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Title: Efeitos da incorporação de sólidos no escoamento de emulsões em um poço utilizando a fluidodinâmica computacional.
Other Titles: Effects of the incorporation of solids in the flow of emulsions in a well using computational fluid dynamics.
???metadata.dc.creator???: GONÇALVES, Ruth Luna do Nascimento.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: AMORIM, Luciana Viana.
???metadata.dc.contributor.advisor2???: ANDRADE, Tony Herbert Freire de.
???metadata.dc.contributor.referee1???: LIMA , Antonio Gilson Barbosa de.
???metadata.dc.contributor.referee2???: FARIAS NETO , Severino Rodrigues de.
Keywords: Emulsões Inversas;Hidráulica de Perfuração;Modelo Numérico;Perda de Carga;Anular Concêntrico;Invert Emulsions;Drilling Hydraulics;Numerical Model;Head Loss;Concentric Annular
Issue Date: 17-Dec-2020
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: GONÇALVES, R. L. do N. Efeitos da incorporação de sólidos no escoamento de emulsões em um poço utilizando a fluidodinâmica computacional. 2020. 71 f. Dissertação (Mestrado em Exploração Petrolífera e Mineral) – Programa de Pós-Graduação em Exploração Petrolífera e Mineral, Centro de Tecnologia e Recursos Naturais, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2020.
???metadata.dc.description.resumo???: Este trabalho visou estudar o escoamento de emulsões inversas de base olefínica incorporadas com diferentes sólidos no anular de um poço vertical, e a perda de carga gerada por esse escoamento, utilizando a fluidodinâmica computacional. Para isso, foi considerado um poço vertical com comprimento de 5 metros e anular concêntrico, com escoamento laminar e permanente. A perda de carga foi analisada em função da concentração de sólidos e das propriedades da emulsão. Os resultados mostraram que os perfis de taxa de cisalhamento estavam condizentes com a literatura, apresentando valor máximo nas paredes, e zero nas proximidades da região central, para o escoamento completamente desenvolvido e que as curvas de viscosidade numérica apresentaram um excelente ajuste com as curvas experimentais. Ainda, para as emulsões incorporadas com areia e carbonato de cálcio, o aumento da perda de carga não foi muito expressivo quando a concentração passou de 5 para 10%. Mostraram também que com o aumento da densidade, a perda de carga também aumentou. Apenas para as emulsões incorporadas com argila, o índice de comportamento (n) apresentou uma correlação direta com a perda de carga. Além disso, o índice de consistência (k) foi o parâmetro que exerceu maior influência na perda de carga, tendo a emulsão com maior valor de k apresentado a maior perda de carga. A perda de carga aumentou com o aumento da vazão do escoamento, e a relação entre as duas variáveis foi linear. A potência hidráulica da bomba apresentou variações dependentes da emulsão circulada e da vazão volumétrica, tendo uma diferença máxima de 1,63 hp para as emulsões E0 e EA15 circulando com a maior vazão. Por fim, a presença de sólidos incorporados às emulsões provocou um aumento na perda de carga, sendo a argila, o sólido que mais exerceu impacto neste parâmetro hidráulico.
Abstract: This work aimed to study the flow of invert olefinic emulsions incorporated with different solids (bentonite clay, calcium carbonate and sand) in the annular of a vertical well, and the head loss generated by this flow, using Computational Fluid Dynamics. For this, it was considered a vertical well with a length of 5 meters and a concentric annular, with steady state regime and laminar flow. The head loss was analyzed according to the concentration of solids and the properties of the emulsions. The results showed that the shear rate profiles were consistent with the literature, with maximum value near the walls, and zero in the proximities of the central region when the flow was fully developed, and that the numerical viscosities curves showed an excellent fit with the experimental curves. Furthermore, for the emulsions incorporated with sand and calcium carbonate, the increase in head loss was not very significant when the concentration went from 5 to 10%. They also showed that with increasing density, head loss also increased. Only for emulsions incorporated with clay, the behavior index (n) showed a direct correlation with the head loss. In addition, the consistency index (k) was the parameter that exerted the greatest influence on head loss, with the emulsion with the highest value of k presenting the greatest head loss. The head loss increased with the increase in flow, and the relationship between the two variables was linear. The pump hydraulic horsepower varied depending on the circulated emulsion and the volumetric flow, with a maximum difference of 1.63 hp for the emulsions E0 and EA15 circulating with the highest flow rate. Finally, the presence of solids incorporated into the emulsions caused an increase in head loss, with clay being the solid that most impacted this hydraulic parameter.
Keywords: Emulsões Inversas
Hidráulica de Perfuração
Modelo Numérico
Perda de Carga
Anular Concêntrico
Invert Emulsions
Drilling Hydraulics
Numerical Model
Head Loss
Concentric Annular
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/17602
Appears in Collections:Mestrado em Exploração Petrolífera e Mineral.

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RUTH LUNA DO NASCIMENTO GONÇALVES – DISSERTAÇÃO (PPGEPM) 2020.pdf5.26 MBAdobe PDFView/Open


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