Avaliação dos efeitos da viscosidade do fluido e da concentração e granulometria da areia na contenção de areia em telas stand alone

bibo.pageEnd81
dc.contributor.advisor1Siqueira, Renato Do Nascimento
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0002-8397-8180
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9791817633014124
dc.contributor.authorPinheiro, Rafael de Paula
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000-0002-2154-9452
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/5594759788664612
dc.contributor.referee1Pereira, Fabio de Assis Ressel
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0002-1500-2952
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5476118728173549
dc.contributor.referee2Ribeiro, Daniel da Cunha
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000000336901938
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/8563308324482367
dc.contributor.referee3Rocha, Sandra Mara Santana
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000-0001-8787-7849
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/9653853675618723
dc.date.accessioned2024-05-30T00:49:50Z
dc.date.available2024-05-30T00:49:50Z
dc.date.issued2021-07-28
dc.description.abstractSand production affects more than 70% of oil and gas reservoirs worldwide and, to control the impacts of solids production in a well, some mechanisms have been developed over the years, including the Stand Alone Screen system. Despite the range of published works on the subject, studies that aim to verify the influence of the characteristics of the transport fluid and the solids carried on the cake formation and, consequently, on the pressure drop observed for screens of containment are still scarce in the literature. For this reason, this work proposes to develop a bench and experimentally evaluate the effects of fluid viscosity and sand granulometry and concentration of cake formation, pressure drop, flow rate and permeability of the system. The experimental apparatus developed allows the transport of a fluid containing sand through a set of premium screens composed of a wire wrapped screen and a metallic mesh screen. The tested sand mass are between 0.05% and 0.15%, fluid viscosities between 9 and 47 cP and sands with characteristic sizes of 268 μm and 692 μm. The results obtained in the tests show that the sand retention can be divided into two regions. In the first, depth filtration occurs, the pressure drop increases significantly, with increments between 30 and 120 kPa. In the second region, surface filtration occurs, the pressure drop assumes a more linear behavior and grows less sharply, with increments between 10 and 30 kPa. Increasing the pressure drop results in reduced flow. The measured viscous permeability ranges from 5.40x10-4 m² to 3.66x10-5 m² and the inertial permeability values range from 5.29x10-2 m to 6.55x10-1 m. The tests performed show results that have physical consistency, coherence and qualitative agreement with the results found in the literature. The results show that the greater the height of the formed bed, the greater the observed pressure drop, however, flows with transport fluid with lower viscosity, less concentrated solutions and flows with smaller particle size, give rise to a lesser sand bed. permeable. The measurement of pressure drop, flow rate, bed height and the calculation of the system's permeability provide the basis for studying the physical phenomena that occur during sand retention and the filtration process. The as-built bench allows the execution of future works under different conditions, being versatile for the experimentation and selection of sand containment screens.
dc.description.resumoA produção de areia afeta mais de 70% dos reservatórios de petróleo e gás em todo o mundo e, para controlar os impactos da produção de sólidos em um poço, alguns mecanismos foram desenvolvidos ao longo dos anos, dentre eles o sistema Stand Alone Screen. Apesar da gama de trabalhos publicados a respeito do tema, estudos que objetivam verificar a influência das características do fluido de transporte e dos sólidos carreados na formação da torta e, consequentemente, na queda de pressão observada para telas de contenção ainda são escassos na literatura. Por isso, este trabalho se propõe a desenvolver uma bancada e avaliar os efeitos da viscosidade do fluido de transporte e da concentração e granulometria da areia na formação da torta, na queda de pressão, vazão e na permeabilidade do sistema. O aparato experimental desenvolvido possibilita o transporte de um fluido contendo areia através de conjunto de telas premium composta por uma tela do tipo wire wrapped e uma tela de malha metálica. As concentrações testadas estão entre 0,05% e 0,15% em massa de areia, viscosidades entre 9 e 47 cP para o fluido de transporte e areias com tamanhos característicos de 268 μm e 692 μm. Os resultados obtidos nos testes mostram que, a retenção de areia pode ser dividida em duas etapas. Na primeira, ocorre a filtração de profundidade, a queda de pressão aumenta significativamente, com incrementos entre 30 e 120 kPa. Na segunda região, ocorre a filtração de superfície, a queda de pressão assume comportamento mais linear e cresce de maneira menos acentuada, com incrementos entre 10 e 30 kPa. O aumento da queda de pressão resulta na redução da vazão. A permeabilidade viscosa medida vai desde 5,40x10-4 m² até 3,66x10-5 m² e os valores da permeabilidade inercial vão desde 5,29x10-2 m até 6,55x10-1 m. Os resultados mostram que quanto maior a altura do leito formado, maior a queda de pressão observada, contudo, os escoamentos com fluido de transporte com viscosidade menor, soluções menos concentradas e escoamentos com partículas de granulometria menor, dão origem a um leito de areia menos permeável. A medição da queda de pressão, vazão, altura do leito e o cálculo da permeabilidade do sistema dão embasamento para estudar os fenômenos físicos que acontecem durante a retenção de areia e o processo de filtração. A bancada conforme construída possibilita a execução de trabalhos futuros em condições diversas, sendo versátil para a experimentação e seleção das telas de contenção de areia.
dc.formatText
dc.identifier.urihttps://dspace5.ufes.br/handle/10/15024
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Engenharia Mecânica
dc.publisher.departmentCentro Tecnológico
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
dc.rightsopen access
dc.subjectRetenção de areia
dc.subjecttelas Stand Alone
dc.subjectconcentração
dc.subjectviscosidade
dc.subjectgranulometria
dc.subject.br-rjbnsubject.br-rjbn
dc.subject.cnpqEngenharia Mecânica
dc.titleAvaliação dos efeitos da viscosidade do fluido e da concentração e granulometria da areia na contenção de areia em telas stand alone
dc.title.alternativetitle.alternative
dc.typemasterThesis

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