- Apresentar conceitos fundamentais para transporte de óleo e gás em poços, tubulações e risers. - Desenvolver as equações fundamentais e metodologias de cálculo para escoamento multifásico uni-dimensional. - Mostrar aplicações à tecnologia de petróleo: curvas de gradiente de pressão, métodos artificiais de elevação, fenômenos em estado permanente e transiente, garantia do escoamento (flow assurance), intermitência severa (severe slugging).
Escoamento unidimensional multifásico em sistemas de produção de petróleo. Elevação artificial de gás. Garantia do escoamento. Intermitência severa.
1. Escoamento uni-dimensional multifásico. Padrões de escoamento (flow patterns) em dutos de inclinação variável. Variáveis em escoamentos multifásicos: fração de vazio (void fraction) e holdup, título mássico (mass quality), fluxo mássico, velocidades médias das fases, título volumétrico (volumetric quality), velocidades superficiais das fases, razão de escorregamento (slip), velocidades relativas entre as fases, velocidades de deriva das fases (drift velocity). Mapas de padrões de escoamento (flow pattern maps). 2. O sistema de produção de petróleo. Índice de Produtividade. Vaporização e diagrama de fases do petróleo. Fluidos no reservatório e na superfície: razão de vazões de gás e óleo, razão de vazões de água e óleo, razão de vazões de água mais sedimentos e líquido mais sedimentos. Processo de liberação de gás de uma mistura. Propriedades PVT. Modelo de black oil. Fatores volume de formação. Razão de solubilidade. Modelo composicional. Tipos de reservatórios: de óleo subsaturado, de gás, de duas fases, de gás retrógrado. Configurações de escoamento na coluna de elevação. Dificuldades conceptuais na modelagem do escoamento. 3. Equações de conservação para escoamento multifásico unidimensional. Modelos de escoamentos multifásicos. Modelo homogêneo. Multiplicador de duas fases. Modelo de deriva (drift flux model). Regiões de operação. Correção por distribuição na área de passagem (efeito dos perfis). 4. Escoamento através de restrições: modelo frozen, modelo de equilíbrio termodinâmico. 5. Curvas de gradiente de pressão (pressure gradient curves). Produção do poço: curvas IPR (inflow performance relationship) e VLP (vertical lift performance). Elevação por gás (gas lift). Gradiente natural versus gradiente artificial. Pressão de injeção. Gases reais e fator de compressibilidade. Potência de compressão. Produção máxima com gas lift. Curvas de desempenho de gas lift. 6. Garantia do escoamento. Deposição de parafinas e hidratos, métodos de inibição. 7. Intermitência severa: fenômeno e mecanismos, critérios de estabilidade, métodos de mitigação.
1. One-dimensional two-phase flow, G. B. Wallis, Mc Graw-Hill, 1969. 2. Mechanistic modeling of gas-liquid two-phase flow in pipes, O. Shoham, Society of Petroleum Engineers, 2006. 3. The flow of complex mixtures in pipes, G. W. Govier, K. Aziz, Society of Petroleum Engineers, 2008. 4. Petroleum production systems, M. J. Economides, A. D. Hill, C. E. Economides, Prentice Hall, 1994. 5. Fundamentos da Engenharia de Petróleo, J. E. Thomas (organizador). Editora Interciência, Rio de Janeiro, 2001. 6. The properties of petroleum fluids, W. D. MacCain, Jr., PennWell Books, 1990.