Controle de perda de circulação durante a perfuração de poços de petróleo
Ano de defesa: | 2014 |
---|---|
Autor(a) principal: | |
Orientador(a): | |
Banca de defesa: | , |
Tipo de documento: | Dissertação |
Tipo de acesso: | Acesso aberto |
Idioma: | por |
Instituição de defesa: |
Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro
|
Programa de Pós-Graduação: |
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
|
Departamento: |
Instituto de Tecnologia
|
País: |
Brasil
|
Palavras-chave em Português: | |
Palavras-chave em Inglês: | |
Área do conhecimento CNPq: | |
Link de acesso: | https://rima.ufrrj.br/jspui/handle/20.500.14407/13396 |
Resumo: | O presente trabalho teve como objetivo implementar uma metodologia dinâmica de controle para rejeição de perturbação de carga denominada perda de circulação, durante a perfuração de poços de petróleo. A metodologia desenvolvida implementou um esquema de controle por reconfiguração (feedback-feedfoward) para controle da pressão anular de fundo, via manipulação da válvula choke. O comportamento da unidade de perfuração e da perturbação de carga (perda de circulação) foram modelados através do método de Sundaresan & Krishnaswamy (1977). Os parâmetros do controlador PI (Proporcional Integral) foram estimados através dos métodos de Ziegler-Nichols (1942) e Cohen-Coon (1953), sendo realizado ajuste fino em campo. Os parâmetros do controlador feedfoward foram estimados a partir da resposta em malha aberta à perturbação degrau na variável de carga e na variável manipulada, seguindo a metodologia de Seborg et al. (2011). |
id |
UFRRJ-1_d1af0b6f49eb95e427c921588cc0ac0f |
---|---|
oai_identifier_str |
oai:rima.ufrrj.br:20.500.14407/13396 |
network_acronym_str |
UFRRJ-1 |
network_name_str |
Repositório Institucional da UFRRJ |
repository_id_str |
|
spelling |
Russano, EuanDomiciano, Márcia Peixoto Vega023.611.797-17http://lattes.cnpq.br/5519694469268323Melo Junior, Príamo AlbuquerqueSouza, Marcio Nele de129.354.497-38http://lattes.cnpq.br/57383643915327952023-12-22T02:46:07Z2023-12-22T02:46:07Z2014-03-11RUSSANO, Euan. Controle de perda de circulação durante a perfuração de poços de petróleo. 2014. 107 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Instituto de Tecnologia, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, 2014.https://rima.ufrrj.br/jspui/handle/20.500.14407/13396O presente trabalho teve como objetivo implementar uma metodologia dinâmica de controle para rejeição de perturbação de carga denominada perda de circulação, durante a perfuração de poços de petróleo. A metodologia desenvolvida implementou um esquema de controle por reconfiguração (feedback-feedfoward) para controle da pressão anular de fundo, via manipulação da válvula choke. O comportamento da unidade de perfuração e da perturbação de carga (perda de circulação) foram modelados através do método de Sundaresan & Krishnaswamy (1977). Os parâmetros do controlador PI (Proporcional Integral) foram estimados através dos métodos de Ziegler-Nichols (1942) e Cohen-Coon (1953), sendo realizado ajuste fino em campo. Os parâmetros do controlador feedfoward foram estimados a partir da resposta em malha aberta à perturbação degrau na variável de carga e na variável manipulada, seguindo a metodologia de Seborg et al. (2011).Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESThe scope of the present work was to develop a dynamic control methodology to reject disturbance (lost circulation) during the drilling of oil wells. A scheme of control structure reconfiguration (feedback-feedfoward) to control annulus bottom-hole pressure through choke valve manipulation was implemented. The dynamic behavior of the drilling unit and the disturbance (lost circulation) were modeled through Sundaresan & Krishnaswamy (1977) method. The PI (proportional-integral) controller parameters were calculated through Ziegler-Nichols (1942) and Cohen-Coon (1953) methods, being performed fine-tuning of the parameters. The feedfoward controller parameters were estimated using the open loop response for load and manipulated disturbances, as pointed out by Seborg et al (2011).application/pdfporUniversidade Federal Rural do Rio de JaneiroPrograma de Pós-Graduação em Engenharia QuímicaUFRRJBrasilInstituto de Tecnologiacontrole de pressão anular de fundoperda de circulaçãoreconfiguração da lei de controleAnnulus bottom-hole pressure controllost circulationcontrol structure reconfigurationEngenharia QuímicaControle de perda de circulação durante a perfuração de poços de petróleoLoss circulation control during oil well drillinginfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisALCURE, M. F. Uma avaliação de modelos para a determinação do gradiente de fratura em problemas de estabilidade de poços e sua influência na janela operacional. Dissertação de Mestrado. Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro. Rio de Janeiro, 2013. ALEIXO, L.A. Simulação de Acidentes com derramamento de óleo In: XVI Simpósio Multidisciplinar da USJT, 2010. São Paulo. Anais Universidade e Responsabilidade Social. São Paulo: Centro de Pesquisa, 2010. ARAUJO, F. C. Processamento de lamas de perfuração. Universidade Federal de Itajubá. Instituto de Engenharia de Produção e Gestão. Itajubá, MG, 2005. BABU, D. R. Effect of P––T behavior of muds on loss/gain during high-temperature deep-well drilling. Journal of Petroleum Science and Engineering 20 _1998. 49–62.2012. BENÍTEZ-PÉREZ H., Cárdenas-Flores F., García-Nocetti F. An Implementation of Reconfigurable Network Control based upon Automata Proposal for Three Conveyor Belt Case Study International Journal of Computers, Communications & Control Vol. II (2007), No. 4, pp. 314-327 COHEN, G.H. AND COON, G.A., "Theoretical Considerations of Retarded Control" jul. 1953. Transactions of the ASME, pp. 827-834. COOK, J. GROWCOCK, F. GUO, Q. HODDER, M. OORT, E. V. Stabilizing the Wellbore to Prevent Lost Circulation. Oilfield Review Winter 2011/2012: 23, nº 4. COSTA, A. P. Simulação Numérica da Penetração de Fluido de Perfuração em Reservatórios de Petróleo. (Monografia) – Universidade Federal do Rio de Janeiro, Escola de Química. Rio de Janeiro: UFRJ/EQ, 2009. 92 p. DING, Y. HERZHAFT, B. RENARD, G. Near-Wellbore Formation Damage Effects on Well Performance: A Comparison Between Underbalanced and Overbalanced Drilling. SPE Production & Operations. Volume 21, Number 1, February 2006, pp. 51-57. DODSON, J., SCHMIDT, V. – Gulf of Mexico “Trouble time creates major drillings expenses”, January, 2004. DUTRA, J. C. S. Controle de processos baseado em esquemas de reconfiguração. Rio de Janeiro: UFRJ/COPPE, 2012. FERTL, W. H. Abnormal formation pressures. Elsevier. New York, 1976. FREITAS, M. G. Controle da pressão anular de fundo na perfuração de poços de petróleo – rejeição de perturbação: kick de líquido. 2013 101p. Dissertação (Mestrado em engenharia 61 química, tecnologia química). Instituto de Tecnologia, Departamento de Engenharia Química, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, RJ, 2013. GONÇALVES, R.S.A. Avaliação de Perda de Carga e do Fator de Atrito no Escoamento de Fluidos de Perfuração em Geometrias Circular e Anulares Concêntricos. Dissertação de Mestrado. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química – UFRRJ. Seropédica, 2008. GRACE, R.D. - “Blowout and Well Control Handbook” - Elsevier Science (USA). 2003 HAUGE, E., AAMO, O. M., GODHAVNC, J. M., NYGAARD, G. A novel model-based scheme for kick and loss mitigation during drilling. Journal of Process Control 23 (2013) 463– 472. KONSTANTOPOULOS, I. K, ANTSAKLIS, P. J., 1999, “An optmization approach to control reconfiguration”. Dynamics and Control, v. 9, n. 3, pp. 255-270. MAHROUS, R. SOBRINHO, M. MONTOTO, B. P.; GONÇALVES, J. T. Treated oil-based system also increases signal strength for MWD tools during offshore field trial in 8 ½-in. interval. Disponível em: http://www.drillingcontractor.org/micronized-barite-fluid-helps-brazilian-well-walk-narrow-drilling-window-26700. Acessado em: 07/01/2014 NYGAARD, G.H, VEFRING, E.H., FJELDE, K.K., NAEVDAL, G. LORENTZEN, R.J., MYLVAGANAM, S., “Bottomhole pressure control during pipe connection in gas dominant wells”, in: SPE/IADC Underbalanced Technology Conference and Exhibition, no. SPE 91578, The Woodlads, TX, USA, 2004. NYGAARD, G; NÆVDAL, G. Nonlinear model predictive control scheme for stabilizing annulus pressure during oil well drilling / Journal of Process Control 16 (2006) 719–732 OGATA, K. - “Engenharia de Controle Moderno”. Prentice Hall. Rio de Janeiro, 1985. REZENDE, M.S.C., KERN, E., MALISKA JÚNIOR, C.R., ARAGÃO, A.F.L., TEIXEIRA, G.T., GANDELMAN, R.A. PWDa - interpretação de dados de pressão durante a perfuração de poços horizontais. III Enahpe, Campos do Jordão, São Paulo, 2009. SALIMI, S. GHALAMBOR, A. Experimental Study of Formation Damage during Underbalanced-Drilling in Naturally Fractured Formations. Energies 2011, 4, 1728-1747. Disponível em: www.mdpi.com/journal/energies. Acessado em: 16/04/2013. SEBORG, D. E. EDGAR, T. E., MELLICHAMP, D. A., DOYLE III, F. J. D. Process dynamics and control. 3ª edição. John Wiley & Sons Inc. 2011. SHEREMETOV, L. BATYRSHIN, I. FILATOV, D. MARTINEZ, J. RODRIGUEZ, H. Fuzzy expert system for solving lost circulation problem. Applied Soft Computing 8 (2008) 14–29. 62 STEFFEN, T. Control Reconfiguration of Dynamical Systems -Lect. Notes Control. Volume 320, 2005. STEPHANOPOULOS, G. Chemical Process Control. Prentice Hall. Englewood Cliffs, 1984. SUNDARESAN, K. R. AND KRISHNASWANY P. R. “Estimation of time delay time constant parameters in time, frequency, and Laplace domains”, Can J. Chem. Eng., 56, pp 257, (1977). SUNDARRAMAN, A., SRINIVASAN, 2003, “Monitoring transitions in chemical plants using trend analysis”. Computers and Chemical Engineering, v. 27, n. 10, pp. 1455-1472. THOMAS, J. E. Fundamentos de engenharia de petróleo. Interciências: Petrobras. Rio de Janeiro, 2001. VEGA, M. P., FREITAS, M. G. SCHEID, C. M., MARTINS, A. L. Oil Well Drilling Process – Simulation and Experimental Multi-Objective Studies. 21st European Symposium on Computer Aided Process Engineering. 2011. VIEIRA, F. R. B., PEREZYNSKI, W.C., GRECO, N. R. VEGA, M. P. Controle de pressão na perfuração de poços de petróleo utilizando-se a válvula de choke. VIII Congresso Brasileiro de Engenharia Química em Iniciação Científica. Uberlândia, Minas Gerais, Brasil 27 a 30 de julho de 2009 (a) VIEIRA, F. R. B. Controle da pressão anular de fundo durante a perfuração de poços de petróleo. Dissertação de Mestrado. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química/ UFRRJ. Seropédica, 2009 (b) WALDMANN, A., ANDRADE, A.R., MARTINS A.L., LOMBA, R.F.T., ARAGÃO, A.F.L.“Sobre os mecanismos responsáveis por minimizar a invasão do fluido de perfuração na rocha reservatório” - Encontro Nacional de Hidráulica de Perfuração e Completação de Poços de Petróleo e Gás Pedra Azul, Domingos Martins, 2006. WALDMANN, A. T. A. MARTINS, A. L. ARAGÃO, A. F. L. LOMBA,R. F. T. Predicting and Monitoring Fluid Invasion in Exploratory Drilling.SPE International Symposium and Exhibition on Damage Control, Lafayette, Louisiana, 2005. ZIEGLER, J. G. NICHOLS, N. B. Optimum Settings for Automatic Controllers. TRANSACTIONS OF THE A.S.M.E. Vol. 64 (1942), pp. 759-768https://tede.ufrrj.br/retrieve/11366/2014%20-%20Euan%20Russano.pdf.jpghttps://tede.ufrrj.br/retrieve/16620/2014%20-%20Euan%20Russano.pdf.jpghttps://tede.ufrrj.br/retrieve/22938/2014%20-%20Euan%20Russano.pdf.jpghttps://tede.ufrrj.br/retrieve/29318/2014%20-%20Euan%20Russano.pdf.jpghttps://tede.ufrrj.br/retrieve/35692/2014%20-%20Euan%20Russano.pdf.jpghttps://tede.ufrrj.br/retrieve/42090/2014%20-%20Euan%20Russano.pdf.jpghttps://tede.ufrrj.br/retrieve/48470/2014%20-%20Euan%20Russano.pdf.jpghttps://tede.ufrrj.br/retrieve/54920/2014%20-%20Euan%20Russano.pdf.jpghttps://tede.ufrrj.br/jspui/handle/jspui/3076Submitted by Celso Magalhaes (celsomagalhaes@ufrrj.br) on 2019-11-12T16:51:36Z No. of bitstreams: 1 2014 - Euan Russano.pdf: 13281694 bytes, checksum: 9342762cdfc8e86b6ec9b973810fa45e (MD5)Made available in DSpace on 2019-11-12T16:51:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014 - Euan Russano.pdf: 13281694 bytes, checksum: 9342762cdfc8e86b6ec9b973810fa45e (MD5) Previous issue date: 2014-03-11info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFRRJinstname:Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (UFRRJ)instacron:UFRRJTHUMBNAIL2014 - Euan Russano.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1943https://rima.ufrrj.br/jspui/bitstream/20.500.14407/13396/1/2014%20-%20Euan%20Russano.pdf.jpgcc73c4c239a4c332d642ba1e7c7a9fb2MD51TEXT2014 - Euan Russano.pdf.txtExtracted Texttext/plain189456https://rima.ufrrj.br/jspui/bitstream/20.500.14407/13396/2/2014%20-%20Euan%20Russano.pdf.txtd26ae84a9fcbe2a93fb2263652ad2730MD52ORIGINAL2014 - Euan Russano.pdfEuan Russanoapplication/pdf13281694https://rima.ufrrj.br/jspui/bitstream/20.500.14407/13396/3/2014%20-%20Euan%20Russano.pdf9342762cdfc8e86b6ec9b973810fa45eMD53LICENSElicense.txttext/plain2089https://rima.ufrrj.br/jspui/bitstream/20.500.14407/13396/4/license.txt7b5ba3d2445355f386edab96125d42b7MD5420.500.14407/133962023-12-21 23:46:07.478oai:rima.ufrrj.br:20.500.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Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://tede.ufrrj.br/PUBhttps://tede.ufrrj.br/oai/requestbibliot@ufrrj.bropendoar:2023-12-22T02:46:07Repositório Institucional da UFRRJ - Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (UFRRJ)false |
dc.title.por.fl_str_mv |
Controle de perda de circulação durante a perfuração de poços de petróleo |
dc.title.alternative.eng.fl_str_mv |
Loss circulation control during oil well drilling |
title |
Controle de perda de circulação durante a perfuração de poços de petróleo |
spellingShingle |
Controle de perda de circulação durante a perfuração de poços de petróleo Russano, Euan controle de pressão anular de fundo perda de circulação reconfiguração da lei de controle Annulus bottom-hole pressure control lost circulation control structure reconfiguration Engenharia Química |
title_short |
Controle de perda de circulação durante a perfuração de poços de petróleo |
title_full |
Controle de perda de circulação durante a perfuração de poços de petróleo |
title_fullStr |
Controle de perda de circulação durante a perfuração de poços de petróleo |
title_full_unstemmed |
Controle de perda de circulação durante a perfuração de poços de petróleo |
title_sort |
Controle de perda de circulação durante a perfuração de poços de petróleo |
author |
Russano, Euan |
author_facet |
Russano, Euan |
author_role |
author |
dc.contributor.author.fl_str_mv |
Russano, Euan |
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv |
Domiciano, Márcia Peixoto Vega |
dc.contributor.advisor1ID.fl_str_mv |
023.611.797-17 |
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/5519694469268323 |
dc.contributor.referee1.fl_str_mv |
Melo Junior, Príamo Albuquerque |
dc.contributor.referee2.fl_str_mv |
Souza, Marcio Nele de |
dc.contributor.authorID.fl_str_mv |
129.354.497-38 |
dc.contributor.authorLattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/5738364391532795 |
contributor_str_mv |
Domiciano, Márcia Peixoto Vega Melo Junior, Príamo Albuquerque Souza, Marcio Nele de |
dc.subject.por.fl_str_mv |
controle de pressão anular de fundo perda de circulação reconfiguração da lei de controle |
topic |
controle de pressão anular de fundo perda de circulação reconfiguração da lei de controle Annulus bottom-hole pressure control lost circulation control structure reconfiguration Engenharia Química |
dc.subject.eng.fl_str_mv |
Annulus bottom-hole pressure control lost circulation control structure reconfiguration |
dc.subject.cnpq.fl_str_mv |
Engenharia Química |
description |
O presente trabalho teve como objetivo implementar uma metodologia dinâmica de controle para rejeição de perturbação de carga denominada perda de circulação, durante a perfuração de poços de petróleo. A metodologia desenvolvida implementou um esquema de controle por reconfiguração (feedback-feedfoward) para controle da pressão anular de fundo, via manipulação da válvula choke. O comportamento da unidade de perfuração e da perturbação de carga (perda de circulação) foram modelados através do método de Sundaresan & Krishnaswamy (1977). Os parâmetros do controlador PI (Proporcional Integral) foram estimados através dos métodos de Ziegler-Nichols (1942) e Cohen-Coon (1953), sendo realizado ajuste fino em campo. Os parâmetros do controlador feedfoward foram estimados a partir da resposta em malha aberta à perturbação degrau na variável de carga e na variável manipulada, seguindo a metodologia de Seborg et al. (2011). |
publishDate |
2014 |
dc.date.issued.fl_str_mv |
2014-03-11 |
dc.date.accessioned.fl_str_mv |
2023-12-22T02:46:07Z |
dc.date.available.fl_str_mv |
2023-12-22T02:46:07Z |
dc.type.status.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
dc.type.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/masterThesis |
format |
masterThesis |
status_str |
publishedVersion |
dc.identifier.citation.fl_str_mv |
RUSSANO, Euan. Controle de perda de circulação durante a perfuração de poços de petróleo. 2014. 107 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Instituto de Tecnologia, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, 2014. |
dc.identifier.uri.fl_str_mv |
https://rima.ufrrj.br/jspui/handle/20.500.14407/13396 |
identifier_str_mv |
RUSSANO, Euan. Controle de perda de circulação durante a perfuração de poços de petróleo. 2014. 107 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Instituto de Tecnologia, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, 2014. |
url |
https://rima.ufrrj.br/jspui/handle/20.500.14407/13396 |
dc.language.iso.fl_str_mv |
por |
language |
por |
dc.relation.references.por.fl_str_mv |
ALCURE, M. F. Uma avaliação de modelos para a determinação do gradiente de fratura em problemas de estabilidade de poços e sua influência na janela operacional. Dissertação de Mestrado. Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro. Rio de Janeiro, 2013. ALEIXO, L.A. Simulação de Acidentes com derramamento de óleo In: XVI Simpósio Multidisciplinar da USJT, 2010. São Paulo. Anais Universidade e Responsabilidade Social. São Paulo: Centro de Pesquisa, 2010. ARAUJO, F. C. Processamento de lamas de perfuração. Universidade Federal de Itajubá. Instituto de Engenharia de Produção e Gestão. Itajubá, MG, 2005. BABU, D. R. Effect of P––T behavior of muds on loss/gain during high-temperature deep-well drilling. Journal of Petroleum Science and Engineering 20 _1998. 49–62.2012. BENÍTEZ-PÉREZ H., Cárdenas-Flores F., García-Nocetti F. An Implementation of Reconfigurable Network Control based upon Automata Proposal for Three Conveyor Belt Case Study International Journal of Computers, Communications & Control Vol. II (2007), No. 4, pp. 314-327 COHEN, G.H. AND COON, G.A., "Theoretical Considerations of Retarded Control" jul. 1953. Transactions of the ASME, pp. 827-834. COOK, J. GROWCOCK, F. GUO, Q. HODDER, M. OORT, E. V. Stabilizing the Wellbore to Prevent Lost Circulation. Oilfield Review Winter 2011/2012: 23, nº 4. COSTA, A. P. Simulação Numérica da Penetração de Fluido de Perfuração em Reservatórios de Petróleo. (Monografia) – Universidade Federal do Rio de Janeiro, Escola de Química. Rio de Janeiro: UFRJ/EQ, 2009. 92 p. DING, Y. HERZHAFT, B. RENARD, G. Near-Wellbore Formation Damage Effects on Well Performance: A Comparison Between Underbalanced and Overbalanced Drilling. SPE Production & Operations. Volume 21, Number 1, February 2006, pp. 51-57. DODSON, J., SCHMIDT, V. – Gulf of Mexico “Trouble time creates major drillings expenses”, January, 2004. DUTRA, J. C. S. Controle de processos baseado em esquemas de reconfiguração. Rio de Janeiro: UFRJ/COPPE, 2012. FERTL, W. H. Abnormal formation pressures. Elsevier. New York, 1976. FREITAS, M. G. Controle da pressão anular de fundo na perfuração de poços de petróleo – rejeição de perturbação: kick de líquido. 2013 101p. Dissertação (Mestrado em engenharia 61 química, tecnologia química). Instituto de Tecnologia, Departamento de Engenharia Química, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, RJ, 2013. GONÇALVES, R.S.A. Avaliação de Perda de Carga e do Fator de Atrito no Escoamento de Fluidos de Perfuração em Geometrias Circular e Anulares Concêntricos. Dissertação de Mestrado. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química – UFRRJ. Seropédica, 2008. GRACE, R.D. - “Blowout and Well Control Handbook” - Elsevier Science (USA). 2003 HAUGE, E., AAMO, O. M., GODHAVNC, J. M., NYGAARD, G. A novel model-based scheme for kick and loss mitigation during drilling. Journal of Process Control 23 (2013) 463– 472. KONSTANTOPOULOS, I. K, ANTSAKLIS, P. J., 1999, “An optmization approach to control reconfiguration”. Dynamics and Control, v. 9, n. 3, pp. 255-270. MAHROUS, R. SOBRINHO, M. MONTOTO, B. P.; GONÇALVES, J. T. Treated oil-based system also increases signal strength for MWD tools during offshore field trial in 8 ½-in. interval. Disponível em: http://www.drillingcontractor.org/micronized-barite-fluid-helps-brazilian-well-walk-narrow-drilling-window-26700. Acessado em: 07/01/2014 NYGAARD, G.H, VEFRING, E.H., FJELDE, K.K., NAEVDAL, G. LORENTZEN, R.J., MYLVAGANAM, S., “Bottomhole pressure control during pipe connection in gas dominant wells”, in: SPE/IADC Underbalanced Technology Conference and Exhibition, no. SPE 91578, The Woodlads, TX, USA, 2004. NYGAARD, G; NÆVDAL, G. Nonlinear model predictive control scheme for stabilizing annulus pressure during oil well drilling / Journal of Process Control 16 (2006) 719–732 OGATA, K. - “Engenharia de Controle Moderno”. Prentice Hall. Rio de Janeiro, 1985. REZENDE, M.S.C., KERN, E., MALISKA JÚNIOR, C.R., ARAGÃO, A.F.L., TEIXEIRA, G.T., GANDELMAN, R.A. PWDa - interpretação de dados de pressão durante a perfuração de poços horizontais. III Enahpe, Campos do Jordão, São Paulo, 2009. SALIMI, S. GHALAMBOR, A. Experimental Study of Formation Damage during Underbalanced-Drilling in Naturally Fractured Formations. Energies 2011, 4, 1728-1747. Disponível em: www.mdpi.com/journal/energies. Acessado em: 16/04/2013. SEBORG, D. E. EDGAR, T. E., MELLICHAMP, D. A., DOYLE III, F. J. D. Process dynamics and control. 3ª edição. John Wiley & Sons Inc. 2011. SHEREMETOV, L. BATYRSHIN, I. FILATOV, D. MARTINEZ, J. RODRIGUEZ, H. Fuzzy expert system for solving lost circulation problem. Applied Soft Computing 8 (2008) 14–29. 62 STEFFEN, T. Control Reconfiguration of Dynamical Systems -Lect. Notes Control. Volume 320, 2005. STEPHANOPOULOS, G. Chemical Process Control. Prentice Hall. Englewood Cliffs, 1984. SUNDARESAN, K. R. AND KRISHNASWANY P. R. “Estimation of time delay time constant parameters in time, frequency, and Laplace domains”, Can J. Chem. Eng., 56, pp 257, (1977). SUNDARRAMAN, A., SRINIVASAN, 2003, “Monitoring transitions in chemical plants using trend analysis”. Computers and Chemical Engineering, v. 27, n. 10, pp. 1455-1472. THOMAS, J. E. Fundamentos de engenharia de petróleo. Interciências: Petrobras. Rio de Janeiro, 2001. VEGA, M. P., FREITAS, M. G. SCHEID, C. M., MARTINS, A. L. Oil Well Drilling Process – Simulation and Experimental Multi-Objective Studies. 21st European Symposium on Computer Aided Process Engineering. 2011. VIEIRA, F. R. B., PEREZYNSKI, W.C., GRECO, N. R. VEGA, M. P. Controle de pressão na perfuração de poços de petróleo utilizando-se a válvula de choke. VIII Congresso Brasileiro de Engenharia Química em Iniciação Científica. Uberlândia, Minas Gerais, Brasil 27 a 30 de julho de 2009 (a) VIEIRA, F. R. B. Controle da pressão anular de fundo durante a perfuração de poços de petróleo. Dissertação de Mestrado. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química/ UFRRJ. Seropédica, 2009 (b) WALDMANN, A., ANDRADE, A.R., MARTINS A.L., LOMBA, R.F.T., ARAGÃO, A.F.L.“Sobre os mecanismos responsáveis por minimizar a invasão do fluido de perfuração na rocha reservatório” - Encontro Nacional de Hidráulica de Perfuração e Completação de Poços de Petróleo e Gás Pedra Azul, Domingos Martins, 2006. WALDMANN, A. T. A. MARTINS, A. L. ARAGÃO, A. F. L. LOMBA,R. F. T. Predicting and Monitoring Fluid Invasion in Exploratory Drilling.SPE International Symposium and Exhibition on Damage Control, Lafayette, Louisiana, 2005. ZIEGLER, J. G. NICHOLS, N. B. Optimum Settings for Automatic Controllers. TRANSACTIONS OF THE A.S.M.E. Vol. 64 (1942), pp. 759-768 |
dc.rights.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/openAccess |
eu_rights_str_mv |
openAccess |
dc.format.none.fl_str_mv |
application/pdf |
dc.publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro |
dc.publisher.program.fl_str_mv |
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química |
dc.publisher.initials.fl_str_mv |
UFRRJ |
dc.publisher.country.fl_str_mv |
Brasil |
dc.publisher.department.fl_str_mv |
Instituto de Tecnologia |
publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro |
dc.source.none.fl_str_mv |
reponame:Repositório Institucional da UFRRJ instname:Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (UFRRJ) instacron:UFRRJ |
instname_str |
Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (UFRRJ) |
instacron_str |
UFRRJ |
institution |
UFRRJ |
reponame_str |
Repositório Institucional da UFRRJ |
collection |
Repositório Institucional da UFRRJ |
bitstream.url.fl_str_mv |
https://rima.ufrrj.br/jspui/bitstream/20.500.14407/13396/1/2014%20-%20Euan%20Russano.pdf.jpg https://rima.ufrrj.br/jspui/bitstream/20.500.14407/13396/2/2014%20-%20Euan%20Russano.pdf.txt https://rima.ufrrj.br/jspui/bitstream/20.500.14407/13396/3/2014%20-%20Euan%20Russano.pdf https://rima.ufrrj.br/jspui/bitstream/20.500.14407/13396/4/license.txt |
bitstream.checksum.fl_str_mv |
cc73c4c239a4c332d642ba1e7c7a9fb2 d26ae84a9fcbe2a93fb2263652ad2730 9342762cdfc8e86b6ec9b973810fa45e 7b5ba3d2445355f386edab96125d42b7 |
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv |
MD5 MD5 MD5 MD5 |
repository.name.fl_str_mv |
Repositório Institucional da UFRRJ - Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (UFRRJ) |
repository.mail.fl_str_mv |
bibliot@ufrrj.br |
_version_ |
1828755401826369536 |