SCORE


Descrição do projeto

 

Título: Modelos e Ferramentas Computacionais para Apoio ao Dimensionamento de Revestimentos de Poços.
Coordenação: William Wagner Matos Lira – Professor do magistério superior;
Currículo Lattes: http://lattes.cnpq.br/2111322410973385
Dados gerais:
Tipo de investimento: Pesquisa aplicada
Financiador: Petróleo Brasileiro SA – PETROBRAS
Área tecnológica: Engenharia de poços
Linha de pesquisa: Modelagam computacional para análise e projeto de poços
Vigência: 26/09/2017 – 24/09/2020

Motivação:

Objetivo geral:

Essa pesquisa tem por objetivo a continuidade no desenvolvimento de modelos e ferramentas computacionais para subsidiar a análise e dimensionamento de revestimentos de poços profundos utilizando confiabilidade estrutural, inclusive com estudos específicos direcionados a sua perfuração em rochas salinas. Também é objetivo do projeto o  desenvolvimento de ferramentas para previsão do comportamento de rochas salinas perfuradas por poços de petróleo.

Objetivos específicos:

  • Desenvolver uma metodologia de dimensionamento para análise integrada de sistema de revestimento com base em esforços críticos em cenários de serviço e sobrevivência apresentados na PETROBRAS N-2752b;
  • Desenvolver uma metodologia de escolha de parâmetros de revestimento com base nos métodos de menor custo e de menor peso;
  • Desenvolver uma metodologia para análise multistring, contemplando os esforços decorrentes de wellhead growth e de APB;
  • Desenvolver metodologias para incorporação de degradação mecânica provocada pelo efeito de desgaste nos tubos de revestimento;
  • Incorporar na ferramenta computacional SCORE os novos desenvolvimentos realizados nessa pesquisa;
  • Analisar os algoritmos desenvolvidos nos estudos relacionados à engenharia de revestimento de poços a fim de obter melhores desempenhos computacionais;
  • Aplicar disciplinas da engenharia de software na ferramenta computacional SCORE que permitam o desenvolvimento de software com qualidade, tendo desempenho satisfatório e interface amigável;
  • Desenvolver uma ferramenta computacional capaz de prever rapidamente o fechamento do poço perfurados em camadas salinas ao longo do tempo;
  • Elaborar um plugin único para análise de estabilidade e recomendação operacional sobre número e frequência de repasses preventivos durante a perfuração de poços em rochas salinas a partir de sequências de modelos
    numéricos unidimensionais;
  • Elaborar um módulo computacional de apoio ao desenvolvimento de projetos de poços com a previsão de elevação de pressão anular devido ao sal.

Justificativa:

O sistema de revestimentos apresenta grande relevância na construção e operação de poços de petróleo, tanto em função dos aspectos de segurança relacionados aos procedimentos de perfuração e operação, como em função do alto impacto financeiro associado à escolha ótima de parâmetros e materiais de projeto.
Neste contexto, a análise probabilística dos modelos de resistência de revestimentos permite a estimativa da probabilidade de falha associada a um cenário de carregamento qualquer, seja em condições de serviço ou sobrevivência. As incertezas inerentes às variáveis de projeto (características geométricas e mecânicas dos tubos e conexões) são consideradas no dimensionamento e incorporadas a modelos de avaliação de segurança advindos da Teoria de Confiabilidade Estrutural. Estas decorrem da não uniformidade no processo de fabricação dos tubos e conexões, e são avaliadas a partir de dados estatísticos do controle de qualidade do processo.

Resultados esperados:

  • Conhecimento produzido: continuidade nos estudos relacionados ao desenvolvimento de modelos para análise de revestimentos de poços;
  • Método:
  • Desenvolvimento da metodologia de seleção otimizada de revestimento;
  • Desenvolvimento da metodologia de simulação de carregamentos hidrostáticos;
  • Desenvolvimento de metodologia para análise de interação entre colunas de revestimento;
  • Desenvolvimento de metodologia para análise dos efeitos de desgaste em tubos de revestimento;
  • Desenvolvimento de metodologias para apoio à perfuração de poços em zonas salinas.
  • Produto:
  • Disponibilização de ferramentas computacionais para apoio à perfuração de poços em zonas salinas;
  • Incorporação dos novos desenvolvimentos ao sistema SCORE.

Benefícios do projeto:

A crescente demanda por óleo e gás tem induzido a busca por hidrocarbonetos em novos campos, cujas reservas encontram-se em grandes profundidades. Dentre os desafios advindos, muito deve ser feito no que diz respeito à tecnologia de revestimento dos poços escavados nesses novos campos. Mais especificamente, a severidade do  ambiente ao qual os revestimentos estão expostos aumenta consideravelmente em grandes profundidades, o que se traduz em elevados valores de pressão, na variação de propriedades mecânicas e efeitos dos altos gradientes de temperatura, dentre outros.
Nesse contexto, essa pesquisa contribui no entendimento dos modos de falha que podem ocorrer em sistemas de revestimentos de poços verticais, com base em metodologias determinística e probabilística.
Segundo Thomas (2001), o sistema de revestimento representa entre 15% e 20% do custo total do projeto de um poço offshore. Desta forma, iniciativas que contribuam com o aprimoramento do projeto de revestimentos impactam o aspecto econômico de forma significativa.
Dessa forma, essa pesquisa contribui para que os níveis de segurança possam ser previstos e controlados ao longo das etapas de perfuração, completação e operação do poço. Assim, tem-se ganhos representativos no que diz respeito à prevenção de acidentes, que podem envolver danos humanos, ambientais e técnicos.