Estudo experimental da dinâmica e estabilidade do gás-lift intermitente em modelo de escala de laboratório

Orientador: Sérgio Nascimento BordaloDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia MecânicaResumo: Os sistemas convencionais de gas-lift intermitente (GLIC) são normalmente empregados para poços de petróleo em campos maduros quando a pressão do reservatório fica tão baixa que o gas-lift contínuo não é mais eficiente. O objetivo deste estudo experimental é investigar a dinâmica e a estabilidade dos ciclos para sistemas convencionais de gas-lift intermitente (GLIC) usados em poços de petróleo. Atualmente, este tipo de dados experimentais ainda está faltando na literatura. Seguindo os avanços alcançados até agora por Carvalho (2004) e Lara (2013) sobre o assunto, um simulador físico em escala de laboratório para um GLIC foi aprimorado e um conjunto selecionado de experimentos foi conduzido. O aparato de laboratório do GLIC é composto por três conjuntos operacionais, representando, respectivamente, o reservatório de óleo, o poço produtor e seus controles e o sistema de injeção de gás. No entanto, água e ar são usados, ao invés de óleo e gás natural, como o fluido produzido e o gás de elevação, respectivamente. Uma placa de microcontrolador é usada para aquisição de dados de pontos chaves de pressão e também para o sistema de atuação de uma válvula proxy de gas-lift. Além disso, uma válvula de fluxo de entrada variável fornece uma gama de índices de produtividade para o reservatório modelo. Três dutos verticais de diâmetros diferentes são usados como colunas de produção. Uma série de experimentos foi realizada para analisar a influência dos principais parâmetros na produtividade do sistema de GLIC e para identificar as condições de estabilidade dos ciclos do GLIC. Para esse fim, o fallback foi determinado para várias condições dos parâmetros operacionais e a repetibilidade dos ciclos foi verificada. Os resultados deste estudo ajudarão no desenvolvimento de um simulador matemático para o GLIC. Tal simulador pode ser estendido para poços de campos petrolíferos maduros e ser aplicado no projeto de ciclos de GLIC para atingir vazões de produção otimizadasAbstract: Conventional intermittent gas-lift systems (CIGL) are usually employed for petroleum wells in mature fields when the reservoir pressure becomes so low that continuous gas lift is no longer efficient. The purpose of this experimental study is to investigate the dynamics and stability of the cycles for conventional intermittent gas-lift systems (CIGL) for petroleum wells. Presently, this kind of experimental data is rare in the literature, following the advances achieved so far by Carvalho (2004) and Lara (2013) on this subject, further development of a laboratory scale physical simulator was carried out for a CIGL, and a selected set of experiments was conducted. The laboratory apparatus for the CIGL is composed of three operational sets, representing, respectively, the oil reservoir, the well production section and the injection gas system. However, water and air are used, instead of oil and natural gas, as the produced fluid and the lifting gas, respectively. A microcontroller board is used for data acquisition of key pressure nodes and also for the actuation system of a gas-lift valve proxy in addition to a variable flow valve provides a range of productivity index for the mock up reservoir and three vertical pipes of different diameters as production tubings are used. A series of experiments were done to analyze the influence of main parameters on the productivity of the CIGL system and to identify the stability conditions for the CIGL cycles. For this reason, the fallback for various operational parameters and concurrent stages was determined, the repeatability of the cycles was verified. The results from this study will help to develop a mathematical simulator for the CIGL. Such simulator may be extended for mature oilfield wells and be applied to design the CIGL cycles and the injection gas volume per cycle to achieve optimum production ratesMestradoExplotaçãoMestre em Ciências e Engenharia de Petróleo01-P-1862/2016CAPE