Estudo experimental da perda de circulação de fluidos não newtonianos em meios porosos fraturados

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2019
Autor(a) principal: Schneider, Cássio Luís
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Curitiba
Brasil
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica e de Materiais
UTFPR
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Engenharia térmica
Mecânica dos fluídos
Materiais porosos
Mecânica da fratura
Fluidos não-newtonianos
Petróleo - Prospecção
Engenharia mecânica
Heat engineering
Fluid mechanics
Porous materials
Fracture mechanics
Non-Newtonian fluids
Petroleum - Prospecting
Mechanical engineering
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::ENGENHARIA TERMICA
Engenharia Mecânica
Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4278
Resumo: Studies involving the flow of non-newtonian fluids into totally or partially porous ducts or channels have received considerable attention because of their wide range of engineering applications such as drilling, production and recovery of oil and gas reservoirs. In the drilling process the lost circulation is one of the main phenomena that interfere with the well operation. The presence of fractures, common in all well-formation, added to the pressure gradient, significantly enhances fluid loss. In the present work, the flow of non-newtonian fluid in a partially porous and fractured channel is investigated, characterizing the lost circulation phenomenon. The tests presented were performed in an experimental set-up, comprising a rectangular test section, representing a wellformation with a transverse fracture, instrumented with pressure gauges, flow and temperature monitors. Aqueous solutions of carbopol, xanthan gum, carboxymethyl cellulose and glycerin were used as working fluids and crosslinked foam ceramic filters to represent the rock formation. In order to evaluate the variation influence of parameters of the flow, fluid and porous medium, the Reynolds number of the flow, the flow rate at the fracture, the viscosity of the fluid, the working fluid and the cell opening of the porous medium were varied. The results show that all parameters are capable of altering the pressure settings during the lost circulation, exerting a direct influence on the pressure gradient generated between the channel and the fracture.
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The presence of fractures, common in all well-formation, added to the pressure gradient, significantly enhances fluid loss. In the present work, the flow of non-newtonian fluid in a partially porous and fractured channel is investigated, characterizing the lost circulation phenomenon. The tests presented were performed in an experimental set-up, comprising a rectangular test section, representing a wellformation with a transverse fracture, instrumented with pressure gauges, flow and temperature monitors. Aqueous solutions of carbopol, xanthan gum, carboxymethyl cellulose and glycerin were used as working fluids and crosslinked foam ceramic filters to represent the rock formation. In order to evaluate the variation influence of parameters of the flow, fluid and porous medium, the Reynolds number of the flow, the flow rate at the fracture, the viscosity of the fluid, the working fluid and the cell opening of the porous medium were varied. The results show that all parameters are capable of altering the pressure settings during the lost circulation, exerting a direct influence on the pressure gradient generated between the channel and the fracture.Petróleo Brasileiro (Petrobrás)Os estudos envolvendo escoamento de fluidos não newtonianos em dutos ou canais total ou parcialmente porosos têm recebido considerável atenção devido à sua grande gama de aplicações de engenharia, como perfuração, produção e recuperação de reservatórios de petróleo e gás. No processo de perfuração a perda de circulação é um dos principais fenômenos que interferem na operação do poço. A presença de fraturas, frequentes no conjunto poço-formação, somadas aos gradientes de pressão, acentua significativamente a perda de fluido. No presente trabalho, o escoamento de fluido não newtoniano em canal parcialmente poroso e fraturado é investigado, caracterizando o fenômeno de perda de circulação. Os testes apresentados foram realizados em uma unidade experimental composta por uma seção de testes retangular, que representa o conjunto poço-formação na presença de uma fratura, utilizando medidores de pressão, vazão e temperatura para monitorar o escoamento. Foram utilizadas soluções aquosas de carbopol, goma xantana, carboximetilcelulose e glicerina como fluidos de trabalho e filtros cerâmicos de espuma reticulada para representar a formação rochosa. Com objetivo de avaliar a influência da variação de parâmetros do escoamento, do fluido e do meio poroso, foram variados o número de Reynolds do escoamento, a vazão de fuga pela fratura, a viscosidade do fluido, o fluido de trabalho e a abertura de células do meio poroso. Os resultados obtidos mostram que todos os parâmetros são capazes de alterar as configurações de pressão durante a perda de circulação, exercendo uma influência direta no gradiente de pressão gerado entre o canal e a fratura.Universidade Tecnológica Federal do ParanáCuritibaBrasilPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica e de MateriaisUTFPRJunqueira, Silvio Luiz de Mellohttp://lattes.cnpq.br/2213804390733564Junqueira, Silvio Luiz de MelloFranco, Admilson TeixeiraErrera, Marcelo RissoSchneider, Cássio Luís2019-07-30T17:59:18Z2019-07-30T17:59:18Z2019-05-16info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfSCHNEIDER, Cássio Luís. Estudo experimental da perda de circulação de fluidos não newtonianos em meios porosos fraturados. 2019. 147 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica e de Materiais) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2019.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4278porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPR2019-07-31T06:00:53Zoai:repositorio.utfpr.edu.br:1/4278Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestriut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.bropendoar:2019-07-31T06:00:53Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false
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