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Título: Análise experimental de escoamento líquido-sólido para o controle de fuga de fluido em canal fraturado
Autor(es): Obrzut, Lucas Quadros
Orientador(es): Junqueira, Silvio Luiz de Mello
Palavras-chave: Escoamento
Poços de petróleo - Fraturamento hidráulico
Fraturas
Runoff
Oil wells - Hydraulic fracturing
Fractures
Data do documento: 14-Dez-2015
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Referência: OBRZUT, Lucas Quadros. Análise experimental de escoamento líquido-sólido para o controle de fuga de fluido em canal fraturado. 2015. 115 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2015.
Resumo: A ocorrência de falhas naturais na formação rochosa ou mesmo aquelas induzidas pelo processo de perfuração de poços de petróleo e gás podem provocar a migração de fluido de perfuração no sentido da formação. Para controlar o fenômeno de fuga de fluido, diversas técnicas são utilizadas. Uma delas consiste na utilização dos denominados materiais de perda de circulação. Neste trabalho, propõe-se estudar experimentalmente o escoamento líquido-sólido em canal fraturado e a formação de leito de partículas no interior da fratura. Para tanto, uma unidade experimental foi projetada, construída e instrumentada nas dependências do CERNN-UTFPR com o intuito de investigar o problema proposto. Para caracterizar o processo de formação de leito de partículas na fratura são investigados o gradiente de pressão no canal, a vazão pelo canal fraturado e a formação do leito (altura, comprimento e posição inicial) ao longo do tempo. Os resultados mostram o efeito da variação do número de Reynolds, concentração de partículas, material particulado e a vazão inicial de fuga de fluido pela fratura sobre a formação do leito de partículas. A partir dos resultados, conclui-se que aumento da concentração de partículas, diminuição do número de Reynolds do escoamento no canal, aumento da vazão de fuga de fluido pela fratura e a utilização de partículas de maior massa específica contribuem para uma formação de leito com maior altura e comprimento.
Abstract: The natural occurrence of faults in the rock formation or even those induced by the drilling process can cause drilling fluid migration towards the formation. To control the phenomenon of loss of fluid various techniques are used. One is the use of lost circulation materials. In this work, a study experimentally the liquid-solid flow in the fracturated channel and the formation of bed of particles within the fracture is proposed. To this end, an experimental apparatus is designed, built and instrumented at CERNN-UTFPR dependencies in order to investigate the proposed issue. To characterize the process of bed formation within the fracture, pressure gradient in the channel, flow rate through the channel and the bed formation (height, length and starting position) are investigated over time. The results show the effect of varying the Reynolds number, concentration of particles, particulate material and the initial fluid loss flow by the fracture over the formation of particle bed. With the analysis of the results it is sought to verify the importance of control methods in the event of loss of fluid through fractures in the set well-formation, and the injection of particulate matter as a possible alternative to control the problem. From the results, it is concluded that increasing the concentration of particles, decreasing the flow Reynolds number in the channel, increasing fluid loss flow through the fracture and the use of particles of higher specific gravity contribute to a bed formation with greater height and length.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/10144
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