzed. Experimental plans were conduced to verify the influence of HCl concentration, temperature and reaction time on the reaction speed carried out in different conditions. Pore Volume to Breakthrough (PVBT) curves were produced followed by subsequent dissolution patterns analyses by high resolution microtomography (Micro-CT) and NMR. The results showed that even at high HCl concentrations, microemulsion systems were formed close to the polar phase apex and they are thermally resistant, reaching over 100 OC. It was verified the rocks composition is decisive for reaction speed between carbonates and HCl. The treatment with surfactant content systems, especially the microemulsified ones, showed a great contact angle reduction related to distilled water and to systems without its presence. Through the experimental planning it was observed that the reaction speed of the systems surfactant free were basically governed by the HCl concentration whether in the condition where there was or not saturation in mineral oil, whereas the time factor became also important in surfactant content systems. The produced models were both predictive and significant for all scenarios analyzed, except for the scenarios where HCl solution was used as treatment fluid. The results of NMR and Micro-CT showed effective wormholing morphologies when using microemulsion systems. In this way, microemulsified systems were obtained and showed to be efficient in retard the acid-rock reaction for application in the acid matrix stimulation in carbonate rocks.

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  • FRANCISCO WILTON DE FREITAS SILVA
  • USANDO O SENSOR DE LINHA LATERAL DE PEIXE PARA MELHORAR A AQUISIÇÃO SÍSMICA.

  • Orientador : GILBERTO CORSO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • GILBERTO CORSO
  • JOAO MEDEIROS DE ARAUJO
  • LIACIR DOS SANTOS LUCENA
  • MARCOS VINICIUS CANDIDO HENRIQUES
  • PAULO CAVALCANTE DA SILVA FILHO
  • Data: 24/07/2020

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  • A bioengenharia estuda os princípios e projeto de sistemas biológicos, um campo que inspirou o desenvolvimento de várias tecnologias que fazem parte do nosso mundo. Neste trabalho, utilizamos conceitos do mecanismo de detecção da linha lateral do peixe para aplicá-las no processamento de imagens sísmicas. A linha lateral é um sistema sensorial composto por um conjunto integrado de sensores que medem ondas mecânicas ao longo do corpo do peixe. Nós produzimos um paralelo deste sistema de sensores com a exploração da geofísica em que é usual empregar uma matriz de sensores mecânicos idênticos igualmente espaçados para construir uma imagem da subsuperfície da terra. Em ambas as situações, são capturadas e processadas pelos sensores as vibrações mecânicas no ambiente para produzir assim informações úteis. Nós exploramos na geofísica de exploração a estratégia de usar um esquema de passa-baixo e passa-alto de sensores da linha lateral do peixe.
    Usamos o método de inversão de onda completa (FWI) para comparar o procedimento convencional de aquisição de sensores idênticos com conjuntos alternativos de sensores diferentes que imita a linha lateral do peixe. Nossos resultados mostram que os sensores alternativos organizados superam a aquisição convencional, utilizando apenas metade da informação de entrada. Os resultados indicam que a técnica de processamento de imagens é mais eficiente e econômica do que o dispendioso processamento sísmico.


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  • The bioengineering studies the principles of biological systems. It is a field that has inspired the development of several technologies that take part of our world. In this work we use concepts from the fish lateral line sensing mechanism and apply them to the processing of seismic images. The lateral line is a sensory system composed by an integrated set of mechanical sensors spanning along the fish body. We made a parallel with the geophysics exploration in which it is usual to employ an array of equally spaced identical mechanical sensors on theearth surface. In both situation the mechanical sensors capture and process mechanical vibrations from the environment to produce useful information. We explore the strategy that is called low-pass and high-pass sensors schema of fish lateral line in the geophysics exploration technique. We use the full wave inversion method to compare the conventional acquisition procedure of identical sensors with the alternative set of different sensors which mimics the fish lateral line. Our results show that the alternate sensors arrangement surpasses the conventional acquisition using just half of input information. The results pointed out that the image process technique is more efficient and economical than the costly usual seismic processing.

2019
Dissertações
1
  • DANIEL SOARES DA SILVA
  • ANÁLISE PARAMÉTRICA DA INJEÇÃO DE VAPOR E SOLVENTE COM POÇOS HORIZONTAIS EM ÓLEOS DE DIFERENTES VISCOSIDADES

  • Orientador : JENNYS LOURDES MENESES BARILLAS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ELTHON JOHN RODRIGUES DE MEDEIROS
  • JENNYS LOURDES MENESES BARILLAS
  • TARCILIO VIANA DUTRA JUNIOR
  • Data: 05/02/2019

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  • A grande existência de reservatórios contendo óleo pesado é uma realidade no Brasil e no mundo. Os reservatórios de óleos pesados apresentam dificuldades de produção, que estão associadas principalmente a alta viscosidade do óleo presente, fazendo com que se tenha uma baixa produtividade através de métodos de recuperações convencionais. A aplicação de métodos térmicos isolados, bem como em conjunto com métodos miscíveis, como a injeção de solvente, podem contribuir na produção já que o aumento da temperatura promove a redução da viscosidade e o solvente ajuda na miscibilidade, reduzindo a tensão interfacial entre óleo/solvente. O presente trabalho teve como objetivo aplicar o processo da injeção de vapor, inicialmente alternando-se com solvente, em um modelo de reservatório homogêneo com características principais dos reservatórios da região do Nordeste brasileiro, em três óleos com viscosidades diferentes. Foram analisados alguns parâmetros operacionais, como: vazão de injeção de vapor, vazão de injeção de solvente, distância vertical entre os poços horizontais e tempo de alternância entre o vapor e o solvente, após, foi analisado o mesmo caso fixando a maior vazão de vapor injetada e a maior de solvente de forma contínua, também foi analisada a possibilidade de se injetar solvente apenas no inicio da produção. As simulações numéricas foram realizadas através do simulador térmico STARS da CMG (Computer Modelling Group). Os resultados mostraram a importância da distância vertical entre os poços e da vazão de injeção de vapor, observou-se também que quanto maior a viscosidade do óleo, menor foi a influência da injeção alternada de solvente no tempo, mostrando que o solvente possui uma maior solubilidade com o óleo mais leve estudado


  • Mostrar Abstract
  • The high existence of reservoirs containing heavy oil is a reality in Brazil and in the world. Heavy oil reservoirs have production difficulties, which are mainly associated with the high viscosity of the present oil, causing low production through conventional recovery methods. The application of thermal methods alone as well as in conjunction with miscible methods such as solvent injection can contribute to the production since the increase in temperature promotes the viscosity reduction and solvent helps in the miscibility by reducing the interfacial tension between oil and solvent. This study had as objective to apply the steam injection process, initially alternating with solvent, in a homogeneous reservoir model with main characteristics of the reservoirs of the Brazilian Northeast region, in three oils with different viscosities. Some operational parameters were analyzed, such as: steam injection flow, solvent injection flow, vertical distance between the horizontal wells and time of alternation between steam and solvent, after, it was analyzed the same case, fixing the highest injected steam flow and the highest solvent injection flow in the continuous mode, the possibility of injecting solvent only at the start of production was also analyzed. Numerical simulations were performed using the STARS thermal simulator from CMG (Computer Modelling Group). The results showed the importance of the vertical distance between the wells and the steam injection flow, it was also observed that the higher the viscosity of the oil, the lower the influence of the alternating solvent injection in time, showing that the solvent has a higher solubility with the lighter oil that was studied.

2
  • ANDRÉ GALVÃO DE ARAÚJO
  • DESENVOLVIMENTO DE UM SUPERVISOR INTELIGENTE APLICADO AO PROCESSO DE INJEÇÃO DE ÁGUA EM RESERVATÓRIOS DE PETRÓLEO OFFSHORE 

  • Orientador : FABIO MENEGHETTI UGULINO DE ARAUJO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • FABIO MENEGHETTI UGULINO DE ARAUJO
  • ANDRE LAURINDO MAITELLI
  • OSCAR GABRIEL FILHO
  • Data: 15/02/2019

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  • No presente trabalho, realizou-se uma revisão bibliográfica acerca dos temas que envolvem tanto a engenharia de petróleo quanto a de automação. O processo de injeção de água como método de recuperação em reservatórios de petróleo foi o foco no que diz respeito à engenharia de petróleo e o controle inteligente baseado na lógica fuzzy no que se refere à automação. De acordo com os temas chaves abordados, foi possível expor como se dá o processo de injeção de água na plataforma de produção de petróleo da Petrobras P-62 e como é realizado o seu controle regulatório atual, levantando algumas situações problemáticas. Diante disto, este trabalho tem como objetivo a proposta de um controlador fuzzy que terá como saída um ganho dinâmico para o set point do controle PID de uma válvula, que regula a vazão de água a ser ofertada para o header de distribuição, linha que distribui água para todos os poços injetores. O planejamento é que a implementação seja realizada através do software já homologado pela Petrobras, chamado MPA (Módulos de Procedimentos Automatizados), e que sejam simulados diversos cenários para que seja observada a eficiência do controlador.


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  • In the present work, a bibliographic review was carried out on the topics that involve both petroleum engineering and automation. The process of water injection as a method of recovery in oil reservoirs was the focus about petroleum engineering and intelligent control based on fuzzy logic when it comes to automation. According to the key themes discussed, it was possible to explain how the water injection process takes place in the Petrobras P-62 oil production platform and how its current regulatory control is performed, raising some problematic situations. According to this, this work propose a fuzzy controller that will have as output a dynamic gain for the PID control set point of a valve, which regulates the water flow to be offered to the distribution header, that distributes water for all injector wells. The planning is build up the system with the software already homologated by Petrobras, called MPA (Automated Procedures Modules), and simulate several scenarios in order to observe the efficiency of the controller.

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  • VICTOR MOREIRA ARAÚJO
  • Avaliação de diferentes métodos para determinação de parâmetros reológicos em pastas de cimento para poços HPHT

  • Orientador : JÚLIO CÉZAR DE OLIVEIRA FREITAS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ALFREDO ISMAEL CURBELO GARNICA
  • BRUNO LEONARDO DE SENA COSTA
  • JÚLIO CÉZAR DE OLIVEIRA FREITAS
  • PAULO HENRIQUE SILVA SANTOS MOREIRA
  • Data: 18/02/2019

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  • A temperatura é um fator importante para a determinação das propriedades reológicas de uma pasta de cimento. O American Petroleum Institute (API) recomenda em sua norma RP 10B-2 que os parâmetros reológicos das pastas de cimento, em condições de Bottom Hole Circulation Temperature (BHCT) maior que 190 °F, sejam determinados em duas etapas: (i) condicionamento da pasta em condições BHCT usando um consistômetro pressurizado e (ii) resfriamento a 190 ° F e despressurização a condições atmosféricas para que um viscosímetro atmosférico possa ser utilizado. Nesse trabalho foram realizados testes de reologia de uma pasta de cimento HPHT (High Pressure High Temperature) em um viscosímetro pressurizado, que permite a realização de ensaios integralmente nas condições BHCT. Com isso, não houve necessidade de resfriamento, despressurização e transferência da pasta entre equipamentos. Os resultados foram comparados com o obtido com procedimento estabelecido na API RP 10B-2. Foram observadas diferenças significativas nos parâmetros reológicos medidos com cada um desses métodos. Ademais, foram realizadas simulações hidráulicas para avaliar o impacto dessas diferenças no deslocamento da pasta de cimento em uma operação de cimentação. A simulação revelou que a diferença nas propriedades reológicas obtidas com cada método tem influência no resultado da operação, considerando indicadores como a densidade equivalente de circulação (ECD) e eficiência de deslocamento da pasta.


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  • Temperature is an important factor for the determination of rheological properties of a cement slurry. The American Petroleum Institute (API) recommends in its RP 10B-2 standard that rheological parameters of cement slurries, at bottom hole circulation temperature (BHCT) greater than 190 °F, must be determined in two steps: (i) the slurry must be conditioned at BHCT conditions using a pressurized consistometer and (ii) cooled down to 190 °F and depressurized to atmospheric conditions so an atmospheric viscometer can be used. In this work, rheology tests of HPHT (High Pressure High Temperature) slurries were carried out on a pressurized viscometer, which allows the tests to be entirely executed at the BHCT conditions. This way, there was no need for cooling, depressurizing and transferring the slurry between equipments. The results were compared to what was obtained with the API RP 10B-2 procedures. Significantly different rheological parameters were observed between these two methods. In addition, hydraulic simulations were performed to evaluate the impact of those differences on cement slurry displacement in a cementing job. The simulation revealed that the difference between the rheological parameters obtained with each method influences the result of the operation, considering indicators such as the maximum equivalent circulation density (ECD) and slurry displacement efficiency.

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  • ELIARA DE MELO MEDEIROS
  • DETERMINAÇÃO DO VOLUME PRODUZIDO A PARTIR CARTA DINAMOMÉTRICA DE FUNDO EM POÇOS OPERANDO POR BOMBEIO MECÂNICO

  • Orientador : ANDRE LAURINDO MAITELLI
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANDRE LAURINDO MAITELLI
  • CARLA WILZA SOUZA DE PAULA MAITELLI
  • FABIO SOARES DE LIMA
  • MARCOS ALLYSON FELIPE RODRIGUES
  • Data: 25/02/2019

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  • Na indústria de petróleo, a automação e o controle de um poço estão ganhando destaque, visto que se aplica a diversos métodos da elevação artificial, principalmente ao Bombeio Mecânico (BM), método predominante em número de poços quando comparado a outros métodos. Diante desse contexto, para aperfeiçoar o acompanhamento de poços equipados pelo BM, que utilizam os testes de produção tradicional, e diminuir os custos com infraestrutura, recursos humanos e melhorar a acurácia para determinar a produção, desenvolveu-se uma técnica capaz de acompanhar individualmente a produção do poço. Nesse sentido, este trabalho apresenta um método de cálculo de volume bombeado a partir da área da carta dinamométricas de fundo (CDF). O método calcula a área, estabelecendo premissas como: vazamento, tubing ancorado ou não, e preenchimento da bomba. A validação desse método, como cálculo do volume produzido, foi feita pela comparação entre o volume bombeado por meio da técnica da área e o volume calculado por um Simulador de Bombeio Mecânico (SBM). A partir dos resultados, observou-se que a estratégia desenvolvida foi uma importante ferramenta quando se tratou do monitoramento e acompanhamento da produção do BM, visto que o método proporciona acompanhar o poço individualmente para possíveis intervenções, soluções de problemas, validação de resultados e detalhes da produção. Além disso, nota-se que os testes de produção convencional podem ser diminuídos ao se usar técnicas de cálculo de produção a partir das cartas dinamométricas de fundo, acompanhando a produção em tempo real, refletindo economicamente em uma redução dos custos com o teste de produção.


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  • In the oil industry, automation and control of a well are gaining prominence, since it is applied to several methods of artificial elevation, mainly to Sucker-rod pump (SPM), the predominant method in number of wells when compared to other methods. Given this context, in order to improve the monitoring of SPM-equipped wells using traditional production tests, and to reduce costs with infrastructure, human resources and improve the accuracy to determine production, a technique was developed that well production. In this sense, this work presents a method of calculating volume pumped from the area of the pump card. The method calculates the area, establishing premises such as: leakage, tubing anchored or not, and filling of the pump. The validation of this method, as a calculation of the volume produced, was made by comparing the volume pumped by the area technique and the volume calculated by a Sucker-rod pump Simulator. From the results, it was observed that the strategy developed was an important tool when it came to the monitoring and follow-up of SPM production, since the method provides to monitor the well individually for possible interventions, problem solving, validation of results and details of production. In addition, it can be noted that conventional production tests can be reduced by using production calculation techniques from the pump card, following production in real time, economically reflecting a reduction in costs with the production test

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  • HARLENE CRISTINA AMBRÓSIO GOMES SOARES
  • Gerenciamento da Abertura do Choke de Injeção de Gás no Método Gas-Lift Contínuo Usando Controladores Fuzzy

  • Orientador : ANDRE LAURINDO MAITELLI
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANDRE LAURINDO MAITELLI
  • CARLA WILZA SOUZA DE PAULA MAITELLI
  • FABIO SOARES DE LIMA
  • MARCOS ALLYSON FELIPE RODRIGUES
  • Data: 25/02/2019

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  • Quando poços surgentes não possuem mais energia suficiente para elevar os fluidos do reservatório para a superfície, são utilizados os métodos de elevação artificial. Um dos métodos é o Gas-Lift Contínuo, bastante utilizado principalmente em poços submarinos, devido a sua robustez, simplicidade e capacidade de operar a larga faixa de vazão. Esse método consiste na injeção contínua de gás em um determinado ponto da coluna de produção, fazendo com que a pressão de fluxo no fundo do poço diminua e a vazão de produção aumente. Com o intuito de manter o poço operando por Gas-Lift nas condições ótimas de operação, controladores eletrônicos têm sido utilizados para realizar ajustes em alguns parâmetros e assim otimizar a injeção de gás. Desse modo, desenvolveu-se um controlador fuzzy para gerenciar a abertura do choke de injeção de gás no método Gas-Lift Contínuo com o objetivo de aumentar a vazão de produção, tendo seu início de atuação após a operação de descarga do poço. Para validar o controle, integrou-o ao código do software TraceLift e testou-se a ferramenta com dados de campo. Assim, o controle se mostrou eficiente ao aumentar a vazão de produção e diminuir a quantidade de gás injetado.


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  • When flowing wells no longer have enough energy to elevate the reservoir fluids to the surface, the artificial lift methods are used. One of the methods is the Continuous Gas-Lift, widely used mainly in subsea wells, due to its robustness, simplicity and ability to operate the wide rates range. This method consists of continuous injection of gas at a certain point in the tubing, causing the flow pressure in the well bottom to decrease and the production rates increase. In order to maintain the well operating by Gas-Lift in optimum operating conditions, electronic controllers have been used to make adjustments in some parameters and optimize the gas injection. Thus, a fuzzy controller to manage the gas injection choke opening was developed in the Continuous Gas-Lift method in order to increase the production rates, having its star of operation after the discharge operation of the well. To validate the control, it integrated it into the TraceLift software code and tested the tool with field data. Thus, the control proved efficient by increasing the production flow and reducing the amount of gas injected.

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  • THAÍSA TRINDADE DE SOUZA
  • Estudo Térmico e Termocatalítico do Óleo de Licuri (Syagrus coronata) Utilizando SBA-15 para a Obtenção de Bioenergia

  • Orientador : DJALMA RIBEIRO DA SILVA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • AMANDA DUARTE GONDIM
  • ARUZZA MABEL DE MORAIS ARAUJO
  • DJALMA RIBEIRO DA SILVA
  • EDJANE FABIULA BURITI DA SILVA
  • Data: 15/03/2019

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  • Com uma demanda cada vez maior de combustíveis líquidos, é importante a pesquisa e o desenvolvimento de alternativas que sejam amigáveis ao meio ambiente. A indústria de aviação demanda um tipo de combustível que requer propriedades específicas, em que as alternativas, como o bioquerosene de aviação, devem ser compatíveis com os motores já existentes. O bioquerosene pode ser obtido de várias maneiras, entre elas a pirólise térmica e a pirólise termocatalítica. Portanto, o trabalho tem como objetivo realizar a pirólise catalítica a partir de óleo de Licuri na presença de um catalisador mesoporoso para obtenção de bioquerosene de aviação. Diante disto, foi estudado a síntese e a caracterização do AlSBA-15, bem como a impregnação do catalisador com Níquel (Ni) em porcentagens de 1%, 5% e 10% em massa. Os catalisadores foram caracterizado por análise térmica TG/DTG, difração de raio X (DRX), Espectroscopia de Absorção de Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), Adsorção de Nitrogênio (BET) e Microscopia eletrônica de varredura (MEV/EDS). Os catalisadores apresentaram reflexões de DRX condizentes com a estrutura hexagonal P6mm do AlSBA-15, demonstrando que a peneira molecular continuou estruturada mesmo com a impregnação dos metais. As pirólises térmica e termocatalítica do óleo de licuri foram avaliadas através de análise termogravimétrica. Foi realizado o estudo cinético utilizando o modelo de OFW e KAS, em que se observa uma diminuição da energia de ativação significativa com a presença do catalisador com níquel, entre 63 a 80 KJ/mol, em comparação com a amostra de óleo puro, em média 110 KJ/mol.


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  • With an increasing demand for liquid fuels, it is important to research and develop environmentally friendly alternatives. The aviation industry requires a type of fuel that requires specific properties, where alternatives, such as aviation biofuel, must be compatible with existing engines. Biofuel can be synthesized in a number of ways, including thermal pyrolysis and thermo-catalytic pyrolysis. Thus, this paper aims to obtain aviation biofuel from Licuri oil by catalytic pyrolysis in the presence of a mesoporous catalyst. Therefore, the synthesis and characterization of AlSBA-15, as well as impregnation of the catalyst with Nickel (Ni) in percentages of 1%, 5% and 10% by mass were studied. The catalysts were characterized by thermal analysis TG / DTG, X-ray diffraction (XRD), Fourier-Transform Infrared Absorption Spectroscopy (FTIR), Nitrogen Adsorption (BET) and Scanning Electron Microscopy (SEM / EDS). The catalysts showed XRD reflections consistent with the hexagonal P6mm structure of the AlSBA-15, demonstrating that the molecular sieve remained structured even with the impregnation of the metals. The thermal and thermo-catalytic pyrolysis of the licuri oil were evaluated by thermogravimetric analysis. The kinetic study was performed using the OFW and KAS model, in which a significant activation energy decrease in the presence of the catalyst with nickel, between 63 and 80 KJ / mol, was observed in comparison with the pure oil sample, in average 110 KJ / mol.

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  • KALINE SOUZA DOS SANTOS
  • SISTEMA INTELIGENTE PARA TOMADA DE DECISÃO EM UM CAMPO DE PETRÓLEO SUBMETIDO A INJEÇÃO DE ÁGUA

  • Orientador : ADRIAO DUARTE DORIA NETO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ADRIAO DUARTE DORIA NETO
  • DANIEL LOPES MARTINS
  • MARCOS ALLYSON FELIPE RODRIGUES
  • ROBERTO EVELIM PENHA BORGES
  • WILSON DA MATA
  • Data: 07/06/2019

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  • Para o desenvolvimento de um campo de petróleo a solução operacional é bastante complexa, devido às altas quantidades de variáveis envolvidas no processo, tais como: espaçamento entre poços, números de poços, sistema de injeção de fluidos para a recuperação suplementar, entre outros. Com isso, é importante um sistema inteligente que proporcione a avaliação de vários perfis de produção, para diferentes representações, de modo a estabelecer a alternativa ótima sob uma perspectiva econômica. Esse trabalho apresenta a implementação e a aplicação de um sistema inteligente de suporte à decisão buscando alternativas para o desenvolvimento de um campo de petróleo, submetido ao processo de injeção de água, utilizando aprendizagem por reforço com base no algoritmo Q-Learning. O problema modelado é caracterizado como uma máquina de estados em que cada linha de ação diz respeito a fechar ou reduzir a vazão de injeção de água inicial no poço injetor de um campo de petróleo com características similares aos encontrados no Nordeste Brasileiro. A implementação do algoritmo consiste encontrar, em conjunto com o simulador matemático STARS (Steam Thermal and Advanced Processes Reservoir Simulator) da CMG (Computer Modelling Group), a política de decisão ótima (ou quase-ótima), em tempo hábil, que forneça o maior Valor Presente Líquido (VPL) das configurações de produção a partir do custo de investimento inicial, do preço do óleo, da produção de petróleo e dos custos de operação pagos durante o tempo de produção, aumentando assim, a produção de óleo no reservatório, reduzindo o tempo de tomada de decisão e fornecendo a condição operacional mais acessível em termos econômicos. Com os resultados, verificou-se que em vários casos a aplicação da linha de ação possibilitou aumentos significativos no VPL e no Fator de Recuperação no fim do projeto. No caso com dimensão de malha de 300 m, o Fator de Recuperação aumentou de 45,68% para 50,29%, um aumento de quase 5 pontos percentuais no volume de óleo recuperado. Já para o caso de dimensão de malha de 100 m e layout de malha inicial Five Spot invertido Cruz, a melhor linha de ação foi reduzir a vazão de injeção de água inicial em 1/3 (66,66 m³/d), obtendo assim um aumento significativo no VPL. Diante isso, nota-se que as intervenções operacionais de alterar (fechar ou reduzir) a vazão de injeção de água inicial no poço, melhoram a rentabilidade, reduzindo os custos com a injeção de água, tratamento e descarte da água produzida e aumentando o tempo de viabilidade do projeto.


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  • For the development of an oil field the operational solution is quite complex, due to the high amounts of variables involved in the process, such as: well spacing, well numbers, fluid injection system for supplementary recovery, among others. Thus, it is important to have an intelligent system that provides the evaluation of several production profiles for different representations in order to establish the optimal alternative from an economic perspective. This work presents the implementation and the application of an intelligent decision support system searching for alternatives for the development of an oil field, submitted to the water injection process, using reinforcement learning based on the Q-Learning algorithm. The modeling problem is characterized as a state machine in which each line of action is concerned with closing or reducing the initial water injection flow in the injector well of an oil field with characteristics similar to those found in the Brazilian Northeast. The implementation of the algorithm is to find, in conjunction with the mathematical simulator STARS (Steam Thermal and Advanced Processes Reservoir Simulator) from CMG (Computer Modeling Group), the optimal (or near-optimal) decision policy that provides the higher Net Present Value (NPV) of the production configurations from the initial investment cost, oil price, oil production and operating costs paid during the production time, thus increasing oil production in the reservoir, reducing decision-making time and providing the most affordable operational condition in economic terms. With the results, it was verified that in several cases the application of the action line allowed significant increases in NPV and in the Recovery Factor at the end of the project. In the case with a mesh size of 300 m, the Recovery Factor increased from 45.68% to 50.29%, an increase of almost 5 percentage points in the recovered oil volume. In the case of mesh size of 100 m and initial mesh layout of Five Spot Inverted Cross, the best line of action was to reduce the initial water injection rate by 1/3 (66.66 m³/d), thus obtaining a significant increase in NPV. In view of this, it is noted that operational interventions to change (close or reduce) the initial water injection flow in the well improve profitability, reducing the costs of injecting water, treating and disposing of the produced water and increasing the time feasibility of the project.

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  • HENRIQUE BORGES DE MORAES JUVINIANO
  • DESENVOLVIMENTO DE FLUIDO DE LIMPEZA MICROEMULSIONADO PARA APLICAÇÃO EM POÇOS PERFURADOS COM FLUIDOS NÃO AQUOSOS

  • Orientador : DJALMA RIBEIRO DA SILVA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • DJALMA RIBEIRO DA SILVA
  • JÚLIO CÉZAR DE OLIVEIRA FREITAS
  • TEREZA NEUMA DE CASTRO DANTAS
  • FABÍOLA DIAS DA SILVA CURBELO
  • PAULO HENRIQUE SILVA SANTOS MOREIRA
  • Data: 19/06/2019

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  • A remoção do fluido de perfuração e limpeza do anular do poço antes da operação de cimentação é um ponto chave para uma boa cimentação e isolamento hidráulico entre o poço e as formações. Para isso colchões lavadores e espaçadores, de diferentes densidades, são injetados no poço. O uso de microemulsões surge como um alternativa para as combinações de solvente/surfactante, visto que esses sistemas são capazes de solubilizar grandes volumes de óleo, inverter a molhabilidade da superfície, além de reduzir o volume de surfactante utilizado. Deste modo, o presente trabalho teve como objetivo estudar a formulação de um colchão adensado microemulsionado para remoção de fluidos de perfuração base óleo. Para isto, foi desenvolvido um diagrama pseudo-ternário do sistema composto por UNTL 90, Querosene, Água (ADT) e n-Butanol, visando a obtenção de um sistema microemulsionado e a escolha de um ponto ótimo para aplicação. Após a escolha do ponto de microemulsão ótimo foram formulados colchões adensados com goma-xantana, anti-espumante, baritina e microemulsão em diferentes densidades. O fluido de perfuração e pasta de cimento utilizados seguiram as recomendações práticas. Análises de eficiência de remoção, inversão da molhabilidade e compatibilidade foram realizadas para as diferentes formulações em condições ambiente de temperatura e pressão. Ao final dos testes foi possível obter resultados de até 100% de eficiência de remoção em menos de 5 minutos, inversão da molhabilidade do fluido de perfuração com cerca de 26% do volume e compatibilidade. Os resultados obtidos corraboram com trabalhos encontrados na literatura, apresentando uma possível aplicação desses sistemas. Entretanto, testes em diferentes condições de temperatura e pressão devem ser realizados para avaliar a atuação desses colchões.


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  • The removal of oily drilling fluid and cleaning of the annular before the cementing operation is a key point for a good cementing and hydraulic isolation between the well and formations. For that, the industry inject washers and spacers of different densities into the well. The use of microemulsions emerges as an alternative to solvent/surfactant combinations, once that these systems are capable to solubilize large volumes of oil, change the wettability of the surface and reduce the amount of surfactant used. Thus, the present work aimed to study the formulation of a microemulsion spacer fluid for removing oil-based drilling fluids. For this, a pseudo-ternary diagram was formulated with a system composed by UNT L90, kerosene, tap water and n-Butanol in order to obtain a microemulsion system and optimum point for application. After the determination of the optimum point, the microemulsion spacers were formulated with xantana gum, defoamer, baryte and microemulsions. The drilling fluid and cement paste used in this work followed the practical recommendations. Analysis of removal efficiency, compatibility and wettability change were carried out for the different formulations at room conditions. At the end of the tests it was possible to obtain results of 100% removal efficiency in less than 5 minutes, wettability change of the drilling fluid with 26% of the volume and compatibility. The results obtained with corroborate with the literature, showing a possible application of these systems. However, tests under different conditions of temperature and pressure should be carried out to assess the performance of these spacer.

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  • ANNE BEATRIZ FIGUEIRA CÂMARA
  • Remoção de contaminantes da indústria do petróleo por adsorção com paligorsquita – uma avaliação cinética e termodinâmica

  • Orientador : DJALMA RIBEIRO DA SILVA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • DJALMA RIBEIRO DA SILVA
  • LUCIENE DA SILVA SANTOS
  • LUIZ CARLOS BERTOLINO
  • LUIZ HENRIQUE DA SILVA GASPAROTTO
  • TATIANA DE CAMPOS BICUDO
  • Data: 08/07/2019

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  • A Paligorsquita (Pal) é um argilomineral de baixo custo e foi investigado neste trabalho como um novo material adsorvente para estudar o processo de remoção de contaminantes da indústria do petróleo a partir do processo de adsorção. Este argilomineral foi caracterizado por fluorescência de raios X (FRX), espectroscopia fotoeletrônica de raios X (XPS), difração de raios X (DRX), espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), microscopia eletrônica de varredura (MEV), análises térmicas (TG/DTG/DSC), análise do potencial zeta () e isoterma de adsorção/dessorção de N2 pelos métodos de BET e BJH. As propriedades texturais da paligorsquita (área de superfície específica de 156 m2.g-1, volume total de poros de 0,36 cm3.g-1) e atividade química específica da superfície com vários metais, como Fe2+, Mg2+ e Al3+ de acordo com a análise de XRF, foram cruciais para a adsorção eficiente dos contaminantes. Este material foi utilizado em natural e com modificações para avaliar a capacidade de adsorção. Vários modelos cinéticos, como modelo de pseudo-primeira ordem, pseudo-segunda ordem, Elovich, difusão intrapartícula e difusão em filme de Boyd; de equilíbrio, tais quais as isotermas de Langmuir, Freundlich, Temkin e Dubinin-Radushkevish; e termodinâmicos (ΔH°, ΔGº e ΔS°) foram utilizados para avaliar os dados experimentais. Os resultados mostraram alta correlação com o modelo cinético de pseudo-segunda ordem para os adsorbatos (R2> 0,99), sugerindo um processo de quimissorção como etapa determinante. Dados de isoterma foram utilizados para avaliar os dados experimentais de equilíbrio. A partir desses dados, foi possível obter capacidade máxima de adsorção calculada a partir da isoterma de Langmuir (R2> 0,97), onde se pode observar que a Pal apresenta uma melhor capacidade na remoção de corantes (14,285 mg.g-1). O adsorvente Pal, na sua forma natural e modificada, apresentou bom potencial de adsorção, se destacando por ser um argilomineral abundante na natureza, ambientalmente seguro e com grande possibilidade de aplicações em processos de adsorção e catálise.


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  • Palygorskite (Pal) is a low-cost clay mineral material and was investigated in this study as a novel adsorbent to study the contaminants removal process from the petroleum industry by the adsorption process. This clay mineral was characterized by  X-ray fluorescence (XRF), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy (SEM), thermal analysis (TG/DTG/DSC), zeta potential () and N2 adsorption/desorption isotherm analyses by BET and BJH methods. Palygorskite textural properties (specific surface area 156 m2.g-1, total pore volume 0.36 cm3.g-1) and specific surface chemistry activity with several metals, as Fe2+, Mg2+ and Al3+ according to XRF analysis, were crucial to efficient contaminants adsorption. This material was used in raw and modified forms to evaluate the adsorption capacity. Several kinetic, as pseudo-first order, pseudo-second order, Elovich, intraparticle diffusion and Boyd diffusion; equilibrium as Langmuir, Freundlich, Temkin and Dubinin-Radushkevish isotherms; and thermodynamics (ΔH°, ΔGº e ΔS°)  models were used to assess the experimental data. The results showed high correlation to the pseudo-second order kinetic model for the adsorbates (R2 > 0.99), suggesting a chemisorption process as the determining step. Isotherm data were used to evaluate the equilibrium experimental data, which permits to obtain maximum adsorption capacity calculated from the Langmuir isotherm (R2 > 0.97), where it can be observed that Pal presents an improved in the dye removal capacity (14.285 mg.g-1). The Pal adsorbent showed good adsorption potential, standing out for being an abundant clay mineral in nature, environmentally safe, and with high possibility of its applications in adsorption and catalysis processes.

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  • GREGORY VINICIUS BEZERRA DE OLIVEIRA
  • Tratamento de água produzida com microemulsão: avaliação da qualidade e aplicação na germinação de sementes de girassol

  • Orientador : TEREZA NEUMA DE CASTRO DANTAS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • KATHERINE CARRILHO DE OLIVEIRA DEUS
  • TEREZA NEUMA DE CASTRO DANTAS
  • YASMINE ISIS FERNANDES DO NASCIMENTO
  • Data: 26/07/2019

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  • A água produzida (AP) é o principal efluente gerado no processo de extração de petróleo e se caracteriza por possuir uma grande quantidade de contaminantes, sendo necessária a aplicação de processos de tratamento para diminuir a quantidade destes poluentes. O reuso da água produzida tratada é importante no combate a escassez dos recursos hídricos, principalmente no setor agrícola, o principal consumidor de água do mundo. Com isto, o presente trabalho teve como objetivo avaliar a eficiência de remoção dos metais Ba+, Ca2+, Cr3+, Fe3+, Li+, K+, Mg2+, Mn2+, Na+, Sr2+, da AP utilizando um sistema microemulsionado e os efeitos da água produzida tratada (APT) na germinação de sementes de girassol. Foram utilizados dois sistemas para a realização deste estudo, contendo em suas composições: Tween 20 como tensoativo (T), Acetato de Etila como fase orgânica (FO), Água Produzida (AP) e Água de Abastecimento (AB) como fase aquosa (FA). Para o sistema utilizando AP foram escolhidos sete pontos dentro da região de Winsor II, sendo a fase aquosa em excesso coletada para análise. O ponto ótimo de remoção foi o P3 (25% T, 20% FO, 55% FA), onde a remoção foi superior a 50% para a maioria dos metais. Para o sistema contendo AB como FA, três pontos foram escolhidos dentro da região de Winsor II, onde as microemulsões destes foram coletadas e misturadas com a AP em razões volumétricas de aplicação 1, 2 e 3 de AP/Microemulsão. A remoção de maior eficiência foi encontrada quando se utilizou a microemulsão do ponto C (20% T, 50% FO, 30% FA) com a razão de aplicação 2, onde a remoção foi superior a 60% para a maioria dos metais, este foi o ponto escolhido para avaliação da germinação do girassol. Para a maioria dos metais, as concentrações encontradas na APT se enquadraram dentro dos parâmetros ideais para o uso na irrigação. Na aplicação para germinação do girassol a APT e suas diluições obtiveram resultados satisfatórios para todos os parâmetros de germinação estudados, apresentando desempenho semelhante à AB. Foi possível constatar que o sistema microemulsionado utilizado mostrou-se eficiente, sendo uma alternativa para a reutilização da água produzida tratada.


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  • Produced water (PW) is the main effluent formed due to extraction of petroleum and is characterized by a large amount of contaminants, requiring the application of treatment processes to reduce the amount of these pollutants. Reuse of treated water is important in combating the scarcity of water resources, especially in the agricultural sector, the main water consumer in the world. With this, the current work aimed to evaluate the removal of metals Ba+, Ca2+, Cr3+, Fe3+, Li+, K+, Mg2+, Mn2+, Na+, Sr2+ from the PW  using a microemulsion system consisting of biodegradable componentes and to evaluate the effects of treated produced water (TPW) on the sunflower seeds germination. Two sytems were used for the study, containg in its compositions Tween 20 as surfactant (S), Ethyl Acetate as organic phase (PO), Produced Water (PW) and Water Supply (WS) as aqueous phase (PA). For the system using PW, seven points were chosen within the Winsor II region, in which case the excess aqueous phase was collected for analysis. The optimum removal point was P3 (25% S, 20% PO, 55% PA), obtaining a removal of more than 50% for most metals. For the system where WS is the PA, three points were chosen within the region of Winsor II where the microemulsion of these were collected and mixed with the PW in volumetric ratios of application 1, 2 and 3 of PW/Microemulsion. The removal of greater was found when using the microemulsion of point C (20% S, 50% PO, 30% PA) with the application ratio of 2 (PW/Microemulsion), obtaining a removal of more than 60% for most metals. The greatest removal of metals was found when the microemulsion of the C point (20% S, 50% PO, 30% PA) was used with the application ratio 2, obtaining a removal of more than 60% for most metals, this was the selected point for for evaluation in germination of sunflower. For most of the metals, concentrations found on TPW fits within the ideal parameters for use in irrigation. In the application for sunflower germination the TPW and its dilutions had satisfactory results for all germination parameters studied, presenting performance similar to supply water. It was possible to verify that the microemulsion system used was efficient, with irrigation being an alternative for the reuse of the treated produced water.

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  • IZAIAS CAMPOS DA PAIXÃO
  •  REMEDIAÇÃO ELETROCINÉTICA INTEGRADA A FENTON PARA O TRATAMENTO DE SOLO CONTAMINADO COM PETRÓLEO: ESTUDO EM SOLOS DE BAIXA PERMEABILIDADE

  • Orientador : ELISAMA VIEIRA DOS SANTOS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ALINE MARIA SALES SOLANO
  • CARLOS ALBERTO MARTINEZ HUITLE
  • DJALMA RIBEIRO DA SILVA
  • ELISAMA VIEIRA DOS SANTOS
  • MARCO ANTONIO QUIROZ ALFARO
  • Data: 19/08/2019

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  • Nos últimos anos tem surgido vem sendo motivo de preocupação da contaminação de solos associadas a hidrocarbonetos. Neste caso, a contaminação é frequentemente associada a combustível, óleos, combustível de aviação, etc., consequentemente, o impacto no ambiente é devido às suas características hidrofóbicas. O petróleo pode ser representado como hidrocarboneto total de petróleo (HTP). Os HTPs são uma ampla família de compostos orgânicos, por esta razão, é representada como a função do número de carbono equivalente. Estes compostos são por vezes referidos como gasolina e diesel que correspondem aos grupos (C6 a C10-12) e gasóleo (C8-12 para C24-26), respectivamente. Atualmente, a remediação eletrocinética (ER) é uma técnica que tem sido utilizada no tratamento de solos contaminados com compostos orgânicos e inorgânicos, pelos quais os contaminantes podem ser movidos para pontos de extração controlados. Neste contexto, este trabalho tem como objetivo investigar o acoplamento do processo ER-Fenton para eliminar os hidrocarbonetos em solos de baixa permeabilidade. Experimentos ER-Fenton em escala de bancada foram conduzidos utilizando um caulim. Os experimentos de ER-Fenton foram empregados eletrodos de ferro, investigando diferentes eletrólitos, aplicando um potencial de 1 V/cm durante 15 dias. Os resultados comprovaram que o acoplamento da ER com Fenton permitiu uma maior remoção dos compostos orgânicos devido a oxidação dos hidrocarbonetos.  

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  • TPH is a broad family of organic compounds, for this reason, is represented as the function of equivalent carbon number. These are sometimes referred to as gasoline and diesel range organics due to the boiling point ranges of the hydrocarbon in each roughly correspond to those of gasoline (C6 to C10-12) and diesel fuel (C8-12 to C24-26), respectively. Nowadays, electrokinetic remediation (ER) is a technique has been used in the treatment of polluted soil by which contaminants can be moved to controlled extractions points. In this context, Electrokinetic Remediation-Fenton (ER-Fenton) technology have been developed for soil remediation. In this context, this work aims to investigate, for the first time, the coupling of ER-Fenton process to eliminate total petroleum hydrocarbon (TPH), from kaolin soil. Bench-scale ER-Fenton experiments were conducted using a kaolin, a low permeability clayey soil, spiked with petroleum. In ER-Fenton experiments, 0–10% H2O2 solution was delivered from the anode and citric acid solution from the cathode. An electric potential of 1 V / cm was applied in all tests to induce electroosmotic flow for 14 days. The information about the experiments is described in Table 1. Maximum TPH oxidation was observed by ExpH2O2+citric acid/citric acid, this result reveal that an optimized in situ combined technology of EK

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  • EVERTON DE LIMA DE ANDRADE
  • ANÁLISE DA COINJEÇÃO CÍCLICA DE VAPOR E SOLVENTE EM RESERVATÓRIO DO NORDESTE BRASILEIRO

  • Orientador : TARCILIO VIANA DUTRA JUNIOR
  • MEMBROS DA BANCA :
  • EDNEY RAFAEL VIANA PINHEIRO GALVAO
  • EDSON DE ANDRADE ARAÚJO
  • JENNYS LOURDES MENESES BARILLAS
  • TARCILIO VIANA DUTRA JUNIOR
  • Data: 02/10/2019

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  • Um dos principais desafios da indústria petrolífera atualmente é melhorar a recuperação em campos terrestres. Das reservas em terra de hidrocarbonetos, uma porção significativa é composta por óleos pesados e extrapesados. Os métodos térmicos e os miscíveis auxiliam no aumento de produção de hidrocarbonetos pela redução da viscosidade, das forças capilares e da tensão interfacial. Eles podem ser combinados por meio da coinjeção de vapor e solvente. Uma das soluções mais versáteis para a recuperação de óleo pesado é a coinjeção cíclica de vapor e solvente, pois proporciona produção de volumes consideráveis e retorno do valor investido em um curto intervalo de tempo. O potencial de aumento no fator de recuperação pode ser maior que 5% e a redução de gases do efeito estufa de aproximadamente 25%. Por isto, este trabalho tem como objetivo avaliar tecnicamente e economicamente o processo de injeção cíclica de vapor e solvente em um reservatório de óleo pesado com características do nordeste brasileiro. As simulações foram realizadas em um programa comercial de modelagem de reservatórios de petróleo. Para esta análise, foram realizados um planejamento experimental completo 2x34 e outro planejamento 35, variando fatores tais como: tipo de solvente, porcentagem molar do solvente, temperatura de injeção, vazão de injeção de fluido, compressibilidade da rocha, tempo de injeção, tempo de soaking e duração dos ciclos. Foi realizado um estudo do comportamento da temperatura ao longo do poço (nos blocos) e das perdas de energia. Foi analisado o volume acumulado de óleo produzido. Os resultados obtidos mostraram que as variáveis analisadas que tiveram maior influência na produção acumulada de óleo foram a compressibilidade da formação, vazão de injeção, porcentagem de solvente, intervalo dos ciclos e duração da fase de injeção, sendo a compressibilidade a variável que mais influenciou. E dentre os três solventes utilizados (pentano, heptano e diesel), o heptano apresentou desempenho superior e os outros dois apresentaram desempenhos semelhantes. A temperatura ao longo do poço sofreu mais influência da vazão de injeção, maiores vazões proporcionaram maiores perdas de calor. A temperatura ao longo do poço foi diferente, sendo a parte superior mais aquecida e ocorreram mudanças quando analisados períodos equivalentes de ciclos diferentes. A análise econômica mostrou que maiores quantidades de vapor e solvente tornam o projeto inviável economicamente.


  • Mostrar Abstract
  •  One of the main challenges facing the oil industry today is improving land field recovery. Of the hydrocarbon land reserves, a significant portion is made up of heavy and extra-heavy oils. Thermal and miscible methods help to increase hydrocarbon production by reducing viscosity, capillary forces and interfacial tension. They can be combined by steam and solvent stimulation. One of the most versatile solutions for heavy oil recovery is cyclic steam and solvent stimulation, as it delivers sizable volumes and returns on a short time. Therefore, this work aims to technically and economically evaluate the cyclic steam and solvent coinjection process in a heavy oil reservoir with characteristics of Brazilian northeastern. The simulations were performed in a commercial oil reservoir modeling program. For this analysis, a complete 2x34 experimental design and a 35 design were performed, varying factors such as: solvent type, molar solvent percentage, injection temperature, fluid injection flow rate, rock compressibility, injection time, soaking time and duration of cycles. A study of the behavior of the temperature along the well (in the blocks) and the energy losses was performed. The accumulated volume of oil produced was analyzed. The results show that the analyzed variables that had the greatest influence on the accumulated oil production were formation compressibility, injection flow rate, solvent percentage, cycle interval and injection phase duration. The compressibility was the variable that influenced the most. And among the three solvents used (pentane, heptane and diesel), heptane presented superior performance and the other two presented similar performances. The temperature along the well was more influenced by the injection flow rate. The temperature along the well was more influenced by the injection flow, higher flow rates provided greater heat losses. The temperature along the well was different, with the upper part warmer and changes occurred when analyzing equivalent periods of different cycles. Economic analysis has shown that higher amounts of steam and solvent make the project economically unviable.

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  • RAFAELLY LIRA CAVALCANTI LIMA
  • Reúso da água produzida na fabricação de fluidos de perfuração base emulsão inversa e sua influência nas propriedades do fluido

  • Orientador : TEREZA NEUMA DE CASTRO DANTAS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • AFONSO AVELINO DANTAS NETO
  • PEDRO TUPÃ PANDAVA AUM
  • TEREZA NEUMA DE CASTRO DANTAS
  • VANESSA CRISTINA SANTANNA
  • Data: 04/11/2019

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  • A produção de petróleo tem um papel fundamental para a economia na garantia do desenvolvimento da sociedade. Entretanto, durante todas as suas etapas, dentre elas a perfuração, existem impactos ambientais que precisam ser remediados. Um dos problemas ambientais são os resíduos tóxicos que não podem ser despejados arbitrariamente no meio ambiente. Severos prejuízos podem ser causados se o tratamento não adequado for aplicado ao resíduo. Na indústria petrolífera o fluido de perfuração é importante para o desenvolvimento da perfuração. Porém, os elevados volumes de fluidos após essa etapa se tornam resíduos, assim como a água produzida é um resíduo de elevado volume, na exploração e na produção, respectivamente. Diminuir o passivo ambiental gerado na fabricação dos fluidos de perfuração, com a reutilização de água produzida na fabricação dos fluidos base olefina sintética, mostra que a indústria de petróleo pode se reinventar e trabalhar para absorver seus próprios resíduos. Com isso, evita o consumo de água limpa nas novas formulações e reduz o volume residual final. Foram formulados e testados nesse trabalho, fluidos a base de olefina, contendo entre 20-40% de água produzida sem tratamento. Inúmeros testes foram realizados tanto com a água produzida (AP) como com os fluidos de perfuração. Semelhantemente a inibição exigida na fase aquosa para esses fluidos, exigiu-se um elevado potencial de inibição do resíduo (AP), verificado através de testes realizados com argila para que a água produzida obtivesse inibição compatível com as fases aquosas já aplicadas para fluidos com olefina como fase externa. A (AP) simulou um resíduo com óleo emulsionado, ou seja, apresentando um elevado grau de dificuldade em relação ao seu tratamento, água produzida real também foi aplicada. Foram realizadas comparações entre os fluidos já usados atualmente e os preparados com as diferentes águas produzidas. Através do planejamento experimental fatorial 33 pôde-se verificar a influência do resíduo, emulsificante e viscosificante na estabilidade elétrica e nas das emulsões fabricadas. Utilizou-se, além do viscosímetro um reômetro afim de se obter resultados de maior confiabilidade. Foram realizados testes de corrosão nas águas produzidas, e nos fluidos formulados, e comparado seu potencial de corrosão em relação ao fluido base olefina atualmente utilizado. Os testes demonstraram que embora corrosiva a água produzida, não afeta o potencial de corrosão dos fluidos de perfuração, pois o resíduo encontra-se emulsionado não sendo a fase molhável ou externa do fluido. Sabendo que o fluido de perfuração deve atender as necessidades da operação de perfuração, desenvolvendo suas funções de forma satisfatória, verificou-se o efeito desse resíduo nos parâmetros reológicos e consequentemente nos parâmetros de limpeza de poço. Um software comercial foi aplicado para simular a eficiência de limpeza para um poço com características offshore, em relação a sua geometria. De acordo com a simulação do direcional, a última fase correspondente ao poço aberto tem início já no trecho horizontal de 90°. Os fluidos a base de olefina contendo a água produzida como fase aquosa revelaram corrosão semelhante e desempenho equivalente aos atualmente aplicados. Para todas as vazões estudadas, a simulação apresentou limpeza satisfatória para os seguintes critérios: altura relativa dos cascalhos abaixo de 15% e concentração de sólidos abaixo de 6%. Considerando o poço limpo e padrão de limpeza heterogênea, tornando-se uma alternativa promissora na área de fluidos.


  • Mostrar Abstract
  • Oil production plays a key role in the economy, ensuring the society development. However, during all its stages, including drilling, there are environmental impacts that need to be remedied. An old environmental problem is associated to the toxic waste that cannot be arbitrarily dumped into the environment. Severe damage can be caused if inappropriate treatment is applied to the residue. In the oil industry the drilling fluid is important for the development of the drilling operation. However, the high volumes of fluids after this stage become residues, as well as the produced water is a high volume residue. The seek to reduce the environmental liabilities generated in the production of drilling fluids, with the reuse of produced water in the manufacture of synthetic olefin base fluids, shows that the oil industry can reinvent itself and work to absorb its own waste. Thus, avoiding the consumption of clean water in the new formulations and reduces the final residual volume. In this work, olefin-based drilling fluids containing 20-40% of produced water without treatment were formulated and tested. Numerous tests have been carried out with both the water produced and the drilling fluids. The potential for inhibition of the residue and inhibition compatible with the aqueous phases already used for olefin-based fluids were evaluated, the produced water simulated a residue with a high degree of difficulty in relation to its treatment, containing emulsified oil, in addition real produced water (AP) was also tested. Comparisons were made between the fluids currently used and those prepared with the different water produced. Through the experimental design 33 it was possible to verify the influence of the produced water, the viscosifier and the emulsifier in the rheological properties and the electrical stability of the fluid emulsions. In addition to the viscosimeter, a rheometer was used in order to obtain higher reliability results. Corrosion tests were carried out in the produced water, and in the formulated fluids, being compared its corrosion potential in relation to the currently used olefin base fluid. The tests showed that the produced water, although corrosive, does not affect the corrosion potential of the drilling fluids, since this as it is emulsified is not the outer wetting phase of the fluid. Knowing that the drilling fluid must meet the needs of the drilling operation, developing its functions satisfactorily, it was verified the behavior of the rheological parameters and whether the residues could affect the performance of the fluid in relation to the well cleaning. Simulations were performed in commercial software for a typical offshore well geometry. According to the directional simulation, the last phase corresponding to the open pit starts already in the horizontal section of 90 °. The manufactured fluids presented a performance equivalent to those already used and similar corrosion. For all the flows studied, the simulation presented satisfactory cleaning for the following criteria: solids concentration less than 6% and relative height less than 15%. Considering the clean well and heterogeneous cleaning pattern, making it a promising alternative in the area of fluids.

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  • BERNARDO FONSECA ANDRADE DE LIMA
  • Controle e Identificação do Sistema de Bombeamento de uma Planta Didática

  • Orientador : ANDRE LAURINDO MAITELLI
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANDRES ORTIZ SALAZAR
  • ANDRÉ FELIPE OLIVEIRA DE AZEVEDO DANTAS
  • ANDRE LAURINDO MAITELLI
  • Data: 14/11/2019

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  • Sistemas de bombeamento são largamente aplicados na indústria, em que cada processo
    apresenta características específicas, necessitando de sistemas de bombeamento que
    supram estas especificidades. Diante dessa larga aplicação e diversidade, o desenvolvimento
    de modelos e controladores para estes sistemas apresentam metodologias variadas.
    Com o intuito de estudar um caso específico de um sistema de bombeamento, foi desenvolvido
    neste trabalho a modelagem e controle do sistema bomba-vazão da malha
    B da planta AUTHOMATHIKA PDH1002. Esta planta, corresponde a uma planta didática,
    utilizada para fins acadêmicos e está presente no Laboratório de Automação em
    Petróleo (LAUT) da UFRN. Para o desenvolvimento do modelo, é necessário observar
    o comportamento deste sistema, observando suas limitações e não-linearidades. Assim,
    foi observado que o sistema a ser identificado apresenta não-linearidades, inviabilizando
    a representação deste por meio de uma única função de transferência. Assim, o sistema
    foi subdivido em pontos de operação, de forma que os modelos operem dentro de uma
    faixa aproximadamente linear, próximo a um ponto de operação especifico. A partir destes
    modelos, foram desenvolvidos os controladores que operam dentro destas regiões de
    operação. Por fim, utilizou-se do método de takagi-sugeno para garantir a integração entre
    os controladores, de forma que estes possam operar em conjunto sem que haja uma
    transição brusca entre eles. A obtenção deste controle é essencial para o desenvolvimento
    de outros projetos que podem ser realizados na planta, incluindo um projetos envolvendo
    a identificação e controle da planta.


  • Mostrar Abstract
  • Pumping systems are widely applied in industry, where each process has specific characteristics,
    requiring pumping systems that meet these specifications. Given this wide
    application and diversity, the development of models and controllers for these systems
    have varied methodologies. In order to study a specific case of a pumping system, we
    developed in this work the modeling and control of the B-mesh pump-flow system of the
    AUTHOMATHIKA PDH1002 plant. This plant corresponds to a didactic plant, used for
    academic purposes and is present in the Laboratory of Petroleum Automation (LAUT)
    of UFRN. For the development of the model, it is necessary to observe the behavior of
    this system, observing its limitations and nonlinearities. Thus, it was observed that the
    system to be identified has nonlinearities, making its representation impossible through a
    single transfer function. Thus, the system was subdivided into operating points, so that
    the models operate within an approximately linear range, close to an specific operating
    point. From these models, controllers that operate within these operating regions were
    developed. Finally, the takagi-sugeno method was used to ensure the integration between
    the controllers, so that they can operate together without a sudden transition between
    them. Obtaining this control is essential for the development of other projects that may
    be undertaken at the plant, including one involving plant identification and control.

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  • VICTOR MACHADO MATHIAS
  • Análise da Injeção Alternada De Gás e Polímeros Em Um Reservatório Com Características do Pré-sal

  • Orientador : JENNYS LOURDES MENESES BARILLAS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • EDSON DE ANDRADE ARAÚJO
  • JENNYS LOURDES MENESES BARILLAS
  • TARCILIO VIANA DUTRA JUNIOR
  • Data: 18/12/2019

  • Mostrar Resumo
  • Apesar de estar ocorrendo uma fase de transição energética no mundo, com o alto crescimento no interesse e no consumo de energias renováveis, o petróleo ainda continua sendo a principal matriz energética mundial. No Brasil, o petróleo corresponde a quase metade da oferta energética disponível o que deixa claro a importância da indústria petrolífera no país. A produção nacional de óleo e gás teve um incremento relevante nos últimos 21 anos e isso aconteceu principalmente pela produção do Pré-sal brasileiro. Devido ao grande potencial de produção do Pré-sal o Brasil é hoje um dos protagonistas na produção de óleo e gás no meio offshore. Uma característica pertinente do óleo produzido nessa província é a alta concentração de gás carbônico (CO2)na sua composição e isso motivou a injeção desse gás nos reservatórios de alguns campos, como o de Lapa. Nesse campo o método de injeção alternada de água e gás (WAG) já é utilizado com o intuito de evitar a emissão do CO2 para a atmosfera como também para facilitar a chegada do óleo nos poços produtores. Um método alternativo à injeção WAG e inovador que vem sendo estudado é a injeção alternada de gás e polímeros (PAG). Nesse contexto este trabalho teve como objetivo a aplicação da injeção PAG em um reservatório com características do Pré-sal através da simulação numérica, como também a comparação dos resultados entre as injeções PAG e WAG. Para simular os métodos em questão foi utilizado o simulador GEM da CMG (Computer Modelling Group). A obtenção dos parâmetros a serem utilizados na injeção PAG veio através da análise dos resultados da injeção contínua de CO2 e injeção contínua de polímeros separadamente. Em seguida as injeções PAG e WAG também foram simuladas tendo seus resultados comparados. Através da observação dos resultados obtidos, a injeção PAG mostrou-se tecnicamente melhor em relação à injeção WAG, aumentando a produção acumulada de óleo em 8,54% para um intervalo de injeção de 10 anos, em 11,10% para um intervalo de injeção de 4 anos e em 10,18% para um intervalo de injeção de 2 anos.


  • Mostrar Abstract
  • Although a phase of energy transition is taking place in the world, with high growth in interest and consumption of renewable energies, oil is still the world's leading energy matrix. In Brazil, oil accounts for almost half of the available energy supply, which makes clear the importance of the oil industry in the country. National oil and gas production has had a significant increase in the last 21 years and this was mainly due to the production of Brazilian Pre-salt. Due to the great potential of pre-salt production, Brazil is today one of the protagonists in the production of oil and gas in the offshore environment. A relevant characteristic of the oil produced in this province is the high concentration of carbon dioxide (CO2) in its composition and this motivated the injection of this gas in reservoirs of some fields, such as Lapa. In this field the method of water alternating gas injection (WAG) is already used in order to prevent the emission of CO2 into the atmosphere as well as to facilitate the arrival of oil in producing wells. An alternative and innovative method to WAG injection that has been studied is polymer alternating gas injection (PAG). In this context, this work aimed to apply the PAG injection in a reservoir with pre-salt characteristics through numerical simulation, as well as the comparison of the results between the PAG and WAG injections. To simulate the methods in question, the GEM simulator from CMG (Computer Modeling Group) was used. The parameters to be used for PAG injection were obtained by analyzing the results of continuous CO2 flooding and continuous polymer flooding separately. Then the injections PAG and WAG were also simulated and their results compared. By observing the results obtained, the PAG injection was technically better than the WAG injection, increasing accumulated oil production by 8.54% over a 10-year injection interval, by 11.10% over a 4-year injection interval and 10.18% for a 2-year injection interval.

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  • ALYXANDRA CARLA DE MEDEIROS BATISTA
  • Conversão Térmica e Termocatalítica da biomassa de microalgas utilizando HBeta

  • Orientador : AMANDA DUARTE GONDIM
  • MEMBROS DA BANCA :
  • AMANDA DUARTE GONDIM
  • ARUZZA MABEL DE MORAIS ARAUJO
  • GRACO AURELIO CAMARA DE MELO VIANA
  • NATALY ALBUQUERQUE DOS SANTOS
  • REGINEIDE DE OLIVEIRA LIMA
  • Data: 19/12/2019

  • Mostrar Resumo
  • O uso contínuo de combustíveis derivados de petróleo é vastamente reconhecido como insustentável. Além disso, as preocupações associadas, não só ao aumento do consumo e a dependência dos derivados do petróleo, mas também, principalmente, aos problemas ambientais faz com que seja necessária a procura por novas fontes de energia mais limpas e sustentáveis. Devido a isto, a produção de combustíveis limpos, renováveis e neutros em carbono são necessários para a sustentabilidade ambiental. Desse modo, o presente trabalho tem como objetivo estudar a aplicação da conversão térmica e termocatalítica da biomassa de microalgas Desmodesmus sp utilizando como catalisador a zeólita HBeta 38. O catalisador foi caracterizado por Parte superior do formuláriodiversas técnicas de caracterização, as quais foram: Análise Termogravimétrica (TGA/DTG), Difração de Raios-X (DRX), Microscopia Eletrônica por Varredura (MEV), Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS), Espectroscopia de Fluorescência de Raios-X (FRX), Adsorção e Dessorção de Nitrogênio e Espectroscopia na Região do Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR). A biomassa de microalgas foi caracterizada pelas seguintes técnicas: Análise elementar (CHN), TGA/DTG, FTIR, MEV e EDS. Todos os resultados, tanto da caracterização do catalisador como da biomassa foram satisfatórios, assim como, o estudo cinético realizado a partir dos dados termogravimétricos (TGA/DTG) da biomassa de microalgas pura e na presença do catalisador. As amostras da biomassa pura e da biomassa na presença do catalisador apresentaram valores de R2 acima de 0,9, para a conversão de 5 a 80% do processo, demostrando um comportamento satisfatório dos modelos cinéticos aplicados. A biomassa de microalgas na presença do catalisador apresentou a menor faixa de energia de ativação de 146 a 164kJ/mol para o método de OFW e 320 a 361kJ/mol para o método de KAS na faixa de 5 a 10% de conversão, podendo ser considerada como uma promissora matéria-prima para o processo de pirólise


  • Mostrar Abstract
  • The continued use of petroleum fuels is widely recognized as unsustainable. In addition, the concerns associated not only with increased consumption and dependence on oil products, but also, mainly with environmental problems make it necessary to search for new, cleaner and more sustainable energy sources. Because of this, the production of clean, renewable and carbon neutral fuels is necessary for environmental sustainability. Thus, the present work aims to study the application of thermal and thermocatalytic conversion of Desmodesmus sp microalgae biomass using as catalyst HBeta 38 zeolite. The catalyst was chacterize by several characterization techniques, which were: Thermogravimetric Analysis (TGA / DTG), X-ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM), Dispersive Energy Spectroscopy (EDS), X-ray Fluorescence Spectroscopy (FRX), Nitrogen Adsorption and Desorption and Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR). Microalgae biomass was characterized by the following techniques: Elemental Analysis (CHN), TGA / DTG, FTIR, SEM and EDS. All results of catalyst and biomass characterization were satisfactory, as well as the kinetic study from thermogravimetric data (TGA / DTG) of pure microalgae biomass and in the presence of catalyst. The samples of pure biomass and biomass in the presence of the catalyst presented R2 values above 0.9, for the conversion of 5 to 80% of the process, showing a satisfactory behavior of the applied kinetic models. The microalgae biomass in the presence of the catalyst presented the lowest activation energy range of 146 to 164kJ/mol for the OFW method and 320 to 361kJ/mol for the KAS method in the range of 5 to 10% conversion, can be considered as a promising raw material for the pyrolysis process.

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  • MARIA FERNANDA VICENTE DOS SANTOS
  • PIRÓLISE DO ÓLEO DE BABAÇU (Orbygnia phalerata) PARA A OBTENÇÃO DE HIDROCARBONETOS RENOVÁVEIS

  • Orientador : AMANDA DUARTE GONDIM
  • MEMBROS DA BANCA :
  • AMANDA DUARTE GONDIM
  • ARUZZA MABEL DE MORAIS ARAUJO
  • DJALMA RIBEIRO DA SILVA
  • LIVIA NUNES CAVALCANTI
  • NATALY ALBUQUERQUE DOS SANTOS
  • Data: 19/12/2019

  • Mostrar Resumo
  • O óleo de babaçu pode ser considerado uma excelente matéria-prima para a produção de hidrocarbonetos renováveis devido a sua composição, contendo expressivas quantidades de ácidos saturados com cadeias moleculares curtas, composto majoritariamente pelos ácidos láurico (C12:0) e mirístico (C14:0), mesma faixa do querosene fóssil. O principal processo industrial para obter biodiesel é a transesterificação ou alcoólise de óleos vegetais e um álcool de cadeia curta, na presença de um catalisador, obtendo como produtos, biodiesel e glicerina. A composição exata do biodiesel irá depender da matéria-prima renovável e a forma como o processo de transesterificação ocorre, utilizando metanol ou etanol produzirá ésteres metílicos ou etílicos, respectivamente. Deste modo, este trabalho tem como objetivo a produção de biodiesel a partir do óleo de babaçu, analisar os efeitos do Pd/C no óleo e no biodiesel de babaçu por termogravimetria e estudo cinético para posterior processo de pirólise. Para avaliar a sua viabilidade para a produção de biocombustíveis foram utilizadas as técnicas de massa específica, teor de água, índice de acidez, infravermelho por transformada de Fourier, análise termogravimétrica e estudo cinético. As amostras de bio-óleo do óleo de babaçu, bio-óleo do biodiesel de babaçu, biodiesel de babaçu com catalisador e o óleo de babaçu com catalisador entre 5 e 70% de conversão apresentaram valores de R² acima de 0,9 demonstrando uma adaptação satisfatória dos modelos ao processo. O biodiesel de babaçu apresentou as menores faixas de energia de ativação (50,96-57,47 KJ/mol para o método FWO e 47,21-52,43 KJ/mol para o método KAS), podendo ser considerado o melhor bioproduto para o processo de pirólise.


  • Mostrar Abstract
  • Babassu oil can be considered an excellent raw material for the production of renewable hydrocarbons due to its composition, containing significant amounts of short molecular chain saturated acids, mainly composed of lauric (C12: 0) and myristic (C14: 0) acids, same range of fossil kerosene. The main industrial process to obtain biodiesel is the transesterification or alcohololysis of vegetable oils and a short chain alcohol, in the presence of a catalyst, obtaining as biodiesel and glycerine as products. The exact composition of biodiesel will depend on the renewable feedstock and how the transesterification process takes place using methanol or ethanol will produce methyl or ethyl esters respectively. Thus, this work aims to produce biodiesel from babassu oil, analyze the effects of Pd / C on babassu oil and biodiesel by thermogravimetry and kinetic study for subsequent pyrolysis process. To evaluate its viability for biofuels production, specific mass, water content, acidity index, Fourier transform infrared, thermogravimetric analysis and kinetic study techniques were used. The samples of babassu oil bio-oil, babassu biodiesel bio-oil, babassu biodiesel with catalyst and babassu oil with catalyst between 5 and 70% conversion showed R² values above 0.9 showing an adaptation from models to process. Babassu biodiesel had the lowest activation energy ranges (50.96-57.47 KJ / mol for the FWO method and 47.21-52.43 KJ / mol for the KAS method) and can be considered the best bioproduct. for the pyrolysis process.

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  • RAPHAEL CARVALHO DE LUCENA RÊGO
  • Um estudo de estratégias de inversão de dados sísmicos via inversão  da forma de onda completa no domínio da frequência 

  • Orientador : JOAO MEDEIROS DE ARAUJO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • JOAO MEDEIROS DE ARAUJO
  • GILBERTO CORSO
  • CARLOS ALEXANDRE N DA COSTA
  • MARCOS VINICIUS CANDIDO HENRIQUES
  • Data: 27/12/2019

  • Mostrar Resumo
  • A inversão da forma de onda completa (Full-Waveform Inversion) é uma poderosa técnica de imageamento sísmico capaz de recuperar modelos de subsuperfície com alta resolução a partir dos dados observados. Esta inversão é um problema não-linear formulado como um problema de otimização que busca a minimização da função objetivo, na tentativa de encontrar valores que ajustem os dados modelado e observado. Com esses modelos, é possível realizar operações de processamento sísmico com maior precisão, como por exemplo, a migração sísmica. Neste trabalho, foram estudadas estratégias de inversão da forma de onda completa no domínio da frequência (inversão por frequências e por bandas de frequência) com o modelo Marmousi na presença e na ausência de ruídos. Adicionalmente, foi proposta uma regularização híbrida baseada nas restrições de Cauchy e Tikhonov, no intuito de balancear suavidade e esparsidade também em situações de presença e ausência de ruídos. Os testes realizados mostraram uma superioridade na utilização da inversão por bandas de frequência. Além disso, para o Marmousi, a regularização híbrida proposta conseguiu inverter o modelo inicial de forma satisfatória e apresenta-se como uma boa opção para inversões de dados na ausência de componentes ruidosos enquanto a regularização de Tikhonov é mais apropriada na presença de ruído.


  • Mostrar Abstract
  • Full-Waveform Inversion is a powerful seismic imaging technique capable of recovering high-resolution subsurface models from observed data. This inversion is a nonlinear problem formulated as an optimization problem that seeks to minimize the objective function in an attempt to find values that fit the modeled and observed data. With these models, it is possible to perform seismic processing operations with greater precision, such as seismic migration. In this work, we studied the frequency domain Full-Wave Inversion strategies (frequency and small frequency band inversion) with the Marmousi model in the presence and absence of noise. Additionally, a hybrid regularization based on Cauchy and Tikhonov constraints was proposed, in order to balance smoothness and sparsity also in noise presence and absence situations. The tests showed a superiority in the use of frequency band inversion. Moreover, for Marmousi, the proposed hybrid regularization was able to satisfactorily invert the initial model and it is a good option for data inversions in the absence of noisy components while Tikhonov regularization is more appropriate in the presence of noise.

Teses
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  • RAFAELY ANGÉLICA FONSECA BANDEIRA
  • USO DE CASCALHO DE PERFURAÇÃO DE POÇOS DE PETRÓLEO NA CONFECÇÃO DE CBUQ (CONCRETO BETUMINOSO USINADO A QUENTE)

  • Orientador : ANTONIO SOUZA DE ARAUJO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANTONIO SOUZA DE ARAUJO
  • ALMIR MARIANO DE SOUSA JUNIOR
  • ANA ADALGISA DIAS PAULINO
  • ANA CATARINA FERNANDES CORIOLANO
  • REGINA CELIA DE OLIVEIRA BRASIL DELGADO
  • Data: 04/02/2019

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  • A indústria do petróleo é responsável por uma quantidade significativa de resíduos nas suas atividades, que necessitam de tratamento antecedendo ao descarte. No processo de perfuração de poços é gerado um resíduo industrial denominado cascalho de perfuração de petróleo; este é impregnado pelo fluído de perfuração e por contaminantes existentes na formação das rochas. Obtêm-se a classificação quanto a toxicidade, a partir da caracterização do solo. Diante da problemática ambiental oriunda deste resíduo, busca-se tecnologias alternativas para o uso deste material. Mediante a problemática, verificou-se a aplicabilidade do cascalho na indústria da construção civil, na fabricação do CBUQ - Betão Betuminoso a Quente, amplamente utilizado para construção de estradas no país. Foram aferidos aspectos técnicos relacionados aos resultados esperados conforme legislação vigente, a partir de ensaios de resistência à compressão simples e tração diametral. Identificou-se a viabilidade técnica e ambiental do resíduo na fabricação do produto, respeitando a aplicação na faixa de rolamento superficial em substituição parcial do agregado miúdo, na proporção de 10% de cascalho de perfuração e 90% de areia.


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  • The oil industry is responsible for a significant amount of waste in its activities, which require treatment prior to disposal. In the process of drilling wells an industrial waste is generated called oil drilling gravel; this is impregnated by the drilling fluid and by contaminants existing in the formation of the rocks. The toxicity classification is obtained from the characterization of the soil. In view of the environmental problems arising from this residue, alternative technologies for the use of this material are sought. Due to the problem, gravel applicability was verified in the civil construction industry, in the manufacture of the CBUQ - Concreto Betuminoso a Quente, widely used for road construction in the country. Technical aspects related to the expected results were established according to current legislation, from tests of resistance to simple compression and diametral traction. The technical and environmental viability of the waste was identified in the production of the product, respecting the application in the surface rolling range in partial substitution of the small aggregate, in the proportion of 10% of drilling gravel and 90% of sand.

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  • ROBERTO EVELIM PENHA BORGES
  • MÉTODO FUZZY PAYOFF MODIFICADO PARA VALORAÇÃO DE OPÇÕES REAIS COM APLICAÇÃO EM ABANDONO DE CAMPOS DE PETRÓLEO

  • Orientador : ADRIAO DUARTE DORIA NETO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ADRIAO DUARTE DORIA NETO
  • BENJAMIN RENE CALLEJAS BEDREGAL
  • MARCO ANTONIO GUIMARÃES DIAS
  • ROSANGELA BALLINI
  • VICENTE DELGADO MOREIRA
  • Data: 04/02/2019

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  • A decisão de abandonar ou não um campo produtor de petróleo é complexa. A incerteza inerente às estimativas utilizadas como premissas faz com que só o passar do tempo aponte se a decisão tomada foi acertada. Entretanto, as empresas precisam tomar essa decisão continuamente, com base nas informações e técnicas disponíveis no momento da avaliação. A valoração de um campo de petróleo considerando a opção real de abandono é uma forma moderna de dar suporte a tal decisão. Ao contrário de técnicas tradicionais, como o fluxo de caixa descontado, que apenas consideram valores médios na valoração, a análise de opções reais leva em conta os possíveis valores que as variáveis estimadas podem assumir. O Fuzzy Payoff Method (FPOM) é uma técnica que simplifica soluções acadêmicas complexas para valoração de opções reais, já que é baseada em cenários e lógica fuzzy. Durante este trabalho, para superar uma inconsistência identificada no FPOM original, foi desenvolvido e apresentado o Center of Gravity Fuzzy Payoff Method (CoG-FPOM). Dessa forma, o modelo para suporte à decisão de abandono de campos de petróleo aqui proposto tem como núcleo o CoG-FPOM. Os resultados obtidos com a aplicação do modelo evidenciam a esperada vantagem conceitual e o valor adicionado pela análise de opções reais na decisão de abandono. Ao usar cenários e lógica fuzzy, o modelo obtém simplicidade e facilidade de implementação, permitindo o interesse da indústria.


  • Mostrar Abstract
  • The decision whether or not to abandon an oil-producing field is complex. The uncertainty inherent to the estimates used as premises makes that only the passage of time points out whether the decision made was correct. However, companies need to make this decision continuously, based on the information and techniques available at the time of evaluation. The valuation of a petroleum field considering the abandonment real option is a modern way of supporting such a decision. Unlike traditional techniques, such as discounted cash flow, which only consider average values in valuation, the analysis of real options contemplates the possible values that the estimated variables can assume. The Fuzzy Payoff Method (FPOM) is a technique that simplifies complex academic solutions for valuation of real options, since it is based on scenarios and fuzzy logic. During this work, to overcome an inconsistency identified in the original FPOM, the Center of Gravity Fuzzy Payoff Method (CoG-FPOM) was developed and presented. Hence, the model intended to support the oilfield abandonment decision proposed here has the CoG-FPOM in its core. The results obtained with the application of the model show the expected conceptual advantage and the value added by the analysis of real options in the abandonment decision. By using scenarios and fuzzy logic, the model achieves simplicity and ease of implementation, allowing the industry's interest.

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  • GUSTAVO FERNANDES DE LIMA
  • Proposta de Controle de Velocidade de Ferramenta de Inspeção de Duto (PIG) Utilizando Válvula de Desvio 

  • Orientador : ANDRES ORTIZ SALAZAR
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANDRES ORTIZ SALAZAR
  • ANDRE LAURINDO MAITELLI
  • ELMER ROLANDO LLANOS VILLARREAL
  • JEFFERSON DOOLAN FERNANDES
  • OSCAR GABRIEL FILHO
  • Data: 14/06/2019

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  • A inspeção de dutos utilizando um dispositivo chamado Pipeline Inspection Gauge (PIG) é um dos métodos mais aplicados para aquisição de dados sobre a estrutura física das tubulações. É comum os PIGs alcançarem picos de velocidade prejudiciais para a coleta de dados e para o próprio PIG. O objetivo desta tese é propor o controle de velocidade de PIGs utilizando uma válvula de desvio e microeletrônica, como forma de atenuar ou eliminar esses picos de velocidade, que também são conhecidos por ``tiros''. A microeletrônica será responsável por comandar a abertura da válvula de desvio, que diminuirá a pressão atrás do PIG e este sofrerá uma redução na velocidade. A principal contribuição deste trabalho está em desenvolver um controlador de velocidade para PIGs, que permita-o realizar uma inspeção segura e confiável, com velocidades dentro de uma faixa aceitável. Por fim, será solucionado um problema da indústria do petróleo em que os PIGs, atualmente, percorrem toda a extensão do duto sem controle algum de velocidade.


  • Mostrar Abstract
  • The pipeline inspection using a device called Pipeline Inspection Gauge (PIG) is a most applied methods for data acquisition about the physical structure of these pipelines. It is common for these PIGs to achieve peaks of speed detrimental to data collection and to the PIG itself. The objective of this work is to propose the speed control for PIGs by using bypass valve and microelectronics as a way to attenuate or eliminate these speed peaks, which are also known as "speed excursion". The microelectronics will be responsible for commanding the opening of the bypass valve, which will decrease the pressure behind the PIG and the PIG will suffer a reduction in speed. The main contribution of this work is to develop a speed controller for PIGs, which allows it to perform a safe and reliable inspection with speeds within an acceptable range. Finally, an oil industry problem will be solved where PIGs currently run the entire length of the pipeline without any speed control.

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  • CRISTIANE PAULINO DE MENEZES
  • Silicificação hidrotermal ao longo de falhas que afetam unidades carbonáticas e areníticas e seu impacto na qualidade dos reservatórios, Bacia Potiguar, Brasil

  • Orientador : MARCELA MARQUES VIEIRA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • VICENZO LA BRUNA
  • JAZIEL MARTINS SA
  • MARCELA MARQUES VIEIRA
  • NARENDRA KUMAR SRIVASTAVA
  • SÉRGIO VIEIRA FREIRE BORGES
  • Data: 15/07/2019

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  • Analisamos a silicificação hidrotermal ao longo do Sistema de Falhas de Afonso Bezerra na Bacia Potiguar, margem equatorial do Brasil, para avaliar o papel dos fluidos ricos em Si na geometria, propriedades e evolução das falhas. A falha cortou toda a bacia, incluindo seu embasamento cristalino, uma unidade siliciclástica e uma unidade de carbonato inferior do Cretáceo Superior, e uma unidade de carbonato superior Paleogeno-Neógeno. A silicificação intensa controlada por falha causada pela migração ascendente de fluidos hidrotermais e sua difusão ocorreram repetidamente. A zona de falha é caracterizada por múltiplos eventos de silicificação sintética (dinâmica) com brechação hidráulica em todas as escalas no núcleo da falta e silicificação estática, onde nenhuma orientação ou deformação ocorreu, na zona de dano. Nas unidades de carbonato, a silicificação resultou na substituição completa da mineralogia do carbonato por quartzo, calcedônia e opala, e o teor de SiO2 aumentou de 3-15% nas unidades de carbonato hospedeiro para 94-97% nas porções silicificadas da falha. A zona de falha silicificada apresenta um alargamento abrupto de 150 m na unidade siliciclástica para até 800 m na unidade de carbonato inferior. A matriz da unidade siliciclástica exibe redução de porosidade de 27% para 4%. Em contraste, a porosidade da matriz da unidade de carbonato inferior exibe porosidade primária em torno de 5-10%, que é reduzida a ~ menos de 1% ou aumentada para mais de 15% na zona silicificada. Em ambas as unidades carbonáticas, a porosidade vugular em escala centimétrica ao longo das fraturas ocorre na zona silicificada. Esta porosidade vugular anômala  poderia servir como espaço de poroso do reservatório. A proximidade especial e a cronologia das intrusões de basalto ao longo e nas proximidades da falha sugerem que a intrusão vulcânica desempenha um papel importante na silicificação. Este trabalho pode lançar luz sobre a origem e provável geometria da distribuição de sílica controlada por falhas, causando heterogeneidades nos reservatórios carbonáticos e siliciclásticos.


  • Mostrar Abstract
  • We analyzed hydrothermal silicification along the Afonso Bezerra strike-slip fault system in the Potiguar Basin, Equatorial margin of Brazil, to assess the role of Si-rich fluids on fault geometry, properties, and evolution. The fault cut across the whole basin, including its crystalline basement, a late Cretaceous siliciclastic and a lower carbonate unit, and a Paleogene-Neogene upper carbonate unit. Intense fault-controlled silicification caused by upward migration of hydrothermal fluids and their diffusion occurred repeatedly. Fault zone is characterized by multiple events of syntectonic (dynamic) silicification with hydraulic brecciation at all scale in the fault core and static silicification, where no lattice orientation or deformation occurred, in the damage zone. In the carbonate units, silicification resulted in the complete replacement of the carbonate mineralogy by quartz, chalcedony and opal, and the Si02 content increased from 3-15% in the host carbonate units to as much as 94-97% in the silicified portions of the fault. The silicified fault zone presents an abrupt widening from 150 m in the siliciclastic unit to as much as 800 m in the lower carbonate unit. The matrix of the siliciclastic unit exhibits porosity reduction from 27% to 4%. By contrast, the matrix porosity of the lower carbonate unit exhibits primary porosity around 5-10%, which is either reduced to ~less than 1% or increased to more than 15% in the silicified zone. In both carbonate units,centimeter-scale vuggy porosity along fractures occurs in the silicified zone. This anomalous vuggy porosity could serve as reservoir pore space. The special proximity and chronology of basalt intrusions along and at the vicinity of the fault suggest the volcanic intrusion play an important role in silicification. This work may shed light on the origin and likely geometry of the fault-controlled silica distribution causing heterogeneities within carbonate and siliciclastic reservoirs.

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  • DIEGO TAVARES DE FRANÇA
  • Síntese e caracterização estrutural e magnética de compósitos do tipo xTiO2-(1-x)α-Fe2O3

  • Orientador : SUZANA NOBREGA DE MEDEIROS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • JOSÉ FERNANDO MORAIS LOPES MARIANO
  • FELIPE BOHN
  • JOAO MEDEIROS DE ARAUJO
  • SERGIO ANDRÉ FONTES AZEVEDO
  • SUZANA NOBREGA DE MEDEIROS
  • Data: 13/09/2019

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  • Óxidos mistos binários do tipo TiO2/α-Fe2O3 são bons catalisadores e apresentam propriedades fotocalíticas melhoradas quando aplicados a degradação de poluentes e detecção de gases orgânicos. Entre as várias composições destes óxidos, o Fe2TiO5, conhecido por pseudobroquita, é um óxido que vem atraindo o interesse das áreas teóricas e experimentais devido às suas propriedades magnéticas anisotrópicas. Neste trabalho sintetizamos compostos do tipo xTiO2-(1-x)α-Fe2O3 com x igual  0,3;  0,5 e 0,7.  Os compósitos foram obtidos a partir dos pós precursores TiO2 (anatase) e α-Fe2O3, os quais foram estequiometricamente misturados e moídos por 24 horas e tratados termicamente nas temperaturas de 7000 C, 9000 C e 1.1000 C durante 3 horas.  Posteriormente, as amostras produzidas foram caracterizadas por meio da difração de raios X, da microscopia eletrônica de varredura e por magnetometria de amostra vibrante. O refinamento dos difratogramas aponta que não houve a formação de novas fases para os compostos apenas moídos. Na temperatura de 7000 C, para x=0,5 e 0,7, começa a surgir a fase TiO2 (rutilo). A partir de 9000 C, para todas as séries, têm-se também a presença da pseudobroquita.  Em especial, a difração de raios X revelou a formação da pseudobroquita com concentração de fase 95,10 % para a série de x=0,5 calcinada na temperatura de 1.1000 C. Para esta amostra, observamos a presença de vidro de spin, tipo cluster, próximo a temperatura de 56 K, e da presença da interação Dzyaloshinsskii-Morya.  Através das micrografias MEV-FEG é possível observar que todas as amostras apresentam morfologias aglomeradas e nodulares. Este resultado coloca a rota de utilizada como uma candidata simples e de baixo custo para a produção de óxidos de ferro-titânio, em especial a Fe2TiO5.


  • Mostrar Abstract
  • Mixedbinaries oxides TiO2/α-Fe2O3 type are good catalysts and have enhanced photocatalytic properties when applied to degradation of pollutants and organic gases detection. Among the various compositions of these oxides, the Fe2TiO5, known as pseudobrookite, is an oxide that have been attracting interest of theoretical and working field due to the Anisotropic magnetic properties. The present work synthesized xTiO2-(1-x)α-Fe2O3 compounds with x equal 0.3; 0.5 and 0.7. The composites were obtained from precursors powders (anatase) TiO2 and α-Fe2O3, which were stoichiometrically mixed and ground for 24 hours, being thermally treated at temperatures of 700° C, 900° C and 1100° (C) during 3 hours. Later, the samples were characterized by X-ray diffraction, Scanning Electron Microscopy and Vibrating Sample Magnetometry. The refinement of the diffractograms highlighted that there was no formation of new phases to ground compounds. At the temperature of 700° C, for x = 0.5 and 0.7, it begins to emerge the phase TiO2 (rutile). While at 900° C, all series presented the presence of the pseudobrookite. In addition, the X-ray diffraction also revealed the formation of pseudobrookite with phase concentration of 95.10% for x = 0.5 and calcined at 1.100° C. For this sample, the presence of spin glass, type cluster, was observed at approximately 56 K of temperature and presence of Dzyaloshinsskii-Morya interaction. Based on the SEM-EGF micrographs, one can observe that all samples feature agglomerate and nodular morphologies. This result highlights the used route as a simple and low cost approach for the production of Iron-Titanium oxides, especially  Fe2TiO5.

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  • CAMILA GISELE DAMASCENO PEIXOTO MORAIS
  • Beneficiamento de resíduo atmosférico de petróleo por destilação catalítica

  • Orientador : ANTONIO SOUZA DE ARAUJO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANA CATARINA FERNANDES CORIOLANO
  • ANTONIO SOUZA DE ARAUJO
  • GLAUBER JOSE TUROLLA FERNANDES
  • REGINA CELIA DE OLIVEIRA BRASIL DELGADO
  • VALTER JOSE FERNANDES JUNIOR
  • Data: 13/09/2019

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  • O refino do petróleo compreende uma série de operações físicas e químicas cuja função é separar suas várias frações e processá-las, gerando produtos de grande utilidade para a sociedade. Uma das etapas do refino consiste na destilação atmosférica, quando é formado um produto de fundo chamado resíduo atmosférico (RAT), que consiste em uma fração de elevado peso molecular, composta de saturados, aromáticos, resinas e asfaltenos. A recuperação desse resíduo é importante, uma vez que existe aumento na demanda mundial por petróleo. Isto aponta para a necessidade de desenvolvimento de novas tecnologias de processamento,  inclusive dos resíduos. A destilação catalítica é um método que combina separação de componentes com processo de reatividade para obtenção de derivados mais leves, como a gasolina e diesel. Neste trabalho, o RAT foi submetido a destilação, sob pressão atmosférica, na sua forma pura (convencional) e também com adição de zeólita HY e material mesoporoso MCM-41 (catalítica). A efetividade do beneficiamento foi investigada por meio de análises termogravimétricas e de cromatografia gasosa. A fim de caracterizar o RAT, foram determinados parâmetros físico-químicos e reológicos. Os produtos obtidos via destilação convencional e catalítica, aqui chamados destilados, foram avaliados por termogravimetria não-isotérmica e sua composição estimada por cromatografia gasosa de alta temperatura. Os resultados mostraram que o resíduo utilizado pode ser classificado como um óleo pesado e de alto ponto de fluidez. Os parâmetros reológicos apontam que a viscosidade do RAT aumenta com a diminuição da temperatura, entretanto, o aumento na taxa de cisalhamento diminui essa característica. Quanto as curvas de destilação, a utilização de HY como catalisador mostrou temperaturas mais baixas durante toda a análise, o que indica uma maior eficiência na quebra das moléculas do resíduo atmosférico. Além disso, na presença dessa zeólita houve maior variedade de produtos formados, sendo produzidos gasolina, querosene e, principalmente, diesel. Os dados também apontam que a mistura de catalisadores HY/MCM-41 foi seletiva para a formação de diesel. Os dados termogravimétricos mostraram dois eventos de perda de massa para o RAT puro e o aparecimento de um terceiro evento, inicial, para os destilados. Dentre esses, o produzido a partir da destilação do resíduo com HY teve as menores faixas de temperatura nos segundo e terceiro eventos de perda de massa, confirmando os resultados encontrados na curva de ebulição. Essas constatações mostram a eficiência do processo de destilação e da aplicação da zeólita e do material mesoporoso como catalisador, uma vez que as perdas de massa foram antecipadas. A antecipação do início das reações de degradação térmica são ainda mais evidentes com o uso da zeólita HY.


  • Mostrar Abstract
  • Oil refining comprises a series of physical and chemical operations whose function is to separate their various fractions and process them, generating products of great use to society. One of the steps of refining is atmospheric distillation, when a bottom product called atmospheric residue (ATR) is formed, which consists of a high molecular weight fraction composed of saturated, aromatic, resins and asphaltenes. Recovery of this waste is important as there is an increase in world demand for oil. This points to the need for the development of new processing technologies, including waste. Catalytic distillation is a method that combines component separation with reactivity process to obtain lighter derivatives such as gasoline and diesel. In this work, ATR was distilled under atmospheric pressure in its pure form (conventional) and also with the addition of zeolite HY and mesoporous material MCM-41 (catalytic). The effectiveness of beneficiation was investigated by thermogravimetric analysis and gas chromatography. In order to characterize ATR, physicochemical and rheological parameters were determined. The products obtained by conventional and catalytic distillation, here called distillates, were evaluated by non-isothermal thermogravimetry and their composition estimated by high temperature gas chromatography. The results showed that the residue used can be classified as heavy and high pour point oil.

    The rheological parameters indicate that ATR viscosity increases with decreasing temperature, however, the increase in shear rate decreases this characteristic. Regarding the distillation curves, the use of HY as a catalyst showed lower temperatures throughout the analysis, which indicates a higher efficiency in cracking atmospheric residue molecules. Furthermore, in the presence of this zeolite there was a greater variety of formed products, being produced gasoline, kerosene and, mainly, diesel. The data also indicate that the HY/MCM-41 catalyst mixture was selective for diesel formation. Thermogravimetric data showed two mass loss events for pure ATR and the appearance of a third initial event for distillates. Among these, the one produced from distillation of the residue with HY had the lowest temperature ranges in the second and third mass loss events, confirming the results found in the boiling range. These findings show the efficiency of the distillation process and the application of zeolite and mesoporous material as a catalyst, since mass losses were anticipated. The anticipation of the onset of thermal degradation reactions is even more evident with the use of zeolite HY.

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  • LARISSA SOBRAL HILÁRIO
  • AVALIAÇÃO DA FIBRA CALOTROPIS PROCERA MODIFICADA PARA REMOÇÃO DE PETRÓLEO NA SUPERFÍCIE DA ÁGUA

  • Orientador : DJALMA RIBEIRO DA SILVA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • AMANDA DUARTE GONDIM
  • DANYELLE MEDEIROS DE ARAUJO
  • DJALMA RIBEIRO DA SILVA
  • EMILY CINTIA TOSSI DE ARAÚJO COSTA
  • NATALY ALBUQUERQUE DOS SANTOS
  • Data: 14/12/2019

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  • Os biossorventes vêm se destacando como método alternativo na remoção de contaminação por petróleo oriundo de derramamentos ou vazamentos, pois, além de serem biodegradáveis, apresentam alta disponibilidade natural, baixo custo, e uma boa capacidade de sorção. Sendo assim o objetivo desse trabalho foi avaliar a capacidade de sorção da fibra da Calotropis procera (CP) no estado in natura, bem como, tratada em solução CPTA, CPNaCl, CPNaOH e CPNaClO2, seguidos de tratamento térmico, para uso como material biossorvente para limpeza, remoção e recuperação de petróleo. Inicialmente realizou-se análise termogravimétrica para identificar a temperatura de degradação da fibra, feito isso, a CP destinou-se a ser tratada nas temperaturas de 150°C e 200°C por 1h, 2h e 3h. As estruturas das fibras foram investigadas e comparadas usando espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e microscopia eletrônica de varredura com emissão de campo (MEV-FEG). Os resultados dos testes da capacidade de sorção indicaram melhores resultados quando as fibras ficaram 1440min em contato com o petróleo. A CP in-natura obteve capacidade de sorção de cerca de 75vezes o seu próprio peso (76,32 g/g), além disso, foi observado um aumento de sorção para todas as fibras tratadas, sendo a CPTNaOH200°C1h a que atingiu os melhores valores de sorção 127,77g/g e 192,67g/g, seco e lâmina.  Após o estudo da otimização das variáveis significativas, o tratamento da fibra com reagente NaOH à 200°C por 1 h, foi o que obteve maior desejabilidade tanto para os sistemas à seco  quanto em lâmina,  convergindo o resultado real e o predito para as mesmas condições de maximização da sorção de petróleo. As fibras de Calotropis procera in natura e as que foram submetidas a tratamento, nesse trabalho, demonstraram desempenho de sorção para serem empregadas como alternativas promissoras para a remoção de petróleo em derramamentos e vazamentos, dado a uma boa seletividade óleo/água, hidrofobicidade, oleofilidade, alta disponibilidade e excelente propriedade de sorção de óleo.


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  • Biossorbents have been highlighted as an alternative method to removal of contaminants from spills or leaks of oil and its derivatives, once that they are biodegradable, are highly available, low cost and have a good sorption capacity. Thus, the objective of this work was to evaluate the sorption capacity of the Calotropis procera (CP) fiber in natura state, as well as, to treated the solution CPTA, CPNaCl, CPNaOH and CPNaClO2, followed by heat treatment, for use as biossorbent of material for  crude oil cleaning, removal and recovery. Initially, a thermogravimetric analysis is performed to identify the degradation temperature of the fiber, thus, a CP intended to be treated at temperatures of 150°C and 200°C for time 1h, 2h and 3h. Fiber structures were investigated and compared using Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and field emission scanning electron microscopy (SEM-FEG). The sorption capacity test results indicated better results when the fibers were 1440min in contact with crude oil.  The CP in- natura achieves sorption capacity of about 75 times or its own weight (76.32 g/g), in addition, an increase in sorption was observed for all treated fibers, being a CPTNaOH200°C1h that reached the best values of sorption 127.77g/g and 192.67g/g, dried and selected. After the optimization study of the selected variables, the treatment of NaOH reagent fiber at 200°C for 1 h was the most desirable for both dry and less difficult systems,converging the real result and the predicted for the following oil sorption maximization conditions. How Calotropis fibers are processed in nature and how they have been subjected to treatment, in this work, demonstrate sorption performance for uses used as promising alternatives for  crude oil removal in leaks, given good oil/water selectivity, hydrophobicity, oleofility, high availability and excellent oil sorption property.

2018
Dissertações
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  • EVELYNE NUNES DE OLIVEIRA GALVÃO
  • AVALIAÇÃO DA REMEDIAÇÃO DE FASE LIVRE EM UM EMPREENDIMENTO DE REVENDA DE COMBUSTÍVEIS 

  • Orientador : DJALMA RIBEIRO DA SILVA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • DJALMA RIBEIRO DA SILVA
  • ELISAMA VIEIRA DOS SANTOS
  • AÉCIA SELEIDE DANTAS
  • IZABEL KALINE DA SILVA OLIVEIRA
  • LUZIA PATRICIA FERNANDES DE CARVALHO GALVAO
  • Data: 30/01/2018

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  • As atividades envolvendo combustíveis de origem petrolífera são passíveis de riscos ambientais graves quando associadas ao contato desses produtos com o meio ambiente por qualquer via de ingresso, incluindo os processos corrosivos em tanques subterrâneos de armazenamento de combustíveis líquidos presentes em postos revendedores. Esta pesquisa teve como objetivo avaliar a eficiência de remediação de fase livre em um empreendimento de revenda de combustíveis no período de 2012 a 2016. Foram estudadas as variações das espessuras de fase livre nos poços de monitoramento em função dos sistemas de remediação denominados como Extração Multifásica e Dual Phase, aplicados na área mediante assinatura de termo de ajustamento de conduta entre o empreendedor e o Ministério Público, com o objetivo de corrigir os passivos ambientais oriundos das atividades desenvolvidas pelo empreendimento. Nos poços de monitoramento foi constatada atenuação nas espessuras de fase livre, fator associado à resposta positiva para aplicação de remediação na área. Também foi observada relação inversamente proporcional entre as espessuras de fase livre e o índice pluviométrico da região e pode-se constatar que a pluviometria é um fator que interfere no resultado da remediação. Após 29 meses em que se procedeu bombeamento, foram tratados 2000 m³ de água subterrânea e recuperados 2.469,79 litros de produto combustível, demonstrando a eficiência das técnicas aplicadas na área enquanto mecanismos eficazes na proposição da remediação das áreas contaminadas com combustíveis de origem petrolífera.


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  • Activities involving fuels of petroleum origin are liable to serious environmental risks when associated with the contact of these products with the environment by any means of entry, including corrosive processes in underground storage tanks for liquid fuels at reseller stations. The objective of this research was to evaluate the efficiency of free-phase remediation in a fuel resale business from 2012 to 2016. The study of the free-phase thicknesses in the monitoring wells as a function of the remediation systems denominated as Multiphase Extraction and Dual Phase, applied in the area by signing a term of adjustment of conduct between the entrepreneur and the Public Prosecutor, with the purpose of correcting the environmental liabilities arising from the activities developed by the enterprise. In the monitoring wells, attenuation was observed in the free phase thicknesses, a factor associated with the positive response to the application of remediation in the area. It was also observed an inversely proportional relationship between the free-phase thicknesses and the rainfall index of the region and it can be observed that rainfall is a factor that interferes with the remediation result. After 29 months of pumping, 2000 m³ of groundwater were treated and 2,469.79 liters of combustible product were recovered, demonstrating the efficiency of the techniques applied in the area as effective mechanisms in proposing the remediation of areas contaminated with fuels of petroleum origin.

2
  • RENALY DOS SANTOS NERI
  • Avaliação da eficiência do extrato das folhas e do óleo das amêndoas da espécie Ouratea parviflora como inibidor de corrosão em aço carbono

  • Orientador : DJALMA RIBEIRO DA SILVA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CÁTIA GUARACIARA FERNANDES TEIXEIRA ROSSI
  • DJALMA RIBEIRO DA SILVA
  • ELISAMA VIEIRA DOS SANTOS
  • TEREZA NEUMA DE CASTRO DANTAS
  • Data: 31/01/2018

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  • Os impactos da corrosão são frequentes e ocorrem nas mais variadas atividades. Existem várias formas de combater os impactos, dentre elas se destaca o uso de tensoativos que vêm sendo alvo de interesse como inibidores de corrosão, pois funcionam como películas protetoras sobre áreas anódicas e catódicas. Apesar de eficientes no controle da corrosão, alguns possuem elevado custo, além disso, a grande maioria é tóxica ao meio ambiente, tornando seu uso questionável. De modo a atender a crescente demanda por inibidores de corrosão sustentáveis, este trabalho teve como objetivo a investigação da ação inibitória do extrato hidroalcoólico e óleo das amêndoas da espécie vegetal Ouratea Parviflora. O extrato foi avaliado de forma livre e em sistema microemulsionado utilizando diferentes concentrações como inibidores de corrosão em meio salino (NaCl 3,5%). Foi utilizado o método de Resistência de Polarização Linear, determinando-se também o comportamento e a isoterma do processo de adsorção metal/inibidor. De acordo com os resultados obtidos, as eficiências máximas de inibição foram 67.70% (12,5 ppm), 77.94% (200 ppm) e 85.66% (200 ppm) para o extrato hidroalcoólico, sistema microemulsionado salino (SME-S) e sistema microemulsionado salino com extrato (SME-S-EB), respectivamente. O SME-S apresentou eficiência máxima na concentração de 200 ppm, porém com a adição do extrato alcançou um valor de 81.86% a 25 ppm. Com relação ao processo de adsorção, os dados experimentais se ajustaram a isoterma de Langmuir. De acordo com os dados calculados de energia livre de Gibbs foi detectada a espontaneidade com que os inibidores se adsorvem sobre a superfície do aço, sugerindo que a formação do filme ocorre por adsorção física do inibidor sobre o metal. O estudo da obtenção dos inibidores sob o viés da sustentabilidade confirmou que estas novas formulações podem ser consideradas como sustentáveis, pois utilizam matérias-primas biodegradáveis, não tóxicas e de recursos renováveis. Os resultados mostraram que os sistemas podem ser utilizados como fontes alternativas na formulação de inibidores de corrosão.


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  • The impacts of corrosion are frequent and occur in various activities. There are several ways of combating impacts, among them the use of surfactants have been targeted as corrosion inhibitors, because they form protective films on anodic and cathodic areas. Although they areeffective in the corrosion control, some surfactants have high cost andare toxic to the environment, making its use questionable. In order to fulfill the growing demand for sustainable corrosion inhibitors, the objective of the present workwas to perform a research about the inhibitory action of a hydro-alcoholic extract from vegetal specie OurateaParviflora. The extract was evaluated in free formand in a micro-emulsified system with seven different concentrations regarding the corrosion inhibition efficiency into a saline medium (NaCl 3.5%). Was used the method Linear Polarization Resistance method, also determining the behavior and the isotherm of the metal/inhibitor adsorption process. According to the obtained results, the maximum inhibition efficiencies were observed at 67.70% (12.5 ppm), 77.94% (200 ppm) and 85.66% (200 ppm) to the free hydro-alcoholic extract, saline micro-emulsified system (SME-S) and saline micro-emulsified system with extract (SME-S-EB), respectively. The micro-emulsified system SME-S presented the maximum efficiency in the concentration 200 ppm, however after the extract addition, the efficiency reached a value of 81.86% the 25 ppm. In addition, all the experimental data from the adsorption process fitted the Langmuir isotherm. According to the data calculated from Gibbs free energy, it was detected a spontaneity of the adsorbent inhibitors on the steel surface, suggesting that the film formation occurs by physical adsorption of the inhibitor on metal surface. The study of the synthesis of inhibitors under the sustainability bias confirmed that these new formulations can be considered as sustainable because they use biodegradable products and renewable resources as raw materials. The results showed that the systems can be used as alternative sources in the formulation of corrosion inhibitors.

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  • RARYSON ALEXANDRE CAVALCANTE
  • ESTUDO PARAMÉTRICO DA INJEÇÃO ALTERNADA DE VAPOR E SOLVENTE EM RESERVATÓRIOS DE ÓLEOS PESADOS

  • Orientador : JENNYS LOURDES MENESES BARILLAS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • JENNYS LOURDES MENESES BARILLAS
  • TARCILIO VIANA DUTRA JUNIOR
  • ANA CATARINA DA ROCHA MEDEIROS
  • Data: 01/02/2018

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  • No mundo, há inúmeros reservatórios de petróleo com um longo histórico de produção, mas sua produção foi interrompida porque atingiu o limite de sua viabilidade econômica, mesmo ainda tendo uma quantidade significativa de óleo. No nordeste brasileiro este histórico também se repete, pois nessa região apresenta uma longa produção de óleo pesado. O óleo contido nesses reservatórios possui alta viscosidade e uma baixa mobilidade, minimizando a eficiência de deslocamento no meio poroso, que pode ser mitigada pela aplicação de métodos térmicos e miscíveis para tornar possível a recuperação de óleo nesses locais. Um dos métodos promissores para a recuperação desse óleo é a injeção alternada de vapor e solvente que utiliza dois poços horizontais paralelos, onde o injetor é disposto acima do produtor, e a injeção ocorre sempre de maneira alternada. O vapor contribui com calor para redução da viscosidade do óleo e o solvente ajuda na miscibilidade, reduzindo a tensão interfacial entre óleo/solvente. Nesse estudo foi utilizado modelo discretizado, onde o poço é discretizado da mesma forma que o reservatório, sendo cada seção do poço tratada como um bloco de grade, com conexão interblocos com o reservatório. O presente trabalho tem como objetivo aplicar o processo da injeção de vapor alternada com solvente, em um modelo de reservatório homogêneo que contenha como características principais do reservatório as da região do nordeste brasileiro para verificar a otimização do método, minimizando a quantidade de solvente injetado, aumentando a produção de óleo. As simulações numéricas foram realizadas através do simulador térmico STAR da CMG (Computer Modelling Group). Os parâmetros operacionais analisados foram: vazão de injeção de vapor, vazão de injeção de solvente, distância vertical entre os poços, qualidade de vapor e tempo de alternância entre a injeção de vapor e solvente. Os resultados mostraram que altas vazões de injeção de solvente apresentam uma produção de óleo menor. Porém, com uma vazão de injeção de solvente menor foi possível otimizar o processo apresentando resultados bastante satisfatórios. 


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  • In the world, there are countless oil reservoirs with a long production history, but their production was ended, because they reached the limit of their economic viability, even still having a significant amount of oil. In the northeast of Brazil, this history is also repeated, because in this region it presents a long production of heavy oil. The oil within those reservoirs has high viscosity and low oil mobility that minimizes the displacement efficiency in the porous media, but can be mitigated by the application of thermal methods and miscible methods to make possible improving oil recovery. One of the promising process for recovery of this oil is the steam and solvent alternate injection which uses two parallel horizontal wells, where the injection well is situated vertically above the production well, and the injection always occurs alternately. The steam adds heat to reduce the viscosity of the oil and solvent aids in reducing the interfacial tension between oil/solvent. In this study was used the discretized wellbore model, where the well is discretized in the same way that the reservoir and each section of the well treated as a block of grid, with interblock connection with the reservoir. The present study aims to apply the process of alternating steam and solvent injection, in a homogeneous reservoir model that contains as main characteristics of the reservoir those of the brazilian northeast region to verify the optimization of the method, minimized the amount of solvent injected, increasing oil production.  The numerical simulations were performed using the STARS thermal simulator form CMG (Computer Modelling Group). The operational parameters analyzed were: the flow of solvent injection, the flow of steam injection, vertical distance between the wells, steam quality and time between alternated steam injection and solvent injection. The results showed that high solvent injection flow have a lower oil production. However, with a lower solvent injection flow it was possible optimize the process with very satisfactory results.

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  • FRANCISCO JOSA COUTINHO DA SILVA
  • Redatumação Cinemática por Soma de Kirchhoff em dados sísmicos 2D

  • Orientador : GERMAN GARABITO CALLAPINO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • GERMAN GARABITO CALLAPINO
  • LIACIR DOS SANTOS LUCENA
  • MARCOS VINICIUS CANDIDO HENRIQUES
  • Data: 08/02/2018

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  • Quando a aquisição de dados sísmicos terrestre ocorre sobre a influência de uma topografia acidentada e velocidade consideravelmente heterogênea (como uma camada de intemperismo espessa) abaixo da superfície, vários métodos de correções estáticas geralmente fornecem ajustes temporais incorretos e, portanto, empilhamento incoerente e inferior. A razão é que as correções temporais se baseiam em trajetórias de raios verticais entre a superfície de medição e a base da camada de intemperismo. Portanto, são desconsideradas as variações laterais na trajetória do raio. Por essa razão propomos um método geométrico de redatumação cinemático que não sofre deste problema. Sendo resultado da aplicação conjunta de migração e demigração Kirchhoff.


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  • When land seismic data acquisition must account for the influence of a rugged topography and considerable velocity inhomogeneity (like a thick weathering layer) below the measurement surface, the various static correction methods usually provide incorrect temporal adjustments and thus incoherent sub-optimal stacks. The reason is that the time corrections are based on vertical ray trajectories between the measurement surface and the base of the weathering layer. They thus disregard lateral variations of the ray path. It is for this reason that we propose a geometric kinematic redatuming method that does not suffer from this problem. It results from cascading a Kirchhoff migration and demigration.

    In view of the difficulties in the treatment of amplitudes on land data, we perform only kinematic (unweighted) stacks. This is enough to produce convincing results to justify the deployment of all usual pre- and poststack-processes and ultimately create seismic images which are consistent with the geology in question.

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  • RODRIGO FERNANDES GUIMARÃES
  • Modelador de propagação de onda acústica 2D por diferenças finitas no domínio do tempo em CUDA

     
  • Orientador : JOAO MEDEIROS DE ARAUJO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • GILBERTO CORSO
  • JOAO MEDEIROS DE ARAUJO
  • MARCOS VINICIUS CANDIDO HENRIQUES
  • Data: 28/02/2018

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  • A inversão completa da forma da onda (FWI) trata-se de um método de imageamento sísmico quantitativo que pode fornecer com alto grau de confiança as estruturas de subsuperfície. Entretanto, fazer a modelagem da propagação de ondas é computacionalmente muito exaustivo, limitando, assim, a FWI. Atualmente, com a evolução dos hardwares, já é possível utilizar a computação paralela para acelerar os cálculos da FWI. Porém, para fazer uso dessas ferramentas, é necessária uma abordagem de programação diferente. Neste trabalho, utiliza-se a plataforma CUDA para desenvolver um código que faz uso dos processadores paralelos disponíveis em placas gráficas (GPUs) para modelar a propagação da onda acústica 2D utilizando dados de velocidade e densidade, além do uso de redes intercaladas. A fim de verificar o desempenho do código em diferentes arquiteturas, foi testado em duas formas diferentes: CPUs Intel, onde o código era apenas em linguagem C; GPUs Nvidia, onde o código foi modificado para a plataforma CUDA. Os resultados mostram que o uso de GPUs com CUDA pode acelerar muito os cálculos quando comparado com o uso da CPU.


  • Mostrar Abstract
  • The full waveform inversion (FWI) is a quantitative seismic imaging method that can provide a high degree of reliance on subsurface structures. However, modeling wave propagation is computationally very exhaustive, thus limiting FWI. Nowadays, with the evolution of hardware, it is already possible to use parallel computing to accelerate FWI calculations. However, to make use of these tools, a different programming approach is required. In this work, the CUDA platform is used to develop a code that makes use of the parallel processors available in graphic cards (GPUs) to model the propagation of the acoustic wave 2D using data of speed and density, besides the use of staggered grid. In order to verify the performance of the code in different architectures, it was tested in two different ways: Intel CPUs, where the code was only in C language; Nvidia GPUs, where the code was modified for the CUDA platform. The results show that using GPUs with CUDA can greatly speed up computations when compared to CPU usage. 

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  • GLEN OLIVEIRA MARTIN JUNIOR
  • Estudo do Processo SAGDOX aplicado a um Reservatório de Óleo Pesado

  • Orientador : JENNYS LOURDES MENESES BARILLAS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ELTHON JOHN RODRIGUES DE MEDEIROS
  • JENNYS LOURDES MENESES BARILLAS
  • TARCILIO VIANA DUTRA JUNIOR
  • Data: 05/03/2018

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  • Os óleos pesados são mais difíceis de serem extraídos, necessitando da aplicação de métodos especiais de recuperação para possibilitar sua produção. A recuperação desse tipo de óleo pode ser incrementada por intermédio de processos térmicos, que consistem basicamente em aumentar a temperatura, reduzindo a viscosidade do óleo e melhorando o seu escoamento. O processo de drenagem gravitacional assistida por vapor, SAGD (do inglês “Steam-Assisted Gravity Drainage”), é um método já conhecido, provado e utilizado com sucesso em campos ao redor do mundo. A Combustão In-Situ é outro método térmico bastante consolidado. Buscando aperfeiçoar o SAGD, unindo as vantagens deste com os da Combustão In-Situ, foi proposto um novo método denominado “SAGDOX” (do inglês “Steam-Assisted Gravity Drainage with OXygen addition”), patenteado pela Nexen Inc., em 2013. O SAGDOX consiste basicamente em utilizar a estrutura de poços do SAGD, e injetar ar através de um poço injetor vertical, a fim de melhorar a recuperação do óleo. O método está atualmente em estágio de desenvolvimento, com experimentos laboratoriais e em testes de modelos físicos, não contando ainda com testes em campo ou poços-piloto. Nesse trabalho foi realizado um estudo paramétrico do processo SAGDOX aplicado a um reservatório homogêneo contendo óleo pesado, com características do nordeste brasileiro. Os experimentos foram realizados através do simulador computacional STARS, da Computer Modelling Group, considerando-se um tempo de projeto de 20 anos. Foi realizado um planejamento experimental e analisada a produção acumulada de óleo quando submetido a diferentes valores para os seguintes parâmetros operacionais: vazão de injeção de vapor, vazão de injeção de ar, distância entre os poços horizontais, distância do poço injetor de ar e completação do poço injetor de ar. A análise de sensibilidade indicou que todos os parâmetros foram estatisticamente significativos, com a distância entre os poços horizontais sendo o parâmetro mais influente. Injetar oxigênio puro, ao invés de ar, resultou em maiores fatores de recuperação (FR) para os casos analisados. O processo SAGDOX atingiu menores fatores de recuperação quando comparado ao SAGD tradicional, mas mostrou poder antecipar a produção de óleo.


  • Mostrar Abstract
  • Heavy oil is more difficult to be extracted, it requires the application of enhanced oil recovery processes in order to be produced. The recovery of this type of oil can be improved by thermal processes, that consist in elevating the temperature, causing oil viscosity reduction, allowing it to flow better. The Steam-Assisted Gravity Drainage (SAGD) is a well-known method, proved and successfully used around the world. In-situ combustion is another thermal process well consolidated. In order to improve SAGD performance, in-situ combustion advantages were mixed with SAGD’s, proposing a new process called Steam-Assisted Gravity Drainage with Oxygen addition (SAGDOX), by Nexen Inc., in 2013. SAGDOX basically consists in using the wells structure of SAGD, and add a vertical air injector well, aiming to increase oil recovery. The process is in development stage, with laboratory experimentation and physical model tests, with no field testing or pilots yet. In this paper, it was developed a parametric study of SAGDOX process applied to a heavy oil reservoir, with characteristics from Northeast Region of Brazil. Experiments were conducted using STARS software, a thermal reservoir simulator by Computer Modelling Group, and the project total time was considered 20 years. Experiments were planned using Design of Experiments, and cumulative oil production was analyzed for different values for the following operational parameters: steam injection rate, air injection rate, distance between horizontal wells, distance of air injection well and air injector well completion. Sensibility analysis indicated that all parameters were statistically significant, being the distance between horizontal wells the most influent parameter.  Further results indicate that is better to inject pure oxygen, instead of air, leading to higher oil recovery factors. The SAGDOX process reached lower oil recovery factors when compared to traditional SAGD, but showed that it can anticipate oil production.

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  • RODRIGO SILVA TAVARES
  • GeoLEAP, um software geoestatístico para criação de modelos heterogêneos de reservatórios de petróleo

  • Orientador : TARCILIO VIANA DUTRA JUNIOR
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ABEL GOMES LINS JUNIOR
  • EDNEY RAFAEL VIANA PINHEIRO GALVAO
  • MARCOS ALLYSON FELIPE RODRIGUES
  • TARCILIO VIANA DUTRA JUNIOR
  • YOE ALAIN REYES PEREZ
  • Data: 29/06/2018

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  • A geoestatística tem como objetivo a caracterização espacial de uma variável de interesse por meio dos estudos da sua distribuição e variabilidade espacial, sendo uma importante ferramenta de modelagem de reservatório. Ela incentiva a interdisciplinaridade, promovendo um melhor diálogo entre geólogos, engenheiros de petróleo e matemáticos, sendo seus dois principais componentes a estimativa e a simulação. Atualmente, os softwares de geoestatística englobam uma grande variedade de produtos em termos de preço, sistema operacional, interface amigável, funcionalidades e capacidades gráficas e de visualização. No presente estudo, foi criado um software voltado para geoestatística, o qual tem finalidade acadêmica, voltado para o ensino, com código aberto, permitindo que os futuros usuários modifiquem e melhorem os algoritmos desenvolvidos. Denominado GeoLEAP, o software permite que sejam estudados tanto dados 2D como 3D e apresenta uma interface amigável. O GeoLEAP permite realizar a análise variográfica e construção de modelos por estimativa e simulação. Para validação do software, foram analisados dois conjuntos de dados, um bidimensional e outro tridimensional. Para ambos os conjuntos, foi realizada a análise variográfica dos dados. Os resultados mostraram que as técnicas implementadas no GeoLEAP são capazes de criar modelos heterogêneos, que representam a realidade, oferecendo precisão global e local.


  • Mostrar Abstract
  • Geostatistics aims to spatial characterization of a variable by means of studies of its distribution and spatial variability, it is an important tool in reservoir modeling. It promotes interdisciplinary, improving the relationship among geologists, petroleum engineers and statisticians. The two main components of Geostatistics are the estimation and simulation. Nowadays, geostatistical software encompasses a wide range of products in terms of price, operating systems, user-friendliness, functionalities, graphical and visualization capabilities. In the present study, it was built to geostatistical software with an academic purpose and open-code that allows users to modify and improve the algorithms. Named GeoLEAP, the software allows 2D and 3D analysis with a user-friendly interface. The GeoLEAP is capable of variography and model-building using estimation and simulation. Two set of data were studied to validate the software, one two-dimensional and the other three-dimensional. In both cases, it was done the variography analysis. The results showed that the techniques implemented in GeoLEAP are capable of building heterogeneous models that present global and local precision.

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  • CLÁUDIO REGIS DOS SANTOS LUCAS
  • SISTEMAS MICROEMULSIONADOS NA REMOÇÃO DE DANO ORGÂNICO EM MEIO POROSO ARENÍTICO

  • Orientador : TEREZA NEUMA DE CASTRO DANTAS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • MARCOS ALLYSON FELIPE RODRIGUES
  • PEDRO TUPÃ PANDAVA AUM
  • TAMYRIS THAISE COSTA DE SOUZA
  • TEREZA NEUMA DE CASTRO DANTAS
  • Data: 31/07/2018

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  • Como consequência da composição do petróleo e condições as quais está submetido dentro do reservatório durante o fluxo, alguns componentes mais pesados podem vir a segregar-se e acabam por se precipitar na superfície da rocha causando redução da permeabilidade, restringindo a produção ou injeção de fluidos. A essa redução de permeabilidade natural na região próxima ao poço dá-se o nome de dano à formação por deposição orgânica. O destaque neste trabalho é dado a utilização de sistemas microemulsionados, conhecidos pela sua alta capacidade de solubilização, no tratamento de dano à formação por disposição orgânica, em particular ao causado pela precipitação dos asfaltenos. Este trabalho foi dividido em duas etapas principais, sendo elas: Caraterização dos fluidos utilizados e avaliação de eficiência de em ensaios de injeção em meio poroso. Como fluidos percussores de dano foram utilizadas misturas Petróleo Fazenda Belém/n-heptano (FZBHEP). Para formulação dos sistemas de tratamento foram utilizados os tensoativos ALKONAT L90 e ULTRANEX NP 100, o n-butanol como co-tensoativo e o querosene como fase oleosa. Os resultados de caracterização mostraram que o petróleo Fazenda Belém é um óleo pesado, viscoso e com teor significativo de asfaltenos, que o arenito Botucatu tem como principal constituinte a sílica. Os resultados dos testes de injeção mostraram que a mistura FZBHEP foi capaz de causar dano de 15%, em média, enquanto os sistemas microemulsionados utilizados chegaram a obter 81% de eficiência na remoção de dano, semelhante a eficiência do xileno, mostrando assim ser uma alternativa ao uso de solventes aromáticos, com a vantagem de ser mais aceitável operacionalmente e ambientalmente.


  • Mostrar Abstract
  • As a consequence of oil composition and conditions which are subjected during flow into reservoir, heavier components may segregate and eventually precipitate on rock surface  causing a permeability reduction, restricting the production or injection of fluids. This reduction of natural permeability in the region near wellbore is known as formation damage by organic deposition. The emphasis in this work is the use of microemulsion systems, known for their high solubilization capacity, in the treatment of organic deposition formation damage, in special caused by asphaltenes precipitation. This work was divided in two main stages, being: Characterization of the fluids used and efficiency evaluation in injection tests in porous medium. As damaging precursors were used Fazenda Belém oil/n-heptane (FZBHEP) mixtures. To formulate the treatment systems were used, the ALKONAT L90 and ULTRANEX NP 100 surfactants, n-butanol as cosurfactant and kerosene as oil phase. The characterization results showed that the Fazenda Belém oil is a heavy, viscous and significant asphaltenes content oil, silica is the main constituent of Botucatu sandstone. The results of the injection tests showed that the FZBHEP blend was able to cause an average of 15% of damage, while the microemulsion systems used got 81% efficiency in damage the removal, similar to the xylene efficiency, thus showing be an alternative to aromatic solvents using, with the advantage of being more operationally and environmentally acceptable.

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  • JILDIMARA DE JESUS SANTANA
  • AVALIAÇÃO DA BIOACUMULAÇÃO DE METAIS TÓXICOS EM OSTRAS, EM CONDIÇÕES SIMULADAS DO DESCARTE DA ÁGUA PRODUZIDA NO MAR

  • Orientador : DJALMA RIBEIRO DA SILVA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • DJALMA RIBEIRO DA SILVA
  • CARLOS ALBERTO MARTINEZ HUITLE
  • ELISAMA VIEIRA DOS SANTOS
  • EMILY CINTIA TOSSI DE ARAÚJO COSTA
  • RICARDO HENRIQUE DE LIMA LEITE
  • Data: 28/08/2018

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  • A água produzida (AP) é um dos principais problemas na indústria do petróleo devido ao grande volume de produção e a sua elevada complexidade. Para realização do seu descarte em ambientes marinhos é necessária a remoção de substancias tóxicas presentes no meio, entre essas substâncias encontram-se os metais. Estes quando presentes no ambiente aquático, mesmo em baixas concentrações, são capazes de se bioacumular nos organismos, principalmente os filtradores como os moluscos bivalves como as ostras. Diante disto, o presente trabalho objetivou a avaliação do potencial bioacumulativo de ostras (Crassostrea brasiliana), que servem como bioindicadores da contaminação das águas marinhas por metais. Para isso, foi simulado o descarte de água produzida real proveniente da Bacia Potiguar, em concentrações distintas em água do mar oriunda da praia de Areia Preta/RN. Os parâmetros físico-químicos da água, tais como pH, temperatura, salinidade, oxigênio dissolvido, sólidos totais dissolvidos e condutividade e a concentração dos metais foram avaliados diariamente, assim como o tecido das ostras expostas a tais condições. Para a determinação dos metais Cádmio, Cobalto, Cobre, Níquel e Chumbo nas amostras de água e ostras, a decomposição foi realizada através do sistema fechado assistido por radiação micro-ondas, utilizando a técnica de espectrometria de emissão óptica com plasma acoplado indutivamente (ICP-OES) para quantificação. Observou-se um decaimento da concentração de todos os metais em água ao longo do tempo, conforme o esperado, evidenciado a absorção destes pelas ostras. Em ambiente com maior teor das águas produzidas esta absorção foi limitada. Nos aquários contendo maior concentração de água produzida, a sobrevivência foi de apenas 70 horas. Foi observado também que, quanto menor a concentração de AP e metais no meio, maior a taxa de remoção. Os resultados obtidos após análise das ostras mostraram que quanto menor a concentração dos metais na água, maior o potencial de absorção destes pelas ostras. Portanto, conclui-se que os ensaios de exposição das ostras frente à água produzida mostra que estas podem sim funcionar como espécies indicadoras de contaminação de ambientes aquáticos e que a técnica de Espectrometria de Emissão Óptica com Plasma Indutivamente Acoplado foi eficiente na determinação de metais nas matrizes estudadas, apresentando boa linearidade (r2 > 0,998 para todos os metais determinados com DPR < 5%) e limites de quantificação entre 0,0003 e 0,0045 mg L-1.


  • Mostrar Abstract
  • T

    The Produced Water (PW) is one of the oil industry main problems due to its large production volume and high complexity. To carry out its disposal in marine environments it is necessary the removal of toxic substances present in the environment, among these substances are metals. Metals when present in the aquatic environment, even at low concentrations, are capable to provocate bioaccumulating in organisms, mainly the filter bivalve molluscs, such as oysters. The present study aimed to evaluate the metal quantification in bivalve molluscs (Crassostrea brasiliana), which serve as marine's waters contamination bioindicators by metals. For this purpose, it was simulated a real produced water discard from the Potiguar Basin, using distinct concentrations in sea water from the Areia Preta / RN beach. The physical-chemical parameters of the water, such as pH, temperature, salinity, dissolved oxygen, total dissolved solids and conductivity were evaluated daily, as well as the tissue of oysters exposed to this citaded conditions. In order to determine the metals Cadmium, Cobalt, Copper, Nickel and Lead, the samples were decomposed with a closed system assisted by microwave radiation using Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometry (ICP-OES) for quantification. A decrease in the concentration of all metals in water over time was observed, as expected, according to evidenced by their absorption by oysters. In an environment with higher water content, this absorption is limited. In aquaria containing the highest concentration of produced water, survival was only 70 hours. It was also observed that with a lower concentration of PW and metals in the medium, higher was removal's rate. The results obtained after oyster analysis showed that how lower metal's concentration in water, greater the oysters absorption potential. Therefore, it is concluded that oyster exposure tests in front of the produced water show that these can function as indicative species for contamination of aquatic environments and Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometry technique was efficient in determination of metals in the studied matrixes, showing good linearity (r2>0.998 for all metals determined with DPR <5%) and quantification limits between 0.0003 and 0.0045 mg L-1.

Teses
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  • CARLOS HENRIQUE GRILO DINIZ
  • TECNOLOGIAS DE JOGOS APLICADAS À REPRESENTAÇÃO TRIDIMENSIONAL DE PROCESSOS DE EROSÃO COSTEIRA EM ILHAS BARREIRAS

  • Orientador : VENERANDO EUSTAQUIO AMARO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANGÉLICA FÉLIX DE CASTRO
  • LAURA EMMANUELLA ALVES DOS SANTOS SANTANA DE OLIVEIRA
  • MARCELA MARQUES VIEIRA
  • ROMMEL WLADIMIR DE LIMA
  • VENERANDO EUSTAQUIO AMARO
  • Data: 15/01/2018

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  • As forçantes meteoceanográficas modelam a paisagem do litoral do Rio Grande do Norte de curto a longo prazo.Em especial a parte setentrional deste litoral, que se apresenta como uma área de intensas atividades antrópicas e econômicas, e onde estão instaladas as indústrias, petrolífera, de geração eólica, carcinicultura, salineira e turismo.

    O presente trabalho apresenta um processo metodológico para o desenvolvimento de protótipo de simulação para visualização em 3D e4D de prognósticos de erosão deste litoral. Para o referido desenvolvimento foram  utilizadas metodologias estatísticas (Análise Linear e Harmônica), e tecnologias como ambiente de desenvolvimento de jogos Unity3D, além de uso de outros elementos e dados altimétricos e batimétricos.

    No desenvolvimento deste protótipo de simulação, foi feita a devida caracterização da área a partir de uma série histórica de dados. Foram utilizados dados meteoceanográficos, levantamento geodésicos de precisão, avaliação da linha de costa utilizando-se dos algoritmos do Digital Shoreline Analysis System (DSAS) da USGS juntamente com o uso das imagens de satélite históricas da área.

    O desenvolvimento deste produto pretende auxiliar juntamente a outras ações integradas, uma melhor gestão e adaptação das atividades humanas inseridas neste mosaico ambiental altamente sensível e mutável, da região costeira setentrional do Rio grande do Norte, permitindo a sustentabilidade dos atores sociais nela inseridos em seus múltiplos usos.

    Este processo de construção de protótipos de simulação objetiva, ainda a gestão pública e privada, para a mitigação de situações de eventos extremos. Visto que, com o cenário de mudanças climáticas em curso, faz-se necessário, cada vez mais o uso de ferramentas que permitam a visualização e detecção de cenários de inundação e erosão costeira.

    Com algumas modificações e reprogramação dos algoritmos de erosão e inundação, este processo metodológico pode ser utilizado em ambientes continentais. Desta forma esta solução de simulação poderá ser utilizada nos mais diversos ambientes que envolvam a temática de erosão e inundação, seja em ambientes costeiros ou continentais.


  • Mostrar Abstract
  • The weather and oceanographic driving forces shape the landscape of the Rio Grande do Norte coast from short to long term. In particular the northern side of this coast, an area of  intense human and economic activities, installed oil industries, wind power generation, shrimp industries, salt industries and tourism.

                The present work, in general, demonstrates which elements were used to develop a simulation prototype for 3D and 4D viewing of predictions of erosion of this coast. For this development we used statistical methodologies (Linear and Harmonic Analysis), and technologies such as the development environment of Unity 3D games, besides the use of other elements and altimetric and bathymetric data.

                In the development of this simulation prototype, the proper characterization of the area was made from a historical series of data. We used meteo-oceanographic data, precision geodetic surveys, coastline assessment using USGS DSAS algorithms along with the use of the area's historic satellite images.

                The development of this product aims to help other integrated actions, better management and adaptation of the human activities inserted in this highly sensitive and changeable environmental mosaic of the northern coastal region of Rio Grande do Norte, allowing the sustainability of the social actors inserted in their multiples Uses.

                This process of the construction of simulation prototypes also aims to use public and private management to mitigate situations of extreme events. Since with the current scenario of climate change, it is increasingly necessary to use tools that allow the visualization and detection of flood and coastal erosion scenarios.

                With some modifications and reprogramming of erosion and flood algorithms, this methodological process can be used in continental environments. In this way, this simulation solution can be used in the most diverse environments that involve the theme of erosion and flooding, whether in coastal or continental environments.

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  • MARCUS VINICIUS DANTAS DE ASSUNCAO
  • O ESTUDO DA EFICIÊNCIA AMBIENTAL DOS CAMPOS ONSHORE DAS BACIAS COSTEIRAS BRASILEIRAS NA PERSPECTIVA DA ÁGUA PRODUZIDA DE PETRÓLEO

  • Orientador : MARCELA MARQUES VIEIRA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • MARCELA MARQUES VIEIRA
  • JENNYS LOURDES MENESES BARILLAS
  • MARIANA RODRIGUES DE ALMEIDA
  • CARLOS ALBERTO DE JESUS MARTINHON
  • KYTERIA SABINA LOPES DE FIGUEREDO
  • Data: 26/02/2018

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  • A indústria petrolífera possui uma significativa e importante parcela na matriz energética mundial com uma produção estimada de 1/3 da energia global. Com o elevado consumo mundial de petróleo, o gerenciamento dos recursos necessita ser melhor administrado a fim de reduzirem os impactos ambientais associados. Uma das principais preocupações ambientais associadas a exploração e produção dos campos de petróleo está relacionada a geração de água produzida de petróleo. A água produzida de petróleo constitui um desafio de natureza estratégica para as empresas, uma vez que gera a maior parcela dos resíduos da indústria do petróleo. Nessa perspectiva, este trabalho tem como objetivo analisar o desempenho da sustentabilidade ambiental, a partir da geração de água produzida de petróleo, dos campos onshore das bacias petrolíferas costeiras do Brasil. Os dados foram disponibilizados pela ANP (Agência Nacional de Petróleo) em seu sítio eletrônico perfazendo um total de 156 campos pertencentes às bacias de Alagoas, Camamu, Espírito Santo, Potiguar e Sergipe. Os anos analisados foram 2014, 2015 e 2016. Buscando alcançar o objetivo proposto, formulou-se um modelo conceitual constituído por 12 hipóteses. Os resultados foram apresentados em seis etapas: etapa I – apresentação dos resultados das estatísticas descritivas; etapa II – análise das regressões múltiplas; etapa III – aplicação da mediana; etapa IV – Análise da modelagem dinâmica (DDEA); etapa V -  apresentação de uma análise gráfica bidimensional do DDEA; e, etapa VI - análise das regressões logísticas. Utilizaram-se dois testes estatísticos para validação das hipóteses: teste T e teste de Wald. Os resultados apresentaram efeito positivo das variáveis poços direcionais, poços verticais e idade, e, tendo essas duas primeiras, papel fundamental na determinação das eficiências ambientais. Os campos de petróleo produziram baixos índices de eficiência dinâmica, tanto para o Grupo 1 (27,30%), quanto para o Grupo 2 (38,58%), representados por meio da representação gráfica bidimensional dinâmica e validados por meio da regressão logística. Os resultados autorizam dizer que há um mau gerenciamento dos recursos tecnológicos dos campos onshore das bacias costeiras brasileiras, provocando quantidades excessivas da água produzida de petróleo.


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  • The oil industry has a significant and important share in the world energy matrix with an estimated production of 1/3 of the global energy. With the high world oil consumption, resource management needs to be better managed in order to reduce the associated environmental impacts. One of the main environmental concerns associated with the exploration and production of oil fields is related to the generation of water produced from petroleum. The water produced from the production of oil and gas is a strategic challenge for companies, as it generates the largest share of waste from the oil industry. In this perspective, this work aims to analyze the performance of environmental sustainability, based on the generation of oil produced water, from the onshore fields of the coastal oil basins of Brazil. The data were made available by the ANP (National Agency of Petroleum) in its electronic site making a total of 156 oilfields belonging to the basins of Alagoas, Camamu, Espírito Santo, Potiguar and Sergipe. The years analyzed were 2014, 2015 and 2016. In order to reach the proposed objective, a conceptual model was formulated with 12 hypotheses. The results were presented in six stages: stage I - presentation of the results of the descriptive statistics; stage II - analysis of multiple regressions; stage III - application of the median; stage IV - Dynamic modeling analysis (DDEA); Stage V - presentation of a two-dimensional graphical analysis of DDEA; and stage VI - analysis of logistic regressions. Two statistical tests were used to validate the hypotheses: T-test and Wald test. The expected results will help the managers in the managerial decision making from the model proposed for the petroleum sector. The results had a positive effect on the variables directional wells, vertical wells and age, and, with these two first ones, a fundamental role in the determination of the environmental efficiencies. The oil fields produced low rates of dynamic efficiency, both for Group 1 (27.30%) and Group 2 (38.58%), represented by dynamic two-dimensional graphical representation and validated by means of logistic regression. The results allow to say that there is a poor management of the technological resources of the onshore fields of the Brazilian coastal basins, causing excessive amounts of the oil produced water.

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  • FLÁVIA MELO DE LIMA
  • Desenvolvimento de adsorventes para remoção de tiofeno em combustíveis de transportes

  • Orientador : ANTONIO EDUARDO MARTINELLI
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANTONIO EDUARDO MARTINELLI
  • DULCE MARIA DE ARAUJO MELO
  • FABÍOLA DIAS DA SILVA CURBELO
  • RENATA MARTINS BRAGA
  • VÍTOR RODRIGO DE MELO E MELO
  • Data: 02/03/2018

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  • A qualidade do ar e a preocupação com o meio ambiente e a saúde da população têm influenciado as regulamentações de emissões veiculares reduzindo os níveis de enxofre dos combustíveis fósseis. Dentro desse contexto, utilizou-se o xisto retortado (XR) como adsorvente para a remoção de enxofre sob a forma de tiofeno nos combustíveis, pois é um material adsorvente alternativo reduzindo o impacto ambiental causado pela disposição do próprio resíduo. O objetivo foi encontrar a melhor condição de adsorção do tiofeno, utilizando o xisto como adsorvente impregnado com Cu e Zn. Os adsorventes foram caracterizados por diferentes técnicas, incluindo análise termogravimétrica, BET, fluorescência de raios X, difração de raios X e microscopia eletrônica de varredura. As características físicas e químicas apresentadas pelo material foram adequadas para o estudo de adsorção. A eficiência do processo de adsorção foi avaliada em termos da remoção de enxofre em soluções modelo contendo tolueno/hexano (15/85). A quantificação de enxofre presente na fase líquida foi determinada por espectroscopia no infravermelho próximo a partir de experimentos de adsorção pelo método banho finito que foram conduzidos em diferentes concentrações iniciais de enxofre e tempo de contato adsorvente/adsorbato. Os resultados mostraram que o material exibe capacidade de adsorção satisfatória e que os pontos experimentais se ajustaram melhor ao modelo de Freundlich. Os dados cinéticos mostraram melhor correlação com a equação de velocidade de pseudo segunda ordem apresentando a quimissorção como etapa limitante. Os adsorventes estudados possuem satisfatória seletividade e apresentaram boa regeneração após tratamento térmico, pois é um fator avaliado na aplicação prática. Portanto, o presente estudo revelou que o xisto retortado pode ser usado como um material adsorvente de enxofre de combustíveis de transportes, no qual é uma das maiores preocupações nas últimas décadas minimizando os impactos ambiental e econômico.


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  • Air quality and concern for the environment and population health have influenced vehicle emissions regulations to call for reductions of sulfur levels of fossil fuels. In this context, the XR is used as adsorbent for the removal of sulfur in the form of thiophene in the fuels, because it is an alternative adsorbent material reducing the environmental impact caused by the disposal of the residue itself. The objective was to find the best adsorption condition of thiophene, using shale as adsorbent impregnated with Cu and Zn. The adsorbents were characterized by different techniques, including thermogravimetric analysis, BET, X-ray fluorescence, X-ray diffraction and scanning electron microscopy. The physical and chemical characteristics of the material were adequate for the adsorption study. The efficiency of the adsorption process was evaluated in terms of sulfur removal in toluene / hexane containing solutions (15/85). The quantification of sulfur present in the liquid phase was determined by near infrared spectroscopy from adsorption experiments by the finite bath method that were conducted at different initial concentrations of sulfur and adsorbent/adsorbate contact time. The results showed that the material exhibits satisfactory adsorption capacity and that the experimental points fit better to the Freundlich model. The kinetic data showed a better correlation with the pseudo second order velocity equation showing the chemisorption as a limiting step. The studied adsorbents have satisfactory selectivity and presented good regeneration after thermal treatment, since it is a factor evaluated in the practical application. Therefore, the present study revealed that retried shale can be used as a sulfur adsorbent material for transport fuels thereby minimizing environmental and economic impacts.

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  • ÂNGELO ANDERSON SILVA DE OLIVEIRA
  • Planejamento estatístico para avaliação da substituição parcial do Ni por Co e/ou Mn em catalisadores para reforma a seco do metano

  • Orientador : MARCELA MARQUES VIEIRA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • MARCELA MARQUES VIEIRA
  • DULCE MARIA DE ARAUJO MELO
  • ELEDIR VITOR SOBRINHO
  • EDISSON MORGADO JUNIOR
  • GILVAN PEREIRA DE FIGUEREDO
  • RODRIGO CÉSAR SANTIAGO
  • Data: 25/05/2018

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  • A reforma a seco do metano - RSM é uma tecnologia promissora, uma vez que usa dois dos gases de efeito estufa - GEE (CH4 e CO2) para obtenção do H2 ou gás de síntese (H2 + CO) que, além de serem um produto interessante do ponto de vista industrial, podem reduzir as emissões dos GEE’s para o meio ambiente. Na RSM é muito comum o uso de catalisadores à base de níquel suportados em óxidos não-redutíveis, como alumina. De maneira geral, são relatados altos níveis de conversão para esses catalisadores, contudo, a desativação por deposição de carbono e a toxicidade do níquel ainda são um problema. Fases ativas com mais de um elemento vem sendo investigadas com a intenção de potencializar o catalisador com as características de seus constituintes, seja para reduzir custo, toxicidade e coque, seja para aumentar a conversão. Nesse contexto, o planejamento estatístico de mistura é a melhor opção para avaliar os catalisadores com fase ativa composta. Neste trabalho, fez-se uso do planejamento estatístico de mistura tipo simplex-centroid com restrição de 50 % da fase ativa composta por Ni e os outros 50 % constituída de Ni, Co e Mn em diferentes proporções seguindo o planejamento experimental adotado, com a finalidade de avaliar os efeitos sinérgicos e/ou antagônicos quanto a conversão de metano, rendimento de hidrogênio, razão molar H2/CO e custo da fase ativa. A α-alumina, utilizada como suporte, foi obtida pelo método da autocombustão assistida por micro-ondas e caracterizada por DRX, BET e MEV. A fase ativa foi impregnada por via úmida e os catalisadores obtidos foram caraterizados por FRX, DRX (antes e após a ativação), TPR e MEV-EDS, além disso a redutibilidade em atmosfera de H2 e a atividade catalítica durante a reação de reforma a seco dos catalisadores foram investigadas por difração de raio X in-situ. Os ensaios catalíticos foram realizados a 700 °C com velocidade espacial de 36 L.h-1.g-1 e seus dados foram utilizados no planejamento gerando os modelos matemáticos que, por sua vez, foram usados para modelar um catalisador nomeado de Cat mod. Os principais resultados relatam um desempenho superior do Cat mod frente ao catalisador adotado como referência (Cat 1 -10 % de Ni) com redução de custos (- 35 %) e de toxicidade, tendo em vista que houve uma redução considerável da quantidade de Ni utilizado. O diagrama de Pareto relata que qualquer proporção de mistura, entre dois dos elementos estudados, resulta em efeito antagônico, mas quando os três elementos são combinados apresentam efeito sinérgico. Os catalisadores usados foram caracterizados por MEV e TG-EGA. As análises após os ensaios catalíticos evidenciam que o Mn inibe a formação de coque quando usado em quantidade nominal acima de 17 % (considerando a composição da fase ativa). Por fim, foi proposto um mecanismo de reação que ilustra de forma idealizada o conjunto dos fenômenos que compõe as principais reações da RSM específica para os catalisadores estudados neste trabalho.


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  • The dry reforming of methane - DRM is a promising technology, since it uses two of the greenhouse gases - GHG (CH4 and CO2) to obtain H2 or syngas (H2 + CO) which, besides being an interesting product from the industrial viewpoint, it can reduce GHG emissions to the environment. The use of nickel-based catalysts supported on non-reducible oxides such as alumina is very common in DRM. In general way, high conversion levels are reported for such catalysts, however, carbon offsets and nickel toxicity are still a problem. Active with more than one element has been investigated with the intention of potentiating the catalyst with the characteristics of its constituents, either to reduce cost, toxicity and coke, or to increase the conversion. In this context, statistical mixing planning is the best option to evaluate catalysts with active compound phase. In this work, it was used simplex-centroid statistical mixing planning with 50% restriction of the active phase composed of Ni and the other 50% of Ni, Co and Mn in different proportions following the experimental design adopted with the purpose of evaluate the synergistic and / or antagonistic effects on methane conversion, hydrogen yield, H2/CO molar ratio and cost of the active phase. The α-alumina, used as support, was obtained by microwave assisted self-combustion method and characterized by XRD, BET and SEM. The active phase was impregnated by wet way and the catalysts obtained were characterized by XRF, XRD (Before and after activation), TPR and SEM-EDS. The reducibility in atmosphere H2 and catalytic activity during the dry reforming reaction of the catalysts were investigated by in situ X-ray diffraction. The catalytic tests were performed at 700 °C with a space velocity of 36 L.h-1.g-1 and their data were used in the planning generating the mathematical models, which in turn, were used to model a catalyst named Cat mod. The main results show a performance of Cat mod against the catalyst used as reference (Cat 1 -10% Ni) with cost reduction (- 35%) and toxicity, considering that there was a considerable reduction in the amount of Ni used . The Pareto diagram reports that any proportion of mixture between two of the studied elements results in an antagonistic effect, but when the three elements are combined, they have a synergistic effect. SEM and TG-EGA characterized the catalysts after catalytic tests. The analyzes after the catalytic tests show that Mn inhibits the formation of coke when used in amounts above 17 % (considering the composition of the active phase). Finally, a reaction mechanism was proposed that ideally illustrates the set of phenomena that compose the main reactions of the specific DRM for the catalysts studied in this work.

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  • VIVIANE DE OLIVEIRA CAMPOS
  • TRATAMENTO DE COMPOSTOS ORGÂNICOS PRESENTES EM EFLUENTES REAIS DA INDÚSTRIA PETROQUÍMICA VIA OXIDAÇÃO ELETROQUÍMICA

  • Orientador : DJALMA RIBEIRO DA SILVA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ALINE MARIA SALES SOLANO
  • DANYELLE MEDEIROS DE ARAUJO
  • DJALMA RIBEIRO DA SILVA
  • ELISAMA VIEIRA DOS SANTOS
  • SUELY SOUZA LEAL DE CASTRO
  • Data: 19/06/2018

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  • O tratamento de contaminantes orgânicos presentes em águas subterrâneas e em água produzida, efluente da indústria petrolífera, é um dos maiores desafios enfrentados nos últimos anos. Diferentes pesquisadores têm dedicado estudos a fim de minimizar os impactos ambientais associados à presença desses contaminantes no meio ambiente. Dentre as tecnologias investigadas, a oxidação eletroquímica vem sendo amplamente estudada por apresentar um grande potencial de degradação de contaminantes orgânicos, além de versatilidade, alta eficiência e compatibilidade ambiental. Nesse sentido, este trabalho teve como objetivo avaliar a degradação de contaminantes orgânicos presentes tanto em água produzida real, como em água subterrânea nas proximidades de um posto revendedor de combustível do estado do RN, contaminada por derivados de petróleo. Para isso foram utilizados ânodos de Diamante Dopado com Boro (BDD) e de Platina suportada em Titânio (Pt/Ti), em sistemas de fluxo e batelada, usando diferentes densidades de corrente (15, 30 e 60 mA cm-2). Foram realizadas análises de Demanda Química de Oxigênio (DQO), pH, Condutividade, UV-Vis, Hidrocarbonetos Totais de Petróleo (HTP) e Hidrocarbonetos Policíclicos Aromáticos (HPA). Os resultados mostraram que a melhor eficiência de remoção foi obtida utilizando-se o eletrodo de BDD com uma densidade de corrente de 60 mA cm-2 no sistema de fluxo, pois após 30 min de tratamento houve uma remoção de 100% da carga orgânica na água produzida e após 3 h de tratamento houve uma remoção de 99,10% da carga orgânica na água subterrânea.


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  • The treatment of organic contaminants present in groundwater and produced water, effluent from the oil industry, is one of the major challenges faced in recent years. Many researchers have been developed to minimize the impacts caused by these pollutants, when in contact with the environment and with human beings. Electrochemical oxidation has been widely studied because it presents a great potential for degradation of organic contaminants, besides versatility, high efficiency and environmental compatibility. In this sense, the objective of this work was to evaluate the degradation of organic contaminants present in both real water produced and in groundwater in the vicinity of a refueling station at Rio Grande do Norte state contaminated by petroleum products. For this purpose, Boron Doped Diamond (BDD) and Titanium Supported Platinum (Ti/Pt) anodes were used in flow and batch systems using different current densities(15, 30 e 60 mAcm-2). In the groundwater treatment, Na2SOwas used as the supporting electrolyte. Analyzes of Chemical Oxygen Demand (COD), pH, Conductivity, UV-Vis, Total Petroleum Hydrocarbons (TPH) and Aromatic Polycyclic Hydrocarbons (APH) were performed. The results showed that the Best removal efficiency was obtained using the DDB electrode with a current density of 60 mAcm-2 in the flow system, because after 30 min of treatment there was a 100% removal of the organic load in the water produced and after 3 h of treatment there was a 99.10% removal of the organic load in the groundwater.

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  • AGASSIEL DE MEDEIROS ALVES
  • FATORES INDICATIVOS DE ALTERAÇÕES CLIMÁTICAS ASSOCIADOS À GERAÇÃO DE ENERGIA NA ZONA SEDIMENTAR SETENTRIONAL DO RIO GRANDE DO NORTE – ANÁLISE DA EXPLORAÇÃO PETROLÍFERA ONSHORE NA BACIA POTIGUAR

  • Orientador : VENERANDO EUSTAQUIO AMARO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ADA CRISTINA SCUDELARI
  • ADMILSON DA PENHA PACHECO
  • JOEL MEDEIROS BEZERRA
  • VENERANDO EUSTAQUIO AMARO
  • ZULEIDE MARIA CARVALHO LIMA
  • Data: 13/07/2018

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  • O presente trabalho aborda a discussão sobre a exploração petrolífera onshore que ocorre na Bacia Potiguar, nos limites do estado do Rio Grande do Norte, sob o foco das alterações do índice de albedo e temperatura superficial associada a estes. O albedo é considerado uma significativa variável na compreensão do balanço energético que compõe elemento da análise de alterações climáticas globais. Através da utilização de ferramentas de sensoriamento remoto e SIG, utilizando-se das cenas produzidas pelo sensor OLI do satélite Landsat-8, foi possível determinar as variações do índice de albedo nos oitenta e seis campos petrolíferos ali existentes. Foram analisadas ainda as influências destas formas de exploração nas áreas de reserva existentes na área de estudo, a Reserva de Desenvolvimento Sustentável de Ponta do Tubarão e a Floresta Nacional de Assú. O levantamento indica, com a determinação dos valores processados, que embora se trate da maior área de exploração onshore do país, as áreas de exploração petrolíferas apresentam índices de alteração inferiores se comparadas às demais áreas de exploração energética consideradas renováveis em razão das alterações geossistêmicas. As variações de temperatura superficial, importante variável climática, destacam-se com maiores índices de alteração, mesmo se tratando de uma das regiões de maiores índices de temperaturas do país.


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  • This paper discusses the onshore oil exploration that occurs in the Potiguar Basin, in the limits of the state of Rio Grande do Norte, under the focus of changes in the albedo index and surface temperature associated with them. The albedo is considered a significant variable in the understanding of the energy balance that is part of the analysis of global climate change. Through the use of remote sensing and GIS tools using the scenes produced by the Landsat-8 satellite OLI sensor, it was possible to determine albedo index variations in the eighty-six oil fields there. The influence of these forms of exploration in the reserve areas in the study area, the Sustainable Development Reserve of Ponta do Tubarão and the Assú National Forest were also analyzed. The survey indicates, with the determination of the amounts processed, that although this is the largest onshore exploration area in the country, the oil exploration areas have lower rates of change compared to other areas of energy exploration considered renewable due to geosystemic changes. The variations in surface temperature, an important climatic variable, stand out with higher rates of change, even if it is one of the regions with the highest temperature indexes in the country.

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  • ÍTALO BATISTA DA SILVA
  • Efeito da adição de poliuretana (pu) nas propriedades termomecânicas de pastas de cimento Portland sujeitas a altas temperaturas

  • Orientador : ANTONIO EDUARDO MARTINELLI
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANTONIO EDUARDO MARTINELLI
  • ANTÔNIO FARIAS LEAL
  • JÚLIO CÉZAR DE OLIVEIRA FREITAS
  • MARCOS ALLYSON FELIPE RODRIGUES
  • WENDELL ROSSINE MEDEIROS DE SOUZA
  • Data: 27/07/2018

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  • Com o intuito de adaptar o cimento Portland para poço a condições de alta temperatura e gradientes térmicos, a aplicação de aditivos de natureza polimérica pode ser uma forma de melhorar seu comportamento termomecânico. O objetivo deste trabalho é avaliar o efeito da adição de diferentes concentrações de poliuretana (PU) nas propriedades termomecânicas de pastas de cimento submetidas a temperaturas de até 300°C e pressão de 3kpsi. Foram preparadas formulações aditivadas com 1, 2 e 3 gpc de poliuretana, denominadas respectivamente de PU1, PU2 e PU3. Também foi preparada uma pasta padrão (sem PU). As pastas foram curadas por 14 dias (banho térmico de 38oC durante 11 dias mais 3 dias na câmara de cura na temperatura de 300°C), 28 dias (banho térmico de 38oC durante 11 dias mais 3 dias na câmara de cura na temperatura de 300°C) e 90 dias (banho térmico de 38oC durante 11 dias mais 3 dias na câmara de cura na temperatura de 300°C). Essas condições são características de pastas sujeitas a altas temperaturas em operações de injeção de vapor. As propriedades mecânicas das pastas curadas foram analisadas por resistência à compressão com auxílio de extensômetros, resistência à tração por compressão diametral, frequência de ressonância para o cálculo do coeficiente de Poisson e ensaio ultrassônico para o cálculo do módulo de elasticidade. As propriedades térmicas foram investigadas pelo estudo do comportamento do coeficiente de expansão térmica linear (CTE) em atmosfera de argônio e também pela análise termogravimétrica (TG) para monitorar a variação de massa na mesma condições temperatura e taxa de aquecimento da dilatometria. As amostras foram caraterizadas, ainda, por difração de raios X (DRX) e microscopia eletrônica de varredura por emissão de campo (MEV - FEG). Os resultados de resistência à compressão demonstraram leve redução de valores com adição de poliuretana. Após 14 dias de cura, a resistência à compressão foi 24,7 MPa, 22,3 MPa e 20,0 MPa, para as formulações PU1, PU2 e PU3 respectivamente. A resistência à tração foi 4,5 MPa, 4,0 MPa e 2,8 MPa, respectivamente. A pasta padrão, sem PU, teve resistência à compressão de 28,4 MPa e à tração de 4,8 MPa.  Após 28 dias, a PU2 obteve maior resistência à compressão de 27,8 MPa e à tração de 4,82 MPa, enquanto a amostra padrão com 29,88 MPa e 5,03MPa. Com 90 dias de cura o padão de comportamento das composições foi similar aos com 14 e 28 dias. A amostra PU2 também demonstrou, após 28 dias de cura, bom comportamento elástico, evidenciado pelos valores do módulo de elasticidade e do coeficiente de Poisson, 16,5 GPa e 0,22 (a pasta de referência obteve 17,6 GPa de módulo elástico e Poisson de 0,20). Após 28 e 90 dias, as amostras apresentaram elevados picos de xonotlite, fase que confere maior estabilidade ao cimento de acordo com dados da literatura. A presença de poliuretana também afetou o coeficiente de expansão térmica dos materiais no ensaio de dilatometria, uma vez que sua presença diminui a cinética de hidratação das amostras. À medida que a concentração de poliuretana na amostra aumentava (amostra PU1 para PU3), a característica de comportamento de expansão do polímero exigia tempos de cura mais longos para se tornar evidente. Dessa forma, os resultados mostram que as propriedades termomecânicas das formulações aditivadas com PU foram satisfatórios comparados com a pasta padrão, principalmente com 28 e 90 dias de cura, apresentando melhor estabilidade na caracterização cristalográfica e morfológica, no estudo da resistência à compressão e à tração, no comportamento plástico (elástico) e dilatométrico,  pois diminuiram a incompatibilidade térmica entre a bainha de cimento e o revestimento de aço. Além disso, reduz o comportamento frágil do cimento, contribuindo de maneira geral para o comportamento termomecânico do material da bainha submetido a altas temperaturas e gradientes.


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  • In order to adapt Portland cement to well at high temperature conditions and thermal gradients, the application of additives of polymeric nature can be a way to improve their thermomechanical behavior. The objective of this work is to evaluate the effect of the addition of different concentrations of polyurethane (PU) on the thermo-mechanical properties of cement pastes submitted to temperatures of up to 300 ° C and 3 kpsi pressure. Formulations added were prepared with 1, 2 and 3 gpc of polyurethane, respectively named PU1, PU2 and PU3. A standard paste (without PU) was also prepared. The slides were cured for 14 days (38 ° C thermal bath for 11 days plus 3 days in the curing chamber at 300 ° C), 28 days (38 ° C thermal bath for 11 days plus 3 days in the 300 °C) and 90 days (38 °C thermal bath for 11 days plus 3 days in the curing chamber at 300 °C). These conditions are characteristic of pastes subjected to high temperatures in steam injection operations. The mechanical properties of the cured pastes were analyzed by compressive strength using strain gauges, diametrical compression tensile strength, resonance frequency for the calculation of the Poisson's coefficient and ultrasonic test for the calculation of the modulus of elasticity. The thermal properties were investigated by the study of the behavior of the coefficient of linear thermal expansion (CTE) in argon atmosphere and also by the thermogravimetric (TG) analysis to monitor the mass variation under the same conditions temperature and heating rate of the dilatometry. The samples were also characterized by X - ray diffraction (XRD) and field emission scanning electron microscopy (SEM - FEG). The results of compressive strength showed a slight reduction of values with addition of polyurethane. After 14 days of curing, the compressive strength was 24.7 MPa, 22.3 MPa and 20.0 MPa, for the formulations PU1, PU2 and PU3 respectively. The tensile strength was 4.5 MPa, 4.0 MPa and 2.8 MPa, respectively. The standard slurry, without PU, had compressive strength of 28.4 MPa and tensile strength of 4.8 MPa. After 28 days, PU2 obtained higher compressive strength of 27.8 MPa and tensile strength of 4.82 MPa, while the standard sample had 29.88 MPa and 5.03 MPa. At 90 days of cure, the behavior pattern of the compositions was similar to those at 14 and 28 days. The PU2 sample also showed good elastic behavior after 28 days of curing, evidenced by the modulus of elasticity and the Poisson's coefficient, 16.5 GPa and 0.22 (reference paste obtained 17.6 GPa of elastic modulus and Poisson ratio of 0.20). After 28 and 90 days, the samples had high peaks of xonotlite, which gives higher stability to the cement according to literature data. The presence of polyurethane also affected the coefficient of thermal expansion of the materials in the dilatometry test, since its presence decreases the hydration kinetics of the samples. As the concentration of polyurethane in the sample increased (sample PU1 to PU3), the expansion behavior characteristic of the polymer required longer cure times to become apparent. Thus, the results show that the thermomechanical properties of PU formulations were satisfactory compared to the standard paste, mainly with 28 and 90 days of curing, presenting better stability in the crystallographic and morphological characterization, in the study of the compressive and tensile strength , in the plastic (elastic) and dilatometric behavior, as they diminished the thermal incompatibility between the cement sheath and the steel sheath. In addition, it reduces the brittle behavior of the cement, contributing in general to the thermomechanical behavior of the sheath material subjected to high temperatures and gradients

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  • CARLA SIMONE DE LIMA TEIXEIRA ASSUNCAO
  • USO DE GRÁFICOS DE CONTROLE PARA O MONITORAMENTO CONTÍNUO DA RAZÃO ÁGUA-ÓLEO EM CAMPOS DA BACIA POTIGUAR

  • Orientador : MARCELA MARQUES VIEIRA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • MARCELA MARQUES VIEIRA
  • CLAUDIA APARECIDA CAVALHEIRO FRANCISCO
  • DANYELLE MEDEIROS DE ARAUJO
  • LINDA LEE HO
  • LUCIANA SILVA DE SOUSA
  • Data: 21/08/2018

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  • Atualmente, o petróleo é a fonte de energia mais utilizada no mundo, porém, o maior resíduo decorrente da produção é a chamada água produzida (AP). Esta água não possui valor comercial e necessita de tratamento para ser destinada ou para descarte ou para reinjeção, durante os métodos de recuperação. Desta forma, a gestão da água produzida se torna onerosa e, por isso, necessita de ferramentas que a apoiem. Além disso, a proporção dos níveis de produção de água em relação aos níveis de produção de óleo é uma variável que subsidia a análise da viabilidade econômica do campo. Neste sentido, o presente trabalho propõe uma metodologia para monitoramento contínuo da razão água-óleo baseado em gráficos de controle. Ocorre que os dados de razão água-óleo são autocorrelacionados, o que gera a necessidade do ajuste de um modelo que minimize esta correlação para a aplicação destes gráficos. Desta forma, os dados foram ajustados segundo modelos ARIMA e os gráficos de controle foram elaborados com base nos resíduos resultantes. Os gráficos de controle estudados foram o gráfico de Shewhart e o CUSUM. Após esta aplicação, foi realizada uma simulação a fim de avaliar o desempenho de cada um dos gráficos para determinar o melhor método de monitoração.


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  • Currently, oil is the energy source most used in the world, however, the greatest application is produced by produced water (PA). This water doesn´t have a commercial price and treatment is necessary for disposable or for reinraft, during the recovery methods. In this way, the water produced management is costly and, therefore, it needs tools that support it. In addition, the water production levels proportion in relation to oil production levels is a variable that supports the field economic viability analysis. So, the present work proposes a methodology 
    for continuous monitoring of the water-oil ratio based on control charts. However, the water-oil ratio data are autocorrelated, which generates needs to fit a model that minimizes this correlation for the application of these charts. In this way, the data were adjusted according to ARIMA models and the control charts were elaborated based on the resulting residues. The control graphs studied were Shewhart's charts and CUSUM. After this application, a simulation was performed to evaluate the performance of each of the graphs to determine the best monitoring method. 

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  • YASMINE ISIS FERNANDES DO NASCIMENTO
  • ESTUDO DA EFICIÊNCIA DE SISTEMAS MICROEMULSIONADOS NA REMOÇÃO DE CONTAMINANTES DE ÁGUA PRODUZIDA

  • Orientador : TEREZA NEUMA DE CASTRO DANTAS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • AFONSO AVELINO DANTAS NETO
  • MARIA CARLENISE PAIVA DE ALENCAR MOURA
  • MONICA RODRIGUES DE OLIVEIRA
  • RICARDO HENRIQUE DE LIMA LEITE
  • TEREZA NEUMA DE CASTRO DANTAS
  • Data: 27/08/2018

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  • Água Produzida é um subproduto do processo de extração do petróleo e suas características variam de acordo com o poço produtor, apresentando vários contaminantes cuja remoção tem processo de tratamento bastante complexo. Assim, essa água tem sido alvo de atenção por não poder ser descartada sem tratamento adequado. Este trabalho teve como objetivo estudar o comportamento e a utilização de sistemas microemulsionados na remoção de contaminantes da água produzida, bem como a aplicação da água tratada na germinação do girassol. Foi realizado um estudo dos diagramas pseudoternários, contendo em suas composições: água produzida dopada (APD) como fase aquosa (FA), hexano e querosene como fase orgânica (FO) e razão cotensoativo/tensoativo (C/T = 1 e 4). Utilizou-se seis tipos de tensoativos: Renex®; Alkonat®; OCS (óleo de coco saponificado); SDS (Dodecil sulfato de sódio); CTAB (brometo de hexadeciltrimetilamônio) e Ultramina®; e, como cotensoativo, o n-butanol. Após o desenvolvimento dos diagramas e escolha do melhor sistema, foi realizado o processo de extração dos contaminantes contidos na APD, escolhendo-se três pontos localizados na região de Winsor II, em uma área rica em água e pouca quantidade de tensoativo. As composições foram denominadas ponto máximo (30% C/T, 10% FO, 60% FA); ponto médio (17,5% C/T, 7,5% FO, 75% FA); e ponto mínimo (5% C/T, 5% FO, 90% FA). Para a determinação das concentrações dos contaminantes (metais, ânions e hidrocarbonetos poliaromáticos – HPAs), foram utilizados diferentes métodos de análises, entre eles o ICP (Espectrometria de emissão óptica com plasma), a cromatografia líquida de alta eficiência com detector de fluorescência (HPLC-FLD) e Espectrometria de Fluorescência de Raios-X. O sistema que obteve melhor eficiência de remoção foi o sistema contendo o OCS como tensoativo, razão C/T = 4 e hexano como fase oleosa. Os melhores resultados de remoção de contaminantes foram no ponto médio de composição (17,5% C/T, 7,5% FO, 75% FA). Por fim, a água tratada com esse sistema foi aplicada na germinação do girassol, obtendo-se resultados satisfatórios nas composições diluídas. Esse estudo mostrou que a utilização de sistemas microemulsionados pode ser uma alternativa no correto gerenciamento deste tipo de resíduo da indústria petrolífera; além do tratamento eficiente, essa água tratada pode ser uma alternativa no processo de reuso na irrigação.


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  • Produced water is a byproduct of oil extraction process and its composition vary according to the well, producing several contaminants that require a very complex treatment process. Thus, this water has been the object of study it can’t be disposed without the proper treatment. This work aimed to evaluate the since and use of microemulsion systems on the removal of produced water contaminants, as well as the application of the sunflower germination. A study of pseudternary diagrams, containing in the waters compositions: produced water enriched with metals (PWD) as aqueous phase (AP), hexane and kerosene as organic phase (OP), ratio co-surfactant/surfactant (C/S = 1 and 4), using six types of surfactants: Renex, Alkonat, coconut oil saponified (SCO), sodium dodecyl sulfate (SDS), cetiltrimethylammonium bromide (CTAB) and ultramina; and as co-surfactant n-butanol. After the diagrams development and choice of the best system, the process of extraction of contaminants that was contained in the PWD, was performed choosing three points located in the Winsor II region, in an area rich in water and contains a low amount of surfactant, the compositions were denominated as maximum point (30% C/S, 10% OP, 60% AP); medium point (17.5% C/S), 7.5% OP, 75% AP); minimum point (5% C/S), 5% OP, 90% AP). For the determination of the contaminants concentration (metals, anions and PAHs) different analysis methods were used, including ICP-OES (Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometry), HPLC-FLD (High Performance Liquid Chromatography with Fluorescent Detector) and X-Ray Fluorescent. The system that obtained the higher removal efficiency was the one containing SCO as surfactant, C/S ratio = 4 and hexane as oily phase. The best result of contaminants removal was associated with the medium point which composition was (17.5% C/S, 7.5% OP, 75% AP). Finaly, the water with this system was used on sunflower cultivation, getting satisfactory results on the treated diluted compositions. Therefore this study has shown that the use of microemulsion systems may be an alternative for the correct management wastewater generated by the petroleum industry, besides the efficient treatment, this water can be an used as alternative approach for the reuse in the irrigation process.

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  • ELLEN KADJA LIMA DE MORAIS
  • CO-PIRÓLISE CATALÍTICA DE RESÍDUOS PLÁSTICOS E BIOMASSA DE EUCALIPTO PARA OBTENÇÃO DE COMBUSTÍVEIS ALTERNATIVOS

  • Orientador : ANTONIO SOUZA DE ARAUJO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • AMANDA DUARTE GONDIM
  • ANA CATARINA FERNANDES CORIOLANO
  • ANTONIO SOUZA DE ARAUJO
  • RENATA MARTINS BRAGA
  • VINÍCIUS PATRÍCIO DA SILVA CALDEIRA
  • Data: 23/11/2018

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  • A investigação por fontes energéticas sustentáveis tem incentivado processos de conversões alternativas. Baseado nesse contexto, o presente trabalho relata a co-pirólise da mistura de biomassa lignocelulósica (lascas de madeira de eucalipto) e de Polietileno de baixa densidade (PEBD) usando zeólita Beta como catalisador. As amostras de Beta empregadas apresentam diferentes proporções de Si/Al (18 e 80) e são formadas por agregados de nanocristais, o que lhes confere significativa área de mesoporos/superfície externa e, portanto, com acessibilidade apropriada para a conversão de moléculas volumosas. As reações foram realizadas em um sistema de duas etapas (térmica/catalítica), operando a 550 e 500 °C, respectivamente. Todas as frações produzidas (carvão, coque, bio-óleo e gases) foram quantificadas e caracterizadas por meio de técnicas analíticas padronizadas - para os produtos sólidos (carvão e coque) foram utilizados Termogravimetria e Análise Elementar (CHNS-O) - enquanto o produto líquido (bio-óleo) foi analisado por Karl Fischer, CHNS-O e Cromatografia Gasosa/Espectro de Massa e, por fim, o produto gasoso monitorado pelo Micro Cromatógrafo Gasoso. A evolução da distribuição do produto com a variação da relação catalisador/mistura de biomassa e polietileno (C/M) foi investigada. Um máximo no rendimento da fração orgânica (bio-óleo) foi observado para ambas as amostras nas relações C/M intermediárias, isto é, com 1,6 e 2,0g de catalisador, devido à conversão da cera, consistindo principalmente de hidrocarbonetos lineares produzidos por craqueamento de PEBD, sobre os sítios ácido da zeólita. O rendimento correspondente a esse máximo foi maior para a amostra Beta com maior acidez (Si/Al=18). O craqueamento da fração de cera foi acompanhado por uma redução significativa do teor de oxigênio do bio-óleo, que melhorou notavelmente suas propriedades de combustível, indicando que efeitos sinérgicos positivos ocorrem durante a co-pirólise da mistura de biomassa lignocelulósica e dos plásticos poliolefínicos. Por fim, observou-se que para as altas relações C/M, referente a 3,0g de catalisador, os principais componentes da fração de bio-óleo constituíram os hidrocarbonetos alifáticos e aromáticos, provenientes do craqueamento da cera, oligomerização / ciclização / aromatização de olefinas leves e condensação de Diels-Alder entre furanos e olefinas leves. Esses resultados comprovaram o potencial uso da co-pirólise empregando a zeólita Beta que catalisa de forma eficiente a conversão da mistura (biomassa/polietileno) em hidrocarbonetos de baixo peso molecular, atingindo um grau elevado de desoxigenação.


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  • Research on sustainable energy sources has encouraged alternative conversion processes. Based on this context, the present work reports the co-pyrolysis of the mixture of lignocellulosic biomass (eucalyptus wood chips) and low density polyethylene (LDPE) using Beta zeolite as a catalyst. The Beta samples employed have different Si / Al ratios (18 and 80) and are formed by aggregates of nanocrystals, which gives them significant mesopore / outer surface area and, therefore, with appropriate accessibility for the conversion of voluminous molecules. The reactions were performed in a two-stage system (thermal / catalytic), operating at 550 and 500 ° C, respectively. All the fractions produced (coal, coke, bio-oil and gases) were quantified and characterized by standardized analytical techniques - for the solid products (coal and coke) thermogravimetry and elemental analysis (CHNS-O) were used - while the product (bio-oil) was analyzed by Karl Fischer, CHNS-O and Gas Chromatography / Mass Spectrum and, finally, the gaseous product monitored by the Gas Chromatograph. The evolution of the product distribution with the variation of the ratio catalyst / blend of biomass and polyethylene (C / M) was investigated. A maximum organic fraction yield (bio-oil) was observed for both samples at the intermediate C / M ratios, ie with 1.6 and 2.0 g of catalyst, due to the conversion of the wax, consisting mainly of linear hydrocarbons produced by cracking of LDPE, on the acid sites of the zeolite. The yield corresponding to this maximum was higher for the Beta sample with higher acidity (Si / Al = 18). The cracking of the wax fraction was accompanied by a significant reduction in the oxygen content of the bio-oil, which markedly improved its fuel properties, indicating that positive synergistic effects occur during the co-pyrolysis of the mixture of lignocellulosic biomass and polyolefin plastics. Finally, it was observed that for the high C / M ratios, relative to 3.0 g of catalyst, the main components of the bio-oil fraction were aliphatic and aromatic hydrocarbons from wax cracking, oligomerization / cyclization / aromatization of light olefins and Diels-Alder condensation between furans and light olefins. These results confirm the potential use of co-pyrolysis by using zeolite Beta that efficiently catalyzes the conversion of the blend (biomass / polyethylene) to low molecular weight hydrocarbons, reaching a high degree of deoxygenation.

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  • TAYLLANDYA SUELLY PRAXEDES
  • Estudo da injeção de solvente frio no processo de drenagem gravitacional assistida com vapor e solvente (ES-SAGD) em reservatórios do nordeste brasileiro

  • Orientador : JENNYS LOURDES MENESES BARILLAS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • JENNYS LOURDES MENESES BARILLAS
  • TARCILIO VIANA DUTRA JUNIOR
  • MARCOS ALLYSON FELIPE RODRIGUES
  • ANA CATARINA DA ROCHA MEDEIROS
  • ELTHON JOHN RODRIGUES DE MEDEIROS
  • Data: 11/12/2018

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  • É grande o número de reservatórios de óleo pesado ou betume existentes no mundo. Este óleo possui alta viscosidade e assim difícil mobilidade dentro do reservatório. No Brasil, destaca-se o estado do Rio Grande do Norte, que possui uma longa produção de óleo pesado por meio de poços onshore. Através do aquecimento, os métodos térmicos reduzem a viscosidade deste óleo, facilitando sua extração. Dentre os métodos térmicos, a drenagem gravitacional assistida com vapor e solvente (ES-SAGD) é uma alternativa promissora para a recuperação de óleo pesado. O ES-SAGD combina as vantagens do método térmico com o miscível, e tem sido testado com sucesso especialmente no Canadá, onde existem muitos reservatórios de betume e óleo pesado. Este processo utiliza dois poços horizontais paralelos, onde o superior injeta vapor e solvente e o inferior produz o óleo. O ES-SAGD ainda não foi aplicado no Brasil, onde há reservatórios de óleo pesado, especialmente no Nordeste brasileiro. Motivado por este contexto, esta pesquisa objetivou estudar a aplicação do processo ES-SAGD em um reservatório semissintético, com características semelhantes às encontradas no Nordeste brasileiro, mais especificamente analisar a influência do esquema de injeção de solvente no ES-SAGD. Os modelos estudados consideraram as perdas de carga e calor no poço injetor e as simulações numéricas foram realizadas através do simulador térmico STARS da CMG (Computer Modelling Group). Foram realizadas análises de alguns parâmetros operacionais, tais como: vazão de injeção de vapor, percentual de solvente injetado e distância vertical entre os poços, de forma a verificar a influência destes sobre o ES-SAGD em ambas as configurações: solvente injetado na temperatura do vapor (inj_q) ou na temperatura do reservatório (inj_f). Também foi realizada uma análise de VPL (Valor Presente Líquido), a partir da qual se investigou a sensibilidade dos parâmetros econômicos. Para os casos estudados foi verificado que, o processo ES-SAGD com injeção de vapor em conjunto com solvente frio se mostrou viável e recomendado tanto do ponto de vista técnico e econômico, quanto do ponto de vista de segurança do processo, visto que, suprime a etapa de aquecimento do solvente, eliminado assim riscos iminentes de explosões e acidentes advindos da elevação da temperatura do solvente.


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  • The number of heavy oil or bitumen reservoirs in the world is large. This oil has high viscosity and thus difficult mobility within the reservoir. In Brazil, the state of Rio Grande do Norte stands out, which has a long production of heavy oil through onshore wells. Through heating, the thermal methods reduce the viscosity of this oil, facilitating its extraction. Among the thermal methods, assisted gravitational drainage with steam and solvent (ES-SAGD) is a promising alternative for the recovery of heavy oil. ES-SAGD combines the advantages of the thermal method with the miscible, and has been successfully tested especially in Canada, where there are many reservoirs of bitumen and heavy oil. This process uses two parallel horizontal wells, where the upper one injects steam and solvent and the lower one produces the oil. The ES-SAGD has not yet been applied in Brazil, where there are heavy oil reservoirs, especially in the Brazilian Northeast. Based on this context, this research aimed to study the application of the ES-SAGD process in a semisynthetic reservoir, with characteristics similar to those found in the Brazilian Northeast, specifically to analyze the influence of the solvent injection scheme on ES-SAGD. The models studied considered the load and heat losses in the injector well and the numerical simulations were carried out through the CMG (Computer Modeling Group) STARS thermal simulator. Some operational parameters were analyzed, such as: steam injection rate, percentage of solvent injected and vertical distance between the wells, in order to verify the influence of these on the ES-SAGD in both configurations: solvent injected in the temperature of the vapor (inj_q) or in the temperature of the reservoir (inj_f). An analysis of NPV (Net Present Value) was also performed, from which the sensitivity of economic parameters was investigated. For the cases studied it was found that the ES-SAGD process with steam injection in conjunction with cold solvent proved to be feasible and recommended both from a technical and economical point of view and from the point of view of safety of the process, since it suppresses the heating step of the solvent, thus eliminating imminent risks of explosions and accidents arising from the rise in solvent temperature.

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  • LUANNA CARLA MATIAS PAIVA
  • AVALIAÇÃO DE PASTAS DE CIMENTO REFORÇADAS COM FIBRAS DE BASALTO MOÍDAS PARA APLICAÇÃO EM POÇOS DE PETRÓLEO

  • Orientador : ANTONIO EDUARDO MARTINELLI
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANTONIO EDUARDO MARTINELLI
  • ERICA NATASCHE DE MEDEIROS GURGEL PINTO
  • JÚLIO CÉZAR DE OLIVEIRA FREITAS
  • KLEBER CAVALCANTI CABRAL
  • ZODINIO LAURISA MONTEIRO SAMPAIO
  • Data: 21/12/2018

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  • A dispersão de fibras curtas em pasta de cimento para poços de petróleo podem melhorar a resistência à compressão e a energia à fratura de materiais cimentantes endurecidos. Um estudo foi realizado para investigar o efeito da adição de fibras de basalto moídas às pastas de cimento Portland. Inicialmente, foram preparadas composições de pastas com e sem adições de sílica flour (40% BWOC) e fibras de basalto moídas (5% BWOC), curadas por período de 7 dias sob diferentes temperaturas estáticas de fundo de poço (BHST): 80° C (176 °F) e 300° C (572 °F). Posteriormente, foram preparadas composições de pastas com adições de sílica flour (30%, 35% e 40% BWOC) e fibras de basalto moídas (5% BWOC), além de composições com mistura de sílicas (30% de sílica flour e 15% metacaulim) e um maior teor de fibras moídas (10% BWOC), todas curadas por 7 dia sob temperatura de 80 °C. As propriedades mecânicas e a microestrutura das pastas endurecidas foram avaliadas por ensaios de resistência à compressão, difração de raios-X e microscopia eletrônica de varredura. Os resultados mostraram que a moagem das fibras de basalto foi um método eficiente em termos de custo para ajustar o tamanho do material, promovendo uma mistura adequada para preparação das pastas de cimento. A rugosidade da fibra obtida após moagem pode ser responsável por uma maior aderência fibra-matriz. A adição combinada de sílica flour e fibras de basalto moídas melhorou a energia à fratura das amostras curadas a 80 °C, portanto, abaixo da temperatura de retrogressão de resistência. O efeito do teor de sílica flour (30%, 35% e 40% BWOC) combinadas às fibras moídas (5% BWOC) resultou em melhor aumento de energia à fratura de ~ 36 J a 45 J para adição com 30% de sílica. No entanto, o efeito do teor de fibras de basalto moídas (0%, 5% e 10% BWOC) combinadas à sílica flour (30% BWOC) resultou em aumentos de energia à fratura de ~ 36 J – 45 J – 52 J, à medida que o teor de fibras adicionados foi elevado. A cura a 300 ºC resultou em significativo consumo de fibras por reações pozolânicas, as quais não foram evitadas pela adição de sílica flour. Portanto, as fibras de basalto moídas podem ser uma solução econômica e sustentável, a fim de melhorar as propriedades mecânicas das pastas de cimento para poços de petróleo em condições de temperatura abaixo da retrogressão de resistência mecânica.


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  • The dispersion of short fibers to oil well Portland slurries may improve the compressive strength and fracture energy of the hardened cementing material. A study was carried out to investigate the effect of the addition of ball-milled basalt fibers to Portland slurries. Initially, samples were prepared with and without silica flour (40% BWOC) and milled basalt fibers (5% BWOC) in the composition, and cured for 7 days under different Bottom Hole Static Temperatures (BHST): 80 °C (176 °F) and 300 °C (572 °F). Subsequently, samples were prepared with silica flour (30%, 35% and 40% BWOC) and milled basalt fibers (5% BWOC), in addition to silica blend (30% silica flour and 15% metacaulim) and a higher content of milled basalt fibers (10% BWOC) in the composition, and cured for 7 days under 80 °C.The mechanical properties and the microstructure of the hardened pastes were evaluated by compressive strength tests, X-ray diffraction and scanning electron microscopy. The results showed that milling basalt fibers was a cost efficient method to adjust the length of the basalt wool fibers assuring slurry mixing and, therefore, adequate pumpability. The roughness of the fiber obtained after milling may be responsible for a higher fiber-matrix adhesion. The combined addition of silica flour and basalt fibers improved the fracture energy of samples cured at 80 °C, therefore below the strength retrogression temperature. The effect of the silica flour content (30%, 35% and 40% BWOC) combined with milled basalt fibers (5% BWOC) resulted in a better fracture energy increase of ~36 J to 45 J for addition with 30% silica. However, The effect of the milled basalt fibers content (0%, 5% and 10% BWOC) combined with silica flour (30% BWOC) resulted in fracture energy increases of ~ 36 J - 45 J - 52 J, to the measure that fiber content added was increased. Curing at 300 ºC resulted in significant fiber consumption by pozzolanic reactions that could not be prevented by the addition of silica flour. Therefore, ball-milled basalt fibers can be a cost-efficient and environmental-friendly solution to improve the mechanical properties of oil well cement slurries used below the retrogression temperature.

2017
Dissertações
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  • TATIANE DE GOIS SANTOS
  • ESTUDO, DESENVOLVIMENTO E APLICAÇÃO DE MODELAGENS PARA O CÁLCULO DO AUMENTO DE PRESSÃO ANULAR (APB) EM POÇOS

  • Orientador : TARCILIO VIANA DUTRA JUNIOR
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANTHONY ANDREY RAMALHO DINIZ
  • FLAVIO MEDEIROS JUNIOR
  • MARCOS ALLYSON FELIPE RODRIGUES
  • TARCILIO VIANA DUTRA JUNIOR
  • Data: 07/04/2017

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  • O aumento de pressão anular (APB – Annular Pressure Buildup) é um fenômeno térmico que ocorre em poços de petróleo que sofrem variações de temperatura ao longo de sua vida útil,geralmente considerado nos fatores de segurança utilizados nos projetos das tubulações dos poços. O projeto das tubulações dos revestimentos devem levar em consideração as altas pressões resultantes deste efeito no anular, por aumentarem os riscos de falha por pressão interna ou por colapso do revestimento em pontos fracos, resultando em perda de produção ou, no pior caso, a perda do poço. Poços submarinos não são equipados com a opção de controlar a pressão anular e desviar os líquidos liberados a um volume controlado. Plataformas não tripuladas e poços em locais de difícil acesso enfrentam problemas semelhantes. Além disso, em poços HPHT (alta pressão e alta temperatura), as altas temperaturas em desenvolvimento no poço durante períodos prolongados de produção agravam o problema do aumento de pressão nos anulares devido à expansão térmica dos líquidos tenderem a aumentar em temperaturas mais elevadas. O presente trabalho apresenta três modelagens para o aumento de pressão em anulares de poços, para verificar se um modelo mais simplificado pode ser suficiente para um resultado aceitável. O primeiro modelo, mais simplificado, considera que a expansão térmica do fluido é governada pela razão entre a expansão térmica isobárica e a compressibilidade isotérmica; a formação de balão e balão reverso nos revestimento do anular pela variação de pressão e temperatura a que são submetido e, a completa rigidez dos revestimento nos trecho que estiverem cimentados. O segundo modelo segue as mesmas premissas do modelo anterior, a menos por consideram também a deformação do revestimento pelo coeficiente de Poisson por se tratar de colunas axialmente fixas. E o último modelo considera sistemas de múltiplos anulares selados como sistemas interativos, onde os anulares influenciam-se uns pelos outros, e tem como premissa que o aumento de pressão anular causado pelo aquecimento do fluido e o correspondente das tensões radial, tangencial e axial nas tubulações devem atingir o equilíbrio através de todo o poço. Os resultados dos primeiros modelos demonstraram que estes superestimam, e de forma mais pronunciada a temperaturas mais elevadas (e pressões) do que a temperaturas mais baixas. Enquanto que o terceiro modelo apresentou resultados com boa aproximação a um programa comercial para qualquer configuração de poço.


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  • The annular pressure building (APB) is a thermal phenomenon that happens when oil wells suffer temperature variations through their lifespan, and is generally observed among the safety factors used for the well projects. Casing projects have to take into consideration high pressures, resulting from this effect to the annular, for raising the risk of increasing internal pressure or collapsing the casing in weak points, resulting in production loss or even, in the worst case, the well loss. Offshore wells are not equipped with the option of controlling their annular pressure, from distance, and deviating liquids relieved in a controlled volume. Unmanned platforms and wells in difficult locations face similar problems. Besides that, HPHT (high-pressure and high temperature) wells face high temperatures during long production times, which worsen the problem of pressure rising in annular, because the thermal expansion of liquids tend to increase the temperature even more. From this context, this thesis presents three models of pressure raising within the annular, to verify if a more simplified model can present an acceptable result. The first model, the simplest, considers that the thermal expansion of the fluid is governed by the ratio between the isobaric thermal expansion and the isothermal compressibility; the formation of balloon and reverse balloon, within the casing, by the variation of pressure and temperature, and the complete rigidity of the casing, in the part where it is cemented. The second model follows the same premises of the previous model; however, it also considers the deformation of the casing by the Poisson coefficient, as they are axially fixed columns. The last model considers a system of multiple sealed annular spaces as interactive systems, where those spaces influence each other, interdependently, and have a premise that the raising in the annular pressure, caused by the fluid heating, and the correspondent from the radial, tangential and axial tensions, acting to the pipeline, reach the balance through the well. Results from the first models showed that they are overestimated, and more pronouncedly for the higher temperatures (and pressures) than for the lowest ones. On the other hand, the third model presented results with a good approach to the commercial program, used as reference, for any well configuration.

2
  • RENAN PIRES DE ARAÚJO
  • Modelagem da velocidade de um PIG instrumentado usando redes neurais artificiais

  • Orientador : ANDRES ORTIZ SALAZAR
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ADRIAO DUARTE DORIA NETO
  • ANDRE LAURINDO MAITELLI
  • ANDRES ORTIZ SALAZAR
  • OSCAR GABRIEL FILHO
  • Data: 22/06/2017

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  • A passagem de um PIG é uma técnica bastante empregada na inspeção de dutos de longo comprimento e principalmente enterrados, valendo-se do diferencial de pressão sobre o mesmo para impulsioná-lo. Porém, durante a inspeção, um dos problemas que pode ocorrer é a parada do PIG por causa de incrustações severas ou defeitos de fabricação/instalação dos dutos, fazendo com que o instrumento pare e sua posterior liberação com altas velocidades devido ao acúmulo de pressão à montante. Este trabalho propõe o uso de redes neurais artificiais a fim de modelar a relação entre o diferencial de pressão sobre o PIG e sua velocidade durante o seu trajeto no interior do duto. Para tanto, foi empregado um sistema supervisório para a captura dos dados de pressão ao longo da tubulação de teste e um odômetro acoplado ao PIG para a dos dados de velocidade. Foram considerados dois modelos de redes neurais artificiais, no caso a rede MLP e a rede NARX, sendo esta última uma rede recursiva. Os resultados de treinamento e validação mostraram que os modelos por redes neurais artificiais foram eficientes para estimar a velocidade do PIG.


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  • The passage of a PIG is a technique quite used in inspection of big length and principally buried pipes using the pressure differential on it to impulse itself. But, during the inspection, one of the problems that may occur is the stop of the PIG because of severe incrustations or fabrication/installation defects of the pipes, doing the halt of the instrument and its posterior release with high velocities due to the accumulate of pressure at back part. This work purpose the use of neural networks in order to model the relation between the differential pressure on the PIG and its velocity during your path in the tube. Therefore, it was used a supervisory system to capture the pressure data along the test pipe and an odometer coupled to the PIG for the velocity data. It was considered two neural network models, in the case the MLP and NARX networks, the latter being a recurrent network.  The training and validation results showed that the models by neural networks were efficient to estimate the velocity of the PIG. 

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  • ALLAN MARTINS NEVES
  • ANÁLISES DA MOLHABILIDADE E DA ADSORÇÃO DE TENSOATIVOS EM ROCHA CALCÁRIA

  • Orientador : VANESSA CRISTINA SANTANNA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • JENNYS LOURDES MENESES BARILLAS
  • JÉSSICA EMANUELA DE ARAÚJO FERNANDES
  • VANESSA CRISTINA SANTANNA
  • Data: 28/06/2017

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  • O cenário atual da indústria do petróleo envolve explorar e produzir reservas com desafios técnicos enormes. Desta forma, torna-se cada vez mais necessário o conhecimento dos mecanismos que impactam a produção do óleo. Um exemplo disso são as novas descobertas no mar brasileiro, com o pré-sal, composto por grandes acumulações de óleo leve, com alto valor comercial. Mas um fator determinante a ser considerado é o tipo de rocha reservatório predominante na formação de suas reservas, que são rochas carbonáticas, principalmente o calcário, que em sua maioria apresenta molhabilidade favorável ao óleo, fator que diminui a recuperação do petróleo. Assim, estudos vêm sendo desenvolvidos nesse tipo de rocha visando inverter sua molhabilidade e melhorar a produtividade. Uma maneira de melhorar as condições de molhabilidade do reservatório é através dos métodos químicos envolvendo tensoativos, que pela sua natureza anfifílica, têm a capacidade de se adsorver em interfaces e superfícies de acordo com sua afinidade, diminuindo a energia livre interfacial, podendo inverter a molhabilidade da rocha, facilitando o fluxo de óleo e assim, melhorando sua recuperação. O objetivo desse trabalho foi estudar como diferentes tipos de tensoativos se adsorvem na rocha calcária, e se eram capazes de alterar sua molhabilidade. Para isso, foi utilizado o método de banho finito para três tensoativos: OCS (aniônico), CTAB (catiônico) e ULTRANEX 110 (não iônico), variando-se parâmetros como a temperatura, a massa de adsorverte (calcário), tempo de contato e concentração de tensoativo. Também foram feitas análises de ângulo de contato para analisar a molhabilidade e de potencial zeta. O OCS foi o único tensoativo que apresentou adsorção significativa na rocha, possivelmente por apresentar íons opostamente carregados aos da rocha. O aumento da temperatura de 30°C para 50°C ocasionou decréscimo na capacidade de adsorção. O calcário in natura apresentou molhabilidade mista, com forte afinidade ao óleo, que após tratamento ocorreu diminuição da molhabilidade ao óleo, no entanto também diminuiu em relação à água. As medidas de potencial zeta mostraram que as atrações eletrostáticas desempenharam papel importante na adsorção, obtendo-se maior valor em módulo para o OCS.


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  • The current scenario of the oil industry involves exploring and producing reserves with big technical challenges, in this way, it becomes increasingly necessary to know the mechanisms that impact the oil production. An example of this is the new discoveries in the Brazilian sea, with the pre-salt, composed of large accumulations of high commercial value light oil. However, a determining factor to be considered is the type of reservoir rock predominant in the formation of its reserves. These rocks are composed almost of carbonates of calcium that form the carbonate rocks, mainly limestone, which in the majority of them are oil-wet, a factor that Decreases the recovery of oil. Thus, studies have been developed in this type of rock in order to reverse its wettability and improve productivity. One way of change the wettability of the reservoir is through the chemical methods involving surfactants, which by their amphiphilic nature have the ability to adsorb at interfaces and surfaces according to their affinity, reducing the free interfacial energy, which can reverse the wettability of the rock, facilitating the flow of oil and thus, improving its recovery. The objective of this work was to study how different types of surfactants adsorb in limestone, and if they were able to alter their wettability. For this, the finite bath method was used for three surfactants: OCS (anionic), CTAB (cationic) and ULTRANEX 110 (nonionic), varying parameters such as temperature, adsorption mass (limestone), contact time and concentration of surfactant. Contact angle analysis was also performed to analyze wettability and zeta potential. OCS was the only surfactant that presented significant adsorption in the rock, possibly due to the presence of electrically charged ions. The increase in temperature from 30 ° C to 50 ° C caused a decrease in the adsorption capacity. The limestone in natura presented mixed wettability, with strong affinity to the oil, after treatment the wettability decreased to oil, however it also decreased in relation to water. The measurements of zeta potential showed that the eletrostatic attractions played an important role in the adsorption, obtaining greater value in the module for the OCS.

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  • JOÃO MANUEL RÊGO SILVA
  • Desenvolvimento de zeólita Y nanocristalina e aplicação para degradação termocatalítica de borra oleosa de petróleo

  • Orientador : ANTONIO SOUZA DE ARAUJO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANTONIO SOUZA DE ARAUJO
  • VALTER JOSE FERNANDES JUNIOR
  • ANA CATARINA FERNANDES CORIOLANO
  • Data: 29/06/2017

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  • A borra oleosa (BO) de petróleo apresenta um agregado complexo de hidrocarbonetos, impurezas orgânicas, inorgânicas e água. Um dos principais problemas encontrados atualmente na indústria petrolifera é o gerenciamento (acondicionamento, armazenamento, transporte e destino) de resíduos. Os nanomateriais (catalisadores) mesoporosos e microporosos são considerados promissores em processos de refino de petróleo e como adsorventes para proteção ambiental. O foco deste trabalho foi estudar a BO de petróleo oriunda do processamento primário, com aplicação de degradação térmica e termocatalítica com nanomateriais, visando a produção de derivados de petróleo. O catalisador NaY foi sintetizado com uma razão molar de silício/alumínio de 50 (Si/Al = 1,5), usando silicato de sódio (Na2SiO3) como fonte de silício e aluminato de sódio (NaAlO2) como a fonte de alumínio e, posteriormente feito uma troca iônica para obtenção de sua forma ácida - HY. As amostras dos materiais nanoestruturados foram caracterizadas por analise termogravimétrica (TG/DTG), difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de absorção na região do infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR). A caracterização mostrou que os materiais sintetizados resultaram em um catalisador nano estruturado de acordo com a literatura existente. A degradação térmica e catalítica da borra oleosa de petróleo foi realizada nas faixas de temperatura de 100, 200, 300, 400 e 500 °C, variando com o tempo de 0 a 60 min para cada temperatura. As curvas obtidas através da degradação, mostram uma deterioração mais acelerada da borra oleosa quando existe a presença de catalisador no meio. Esses dados foram corroborados pela energia de ativação e foram estudados pelos parâmetros de Arrhenius, onde foi possível observar a energia de ativação para degradação térmica e termocatalítica da borra oleosa.


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  • The oily sludge presents a complete aggregate of hydrocarbons, organic and inorganic impurities, and water. One of the main bottlenecks currently found in oil industry it's the manegement (packaging, storage, transportation and destination) of waste. The nanomaterials (catalysts) mesoporous and microporous are considered promissing in oil refining processes and as absorvents to enviromental protection. The focus of this work was study de oily sludge from primary processing, with applications of thermal degradation and thermocatalytic with nanomaterials, aiming the production of oil derivates. The catalyst NaY was sintetized with a silica/aluminum molar ratio of 50 (Si/Al = 1,5), using sodium silicate (Na2SiO3) as source of silicon e sodium aluminate (NaAlO2), as the aluminum source and, posteriorly was done a ion exchange to obtain its acid form - HY. The samples of the nanostructured materials by thermogravimetric analysis (TG/DTG), X-ray diffraction (DRX), scanning electro micorscopy (SEM), absorption spectroscopy in the infrared region with Fourier transform (FT-IR). The characterizations showed that the synthesized materials resulted in a nanostructured catalyest according to the existent literature. The thermal and catalytic degradation of the oily sludge was performed in the temperature ranges of 100, 200, 300, 400 and 500 °C, varying with time of 0 to 60 min to each temperature. The curves obtained through degradation showed a faster deterioration of oily sludge when there a presence of catalyst on the midst. These datas were corroborated by the activation energy and were studied by Arrhenius parameter, where was possible to observe the activation energy to thermal and thermo-catalytic degradation of the oily sludge.

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  • LEONARDO ASFORA DE OLIVEIRA
  • ANÁLISE DA APLICAÇÃO DE EJETORES DE SUPERFÍCIE PARA O AUMENTO DE PRODUÇÃO DE POÇOS DE PETRÓLEO

  • Orientador : ADRIANO DOS SANTOS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ADRIANO DOS SANTOS
  • LINDEMBERG DE JESUS NOGUEIRA DUARTE
  • RUTACIO DE OLIVEIRA COSTA
  • BENNO WALDEMAR ASSMANN
  • Data: 30/06/2017

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  • Quando o reservatório não possui energia suficiente para elevar os fluidos à superfície ou quando a vazão de surgência não é economicamente viável, faz-se necessário a instalação de métodos de elevação artificial. Nestes estão inclusos aqueles denominados de bombeados, que se valem da instalação de uma bomba de subsuperfície no fundo do poço. Devido ao princípio de funcionamento destas bombas, elas apresentam redução de performance quando succionam gás livre advindo do reservatório. Isso justifica a completação destes poços sem a utilização de packer e com separadores de gás na sucção das bombas, de forma a redirecionar parte do gás livre para o espaço anular. O gás separado é então transferido à linha de surgência através de uma válvula de retenção, que permite sua passagem sempre que a pressão de revestimento for maior do que a da linha. No entanto, em muitos casos a pressão de linha é alta, fazendo com que o gás seja aprisionado no anular, elevando a pressão de revestimento e reduzindo a submergência destas bombas. Nos casos mais críticos, quando o reservatório já encontra-se depletado, a pressão de revestimento compreende parcelas significativas da pressão de fluxo de fundo, de forma que o nível de líquido pode atingir a sucção das bombas, tornando a produção instável ou, muitas vezes, inviabilizando-a. Este trabalho, portanto, se propõe a estudar uma possível solução para este problema, advinda de uma colaboração entre Petrobras e UFRN: a instalação de ejetores na linha de surgência. Ejetores são equipamentos que se utilizam da energia de um fluido, denominado de fluido motriz, para aspirar ou succionar outro, denominado de secundário. Nesta aplicação, a própria produção do poço de petróleo seria utilizada para aspirar o gás do anular. Ao longo do texto, é desenvolvida uma modelagem matemática simplificada para fins de análise de performance e dimensionamento destes ejetores, onde foram utilizados os princípios da conservação de massa, momento e energia em cada seção do ejetor. Este modelo foi verificado e ajustado através da fluidodinâmica computacional utilizando o software CFX da empresa ANSYS, versão 16.0. Por fim, a influência de um ejetor na linha de surgência de um poço que opera por Bombeio Centrífugo Submerso é analisada através de análise nodal, onde foi possível demonstrar que sua instalação permite um aumento da vazão de produção do poço quando estes são equipados com variador de frequência, mantendo inalterada a submergência


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  • When the reservoir doesn’t have enough energy to raise the fluids to the surface or when its natural flow rate isn’t economically viable, artificial lift methods are required. Among these there are those that are called pumping methods, which rely on bottomhole pumps. Because of their working principle, the performance of these pumps decrease when free gas is ingested. Therefore, sometimes gas separators are installed upstream of the pump in order to redirect some of the gas to the annulus, and the completion is made without a packer. The annulus and the production line are connected via a check valve, allowing gas flow from the annulus to the production line whenever the casing pressure is higher than the wellhead pressure. However, in some cases the wellhead pressure is high enough, causing the gas to get trapped in the annulus, increasing casing pressure and therefore reducing pumps’ submergence. In the worst case scenario, when the reservoir is depleted, the casing pressure comprises significant part of the bottomhole pressure. When this is the case, the fluid level become very close to the suction ports, provoking flow instabilities or, in some cases, making it unfeasible. This dissertation intends to study one possible solution to this problem, which came about as part of a partnership between Petrobras and UFRN, which is the installation of an ejector in the production line. Ejectors are devices that utilizes the energy of a motive fluid in order to suck a secondary one. In this particularly application, the well’s own production is used to suck the separated gas from the annulus. Throughout the text, a simplified mathematical model is developed in order to conduct performance analysis and design by using the basic principles of conservation of mass, momentum and energy for control volumes. This model was verified with the aids of computational fluid dynamics, where the software CFX from ANSYS version 16.0 was utilized. Finally, ejector’s influence on an well equipped with an Electrical Submersible Pump is discussed utilizing nodal analysis, where it was shown that it’s possible to increase flow rate when a Variable Speed Drive (VSD) is available, maitaining the same submergence.

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  • ÁLVARO GUSTAVO PAULO GALVÃO
  •  Desenvolvimento de metodologia para determinação de enxofre em petróleo por Cromatografia de Íons.

  • Orientador : DJALMA RIBEIRO DA SILVA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • DJALMA RIBEIRO DA SILVA
  • EMILY CINTIA TOSSI DE ARAÚJO COSTA
  • JARDEL DANTAS DA CUNHA
  • TEREZA NEUMA DE CASTRO DANTAS
  • Data: 30/06/2017

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  • Enxofre é o terceiro elemento mais abundante no petróleo e é considerado um dos principais contaminantes presentes nessa matriz, podendo ocorrer nas formas de sulfetos, tiofenos, moléculas policíclicas contendo oxigênio e nitrogênio etc. Podem provocar corrosão, envenenamento de catalisadores automotivos e de processos do refino. Na queima dos combustíveis, quando presentes, dão origem aos óxidos SOX, que contribuem com a formação da chuva ácida, acidez do solo e problemas respiratórios na população. Logo, a determinação de enxofre é de primordial interesse tanto para a indústria petroquímica quanto na área da química analítica. Diante dessa conjuntura, é proposto neste trabalho o desenvolvimento de um procedimento de preparo de amostras de petróleo para determinação por Cromatografia de Íons (IC) do teor de enxofre como sulfato (SO4-2). Para tal, a decomposição por via úmida em sistema fechado assistida por radiação micro-ondas, auxiliada pela ação oxidativa de H2O2, foi o procedimento adotado, onde a temperatura e potência máxima de 230 °C e 1000 W, respectivamente, foram utilizadas no programa de aquecimento. Seis amostras de petróleo (°API entre 18,75-25,17) foram analisadas, sendo as concentrações médias de enxofre obtidas entre 377,50 e 3321,74 mg Kg-1, com DP entre ± 1,02 e ± 9,56. Para efeitos da avaliação dos resultados obtidos, realizou-se a determinação do teor de enxofre nas amostras em estudo utilizando a técnica UVF, fundamentada na norma oficial ASTM D 5453-12, onde correlações entre 85,43 e 106,43% foram alcançadas, evidenciando a eficiência do método proposto na conversão das espécies de enxofre contidas nas amostras a sulfato e sua determinação por IC. A eficiência do procedimento de decomposição adotado foi testada através do RCC% e do EOMD%, sendo alcançados teores entre 6,72 e 15,73% e 85,85 e 94,14%, respectivamente, demonstrando a eficiência do procedimento de decomposição utilizado.


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  • Sulfur is the third most abundant element in petroleum and is considered one of the main contaminants present in this matrix, and may occur in the forms of sulfides, thiophenes, polycyclic molecules containing oxygen and nitrogen etc. They can cause corrosion, poisoning of catalysts used in refining and in automobiles. In fuel combustion, when present, they give rise to SOX oxides, which contribute to the formation of acid rain, soil acidity and respiratory problems in the population. Therefore, the determination of sulfur is of primary interest for the petrochemical industry as well as for analytical chemistry. Considering this situation, it is proposed the development of a procedure for the preparation of petroleum samples for the determination of the sulfur content of sulfur (SO4-2) by Ion Chromatography (IC). For this, the wet decomposition assisted by microwave radiation, assisted by the oxidative action of H2O2, was the adopted procedure, where the maximum temperature and power of 230 °C and 1000 W, respectively, were used in the program of heating. Six petroleum samples (°API between 18.75-5.17) were analyzed, with the mean concentrations of sulfur being between 377.50 and 3321.74 mg Kg-1, with a standard deviation between ± 1,02 and ± 9,56. For the purposes of the evaluation of the obtained results, the sulfur content in the samples under study was evaluated using the UVF technique, based on the official standard ASTM D 5453-12, where correlations between 85.43 and 106.43% were reached, evidencing the efficiency of the Method proposed in the conversion of the sulfur species contained in the samples to sulfate and its determination by IC. The efficiency of the adopted decomposition procedure was tested using RCC% and EDMO%, with levels between 6.72 and 15.73% and 85.85 and 94.14% being respectively achieved, demonstrating the efficiency of the decomposition procedure used.

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  • YASMIN MARIA DA SILVA MENEZES
  • Remoção de HPA de Água Produzida Utilizando Sistema Microemulsionado

  • Orientador : DJALMA RIBEIRO DA SILVA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • DJALMA RIBEIRO DA SILVA
  • EMILY CINTIA TOSSI DE ARAÚJO COSTA
  • JARDEL DANTAS DA CUNHA
  • TEREZA NEUMA DE CASTRO DANTAS
  • Data: 30/06/2017

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  • A água produzida é o maior volume de líquido gerado durante a produção e processamento de petróleo e gás natural e, a sua composição pode conter vários compostos tóxicos naturais, dentre eles têm-se os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPA), cuja presença causa efeitos nocivos ao meio ambiente. O presente trabalho aborda um estudo sobre a remoção de 15 HPA em água produzida utilizando sistema microemulsionado. Para isso, foi desenvolvido um diagrama de fases pseudoternário constituído por água produzida enriquecida com HPA, como fase aquosa (FA), n-hexano como fase oleosa (FO) e n-butanol e CTAB como cotensoativo (C) e tensoativo (T), respectivamente, a uma razão C/T = 4. A partir da construção do diagrama foi escolhido um ponto com uma alta porcentagem de FA para testar o tratamento na região de interesse, Winsor II (WII). Esse ponto (90% FA, 5% FO e 5% C/T) foi avaliado de duas maneiras: utilizando como precursor da formação de microemulsão com a FA e a matéria ativa e avaliada a microemulsão formada nesse ponto e a extração em WII. A avaliação qualitativa, realizada por meio de espectroscopia de fluorescência, mostrou que houve tratamento da água para ambos os métodos, porém, a avaliação quantitativa, realizada por meio de cromatografia líquida de alta resolução com detector de fluorescência (HPLC-FLD), mostrou que a extração utilizando a microemulsão foi mais eficiente. Com isso, foi realizado um planejamento experimental simplex centróide para que o estudo da influência das fases fosse mensurado e, assim, fosse possível identificar o ponto ótimo de extração. As amostras foram analisadas por HPLC-FLD e seus resultados mostraram que cada HPA apresentou uma superfície de resposta diferente, porém todos apresentaram um máximo de extração no ponto de microemulsão com a composição 90% FA, 5% FO e 5% C/T. Esse resultado mostra que essa técnica é promissora para o tratamento da água produzida na remoção de HPA, constituindo-se em uma alternativa para o tratamento desse rejeito. 


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  • The produced water is the largest volume of liquid generated during production and processing of petroleum and natural gas and its composition can contain several toxic compounds, among them there are the polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH), whose presence causes harmful effects to the environment. This paper discusses a study on the removal of 15 PAH in produced water using microemulsions systems. For this, it was developed a pseudoternary phase diagram consisting of produced water enriched with PAH, as the aqueous phase (AP), n-hexane as oil phase (OP) and n-butanol and CTAB as cosurfactant (C) and surfactant (T), respectively, to a ratio C/T = 4. From the construction of the diagram, in the region of interest, Winsor II (WII), was chosen a spot with a high percentage of AP to test treatment. This spot (90% AP, 5% and 5% OP C/T) was evaluated in two ways: using a precursor of microemulsion formation with the AP and the active matter and microemulsion formed at that spot. The qualitative assessment, carried out by means of fluorescence spectroscopy, showed that there was water treatment for both methods, however, the quantitative assessment, carried out by means of high performance liquid chromatography with fluorescence detector (HPLC-FLD), showed that extraction using microemulsion was more efficient. Thereby, it was performed a simplex centroid experimental planning so that the study of the influence of the phases were measured, and thus it was possible to identify the great spot of extraction. The samples were analyzed by HPLC-FLD and its results showed that each PAH presented a different response surface, however all of them showed a maximum extraction at the microemulsion spot with 90% AP, 5% OP and 5% C/T composition. This result shows that this technique is promising for the produced water treatment in removing PAH, constituting an alternative to the treatment of this reject. 

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  • ARNÓBIO SILVA DE SOUZA
  • Estudo petrográfico e petrológico da Formação Tombador, Mesoproterozóico da Chapada Diamantina, Bahia

  • Orientador : MARCELA MARQUES VIEIRA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANTÔNIO JORGE CAMPOS MAGALHÃES
  • LAECIO CUNHA DE SOUZA
  • MARCELA MARQUES VIEIRA
  • NARENDRA KUMAR SRIVASTAVA
  • Data: 03/07/2017

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  • os depósitos siliciclásticos da Formação Tombador, unidade basal do Grupo Chapada diamantina, de idade mesoproterozóica, ocorrem numa faixa aproximadamente Norte-Sul ao longo da serra do Sincorá, porção central do Cráton São Francisco (CSF), Nordeste do Brasil. Esses depósitos são constituídos por uma espessa sequência de rochas siliciclásticas. Realizou-se um estudo petrográfico e petrológico de seções delgadas de rochas aflorantes da Fm. Tombador, juntamente com o auxílio de técnicas especiais como a Fluorescência de Raios - X (FRX), Difratometria de Raios - X (DRX), Espectroscopia de raios - x por Dispersão de Energia (EDS) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Com base nas análises, verificou-se que essas rochas são constituídas predominantemente por meta-arenitos. Os seguintes eventos diagenéticos foram identificados: infiltração mecânica de argilas, compactação mecânica, compactação química, sobrecrescimento de quartzo, sobrecrescimento de turmalina, pseudomatriz, fraturamento de grãos, precipitação de óxido/hidróxidos de ferro, dissolução de grãos, caulinitização, ilitização e o mineral pirofilita que reflete os estágios de transição entre a diagênese e o anquimetamorfismo. Foram identificados através da fluorescência de raios - X em amostra total, os seguintes elementos químicos em ordem decrescente, Si, Al, K, Fe, Mg, Ti, Zr, Sr e Y. O elemento Silício (Si), com valores acima de 85%, aliado à alta quantidade de Quartzo (Q95F3FR2, segundo Folk, 1974), indicam a alta maturidade mineralógica dessas rochas. Através da técnica de DRX, foram identificados os seguintes grupos de argilominerais: Ilita, Caulinita, Esmectita, interestratificados de Ilita/Esmectita e o mineral Pirofilita. Constatou-se, através do índice de cristalinidade da ilita ou “índice de Kubler”, que essas rochas atingiram a anquizona, chegando a atingir a epizona. A ocorrência de determinados argilominerais está diretamente relacionado ao sistema deposicional, mostrando que o controle estratigráfico e a composição do arcabouço são diretamente responsáveis pela evolução diagenética dessas rochas. 


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  • os depósitos siliciclásticos da Formação Tombador, unidade basal do Grupo Chapada diamantina, de idade mesoproterozóica, ocorrem numa faixa aproximadamente Norte-Sul ao longo da serra do Sincorá, porção central do Cráton São Francisco (CSF), Nordeste do Brasil. Esses depósitos são constituídos por uma espessa sequência de rochas siliciclásticas. Realizou-se um estudo petrográfico e petrológico de seções delgadas de rochas aflorantes da Fm. Tombador, juntamente com o auxílio de técnicas especiais como a Fluorescência de Raios - X (FRX), Difratometria de Raios - X (DRX), Espectroscopia de raios - x por Dispersão de Energia (EDS) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Com base nas análises, verificou-se que essas rochas são constituídas predominantemente por meta-arenitos. Os seguintes eventos diagenéticos foram identificados: infiltração mecânica de argilas, compactação mecânica, compactação química, sobrecrescimento de quartzo, sobrecrescimento de turmalina, pseudomatriz, fraturamento de grãos, precipitação de óxido/hidróxidos de ferro, dissolução de grãos, caulinitização, ilitização e o mineral pirofilita que reflete os estágios de transição entre a diagênese e o anquimetamorfismo. Foram identificados através da fluorescência de raios - X em amostra total, os seguintes elementos químicos em ordem decrescente, Si, Al, K, Fe, Mg, Ti, Zr, Sr e Y. O elemento Silício (Si), com valores acima de 85%, aliado à alta quantidade de Quartzo (Q95F3FR2, segundo Folk, 1974), indicam a alta maturidade mineralógica dessas rochas. Através da técnica de DRX, foram identificados os seguintes grupos de argilominerais: Ilita, Caulinita, Esmectita, interestratificados de Ilita/Esmectita e o mineral Pirofilita. Constatou-se, através do índice de cristalinidade da ilita ou “índice de Kubler”, que essas rochas atingiram a anquizona, chegando a atingir a epizona. A ocorrência de determinados argilominerais está diretamente relacionado ao sistema deposicional, mostrando que o controle estratigráfico e a composição do arcabouço são diretamente responsáveis pela evolução diagenética dessas rochas.

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  • GABRIEL BESSA DE FREITAS FUEZI OLIVA
  • DESENVOLVIMENTO DE UMA ESTRATÉGIA DE CONTROLE PARA UMA UNIDADE DE BOMBEIO INTELIGENTE
  • Orientador : ANDRE LAURINDO MAITELLI
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANDRE LAURINDO MAITELLI
  • BENNO WALDEMAR ASSMANN
  • CARLA WILZA SOUZA DE PAULA MAITELLI
  • RUTACIO DE OLIVEIRA COSTA
  • Data: 05/07/2017

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  • O método de elevação artificial por Bombeio Mecânico (BM) é o mais utilizado nos poços de petróleo no Brasil e no mundo. Este método se destaca pela sua simplicidade, baixo custo em investimentos e manutenções, flexibilidade quanto à vazão de operação e possibilidade de operar com fluidos de diferentes composições e viscosidades. No entanto, as unidades de bombeio mecânico (UB’s), assim como todo equipamento mecânico, necessitam de manutenções periódicas sejam elas corretivas ou preventivas. Dentre as atividades operacionais mais comuns realizadas nas unidades de bombeio destacam-se o balanceamento e o ajuste do curso da haste polida. A realização dessas atividades requer a parada da produção do poço e é feita manualmente por uma equipe que é deslocada até o local onde se encontra a UB. Nesse contexto, a Petrobras em parceria com a UFRN e fornecedores desenvolveram uma unidade de bombeio mecânico, denominada Unidade de Bombeio Inteligente (UBI), capaz de realizar o balanceamento e o ajuste do curso da haste polida sem a necessidade de uma equipe se deslocar até a UB. Isto posto, beneficiando-se das vantagens da UBI, este trabalho se propõe a desenvolver uma estratégia para controlar automaticamente a Unidade de Bombeio Inteligente. O desenvolvimento dessa estratégia tem por objetivo garantir que o equipamento tanto opere em condições adequadas e dentro de seus limites de segurança (previamente definidos pelo operador), quanto otimize a produção do poço. Com o intuito de se obter a validação da estratégia de controle proposta para a UBI, foram realizados testes em laboratório utilizando poços virtuais. Esses testes demonstraram que a estratégia em desenvolvimento conseguiu apresentar desempenho satisfatório, isto é, controlar a UBI, mantê-la dentro dos limites pré-estabelecidos pelo operador e otimizar a vazão de produção.

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  • The Sucker-Rod Pump (SRP) system is the most used artificial lift method in oil wells in Brazil and in the world. This method stands out for its simplicity, low cost in investments and maintenance, can be operated in a large range of flowrates and possibility to operate with fluids of different compositions and viscosities. However, the Sucker-Rod Pumping Units, as well as all mechanical equipment, require periodic maintenance, whether corrective or preventive. Two important procedures commonly made at the SRP Units are the adjustment for counterbalancing the pumping unit and the adjustment of the polished rod stroke length. Performing these procedures require stopping the production of the well and are made manually by a team that is moved to the place where the pumping unit is located. In this context, Petrobras in partnership with UFRN and other companies developed a new type of pumping unit, called Smart Sucker-Rod Pump (SSRP), which is capable to counterbalancing the unit and adjust the polished rod stroke length without the need of a team to move to the field. Thus, benefiting from the advantages of the SSRP, this work proposes to develop a strategy to automatically control the Smart Sucker-Rod Pump. The development of this strategy aims to ensure that the equipment both operates under proper conditions and within its safety limits (previously set by the operator), as well as to optimize the well production. In order to validate the control strategy developed for the SSRP, laboratory simulations were performed using virtual wells. It was observed that the developing strategy reached the proposed goals for which it was developed, that is, keep the parameters of the SSRPwithin the limits set by the operator and optimize the production flowrate.

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  • MARCELO PENNINCK JUNIOR
  • Estudo paramétrico da histerese em reservatório de óleo leve

  • Orientador : JENNYS LOURDES MENESES BARILLAS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANA CATARINA DA ROCHA MEDEIROS
  • JENNYS LOURDES MENESES BARILLAS
  • TARCILIO VIANA DUTRA JUNIOR
  • Data: 25/07/2017

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  • As grandes reservas de óleo leve encontradas em campos brasileiros também têm uma quantidade significativa de CO2 dissolvido. Este CO2 quando produzido pode ser tratado e liberado ou reutilizado como gás de injeção no processo de injeção alternada de água e gás WAG-CO2. Neste contexto este estudo busca utilizar a injeção WAG-CO2 imiscível em condições parecidas com as encontradas no campo Sergi-C da bacia de Buracica, alta pressão e baixa temperatura, para criação de um modelo de simulação de reservatório onde serão analisados os parâmetros ligados a histerese da permeabilidade relativa. Para isso foi modelado um óleo leve, semelhante ao encontrado neste campo, um reservatório homogêneo com características semelhantes ao reservatório de Buracica, produzindo através de uma malha 5-spot invertida em um projeto de 20 anos.  Dois modelos de histerese da permeabilidade relativa foram estudados, o modelo de Killough (1976) e o modelo de Larsen e Skauge (1998). Uma análise de cada parâmetro desses modelos mostrou que em alguns casos podem existir um fator de recuperação de 98% de óleo e em outros casos a histerese pode determinar um déficit na recuperação de óleo de mais de 20%.


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  • The massive reservoir of light oil found on Brazilian fields also has a significative amount of CO2 dissolved. This CO2 when produced can be treated and released or reused on the process of water alternating gas injection WAG. In this context, this study use WAG-CO2 immiscible injection in conditions similar to what can be found on Sergi-C field, high pressure and low temperatures, to create a model for reservoir simulation where will be analyzed parameters of relative permeability hysteresis. For this was modeled a light oil, similar to pre-salt, a homogeneous reservoir with similar characteristics to Buracica reservoir found on Bahia concave, producing from an inverted 5-spot mash with 20 years of project. Two models of relative permeability hysteresis were studied, Killough (1976) model and Larsen and Skauge (1998) model. An analyzes of each parameter of those models showed that in a few cases there can be oil recovery factor up to 98% while at others there can be a negative impact up to 20% of the model without hysteresis.

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  • JAQUELINE FERREIRA DE MELO
  • Oxidação eletroquímica para o Tratamento da Água Produzida Proveniente da Indústria Petroquímica da Região Nordeste do Brasil

  • Orientador : CARLOS ALBERTO MARTINEZ HUITLE
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CARLOS ALBERTO MARTINEZ HUITLE
  • DANYELLE MEDEIROS DE ARAUJO
  • ELISAMA VIEIRA DOS SANTOS
  • LUZIA PATRICIA FERNANDES DE CARVALHO GALVAO
  • Data: 16/10/2017

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  • Diferentes metodologias são investigadas para a remoção dos poluentes presente na água produzida proveniente da exploração de petróleo, a fim de diminuir o impacto ambiental. Nos últimos anos uma atenção especial tem sido dada para as tecnologias eletroquímicas. Neste trabalho foi empregada a oxidação eletroquímica indireta em dois efluentes reais provenientes da indústria do petróleo situada no Estado do Rio Grande do Norte. Os experimentos foram realizado em sistemas em batelada e fluxo com os eletrodos de Óxido de Rutênio (Ti/Ru0.3Ti0.7O2), Platina suportada em Titânio (Ti/Pt) e Diamante Dopado com Boro (BDD – sigla em inglês) e como cátodo o Titânio (Ti), aplicando diferente densidades de corrente (15 mA cm-2 e 45 mA cm-2). Para análise da adequação do tratamento eletroquímico foi verificado o decaimento da demanda química de oxigênio (DQO), através de suas concentrações ao fim do tratamento. De acordo com os resultados obtidos para os sistemas em batelada, a remoção DQO foi aproximadamente 42% com consumo energético de 115 KWhm-3 e 52% com 86 KWhm-3 consumidos usando BDD e Ti/Pt respectivamente, nessas condições o ânodo de Ti/Ru0.3Ti0.7O2 mostrou a melhor eficiência de degradação com 85% de remoção da matéria orgânica e menor consumo energético 70 KWhm-3, o comportamento mais eficiente desse eletrodo foi correlacionado a evolução das espécies oxidativas cloradas (, , ) no ânodo durante o tratamento. Quando efluentes reais foram submetidos ao tratamento eletroquímico em célula de fluxo os melhores resultados foram obtidos com o ânodo de BDD já na menor densidade de corrente aplicada, com valores de mineralização próximos da totalidade e consumo energético de 66 KWhm-3. A toxicidade dos efluentes tratados foi estimada por meio do cultivo da Lactuca Sativa a fim de avaliar o possível reuso do efluente após tratamento, o qual se mostrou efetivo quando analisado o fator de germinação para o efluente tratado com ambos os ânodos em condições de fluxo com desenvolvimento do caule mais expressivo se comparado à amostra de referência para o ânodo de Ti/Ru0.3Ti0.7O2. Nos sistemas em batelada a carga orgânica e a produção de oxidantes ao final da desinfecção eletroquímica inibiram a germinação da Lactuca sativa, o qual foi atribuído aos oxidantes remanescentes no efluente tratado, evitando a germinação devido ao ataque dos oxidantes das paredes celulares das sementes de alface. Os resultados indicam a eficiência do método para remoção dos compostos orgânicos confirmando a aplicabilidade para os efluentes estudados.


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  • Different methodologies are investigated for the removal of the pollutants present in the water produced from the oil exploration, in order to reduce the environmental impact. In recent years special attention has been paid to electrochemical technologies. In this work, the indirect electrochemical oxidation was used in two real effluents from the petroleum industry located in the State of Rio Grande do Norte. The experiments were carried out in batch and flow systems with the Ruthenium Oxide electrodes (Ti/ Ru0.3Ti0.7O2), Titanium (Ti/ Pt) and Boron Doped Diamond (BDD) and cathode titanium (Ti), applying different current densities (15 mA cm-2 and 45 mA cm-2). For the analysis of the adequacy of the electrochemical treatment, the chemical oxygen demand (COD) decay was verified through its concentrations at the end of the treatment. According to the results obtained for the batch systems, COD removal was approximately 42% with energy consumption of 115 KWhm-3 and 52% with 86 KWhm-3 consumed using BDD and Ti / Pt respectively, under these conditions the Ti anode /Ru0.3Ti0.7O2 showed the best degradation efficiency with 85% organic matter removal and lower energy consumption 70 KWhm-3, the most efficient behavior of this electrode was correlated with the evolution of the chlorinated oxidative species (ClO-2, ClO2, Cl2) at the anode during treatment. When real effluents were submitted to electrochemical treatment in the flow cell, the best results were obtained with the BDD anode at the lowest applied current density, with near-total mineralization values and energy consumption of 66 KWhm-3. The toxicity of the treated effluents was estimated by the cultivation of Lactuca Sativa to evaluate the possible reuse of the effluent after treatment, which was effective when the germination factor was analyzed for the effluent treated with both anodes under flow conditions with development of the stem more expressive if compared to the reference sample for the anode Ti / Ru0.3Ti0.7O2. In the batch systems the organic load and the production of oxidants at the end of the electrochemical disinfection inhibited the germination of Lactuca sativa, which was attributed to the remaining oxidants in the treated effluent, avoiding the germination due to the attack of the oxidants of the cell walls of lettuce seeds . The results indicate the efficiency of the method for removal of the organic compounds confirming the applicability to the studied effluents.

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  • JUAN DE MEDEIROS TRINDADE
  • Uma comparação da regularização de dados sísmicos 2D com MWNI e Matching Pursuit

  • Orientador : GERMAN GARABITO CALLAPINO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • GERMAN GARABITO CALLAPINO
  • LIACIR DOS SANTOS LUCENA
  • MARCOS VINICIUS CANDIDO HENRIQUES
  • Data: 08/11/2017

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  • No processamento de dados sísmicos, os dados são amostrados de forma irregular e muitas vezes com traços faltantes, em razão de restrições logísticas na distribuição dos geofones. Isso faz com que seja necessária uma regularização prévia desse dado, de modo a podermos dar prosseguimento as demais técnicas de processamento. Esses dados irregulares podem ser manipulados no domínio de Fourier e em seguida interpolados para malhas regulares por uma transformada inversa de Fourier, uma vez que uma estimativa correta dos coeficientes de Fourier reconstrói de forma eficiente o dado de entrada. Nesta dissertação serão apresentados os métodos de regularização sísmica MWNI (Minimum Weighted Norm Interpolation) e Matching Pursuit nos casos mais simples, considerando a interpolação em apenas uma dimensão espacial. Depois serão mostrados os resultados numéricos, obtidos pelas interpolações com uma e duas dimensões espaciais, de modo a validar os métodos; o resultado das reconstruções de uma seção sísmica (um tiro do dado do Marmousi) com ambos os métodos na regularização 2D (com uma dimensão espacial); e por fim, a regularização 3D (com duas dimensões espaciais) de um dado sísmico completo do Marmousi e de um dado sísmico terrestre real. Serão analisadas as vantagens da regularização sísmica 3D em relação a regularização 2D e em seguida será feita uma comparação entre os métodos. Os testes numéricos mostram que o MWNI é mais rápido que o Matching Pursuit, porém esse produz resultados ligeiramente melhores


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  • In seismic data processing, the data are irregularly sampled and often with missing traces, due to logistic restrictions in the geophones distribution. Therefore a prior regularization of this data is necessary, so that we can continue the other processing techniques. These irregular data can be manipulated in the Fourier domain and then interpolated to regular grid by an inverse Fourier transform, since a correct estimate of Fourier coefficients efficiently reconstructs the input data. In this work will be presented the MWNI (Minimum Weighted Norm Interpolation) and Matching Pursuit seismic regularization methods in the simplest cases, considering the interpolation in only one spatial dimension. Then, the numerical results obtained by interpolations with one and two spatial dimensions will be shown. Then, the results of the reconstructions of a seismic section (one shot of the Marmousi data) with both methods in the 2D regularization (with one spatial dimension) will be shown, and finally, the 3D regularization (with two spatial dimensions) of a complete seismic data of the Marmousi and a real land seismic data. We will show the advantages of 3D seismic regularization in relation to 2D regularization, and then a comparison will be made between the methods. In the numerical tests it will be shown that MWNI is faster than Matching Pursuit, but the last one produces slightly better results.

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  • RAPHAEL ELIEDSON DA SILVA
  • Estudo do Efeito de um Modelo Aperfeiçoado de uma Bomba de Fundo Sobre a Simulação Global do Método de Elevação por Bombeio Mecânico


     


  • Orientador : ANDRE LAURINDO MAITELLI
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANDRE LAURINDO MAITELLI
  • BENNO WALDEMAR ASSMANN
  • CARLA WILZA SOUZA DE PAULA MAITELLI
  • RUTACIO DE OLIVEIRA COSTA
  • Data: 24/11/2017

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  • Este trabalho apresenta um modelo aperfeiçoado de funcionamento bomba de fundo usado como condição de contorno da Equação de Onda Amortecida proposta por Gibbs (1963). O modelo descrito prevê as principais condições operacionais de uma bomba, por exemplo, bomba completa ou parcialmente preenchida por líquido, bomba sujeita a interferência de gás e tubing não ancorado.A validação do novo modelo, como condição de contorno, foi feita pela comparação visual entre as cartas dinamométricas previstas e as cartas dinamométricas medidas (obtidas no Sistema Supervisório para Elevação Artificial - SISAL). Os dados de entrada para obtenção das cartas previstas foram coletados também no SISAL. Dados de um total de 18 poços verticais da Bacia Potiguarforam coletados. Os resultados do novo modelo, como condição de contorno, foram coerentes com as cartas medidas. As cartas de fundo previstas foram capazes de representar as principais condições operacionais de uma bomba. Já as cartas de superfície previstas tiveram boa aproximação em relação as medidas, mas carecem de inclusão de alguns outros fenômenos físicos para proporcionar a atenuação das vibrações de cargas.


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  • This work presents an improved model of operation of downhole pump used as a boundary condition of the Damped Wave Equationproposed by Gibbs (1963). The described model predicts the main operating conditions of a pump, for example, complete or partial pump fillage, gas interference and unanchored tubing. The validation of the new model, as a boundary condition, was made by the visual comparison between predicted dynamometer cards and measured dynamometer cards (obtained in the Supervisory System for Oil Wells – SISAL, in Portuguese). The input data for obtaining the predicted cards were also collected in SISAL. A total of 18 vertical wells from the Potiguar Basin was collected. The results of the new model, as a boundary condition, were coherent with the measured cards. The predicted downhole cards were able to represent the main operating conditions of a pump. The predicted surface cards had a good approximation in relation to the measures, but the model needs some other physical phenomena to provide the attenuation of the vibrations of loads.

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  • POLYANA MEDEIROS DE MENEZES
  • TRATAMENTO DE SOLO CONTAMINADO COM PETRÓLEO UTILIZANDO PROCESSOS ELETROQUÍMICOS

  • Orientador : CARLOS ALBERTO MARTINEZ HUITLE
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CARLOS ALBERTO MARTINEZ HUITLE
  • DANYELLE MEDEIROS DE ARAUJO
  • ELISAMA VIEIRA DOS SANTOS
  • LUZIA PATRICIA FERNANDES DE CARVALHO GALVAO
  • Data: 15/12/2017

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  • A contaminação do solo por poluentes orgânicos perigosos vem ganhando atenção nos últimos anos. Dentro desse cenário, este trabalho vem estudar e avaliar a eficiência da aplicação de remediação eletrocinética (REC) em solos contaminados por petróleo. Associado ao método convencional de REC, introduziu-se eletrólitos oxidantes (Peróxido de hidrogênio e reagente Fenton) e também analisou-se a aplicação de tensoativo SDS para avaliar a solubilização do componente orgânico no meio aquoso e degradação in situ, a fim de alcançar alguma melhoria no processo de tratamento desse contaminante. Os efluentes gerados (eletrólitos contaminados com petróleo) também foram tratados pelo processo Fenton e Fenton Solar (SEF). Os resultados obtidos foram promissores, especialmente para o processo de descontaminação dos efluentes. A descontaminação do solo foi mais eficiente quando utilizamos o reagente fenton (99% perto do ânodo, seguido de 97% na zona intermediária e 94% próximo ao cátodo). Para o Exp-1 tivemos taxas de 78%, 88% e 93%. Para o exp-2, 92%, 88% e 90%. Os efluentes também alcançaram ótimas taxas de degradação para o Exp-1, com 96,7% e 95,7% , para o exp-2 com 88,7 % e  93,3%, de SEF e EF, respectivamente. No exp-3, obtivemos 62,22% no SEF. Interferências do Fe2+ no Exp-3 devem ser consideradas.


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  • Contamination of soil by dangerous organic pollutants has been gaining attention in recent years. Within this scenario, this work studies and evaluates the efficiency of the application of electrokinetic remediation (EKR) in soils contaminated by petroleum. In association with the conventional method of EKR, we introduced oxidant electrolytes (Hydrogen peroxide and Fenton reagent) and also analyzed the SDS surfactant application to evaluate the solubilization of the organic component in the aqueous medium and in situ degradation in order to achieve some improvement in the treatment of this contaminant. The generated effluents (electrolytes contaminated with petroleum) were also treated by Fenton and Solar Electro Fenton (SEF) process. The results obtained were promising. Soil decontamination was more efficient when we used the fenton reagent (99% near the anode, followed by 97% in the intermediate zone and 94% near the cathode). For Exp-1 we had rates of 78%, 88% and 93%. For exp-2, 92%, 88% and 90%. Effluents also achieved excellent degradation rates for Exp-1, with 96.7% and 95.7%, for exp-2 with 88.7% and 93.3% of SEF and EF, respectively. At exp-3, we obtained 62.22% in SEF. Fe2+. Interferences in Exp-3 should be considered.

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  • CARLOS ALBERTO PANTA SALAZAR
  • PROPRIEDADES MECÂNICAS DE PASTAS DE CIMENTO CONTENDO FLÚOR-ELASTÔMERO FKM PARA POÇOS SUBMETIDOS À INJEÇÃO DE VAPOR

  • Orientador : JÚLIO CÉZAR DE OLIVEIRA FREITAS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • JÚLIO CÉZAR DE OLIVEIRA FREITAS
  • ROSANGELA DE CARVALHO BALABAN
  • ULISSES TARGINO BEZERRA
  • Data: 18/12/2017

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  • A injeção de vapor é o método mais utilizado para produção de óleo pesado e extrapesado na indústria petrolífera. Contudo, a elevada temperatura do vapor expande o conjunto revestimento e bainha de cimento provocando falhas mecânicas como trincas, perda do isolamento hidráulico e, principalmente, perda de aderência. Para compensar a diferença dos seus respectivos coeficientes de dilatação e oferecer melhores propriedades mecânicas à bainha, o seguinte trabalho propõe a utilização de Flúor-elastômero (FKM) na mistura seca de cimento com concentrações  de 2%; 5%; 7% e 10% BWOC. Todas as pastas de cimento foram preparadas com densidade fixa de 13 lbm/gal (1,56 g/cm3) e curadas por 7 e 28 dias a 47°C, sendo submetidas posteriormente a 300°C e 2000 Psi (13,8 Mpa) . O FKM foi escolhido por possuir propriedades mecânicas, químicas e térmicas apropriadas para o cenário de um poço petrolífero, sendo utilizado também em plugs, packers, e O-rings da indústria petrolífera. Foram realizados testes laboratoriais para obter os valores de resistência à compressão, coeficiente de Poisson e módulo de Young. A identificação das fases cristalinas foi obtida por Difração de raios-X (DRX). Também foram realizados ensaios termogravimétricos (TGA/DSC) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). O Estudo aponta que o FKM é termicamente apropriado para aplicação em condições de injeção de vapor, e quimicamente inerte em relação às fases cristalinas do cimento.  Após ciclagem térmica a 300°C, foi observado ganho de 15% na resistência à compressão e 18% no coeficiente de Poisson em relação às pastas curadas sob condições de temperatura estática (47°C). 


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  • Steam injection is the most widely method used for heavy and extra heavy oil production in the oil industry. However, the high temperature of the steam expands the casing and the cement sheath causing mechanical failures such as cracks, loss of zonal isolation and de-bonding between the cement and the casing. To compensate the difference between their respective thermal expansion coefficients and provide better mechanical properties to the sheath, the following work proposes the addition of fluoroelastomer (FKM) by 2%; 5%; 7% and 10% BWOC in the dry blend. All cement slurries have 13 ppg (1,56 g/cm3) density and were designed at 47°C (BHST) for 7 days or 28 days. To simulate the steam injection conditions, the slurries were cured at 300°C and 2000 Psi (13,8 MPa) for the last 3 days of the period of 7 days or 28 days. The FKM was chosen because its appropriated mechanical, chemical and thermal properties for the oil well scenario and it is also used in oil industry like plugs, packers and O-rings. Laboratory tests were performed to obtain the values of compressive strength, Poisson's coefficient and Young's modulus. The identification of the crystalline phases was done through XRD. The morphology and thermal integrity of the FKM at the cement slurry were analyzed through SEM, TGA and DSC. The study shows that FKM is thermally suitable for steam injection conditions, it is chemically inert to crystalline phases of cement. After the steam cycle at 300°C and 2000 Psi,  the compressive strength increased by 15% and the Poisson’s coefficient by 18% when compared to the bottom hole static temperature (47°C).

Teses
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  • FRANCISCA DE FÁTIMA DO NASCIMENTO SILVA
  • OTIMIZAÇÃO DE ALTERNATIVAS DE EXPLOTAÇÃO DE UM CAMPO PETROLÍFERO SUBMETIDO À INJEÇÃO DE ÁGUA, UTILIZANDO O ALGORITMO NSGA-II

  • Orientador : ADRIAO DUARTE DORIA NETO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ADRIAO DUARTE DORIA NETO
  • JORGE DANTAS DE MELO
  • JOSÉ CLEODON DE SOUZA JÚNIOR
  • MARCOS ALLYSON FELIPE RODRIGUES
  • VITOR MOREIRA DA ROCHA PONTE
  • WILSON DA MATA
  • Data: 06/03/2017

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  • O desenvolvimento de um campo petrolífero pode ser entendido como o conjunto de ações necessárias para colocar o campo em produção: perfurações, sistemas de injeção, plataformas, etc. A forma como será feito este desenvolvimento define uma alternativa. Assim, definir uma alternativa de desenvolvimento de um campo petrolífero é uma das tarefas mais importantes na área de reservatórios, dado que esta definição afeta o comportamento do reservatório, decisões futuras, análises econômicas e, consequentemente, a atratividade resultante do projeto definido. Este trabalho apresenta a implementação de um sistema otimizador multiobjectivo baseado no algoritmo genético NSGA-II (Non-Dominated Sorting Genetic Algorithm), que oferece uma ferramenta de suporte à decisão e automatiza a busca de alternativas para o desenvolvimento de campos petrolíferos submetidos ao processo de injeção de água. Cada alternativa refere-se à forma como um campo petrolífero, conhecido e delimitado, é colocado em produção, isto é, diz respeito à determinação do número e a disposição dos poços produtores e injetores no campo. A aplicação do algoritmo consiste em encontrar as configurações de produção que, a longo prazo, forneçam o maior valor presente líquido (VPL), obtido a partir do custo de investimento inicial, do preço do petróleo, da produção de óleo e dos custos de operação pagos durante o tempo de produção, aumentando assim, a produção de óleo no campo, reduzindo os custos operacionais e o tempo do processo de tomada de decisão.


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  • The development of an oil field can be understood as the set of actions necessary to put the field into production: drilling, injection systems, platforms, etc. This development the way will be made defines an alternative. Set a development of an oil field alternative is one of the most important tasks in the reservoir area, given that this definition affects the reservoir behavior, future decisions, economic analysis and consequently the resulting attractiveness of the defined project. This paper presents the implementation of a system based on genetic algorithm multiobjective optimizer NSGA-II (Non-Dominated Sorting Genetic Algorithm), which offers a decision support tool and automates the search for alternatives to the development of the oilfield submitted to water injection process. Each alternative refers to how an oil field, known and defined, is put into production, that is, with respect to the determination of number and the disposition of producers wells and injectors in the field. The implementation of the algorithm is to find the production settings, in the long run, which provide the highest net present value (VPL), obtained from the initial investment cost, the price of oil, oil production and operation costs paid during the production time, thus increasing the production of oil in the field, reducing operating costs and the time in the decision-making process.

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  • CINDY PAMELA AGUIRRE RUIZ
  • Recuperação avançada de petróleo através da injeção de soluções químicas aquosas ASP (álcali, surfactante, polímero)

  • Orientador : JENNYS LOURDES MENESES BARILLAS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • EDSON DE ANDRADE ARAÚJO
  • ELTHON JOHN RODRIGUES DE MEDEIROS
  • JENNYS LOURDES MENESES BARILLAS
  • MARCOS ALLYSON FELIPE RODRIGUES
  • TARCILIO VIANA DUTRA JUNIOR
  • Data: 13/03/2017

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  • Os métodos químicos de recuperação de petróleo têm se mostrado efetivos em muitos casos devido ao aumento dos volumes de óleo adicionais que são produzidos devido a eles, porém, os ganhos econômicos devem acompanhar tal efetividade levando em conta que o desenvolvimento de tais projetos se baseia nessa informação. O uso dos métodos de recuperação avançada geralmente acontece após métodos convencionais como a injeção de gás e principalmente a de água, que ainda é utilizada em alguns campos do nordeste Brasileiro. Assim, este trabalho teve por objetivo principal simular e analisar a injeção de soluções químicas aquosas (polímero, álcali e surfactante) em um reservatório com características similares ao do nordeste do Brasil através das ferramentas da Computer Modelling Group (CMG). A análise foi feita tanto desde o ponto de vista de produção quanto através de uma análise econômica simples como é o VPL (Valor Presente Líquido). A metodologia do estudo incluiu a injeção de polímero, álcali e surfactante de forma separada e combinada dos produtos, sendo eles injetados tanto desde o início da vida produtiva do reservatório quanto após a injeção de água (quando a produção de água atingiu um corte de água equivalente a 90%). Além disso, se levou em conta a variação do preço internacional do barril de petróleo (3 preços diferentes, 50, 75 e 100 US$ por barril) para realizar o estudo econômico através do critério VPL, visando utilizar as vazões de injeção que proporcionassem os maiores ganhos. Os resultados mostraram que a injeção de soluções químicas aquosas, em termos de produção de óleo e comparada com o método convencional de injeção de água, pode ser superior dependendo de fatores operacionais como o tipo de produto químico, da vazão de fluido injetado e do tempo de início do processo durante a vida produtiva do reservatório. A partir do critério VPL observou-se que uma maior produção de óleo não necessariamente se traduz em maiores benefícios econômicos, e que o momento no qual a injeção de soluções químicas é iniciada tem influência nos resultados.


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  • Chemical oil recovery methods have proved to be successful for several cases as they allow to produce additional volumes of oil, although, economical profit should follow up such effectivity considering that developing such type of projects depend on such profits. Oil recovery methods are usually used after conventional methods such water flooding, as in some regions of northeastern Brazil. This work aimed to simulate and analyze the injection of aqueous chemical solutions (polymer, alkali and surfactant) within a reservoir portion that possess similar characteristics to those found in north eastern Brazil by using the Computer Modelling Group (CMG) computational tools. The analysis included both production volumes and a simple economic criterion such as NPV (Net Pay Volume). The methodology of this work included polymer, alkali and surfactant being injected within the reservoir in both separate and combined fashions, from the beginning of the reservoir´s productive life and after a water flooding process (when water cut reached a 90% value). Likewise, three different values of the international oil barrel´s price were considered in order to use the NPV criterion, aiming to use injection rates that would bring the higher profits. Results showed that the injection of aqueous chemical solutions, in terms of oil production and compared to water flooding, can be superior depending on operational parameters such as the type of product to be used, injection rates and the moment at which the oil recovery process starts during the reservoir´s productive life. The effectivity of oil recovery by injecting polymer was based on the increase of the aqueous solution´s viscosity and the pressure it provided to the reservoir. When it came to surfactant and alkali, their effectiveness depended on the reduction of the interfacial tension between oil and water phases, which allowed the reduction of the residual saturation of oil that turned into additional volumes of produced oil. According to the results obtained through the NPV criterion, additional volumes of produced oil did not necessarily translate into higher profits, and that the moment at which the chemical oil recovery method started had significant influenced the economic results.

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  • WENDELL ROSSINE MEDEIROS DE SOUZA
  • Simulação numérica do comportamento mecânico da pasta de cimento em estado confinado submetido a injeção cíclica de vapor. 

  • Orientador : ANTONIO EDUARDO MARTINELLI
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANA CECILIA VIEIRA DA NOBREGA
  • ANTONIO EDUARDO MARTINELLI
  • MARCOS ALLYSON FELIPE RODRIGUES
  • TARCILIO VIANA DUTRA JUNIOR
  • ULISSES TARGINO BEZERRA
  • Data: 30/05/2017

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  • A exposição dos poços de petróleo a condições extremas os tem levado a inúmeros problemas de integridade. O uso de técnicas de recuperação tal como a injeção cíclica de vapor submete os materiais a variações de temperatura severas reduzindo a vida útil do poço. O aquecimento faz com que o revestimento se expanda produzindo tensões sobre a bainha de cimento levando-a a falha. A integridade da bainha de cimento exerce um papel importante para manter o isolamento entre as zonas e a perda de sua integridade pode acarretar no vazamento dos fluidos presentes na formação causando prejuízos ambientais e econômicos. No caso de poços sujeitos a injeção cíclica de vapor, o uso de materiais com adição de sílica e com baixos módulos de elasticidade tem sido apontado como solução. Neste trabalho foi estudada a integridade da bainha de cimento quando sujeita a injeção cíclica de vapor, por um método numérico, utilizando um modelo axissimétrico em elementos finitos. Foi analisado o comportamento mecânico de pastas de cimento com adição de látex. Três grupos de pastas foram estudadas: pasta de referência com sílica, e mais duas aditivadas com látex em concentrações de 125 e 250 mL/kg de cimento, respectivamente. A influência da espessura da bainha de cimento e a taxa de aquecimento foram observadas como também seis diferentes valores de coeficientes de expansão térmica para pasta de cimento. A pasta com 250 mL/kg de cimento de látex foi analisada em situação com gradientes de temperaturas distintos, de 150 oC, 200 oC, 250 oC, 300 oC e 350oC, típicas temperaturas encontradas no processo de injeção de vapor, bem como em meio a formações com vários níveis de rigidez. O emprego de látex se mostrou benéfico para situações de poços sujeitos a carga térmica com o aumento das tensões normais absorvidas e redução das tensões cisalhantes. O estudo evidenciou que para cimentos com coeficientes de expansão térmicas inferiores a 6 x10-6 /oC ocorre falha por tração na bainha de cimento. O fator geométrico do aumento da espessura da bainha de cimento não apresentou vantagens como um critério para garantir a integridade da bainha de cimento. Foi constatado que em meio mais rígido uma mesma composição de cimento pode ter as tensões cisalhantes reduzidas.


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  • The exposure of oil wells to extreme conditions has led to numerous integrity issues. The use of recovery techniques such as the cyclic injection of steam submits the materials to severe temperature variations reducing the oil well useful life. Heating causes the casing to expand producing stresses on the cement sheath leading to failure. Cement sheath integrity plays an important role in maintaining the zonal isolation. In the case of wells subjected to cyclic injection of steam, the use of materials with addition of silica and with low modulus of elasticity has been indicated as solution. In the present work the cement sheath integrity when subjected to the cyclic steam injection was studied using an axisymmetric model in a numerical finite element method. The mechanical cement pastes behavior with addition of latex was analyzed. Three groups of cement paste were studied: reference paste with silica, and two other with latex additive at concentrations of 125 and 250 mL / kg of cement, respectively. The cement sheath thickness influence and the heating rate were observed as well as six coefficients of thermal expansion of the hardened cement paste. The cement paste with 250 mL / kg of latex cement was analyzed in a situation with different temperature gradients, 150 oC, 200 oC, 250 oC, 300 oC and 350 oC, typical temperatures encountered during the steam injection process as well as well as formations with various levels of stiffness. The use of latex was beneficial for situations of wells subjected to thermal load with the increase of normal stresses absorbed, and reduction of shear stresses. The study evidenced that for cements with thermal expansion coefficients below 6 x 10-6 / oC, tensile failure occurs in the cement sheath. The geometric factor of increasing the thickness of the cement sheath did not present advantages as a criterion to guarantee the integrity of the cement sheath. It was found that in a more rigid surrounding area the same cement composition can have the shear stresses reduced.

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  • MADEMERSON LEANDRO DA COSTA
  • Uma Abordagem utilizando Aprendizagem por Reforço Hierárquica e Computação Paralela para o Problema dos k-servos.

  • Orientador : ADRIAO DUARTE DORIA NETO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ADRIAO DUARTE DORIA NETO
  • FRANCISCO CHAGAS DE LIMA JUNIOR
  • JOÃO PAULO QUEIROZ DOS SANTOS
  • JORGE DANTAS DE MELO
  • SAMUEL XAVIER DE SOUZA
  • Data: 09/06/2017

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  • Um sistema de tarefas em espaços métricos é um modelo abstrato para uma classe de problemas de otimização online, incluindo o problema de paginação de memória, listas de acesso, problemas na indústria do petróleo como o gerenciamento de sondas de produção terrestre (workover rigs) e de logística na produção de petróleo offshore, o problema dos K-Servos, dentre outros. A utilização da aprendizagem por reforço na solução destes problemas, embora tenha se mostrado eficiente, está restrita a uma classe simples de problemas, devido à maldição da dimensionalidade inerente ao método. Neste trabalho, apresenta-se uma solução que utiliza a aprendizagem por reforço, baseada em técnicas de decomposição hierárquica e computação paralela para solução de problemas de otimização em espaços métricos, com o objetivo de estender a aplicabilidade do método a problemas complexos na indústria petrolífera, contornando a restrição da sua utilização a problemas teóricos de menor porte. A dimensão da estrutura de armazenamento utilizada pela aprendizagem por reforço para se obter a política ótima cresce em função do número de estados e de ações, sendo diretamente proporcional ao número n de nós e k de servos, fazendo com que o crescimento da complexidade do problema se dê de maneira exponencial (𝐶𝑘𝑛≅𝑂(𝑛𝑘)). Para contorná-lo, o problema foi modelado com um processo de decisão em múltiplas etapas onde inicialmente utilizamos o algoritmo k-means como método de agrupamento visando decompor o problema em subproblemas de menor dimensão. Em seguida foi aplicado o algoritmo Q-learning nos subgrupos buscando-se atingir a melhor política de deslocamento dos servos. Nesta etapa, foram utilizadas técnicas de computação paralela para que os processos de aprendizado e armazenamento nos subgrupos fossem executados de forma paralela. Desta forma, buscou-se diminuir a dimensão do problema, como também, o tempo total de execução do algoritmo, viabilizando a aplicação do método proposto a grandes instâncias. Serão analisados aspectos ligados à qualidade da solução hierárquica obtida quando comparada com a aprendizagem por reforço clássica, e suas possíveis limitações. Além da análise do desempenho paralelo.


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  • A metrical task system is an abstract model for a class of online optimization problems, including the paging, list acessing, and the k-server problem. The use of reinforcement learning to solving these problems, although proved to be efficient, is restricted to a simple class of problems due to the curse of dimensionality inherent to the method. This work presents a solution that uses reinforcement learning, based on hierarchical decomposition techniques and parallel computing to solve optimization problems in metric spaces, in order to extend the applicability of the method to more complex problems, bypassing the restriction of its use to minor problems. As the size of the storage structure used by reinforcement learning to obtain the optimal policy grows as a function of the number of states and actions, which in turn is proportional to the number n of nodes and k of server, it is noticed that their growth is given exponentially (. To circumvent it, the problem was modeled with a multi-step decision process where we initially used the k-means algorithm as a grouping method to decompose the problem into smaller subproblems. Then the Q-learning algorithm was applied in the subgroups, aiming at achieving the best servo displacement policy. In this step, parallel computing techniques were used so that the learning and storage processes in the subgroups were executed in parallel. In this way, it was tried to reduce the dimension of the problem, as well as the total execution time of the algorithm, making possible the application of the proposed method to large instances. We will analyze aspects related to the quality of the hierarchical solution obtained when compared to the classical reinforcement learning, and its possible limitations. In addition to parallel performance analysis.

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  • FRANCISCO IRANILDO FERREIRA DO NASCIMENTO GOMES
  • ESTRATÉGIA HÍBRIDA DE OTIMIZAÇÃO SEM DERIVADAS PARA A INVERSÃO COMPLETA
    DA FORMA DA ONDA
  • Orientador : LIACIR DOS SANTOS LUCENA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ALVARO BARROCA NETO
  • IDERVAL ALVES BARBOSA
  • LIACIR DOS SANTOS LUCENA
  • LUCIANO RODRIGUES DA SILVA
  • MARCOS VINICIUS CANDIDO HENRIQUES
  • Data: 09/06/2017

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  • Na exploração sísmica, investiga-se as características de subsuperfície usando técnicas de inversão completa, da forma da onda (Full Waveform Inversion - FWI), a qual foi abordada como um problema de otimização não linear. A técnica FWI, tradicionalmente, usa métodos matemáticos baseados em derivadas e, portanto, falha quando a função objetiva é não diferenciável. Ademais, isso acarreta um alto custo computacional e uma precisão limitada a mínimos locais. Portanto, neste trabalho foi adotada uma metodologia sem derivadas, Derivative-Free Optimization (DFO), para encontrar o mínimo global. Neste tipo de abordagem, utiliza-se as técnicas Salto Aleatório (RJT), Busca Aleatória Controlada (CRS) e Simplex Adaptativo de Nelder-Mead (ANMS). Desenvolveu-se um algoritmo, FWI-DFO, que resolve numericamente a equação da onda acústica 2D pelo Método das Diferenças Finitas (FDM) e se utiliza de um método híbrido RJT-CRS-ANMS como técnica de  otimização para a inversão sísmica. A estratégia é balancear automaticamente as buscas globais e locais iterativamente pelo CRS e ANMS, respectivamente. Aplicou-se a metodologia em cinco modelos reais de subsuperfície. Os resultados mostraram uma concordância significativa com os modelos reais. O tempo computacional apresentou valores razoáveis e a função objetivo mostrou ser bastante sensível a pequenas alterações nos parâmetros do modelo para os casos aqui analisados. Em síntese, a metodologia, FWI-DFO, empregada mostrou-se bastante promissora na inversão sísmica.


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  • In the seismic exploration, the subsurface characteristics have been investigated using Full Waveform Inversion (FWI) techniques which was approached as a nonlinear optimization problem. The FWI technique traditionally uses mathematical methods based on derivatives and therefore fails when an objective function is non differentiable. In addition, this entails a high computational cost and a precision limited to local minimum. Therefore, in this work, a Derivative-Free Optimization (DFO) methodology was adopted to find the global minimum. In this type of approach, the Random Jump (RJT), Controlled Random Search (CRS) and Adaptive Nelder-Mead Simplex (ANMS) techniques were used. A FWI-DFO algorithm which numerically solves the 2D acoustic wave equation by the Finite Differences Method (FDM) and uses a hybrid method RJT-CRS-ANMS as the optimization technique for the seismic inversion was developed. The strategy is to automatically balance global and local searches iteratively by CRS and ANMS, respectively. The methodology to five real subsurface models was applied. The results showed a significative agreement with the real models. The computational time presented reasonable values and the objective function showed to be very sensitive to small changes in the model parameters for the cases analyzed here. In summary, the FWI-DFO methodology proved to be very promising in the seismic inversion. 

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  • OSMAR DE ARAUJO DOURADO JUNIOR
  • ESTIMADOR DE ESTADOS PARA PLUNGER LIFT

  • Orientador : ADRIAO DUARTE DORIA NETO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ADRIAO DUARTE DORIA NETO
  • ANDRE LAURINDO MAITELLI
  • ANDRES ORTIZ SALAZAR
  • BENNO WALDEMAR ASSMANN
  • OSCAR GABRIEL FILHO
  • PABLO JAVIER ALSINA
  • Data: 19/06/2017

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  • O objetivo desta Tese é apresentar um Estimador de Estado para poços de Plunger Lift com base no algoritmo de Filtro de Kalman Estendido (EKF). O estimador de estado é uma operação conjunta da aplicação para o modelo dinâmico de Plunger Lift (PL) na abordagem de Espaço de Estado e algoritmo EKF. O modelo é constituído por um conjunto de equações diferenciais e algébricas discretas  (DAEs)  e modeladas na forma de equações no espaço de estados tendo em conta os sinais de medição na presença de ruído. O algoritmo EKF é aplicado ao modelo de espaço de estado, resultando num estimador de estado capaz de processar o sinal de medição, proporcionando assim estimativas das variáveis de estado, que neste problema são a velocidade da golfada e a pressão no topo do revestimento. A simulação computacional realizada com dados de um poço real é apresentada e os resultados mostraram que o estimador estados proposto é capaz de fornecer previsões para poços de petróleo operados por PL.


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  • The aim of this Thesis is to present a State Estimator forPlunger Lift wells based on the Extended Kalman Filter (EKF) algorithm. The state estimator is a joint operation of the application for the Plunger Lift (PL) dynamic model in State Space approach and EKF algorithm. The model is constituted by a set of discrete differential algebraic equations (DAEs) discretized and modeled in the form of equations in state space taking into account the measurement signals in the presence of noise. EKF algorithm is applied to the state space model, resulting in a state estimator able to process the measurement signal thus providing estimates of the state variables, that in this problem are slug velocity and casinghead pressure. The computational simulation performed with data from a real well is presented and the results showed that the state estimator proposed is able to provide predictions for oil wells operated by PL.

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  • JEFFERSON DOOLAN FERNANDES
  • Sistema Embarcado para Monitoramento de Variáveis Físicas do Rotor de Máquinas Elétricas

  • Orientador : ANDRES ORTIZ SALAZAR
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ALEXANDRE MAGNUS FERNANDES GUIMARAES
  • ANDRE LAURINDO MAITELLI
  • ANDRES ORTIZ SALAZAR
  • JOSE ALVARO DE PAIVA
  • PAULO VITOR SILVA
  • Data: 23/06/2017

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  • Com a grande utilização de máquinas elétricas na indústria do petróleo, principalmente nos métodos de elevação, é crescente a necessidade de se extrair informações dessas máquinas para a otimização das suas manutenções. O presente trabalho mostra o desenvolvimento de um sistema embarcado para realizar o monitoramento das variáveis físicas do rotor de um motor de indução do tipo gaiola de esquilo, fornecendo mais dados para o diagnóstico da necessidade de manutenção dessa máquina. Esse sistema é composto por: um circuito para adquirir o(s) valor(es) da(s) variável(is) desejada(s) do rotor e enviar para o computador; um circuito retificador e armazenador, que além de converter uma tensão alternada em contínua também armazenará energia por um determinado tempo após o desligamento do motor; e um gerador magnético que transforma a energia do campo girante em energia elétrica para alimentar os circuitos citados anteriormente. O sistema embarcado é fixado no rotor, o que dificultaria a sua alimentação por estar girando. Problema solucionado com a construção do gerador magnético descartando a necessidade de baterias ou anéis coletores e por utilizar o módulo de comunicação sem fio NRF24L01, com freqüência liberada pela ANATEL de 2.4GHz, na transmissão dos dados para o computador. Para a validação do sistema proposto, foi utilizado um sensor de temperatura (DS18b20), por ser uma das mais importantes variáveis na identificação da necessidade de manutenção. Testes foram realizados obtendo resultados satisfatórios comprovando a viabilidade de se utilizar sensores no rotor.


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  • With the wide use of electric machines in the oil industry, particularly in oil lifting methods, there is a growing need to extract information from the machines to optimize their maintenance.The present work shows the development of an embedded system to perform the monitoring of an squirrel cage induction motor rotor physical variables, providing further data for the machine maintenance diagnosis. The system comprises: circuit to acquiredesirable rotor variable(s) value(s) and send itto thecomputer; a rectifier and power storege circuit that besides converting an alternating current in continuous also store energy for a certain amount of time to wait the motor engine shutdown; and magnetic generator that harvestenergy from rotating field to power the circuits mentioned above. The embedded system is set on the rotor, making it difficult to power the system because it is rotating, problem solved with the construction of the magnetic generator eliminating the need of using batteries orcollector rings and by using a wireless NRF24L01 module to send data to the computer. For the proposed system validation a temperature sensor (DS18b20) was applied, variable known as the most important when identifying the need for maintenance. Tests were made getting satisfactory results proving the viability of using sensors on the rotor

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  • PAULO RICARDO COSME BEZERRA
  • MENSURAÇÃO DA ECOEFICIÊNCIA DAS MICRO E PEQUENAS EMPRESAS DA CADEIA PRODUTIVA DO PETRÓLEO E GÁS POTIGUAR, COM USO DA TAXONOMIA CE7

  • Orientador : MARCELA MARQUES VIEIRA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • MARCELA MARQUES VIEIRA
  • JULIO FRANCISCO DANTAS DE REZENDE
  • MARIO ORESTES AGUIRRE GONZALEZ
  • CATARINA DA SILVA SOUZA
  • MARLI DE FATIMA FERRAZ DA SILVA TACCONI
  • Data: 21/07/2017

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  • Esta Tese pretende contribuir com os estudos sobre sustentabilidade ambiental na indústria do petróleo por meio da mensuração da ecoeficiência das Micro e Pequenas Empresas (MPEs) da cadeia produtiva do petróleo e gás no Rio Grande do Norte, buscando auxiliar para a maximização da eficiência ambiental, redução de custos, identificação de melhorias de métodos nos processos operacionais com agregação de valor e fortalecimento da competitividade empresarial na região. A ecoeficiência é uma estratégia de gestão que tem como objetivo reduzir o consumo de recursos, reduzir o impacto sobre a natureza e fornecer aos clientes produtos e serviços de maior qualidade. Para sua mensuração foi utilizado a metodologia denominada taxionomia “CE7”, sigla referindo-se às “sete competências da ecoeficiência” que adaptado as estratégias ambientais de apoio à ecoeficiência mostrará o nível de ecoeficiência em que as empresas se encontram. A pesquisa de campo adota como objeto de estudo 44 (quarenta e quatro) MPEs empresas da cadeia produtiva do petróleo e gás do Rio Grande do Norte, integrante do projeto “cadeia produtiva do petróleo, gás e energia do RN” desenvolvido pelo SEBRAE RN, que prestam serviço à Petrobrás e que fazem parte da RedePetro RN. A coleta de dados ocorreu no período de agosto a outubro de 2016, através do método survey. Ao término do estudo foi evidenciado a ausência de MPEs ecoeficientes no encadeamento produtivo e que o melhor nível de entrega ocorreu para dois empreendimentos que obtiveram nível de ecoeficiência “quase ecoeficientes”. As estratégias ambientais que promovem a ecoeficiência são eficiência energética, Plano de Gerenciamento de Resíduos Sólidos (PGRS), cuidados ambientais na seleção de fornecedores e licenciamento ambiental. Por fim, a ecoeficiência não é uma prática de gestão institucionalizada na realidade das MPEs desse encadeamento produtivo.


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  • This thesis intends to contribute to studies on environmental sustainability in the oil industry by measuring the eco-efficiency of Micro and Small Enterprises (MPEs) in the oil and gas production chain in Rio Grande do Norte, seeking to help maximize environmental efficiency, Cost reduction, identification of method improvements in operational processes with added value and strengthening of business competitiveness in the region. Eco-efficiency is a management strategy that aims to reduce resource consumption, reduce the impact on nature and provide customers with higher quality products and services. For its measurement, the methodology called "CE7" taxonomy was used, an acronym referring to the "seven competences of eco-efficiency" that adapted the environmental strategies to support eco-efficiency will show the level of eco-efficiency in which companies find themselves. The field research takes as its object 44 (forty-four) MPEs companies of the oil and gas production chain of Rio Grande do Norte, part of the project "RN oil, gas and energy production chain" developed by SEBRAE RN, Who serve Petrobras and are part of RedePetro RN. Data were collected from August to October 2016, using the survey method. At the end of the study it was evidenced the absence of eco-efficient MPEs in the productive chain and that the best level of delivery occurred for two enterprises that obtained a level of "eco-efficient" eco-efficiency. Environmental strategies that promote eco-efficiency are energy efficiency, Solid Waste Management Plan (PGRS), environmental care in supplier selection and environmental licensing. Finally, eco-efficiency is not an institutionalized management practice in the reality of MSEs in this productive chain.

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  • IZABEL KALINE DA SILVA OLIVEIRA
  • Desenvolvimento de método para determinação de cloro em petróleo via molécula MgCl por HR-CS MAS

  • Orientador : DJALMA RIBEIRO DA SILVA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • DJALMA RIBEIRO DA SILVA
  • EMILY CINTIA TOSSI DE ARAÚJO COSTA
  • NEDJA SUELY FERNANDES
  • SUELY SOUZA LEAL DE CASTRO
  • TATIANE DE ANDRADE MARANHAO
  • TEREZA NEUMA DE CASTRO DANTAS
  • Data: 28/07/2017

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  • Foi desenvolvida uma metodologia para determinação de cloro em amostras de petróleo, preparadas sob a forma de emulsões, por espectrometria de absorção molecular de alta resolução com fonte contínua através da molécula diatômica MgCl no comprimento de onda 377,01 nm. O preparo da emulsão foi otimizado através de um planejamento experimental Centroid-Simplex. As condições ótimas de preparo das emulsões foram: 0,5mL HNO3 5% (v/v), 0,5mL de xileno e 2 mL de uma mistura dos solventes n-Propanol/ Triton X-100 na proporção 5:1. A massa de amostra de petróleo foi de cerca de 0,20g. Magnésio foi usado como precursor da molécula de MgCl, e a concentração otimizada foi de 10 g L-1. Os estudos da proporção entre Mg e Cl para favorecimento da formação da molécula mostraram que para garantir a máxima formação da molécula de MgCl é necessário utilizar uma razão em massa de pelo menos 500 Mg:1 Cl. Uma massa de 5 µg de Pd foi introduzida à cada ciclo de injeção como modificador químico, para aumentar a estabilidade térmica da espécie molecular. As temperaturas de pirólise e vaporização otimizadas foram 800 °C e 2300 °C, respectivamente. Para análise de cloro, foram utilizadas oito amostras de petróleo da Bacia Potiguar e dois materiais de referência certificados, óleo lubrificante aditivado (NIST 1848) e a de óleo combustível (NIST 1634c), foram utilizados para a verificação da exatidão do método. A estratégia de calibração contra padrões aquosos foi possível, obtendo-se o LOD de 5 mg kg-1. Testes de adição/recuperação foram realizados e os valores obtidos ficaram na faixa entre 92 e 117%, valores aceitáveis.


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  • A methodology for the determination of chlorine in petroleum samples prepared by emulsions was developed by high resolution molecular absorption spectrometry with continuum source through the diatomic molecule MgCl, in the wavelength 377.01 nm. The preparation of the emulsion was optimized through centroid-simplex design. The conditions of preparation of the emulsions were: 0.5 mL of 5% (v / v) HNO3, 0.5 mL of xylene and 2 mL of a mixture of n-Propanol / Triton X-100 solvents in the ratio 5:1. The crude oil mass used was about 0.20 g. Magnesium was used as the precursor of the molecule, the optimized concentration was 10 g L-1. The proportional studies between Mg and Cl for the formation of molecules show that to ensure the formation of a MgCl molecule is required for a mass ratio of at least 500 Mg: 1 Cl. A mass of 5 μg of Pd was introduced at each cycle that chemical modifier for increase the thermal stability of the molecular species. The optimized pyrolysis and vaporization temperatures were 800 ° C and 2300 ° C, respectively. For chlorine analysis, eight crude oil samples from the Potiguar Basin and two certified reference materials, lubricated oil (NIST 1848) and fuel oil (NIST 1634c) were used, to verify the accuracy of the method. The calibration strategy against aqueous standards was possible, obtaining the LOD of 5 mg kg-1. Addition / recovery tests were performed and the values obtained were between 92 and 117%, values acceptable analytically

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  • FLÁVIO GENTIL DE ARAÚJO FILHO
  • Otimização de um Controlador Nebuloso Aplicado a Poços de Petróleo Equipados com Bombeio Centrífugo Submerso

  • Orientador : ANDRE LAURINDO MAITELLI
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANDRE LAURINDO MAITELLI
  • FABIO MENEGHETTI UGULINO DE ARAUJO
  • RUTACIO DE OLIVEIRA COSTA
  • BENNO WALDEMAR ASSMANN
  • OSCAR GABRIEL FILHO
  • Data: 28/07/2017

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  • Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um conjunto de métodos de sintonia de
    controladores nebulosos aplicados ao processo não linear de controle de vazão em um
    sistema de produção de petróleo com poços produtores equipados com bombeio centrífugo.
    O controle eciente dos processos industriais estudados será atingido pela aplicação de
    técnicas de inteligência articial, sobretudo pelo fato de serem requeridos diferentes pontos
    de operação bem como determinadas trajetórias de referência. A necessidade de obtenção
    do conhecimento especialista em regras de inferência e funções de pertinência da lógica
    nebulosa do controlador empregado é suprida pelo processo de aprendizagem da técnica
    do controle adaptativo neural por modelo inverso, no qual a estrutura do controlador
    e seus parâmetros são denidos automaticamente, utilizando-se para o treinamento os
    próprios dados da aplicação. O modelo neuro-fuzzy obtido é utilizado para gerar ações
    de controle em série com o processo apresentando uma resposta dinâmica satisfatória.
    Da mesma forma, são empregadas técnicas baseadas em meta-heurísticas de otimização a
    m de se encontrar a solução ótima ou sucientemente próximo da ótima para a sintonia
    do controlador nebuloso aplicado ao processo de produção de petróleo. Os algoritmos
    de otimização dos poliedros exíveis e do recozimento simulado foram utilizados com
    diferentes tipos de funções objetivo de minimização de erro do sistema, para seleção
    dos parâmetros de sintonia do controlador de acordo com os critérios de desempenho
    pretendidos. Os resultados apresentados comparam as respostas obtidas do sistema para
    cada uma das técnicas empregadas, evidenciando o bom desempenho e a robustez das
    sintonias propostas.


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  • The aim of this work is to present the development of a set of tuning methods of fuzzy
    controllers applied to the nonlinear in oil wells production systems equipped with the electrical
    submersible pumping articial lifting method. The ecient control of the studied
    industrial plant process will be achieved by the application of articial intelligence techniques,
    mainly due to the fact that dierent set-points are required as certain reference
    trajectories. The need to obtain expert knowledge in inference and fuzzy logic membership
    functions rules is supplied by the technical learning process of neural adaptive control by
    inverse model, in which the controller structure and parameters are set automatically,
    using for training their own application data. The model neuro-fuzzy obtained is used to
    generate control actions in series with the process presenting a suitable dynamic response.
    Likewise, techniques based on optimization metaheuristics are employed in order to nd
    the optimum or suciently close to optimum solution for the tuning of the fuzzy controller
    applied to the petroleum production process. The optimization algorithms of the exible
    polyhedron and the simulated annealing were used with dierent types of objective functions
    for error system minimization and to select the parameters of the controller tuning
    according to the desired performance criteria. The presented results compare the answers
    obtained from the system for each one of the techniques employed, evidencing the good
    performance and the robustness of the proposed tunings

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  • RAONI BATISTA DOS ANJOS
  • Estudo do Mandacaru (Cereus Jamacaru DC.) in natura e modificado como biosorvente para o Óleo Diesel

  • Orientador : DJALMA RIBEIRO DA SILVA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CÁTIA GUARACIARA FERNANDES TEIXEIRA ROSSI
  • DJALMA RIBEIRO DA SILVA
  • EMILY CINTIA TOSSI DE ARAÚJO COSTA
  • JARDEL DANTAS DA CUNHA
  • TEREZA NEUMA DE CASTRO DANTAS
  • Data: 18/09/2017

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  • O derramamento e vazamento de petróleo e seus derivados na água e no solo, tem sido um desafio para o Brasil e o mundo, devido à alta toxicidade e mobilidade dos hidrocarbonetos. Um dos métodos mais eficiente para minimizar esse tipo de contaminação é o uso dos processos de sorção. Atualmente, os sorventes sintéticos são os mais utilizados em derramamento de óleos, devido às suas ótimas propriedades oleófilicas e hidrofóbicas, entretanto devido seus custos elevados justifica-se as pesquisas em busca de adsorventes alternativos. Porém os biosorventes vêm se destacando como método alternativo na remoção de contaminantes orgânicos, pois além de serem biodegradáveis, apresenta alta disponibilidade natural, baixo custo, e uma boa capacidade de adsorção. O objetivo desta pesquisa foi propor o Madacaru (Cereus jamacaru DC.) como material sorvente alternativo para o óleo diesel S-10. A biomassa foi caracterizada pelas seguintes técnicas FTIR, TG/DTG, DSC, MEV, CHNO, Molhabilidade/Ângulo de contato, Teor de umidade e cinzas. Os testes de sorção foram realizados à seco em regime estático nas faixas granulométricas de MS35 (≥ 500 µm), MS100 (< 500-150 µm), MS230 (< 75-63 µm). A capacidade de sorção aumentou entre 42 e 78%, com a diminuição da granulometria, mostrando a importância do controle da granulometria. As microemulsões mostraram-se eficientes promovendo o aumento da sorção de óleo em todas as amostras modificadas, quando comparadas à amostra não tratada, favorecendo a interação óleo/sorvente. A modificação MS100µ1 aumentou significativamente a capacidade de sorção em 111%, alterando a morfologia, com ganho de área superficial e porosidade. As micelas do tipo bicontínua e inversa também apresentaram bons resultados de sorção, com aumento variando entre 54 e 21%, respectivamente. Os resultados foram satisfatórios uma vez que apresentaram valores condizentes aos relatados pela literatura. Comparando o MS100µ1 com a Turfa canadense (PeatSorb®), utilizado pela Petrobras para remediar derreamentos com óleo, o Mandacaru modificado apresentou capacidade de sorção 29% superior, mostrando sua viabilidade em caso de derrames a seco, podendo substituir sorventes comerciais. E como uso do Mandacaru modificado como biosorvente de óleo inicia-se novas perspectivas e oportunidades para melhoria dos índices sociais e econômicos da região semiárida no RN, mediante a geração de postos de trabalho, renda, oferta de alimentos e preservação ambiental, bem como fortalecimento da agricultura local.. 


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  • The spill and leakage of oil and byproducts in water and soil, has been a challenge for Brazil and the world, due to the high toxicity and mobility of hydrocarbons. One of the most efficient methods to minimize this type of contamination is the use of Sorption processes. Currently, synthetic sorbets are the most used in oil spill, due to its great oleophilic and hydrophobic properties, however their high costs justified the search for alternative adsorbents. Biosorbets have been excelling as an alternative method to remove organic contaminants, once that they are biodegradable, have high natural availability, low cost, and a good absorption capacity. The objective of this research was to propose the use of Mandacaru (Cereus jamacaru DC.) as alternative sorbet to remove diesel fuel S-10. The biomass was characterized by the following techniques FTIR,TG/DTG, DSC, SEM, CHNO, Wettability/contact angle, moisture and ash content. The dry tests were performed in static regime into granulometric ranges MS35 (≥ 500 µm), MS100 (< 500-150 µm), MS230 (< 75-63 µm). The sorption capacity increased between 42 and 78%, with the decrease in granulometry, showing the importance to control the particle size. The Microemulsion showed to be efficient, promoting an increase of oil sorption in all the modified samples, when compared to the untreated sample, promoting the oil/sorbet interaction. The modification MS100µ1 increased significantly the sorption capacity, 111%, changing the morphology, gain of surface area and porosity. The bicontinuous and reverse micelles also presented good results, increasing sorption between 54 and 21%, respectively. The results were satisfactory, once that they presented values consistent to ones reported by the literature. Comparing the MS100µ1 with Canadian Peat (PeatSorb ®), used by Petrobras to remediate oil spills, the modified Mandacaru presented a sorption capacity 29% higher, showing its viability in case of a dry spill, capable to replace the commercial sorbent. Also the use of the modified Mandacaru as biosorbent for oil spill is an opportunity to social and economic improvement at the semi-arid region in RN, through the generation of jobs, income, food supply and environmental protection, as well as strengthening of local agriculture.

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  • JÚLIO CESAR SANTOS NASCIMENTO
  • MODELAGEM NUMÉRICA DO ESCOAMENTO MULTIFÁSICO TRANSIENTE COMPOSICIONAL EM POÇOS DE PETRÓLEO USANDO MODELO DE DOIS FLUIDOS

  • Orientador : ADRIANO DOS SANTOS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ADOLFO PUIME PIRES
  • ADRIANO DOS SANTOS
  • BENNO WALDEMAR ASSMANN
  • CARLOS ENRIQUE PICO ORTIZ
  • SIDARTA ARAUJO DE LIMA
  • Data: 23/10/2017

  • Mostrar Resumo
  • O escoamento multifásico transiente em tubulações é um fenômeno comum nas indústrias química, nuclear e petróleo. Na indústria do petróleo, o fluxo multifásico ocorre devido a vaporização dos componentes leves da mistura líquida de hidrocarbonetos com a redução da pressão e temperatura. A simulação numérica desse fenômeno é uma ferramenta essencial para análise econômica e de segurança ligadas ao dimensionamento e gerenciamento de projetos produção e exploração.  Este trabalho propõe uma solução numérica totalmente implícita para simulação do escoamento bifásico transiente composicional concorrente e contracorrente em poços de petróleo. O sistema de equações governantes é composto pelas equações de conservação de massa para cada componente, uma equação de energia total da mistura, uma equação de quantidade de movimento para cada fase. Além das equações diferenciais, o sistema é formado pelas equações de restrições, que são dadas pelas equações de equilíbrio termodinâmico, soma das frações molares de todos os componentes em cada fase e uma equação de soma das frações volumétricas. A equação de estado cúbica de Peng-Robison é usada nos cálculos das propriedades físicas, teste estabilidade e flash bifásico. Além disso, o trabalho propõe ainda uma solução numérica totalmente implícita para o Modelo de Dois Fluidos de Pressão Única (SPM-4). As equações governantes, na forma unidimensional, são discretizadas através do método dos volumes finitos em um arranjo de malhas desencontradas (“staggered grids”). O esquema “upwind” de primeira ordem é utilizado para interpolar os fluxos de massa, quantidade de movimento e energia nas faces do volume de controle. O método implícito de Euler de primeira ordem é usado para discretização temporal. O sistema de equações algébricas não-linear resultante é resolvido de forma simultânea usando o método de Newton-Raphson.  Finalmente, os resultados numéricos obtidos com a soluções proposta foram comparados com soluções de referência e resultados obtidos com simulador comercial, permitindo uma verificação detalhada do modelo proposto. Além disso, uma nova solução de referência para o problema de segregação de fases sem atrito foi proposta e comparada com as soluções numéricas.


  • Mostrar Abstract
  • Transient multiphase flow in pipes is a common phenomenon in chemical, nuclear and petroleum industries. In the petroleum industry, multiphase flow occurs due vaporization of the lighter components in the liquid hydrocarbon mixture during pressure and temperature depletion. The numerical simulation of multiphase flow in pipes is an essential tool for economic and safety analysis related to design and management of production and exploration projects.  In this work, we propose a fully-implicit numerical solution for a transient compositional two-phase co-current and counter-current flows in a wellbore using Two-Fluid Model. The system of governing equations consists of mass balance equations form each component, one total energy equation for all phases, one momentum equations for each phase. In addition to the differential equations, there also algebraic constraints, which are given by thermodynamic equilibrium equations, sum of the mole fraction of all the components for each phase and sum of volume fraction. The thermodynamic properties of the hydrocarbons, stability and flash calculations are obtained by using the Peng-Robinson cubic equation of state. In addition, a fully-implicit numerical solution for the Single-Pressure Two-fluid Model (SPM-4) was derived.  The one-dimensional governing equations are discretized by means of finite volume method considering staggered grids scheme. The first order upwind is used to evaluate mass, momentum and energy at the control volume faces. The first order implicit Euler method is applied for temporal discretization. The resulting non-linear algebraic system of equations is solved simultaneously by using a fully implicit Newton-Raphson. Finally, the numerical results obtained by proposed solutions were compared with reference and commercial simulator solutions allowed a detailed verification of the proposed fully-implicit solutions. In addition, a reference solutions for the frictionless phase segregation benchmark problem was proposed and compared with numerical solutions.

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  • DANIEL TEIXEIRA DOS SANTOS
  •  COMPRESSÃO DE DADOS SÍSMICOS 3D 

  • Orientador : LUCIANO RODRIGUES DA SILVA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • DANIEL ECCO
  • ELTHON JOHN RODRIGUES DE MEDEIROS
  • JOAQUIM ELIAS DE FREITAS
  • LUCIANO RODRIGUES DA SILVA
  • MARCOS VINICIUS CANDIDO HENRIQUES
  • Data: 27/12/2017

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  • Neste trabalho, apresenta-se a importância da compressão de dados sísmicos 3D para a indústria de petróleo, sabe-se que o processamento e armazenamento desses dados é sempre um desafio nas grandes empresas de petróleo, para otimizar o tempo de armazenamento e armazenar um número máximo de informações. É exposto algumas ferramentas para o processamento e armazenamento de dados no domínio wavelet. A proposta apresentada baseia-se na Função de Peano e na transformada wavelet 1D. O sistema de armazenamento tem como objetivo a otimização do espaço computacional, tanto para o armazenamento como para transmissão de dados. Sendo necessário para isso, a aplicação da Função de Peano para linearizar as informações com máxima concentração de pontos vizinhos e a transformada wavelet 1D para decompô-la. Estas aplicações permitem extrair informações relevantes para o armazenamento dos dados com um menor custo computacional e com uma margem de erro muito pequena quando se compara os dados, original e processado, ou seja, há pouca perda de qualidade ao se aplicar o sistema de processamento apresentado. Os resultados obtidos a partir das informações extraídas podem ser apresentados na tela em tempo real. Os programas de processamento de imagens via Função de Peano e a Transformada Wavelet 1D foram desenvolvidos em linguagem C++, possibilitando uma troca direta de informações entre eles e o usuário. 


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  • In this work, spoke about the importance of 3D seismic data compression for the petroleum industry, it is known that the processing and storage of these data is always a challenge in large oil companies, to optimize the storage time and to store a number Information. Some tools are presented for the processing and storage of data in the wavelet domain. The proposal presented is based on the Peano function and the 1D wavelet transform. The storage system aims to optimize the computational space, both for storage and for data transmission. It is necessary for this, the application of the Peano Function to linearize the information with maximum concentration of neighboring points and the wavelet transform 1D to decompose it. These applications allow the extraction of relevant information for the storage of the data with a lower computational cost and a very small margin of error when comparing the data, original and processed, that is, there is little loss of quality when applying the presented processing system. The results obtained from the extracted information can be displayed on the screen in real time. The image processing programs via Peano Function and the Wavelet 1D Transform were developed in C ++ language, allowing a direct exchange of information between them and the user

2016
Dissertações
1
  • TIAGO CAVALCANTI DA ROCHA
  • ESTUDO E APLICAÇÃO DA TRANSFORMADA DE FOURIER NA REGULARIZAÇÃO DE DADOS SÍSMICOS NA EXPLORAÇÃO DE PETRÓLEO

  • Orientador : LIACIR DOS SANTOS LUCENA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • LIACIR DOS SANTOS LUCENA
  • LUCIANO RODRIGUES DA SILVA
  • HÊNIO HENRIQUE ARAGÃO RÊGO
  • JOAQUIM ELIAS DE FREITAS
  • 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.

2
  • MIRELLA LOPES DA ROCHA
  • ANÁLISE COMPARATIVA DE DIFERENTES CONFIGURAÇÕES DE POÇOS NO PROCESSO DE COMBUSTÃO IN-SITU

  • Orientador : JENNYS LOURDES MENESES BARILLAS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ELTHON JOHN RODRIGUES DE MEDEIROS
  • JENNYS LOURDES MENESES BARILLAS
  • TARCILIO VIANA DUTRA JUNIOR
  • 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.

3
  • BRENNA KAROLYNA DOS SANTOS SILVA
  • Identificação de um Sistema Multitanques Utilizando Redes de Funções de Base Radial

  • Orientador : ANDRE LAURINDO MAITELLI
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANDRE LAURINDO MAITELLI
  • FABIO MENEGHETTI UGULINO DE ARAUJO
  • OSCAR GABRIEL FILHO
  • 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.

4
  • DÉBORA KARINA DA SILVA GUIMARÃES
  • AVALIAÇÃO DA REMOÇÃO DE BTEX EM ÁGUA POR VERMICULITA

  • Orientador : DJALMA RIBEIRO DA SILVA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • DJALMA RIBEIRO DA SILVA
  • AMANDA DUARTE GONDIM
  • ANA PAULA DE MELO ALVES
  • TIAGO RENOVATO DOS SANTOS
  • 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
  • ESTUDO DA EFICIÊNCIA DOS ADSORVENTES DE Al2O3 e Fe/Al2O3 PARA REMOÇÃO DE BTX PRESENTE EM ÁGUA CONTAMINADA COM GASOLINA

  • Orientador : DJALMA RIBEIRO DA SILVA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • AMANDA DUARTE GONDIM
  • DJALMA RIBEIRO DA SILVA
  • EDJANE FABIULA BURITI DA SILVA
  • LUZIA PATRICIA FERNANDES DE CARVALHO GALVAO
  • 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
  •  ANÁLISE ENERGÉTICA DA INJEÇÃO DE VAPOR E SOLVENTE EM RESERVATÓRIOS COM CARACTERÍSTICAS SEMELHANTES AO DO NORDESTE BRASILEIRO

  • Orientador : JENNYS LOURDES MENESES BARILLAS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • EDSON DE ANDRADE ARAÚJO
  • JENNYS LOURDES MENESES BARILLAS
  • TARCILIO VIANA DUTRA JUNIOR
  • 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
  • ESTUDO DO PROCESSO DE DRENAGEM GRAVITACIONAL ASSISTIDO POR VAPOR UTILIZANDO POÇOS INJETORES VERTICAIS E HORIZONTAIS NA RECUPERAÇÃO DE ÓLEOS PESADOS

  • Orientador : TARCILIO VIANA DUTRA JUNIOR
  • MEMBROS DA BANCA :
  • TARCILIO VIANA DUTRA JUNIOR
  • JENNYS LOURDES MENESES BARILLAS
  • LINDEMBERG DE JESUS NOGUEIRA DUARTE
  • EDSON DE ANDRADE ARAÚJO
  • 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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  • xx

8
  • RHAUL PHILLYPI DA SILVA
  • ESTUDO DE TENSOATIVOS NA ORGANOFILIZAÇÃO DE ARGILA BENTONÍTICA PARA USO EM FLUIDO DE PERFURAÇÃO À BASE DE ÓLEO

     

     

  • Orientador : VANESSA CRISTINA SANTANNA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • JENNYS LOURDES MENESES BARILLAS
  • MARCOS ALLYSON FELIPE RODRIGUES
  • MICHELLE SINARA GREGÓRIO DANTAS
  • VANESSA CRISTINA SANTANNA
  • 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
  • Análise técnico-econômica da injeção de CO2 em reservatórios com características do Pré-sal brasileiro

  • Orientador : JENNYS LOURDES MENESES BARILLAS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANTHONY ANDREY RAMALHO DINIZ
  • EDNEY RAFAEL VIANA PINHEIRO GALVAO
  • JENNYS LOURDES MENESES BARILLAS
  • 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
  • ESTUDO DA INJEÇÃO DE ÁGUA E GÁS EM UM RESERVATÓRIO COM CARACTERÍSTICAS DO PRÉ-SAL BRASILEIRO

  • Orientador : JENNYS LOURDES MENESES BARILLAS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANTHONY ANDREY RAMALHO DINIZ
  • JENNYS LOURDES MENESES BARILLAS
  • MARCOS ALLYSON FELIPE RODRIGUES
  • 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
  • ESTUDO DA DISTÂNCIA ENTRE POÇOS NO PROCESSO DE INJEÇÃO CONTÍNUA DE VAPOR

  • Orientador : WILSON DA MATA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • EDNEY RAFAEL VIANA PINHEIRO GALVAO
  • JENNYS LOURDES MENESES BARILLAS
  • JOSÉ CLEODON DE SOUZA JÚNIOR
  • WILSON DA MATA
  • 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
  • Simulador semi-analítico para fluxo em reservatórios homogêneos fechados utilizando a solução da fonte pontual aplicada ao método de elementos de contorno

  • Orientador : TARCILIO VIANA DUTRA JUNIOR
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ABEL GOMES LINS JUNIOR
  • EDNEY RAFAEL VIANA PINHEIRO GALVAO
  • FLAVIO MEDEIROS JUNIOR
  • MARCOS ALLYSON FELIPE RODRIGUES
  • TARCILIO VIANA DUTRA JUNIOR
  • 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
  • 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.

  • Orientador : DJALMA RIBEIRO DA SILVA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CARLOS ALBERTO MARTINEZ HUITLE
  • CÁTIA GUARACIARA FERNANDES TEIXEIRA ROSSI
  • DJALMA RIBEIRO DA SILVA
  • JARDEL DANTAS DA CUNHA
  • 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
  • DESENVOLVIMENTO E APLICAÇÃO DE UMA ESTRATÉGIA DE CONTROLE PARA O MÉTODO DE ELEVAÇÃO ARTIFICIAL POR BOMBEIO MECÂNICO

  • Orientador : ANDRE LAURINDO MAITELLI
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANDRE LAURINDO MAITELLI
  • CARLA WILZA SOUZA DE PAULA MAITELLI
  • OSCAR GABRIEL FILHO
  • RUTACIO DE OLIVEIRA COSTA
  • 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
  • OTIMIZAÇÃO DO CRONOGRAMA DA INJEÇÃO CÍCLICA DE VAPOR ATRAVÉS DE MODELOS ANALÍTICOS EM UMA ABORDAGEM PROBABILÍSTICA

  • Orientador : TARCILIO VIANA DUTRA JUNIOR
  • MEMBROS DA BANCA :
  • TARCILIO VIANA DUTRA JUNIOR
  • EDNEY RAFAEL VIANA PINHEIRO GALVAO
  • MARCOS ALLYSON FELIPE RODRIGUES
  • ABEL GOMES LINS JUNIOR
  • 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
  • Desenvolvimento de sistema de supervisão para um duto de testes de PIGs
  • Orientador : ANDRES ORTIZ SALAZAR
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANDRES ORTIZ SALAZAR
  • ANDRE LAURINDO MAITELLI
  • OSCAR GABRIEL FILHO
  • 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
  • Avaliação de Aditivos Químicos Alternativos para Aplicação em Cimentações de Poços de Petróleo HPHT

  • Orientador : ANTONIO EDUARDO MARTINELLI
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANTONIO EDUARDO MARTINELLI
  • JÚLIO CÉZAR DE OLIVEIRA FREITAS
  • ULISSES TARGINO BEZERRA
  • 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.

Teses
1
  • ARUZZA MABEL DE MORAIS ARAUJO
  • Conversão térmica e termocatalítica do óleo de girassol utilizando materiais micro e mesoporosos para obtenção de biocombustíveis.

  • Orientador : ANTONIO SOUZA DE ARAUJO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • AMANDA DUARTE GONDIM
  • ANA CATARINA FERNANDES CORIOLANO
  • ANTONIO SOUZA DE ARAUJO
  • EDJANE FABIULA BURITI DA SILVA
  • REGINA CELIA DE OLIVEIRA BRASIL DELGADO
  • 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-freeforam 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-freeforam 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
  • NOVOS SISTEMAS MICROEMULSIONADOS PARA APLICAÇÃO NA ESTIMULAÇÃO DE CARBONATOS

  • Orientador : TEREZA NEUMA DE CASTRO DANTAS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • AFONSO AVELINO DANTAS NETO
  • MANOEL REGINALDO FERNANDES
  • MARCOS ALLYSON FELIPE RODRIGUES
  • MARIA CARLENISE PAIVA DE ALENCAR MOURA
  • TEREZA NEUMA DE CASTRO DANTAS
  • 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.



3
  • ANA CLÉA MARINHO MIRANDA CATUNDA
  • DESENVOLVIMENTO DE UM AMOSTRADOR PASSIVO E O USO DA FIBRA DA Ceiba pentandra (L.) Gaertn COMO BIOSORVENTE DE COMPOSTOS ORGÂNICOS VOLÁTEIS - COVS DO AR

  • Orientador : MARCELA MARQUES VIEIRA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • DULCE MARIA DE ARAUJO MELO
  • JOANA MARIA DE FARIAS BARROS
  • JOÃO MARIA SOARES
  • MARCELA MARQUES VIEIRA
  • MARCUS ANTONIO DE FREITAS MELO
  • RENATA MARTINS BRAGA
  • 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.

4
  • BRUNO GOMES DE SOUSA
  • AVALIAÇÃO BIO-GEORREFERÊNCIADA DO MICROBIOMA NATIVO COM POTENCIAL PARA DEGRADAR HIDROCARBONETOS EM MANGUEZAL DA BACIA PETROLÍFERA POTIGUAR E BIORREMEDIAÇÃO IN SILICO

  • Orientador : VENERANDO EUSTAQUIO AMARO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • VENERANDO EUSTAQUIO AMARO
  • MARCELA MARQUES VIEIRA
  • UMBERTO LAINO FULCO
  • CARLOS ALFREDO GALINDO BLAHA
  • PAULO SERGIO MARINHO LUCIO
  • PAULO FERNANDO DE ALMEIDA
  • CYNTHIA ROMARIZ DUARTE
  • Data: 18/04/2016

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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.

5
  • SHIRLEY FEITOSA MACHADO SENA
  • 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

  • Orientador : DJALMA RIBEIRO DA SILVA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • DJALMA RIBEIRO DA SILVA
  • DANYELLE MEDEIROS DE ARAUJO
  • ANDRE LUIS SANTOS DE PINHO
  • EMILY CINTIA TOSSI DE ARAÚJO COSTA
  • JARDEL DANTAS DA CUNHA
  • KATIA REGINA SOUZA
  • 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
  • NOVAS NANOEMULSÕES APLICADAS À RECUPERAÇÃO AVANÇADA DE PETRÓLEO EM RESERVATÓRIOS CARBONÁTICOS

  • Orientador : TEREZA NEUMA DE CASTRO DANTAS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • TEREZA NEUMA DE CASTRO DANTAS
  • ALCIDES DE OLIVEIRA WANDERLEY NETO
  • MARCOS ALLYSON FELIPE RODRIGUES
  • MARIA CARLENISE PAIVA DE ALENCAR MOURA
  • TULIO YTERBIO FERNANDES VALE
  • 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
  • Zeólitas Sintetizadas com Estruturas Hierárquicas Aplicadas a Pirólise de Resíduos da Indústria de Petróleo

  • Orientador : ANTONIO SOUZA DE ARAUJO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • AMANDA DUARTE GONDIM
  • ANTONIO SOUZA DE ARAUJO
  • MARCILIO PELICANO RIBEIRO
  • NATALY ALBUQUERQUE DOS SANTOS
  • VALTER JOSE FERNANDES JUNIOR
  • 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
  • Algoritmo ultra rápido para calcular propriedades críticas no problema de percolação em redes bidimensionais.

  • Orientador : LUCIANO RODRIGUES DA SILVA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ELTHON JOHN RODRIGUES DE MEDEIROS
  • JOAQUIM ELIAS DE FREITAS
  • LUCIANO RODRIGUES DA SILVA
  • MARCOS VINICIUS CANDIDO HENRIQUES
  • SAMYR SILVA BEZERRA JACOME
  • 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
  • Caliches pedogênicos ao longo de sistemas de fraturas e acamamentos em carbonatos neoproterozóicos da Bacia de Irecê, Estado da Bahia.

  • Orientador : MARCELA MARQUES VIEIRA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • MARCELA MARQUES VIEIRA
  • FRANCISCO PINHEIRO LIMA FILHO
  • NARENDRA KUMAR SRIVASTAVA
  • Augusto Sarreiro Auler
  • LEAO XAVIER DA COSTA NETO
  • 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
  • ANÁLISE ESTATÍSTICA DO MÉTODO COMPRESSIVE SENSING APLICADO A DADOS SÍSMICOS

  • Orientador : LIACIR DOS SANTOS LUCENA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • LIACIR DOS SANTOS LUCENA
  • JOAO MEDEIROS DE ARAUJO
  • GILBERTO CORSO
  • HUGO ALEXANDRE DANTAS DO NASCIMENTO
  • MARCOS VINICIUS CANDIDO HENRIQUES
  • 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.


  • Mostrar Abstract
  • 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
  • Síntese e caracterização de AlSBA-15 contendo cério e aplicação para a degradação termocatalítica de petróleo pesado
  • Orientador : ANTONIO SOUZA DE ARAUJO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • AMANDA DUARTE GONDIM
  • ANA CATARINA FERNANDES CORIOLANO
  • ANTONIO SOUZA DE ARAUJO
  • ARUZZA MABEL DE MORAIS ARAUJO
  • REGINA CELIA DE OLIVEIRA BRASIL DELGADO
  • 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-1Para 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.

  • Mostrar Abstract
  • 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
  • Estudo da configuração de poços no processo de drenagem gravitacional assistida por vapor (SAGD) em reservatórios do nordeste brasileiro

  • Orientador : JENNYS LOURDES MENESES BARILLAS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANA CATARINA DA ROCHA MEDEIROS
  • JENNYS LOURDES MENESES BARILLAS
  • JOSÉ CLEODON DE SOUZA JÚNIOR
  • MARCOS ALLYSON FELIPE RODRIGUES
  • TARCILIO VIANA DUTRA JUNIOR
  • 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
  • MORFOLOGIA SUBMERSA DO CÂNION APODI-MOSSORÓ BASEADO EM DADOS IN SITU E GEOTECNOLOGIAS MULTIFONTES

  • Orientador : VENERANDO EUSTAQUIO AMARO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • VENERANDO EUSTAQUIO AMARO
  • MARCELA MARQUES VIEIRA
  • EDUARDO HENRIQUE SILVEIRA DE ARAUJO
  • MARCELO JOSÉ DO CARMO
  • MICHAEL VANDESTEEN SILVA SOUTO
  • 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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  • 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
  • MEDIÇÃO DAS VAZÕES E ANÁLISE DE INCERTEZA EM POÇOS INJETORES DE ÁGUA MULTIZONA A PARTIR DO PERFIL DE TEMPERATURA DO FLUIDO

  • Orientador : ANDRES ORTIZ SALAZAR
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANDRE LAURINDO MAITELLI
  • ANDRES ORTIZ SALAZAR
  • BENNO WALDEMAR ASSMANN
  • CARLA WILZA SOUZA DE PAULA MAITELLI
  • RUTACIO DE OLIVEIRA COSTA
  • 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.