Apresenta-se aqui uma lista de alunos(as) de TCC/IC e trabalhos desenvolvidos.

• Determinação das Configurações de Equilíbrio no Fluxo Bifásico em Meios Tridimensionais Reconstruídos

• Resumo:

  • Neste trabalho, são realizadas simulações computacionais de  fluuxo bifásico em meios porosos através da aplicação do método de determinação das configurações de equilíbrio de ( MAGNANI et al. , 2000) a representações tridimensionais de rochas-reservatório da Bacia de Campos. Em síntese, utilizam-se técnicas de análise e processamento de imagens digitais bidimensionais da microestrutura porosa para gerar uma imagem tridimensional representativa do meio poroso que se deseja estudar e para transformar o problema físico do  fluxo simultâneo de duas fases líquidas imiscíveis (água e óleo) num problema geométrico de determinação das regiões ocupadas por cada fase na representação do meio poroso. A imagem bidimensional de microscopia de rocha-reservatório em lâmina foi gentilmente cedida pelo CENPES/PETROBRAS e um software específico foi utilizado para realizar o processamento.

• Palavras chave: Configurações de Equilíbrio, Fluxo Bifásico, Meios Tridimensionais Reconstruídos, Processamento Imagens, Simulação Computacional

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• Resultado típico abaixo.

• ESTUDO DA CONFIABILIDADE DOS PREVENTORES DE ERUPÇÃO (BOP’S) SUBMARINOS

• Resumo:

  • O BOP (Blowout Preventer ) submarino é um conjunto de válvulas instaladas na cabeça do poço que podem ser fechadas em caso de um influxo dos fluidos provenientes da formação para dentro do poço, isto é, na ocorrência de um kick. Através do fechamento dessas válvulas, a equipe de sonda tem condições de recuperar o controle do poço e iniciar os procedimentos para normalizar a situação. A perfuração de um poço de petróleo envolve grande risco, tanto ambiental quanto à vida humana. Com o avanço da ciência e da tecnologia a tendência é que estes riscos diminuam, devido ao aperfeiçoamento dos equipamentos de segurança do poço e da plataforma. Apesar deste avanço, acidentes como aquele ocorrido na plataforma Deepwater Horizon durante a perfuração do poço Macondo no Golfo do México ainda ocorrem, e uma falha no BOP foi um dos responsáveis pelo desastre ambiental resultante.  No presente trabalho desenvolve-se um estudo da confiabilidade dos BOP’s submarinos utilizados pela Petrobras durante as perfurações de poços na plataforma continental brasileira. Os dados referentes às operações com os BOP’s foram extraídos de dois sistemas Petrobras de acompanhamento das operações das sondas, SITOP e OpenWells. Serão realizados cálulos do tempo médio para falhar (MTTF) tanto para o tempo operacional quanto para o tempo crítico do BOP. Os resultados de confiabilidade, apresentados em tabelas e figuras, são comparados com os obtidos em trabalhos anteriores de vários autores. O desempenho de cada componente do BOP e de cada sonda foi examinado, e algumas tendências e conclusões foram apontadas: • É necessário melhorar o desempenho dos conectores hidráulicos. Uma boa manutenção deste equipamento na superfície e inspeção do anel de vedação diminuiria a taxa de falha deste componente. • É preciso uma melhora nas manutenções das linhas e das válvulas antes da descida do BOP. • Para confirmar a tendência de aumento no MTTF é preciso analisar mais dados das operações das sondas. Também deve haver uma melhora deste banco de dados para que uma análise mais coerente possa ser realizada. 

• Palavras chave: Engenharia de poço; Confiabilidade; Segurança; BOP’s Submarinos.

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• Resultado típico abaixo.

• Incrustação: Conceitos, Prevenção, Acompanhamento e Tratamento

• Resumo:

  • Em campos de águas profundas da Bacia de Campos, o mecanismo de recuperação secundária mais usado é a injeção de água para a manutenção da pressão dos reservatórios acima da pressão de bolha. O principal problema deste método é que a água da formação reage quimicamente com a água injetada e ocorre a precipitação de sais inorgânicos que promovem a redução da permeabilidade e injetividade e consequente perda na produção de petróleo. Esse material precipitado é chamado de incrustação. Tendo em vista que a ocorrência da incrustação é prejudicial à produção do petróleo, torna-se necessário estudá-la para que possamos compreendê-la e a seguir desenvolver métodos de acompanhamento e prevenção que diminuam ou evitem a ocorrência de perdas na produção em função das incrustações. Neste sentido, diversos trabalhos de mestrado, doutorado e pesquisas científicas tem sido desenvolvidas no CENPES/PETROBRAS em laboratórios das Universidades Brasileiras, como o Laboratório de Fluidos do LENEP/CCT/UENF, bem como em outras instituições de pesquisa nacionais e internacionais. Do ponto de vista prático, do engenheiro de reservatório e do engenheiro de elevação e escoamento, o que se faz hoje em dia é o contínuo acompanhamento de indicadores e informações associadas a formação das incrustações; De posse destes dados são utilizados métodos preventivos que tem o intuito de evitar a precipitação do material incrustante; isto é feito por exemplo, com a injeção de água dessulfactada. Nos casos em que a prevenção não foi suficiente, são utilizados métodos de tratamento, que removem as incrustações - parcial ou totalmente. Embora as técnicas utilizadas no dia a dia já estejam estabelecidas, a medida que o presente trabalho de pesquisa ia sendo desenvolvido, identificamos a ausência de um material consolidado e simples que apresenta-se o problema da incrustação, seus conceitos e técnicas práticas de prevenção, acompanhamento e tratamento. Neste sentido, o presente trabalho tem como objetivo, desenvolver uma monografia, no formato de uma revisão tecnológica, que trata das atividades práticas dos engenheiros na solução deste grave problema da indústria petroleira. Economicamente, o desenvolvimento deste trabalho justifica-se ao tratar de um problema que vem gerando grandes custos para as empresas operadoras de petróleo, custo este repassado para a sociedade. Também é relevante pois trata de um problema que com o passar dos anos tende a crescer na Bacia de Campos em vista do aumento da produção da água de injeção em diversos reservatórios maduros.

• Palavras chave: incrustação, sulfato de bário, tratamento, prevenção, acompanhamento.

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• Resultado típico abaixo.

• IMPLEMENTAÇÃO COMPUTACIONAL DE CORRELAÇÕES EMPÍRICAS PARA CÁLCULO DA QUEDA DE PRESSÃO NO ESCOAMENTO MULTIFÁSICO EM TUBOS VERTICAIS: VALIDAÇÃO COM DADOS DO SOFTWARE MARLIM-II E DA LITERATURA

• Co-orientador: Ronaldo Oliveira de Paiva

• Resumo:

  • Neste trabalho foi feito um estudo empírico do escoamento em tubos verticais calculando a queda de pressão e propriedades da mistura como padrões de escoamento e o holdup de líquido. O trabalho envolveu o desenvolvimento de algoritmos computacionais em C++ utilizando três diferentes correlações empíricas para escoamento multifásico em tubos verticais, que são amplamente usadas na Bacia de Campos/Rj. Os dados fornecidos pela PETROBRAS foram utilizados nas simulações, e os resultados foram comparados com resultados obtidos pelo software MARLIM-II e dados extraídos da literatura. O desenvolvimento deste trabalho mostrou a importância dos algoritmos computacionais na resolução de problemas relacionados ao dia-a-dia do Engenheiro de Petróleo. O software desenvolvido será disponibilizado por meio da licença GPL.

• Palavras chave: Escoamento Multifásico, Elevação e Escoamento, Algoritmos Computacionais em C++, Correlações Empíricas.

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• Resultados típicos abaixo.

• Projeto de Engenharia: Simulador Bidimensional de Transferência de Calor em Meios Porosos Utilizando um Método Numérico Explícito e Implícito.

• Resumo:

  • Características do Simulador:

    • O simulador poderá efetuar Simulações de Transferência de Calor em  Meios Porosos, no regime transiente e contará com interface gráfica amigável.

    • Caso de uso:

      • O usuário seleciona as condições iniciais.

      • O usuário seleciona as condições de contorno.

      • O usuário seleciona os parâmetros do método numérico FTCS.

      • O usuário entra com dados do meio poroso.

      • O usuário entra com dados do fluido e da rocha.

      • O usuário irá acompanhar a evolução temporal da temperatura do meio poroso, bem como determinar o tempo para alcançar o regime permanente.

  • Características avançadas:

    • • É possível parar a simulação e determinado tempo e modificar os parâmetros da simulação.

      • É possível rodar 2 simulações ao mesmo tempo, em paralelo, de modo a poder comparar as diferenças entre as duas.

• Palavras chave: Simulador Bidimensional, Transferência de Calor, Meios Porosos, Método Numérico Explícito e Implícito.

• Link: Versão PDF [Projeto Engenharia Disciplina Programação Prática]

• Informações sobre o software abaixo, as duas primeiras imagens referem-se a versão 1, desenvolvida na disciplina de programação prática(projeto de engenharia) e a versão 2 como TCC no formato de projeto de engenharia. A versão 2 usa interface gráfica com Qt/QCustomPlot, também adiciona o uso de métodos implícitos e solvers mais eficientes.

• Projeto de Engenharia: Simulador Tridimensional de Transferência de Calor em Camadas

• Resumo:

  • O presente trabalho consiste em um projeto de engenharia completo, cujo objetivo é estudar e juntar diversas áreas da engenharia para construir um software de condução de calor tridimensional, modelado por diferenças finitas e programado em C++.

  • A equação da difusão de calor foi discretizada pelo método Backward Time Centered Space (BTCS) e o sistema de equações foi resolvido pelo método de Gauss-Jacobi. A modelagem foi realizada de tal forma, que é permitido um objeto ser constituído por vários materiais com propriedades termofísicas diferentes. A condutividade térmica, em função da temperatura, pode ser definida por modelos de correlação ou interpolação linear.

  • O programa foi desenvolvido utilizando a linguagem de programação C++, com o paradigma da Programação Orientada a Objeto - POO. Foram utilizados conceitos de paralelismo e multithreading para dividir os cálculos e tornar o simulador mais rápido. A interface gráfica foi implementada utilizando a biblioteca gráfica Qt e o ambiente de desenvolvimento QT-Creator, de forma que foi desenvolvida uma interface gráfica amigável para facilitar a utilização do software em atividades de ensino. Como complemento, foram programados algoritmos de renderização 3D, para facilitar a visualização dos objetos, e mecanismos para geração de resultados no formato de arquivos pdf.

  • O software tem um cunho educacional, com o objetivo de auxiliar o ensino de transferência de calor e desenvolver estudos sobre o comportamento da transferência de calor em diversas situações educativas aplicadas a engenharia de petróleo.

  • Este documento mostra a estrutura e sequência de um projeto de engenharia desenvolvido com metodologias ágeis e sistema de controle de versões (git/github), comuns no mercado de trabalho. O software pode ser obtido neste endereço: https://github.com/NicholasAlmeidaPinto/Projeto-TCC-SimuladorDifusaoTermica.

  • Palavras-chaves: Transferência de calor. Modelagem numérica. Diferenças finitas. BTCS. Gauss-Jacobi. Linguagem C++. Programação orientada ao objeto. Qt Creator. Renderização 3D.

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