Banca de DEFESA: RUTACIO DE OLIVEIRA COSTA

Uma banca de DEFESA de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE: RUTACIO DE OLIVEIRA COSTA
DATA: 13/07/2012
HORA: 14:30
LOCAL: Auditório do LAUT
TÍTULO:

Controle Aplicado a Poços com Método de Elevação Bombeio Centrífugo Submerso

PALAVRAS-CHAVES:

Elevação Artificial, Bombeio Centrífugo Submerso, Automação industrial, Controladores Fuzzy.

PÁGINAS: 128
GRANDE ÁREA: Engenharias
ÁREA: Engenharia Elétrica
SUBÁREA: Eletrônica Industrial, Sistemas e Controles Eletrônicos
ESPECIALIDADE: Automação Eletrônica de Processos Elétricos e Industriais
RESUMO:

O método de elevação artificial de petróleo por Bombeio Centrífugo Submerso é constituído por um motor elétrico, protetor e bomba centrífuga de fundo. A energia necessária é transmitida via cabo elétrico da superfície até o fundo do poço. Este método de elevação é empregado em poços de alta vazão, para os quais a produtividade e a vida útil do sistema são de fundamental importância, em virtude dos riscos de perdas de receita por produção abaixo do potencial ou paradas de produção por falhas, além dos elevados custos das sondas requeridas para execução dos reparos conhecidos como "intervenções de limpeza" e dos equipamentos a serem substituídos.
A bomba centrífuga é projetada para acionamento de líquidos, sendo indesejável a presença de gás livre na sucção da bomba. O petróleo, porém, sendo uma mistura de hidrocarbonetos, apresenta componentes leves que podem constituir uma fase gasosa em determinadas condições de pressão e temperatura. À medida que a bomba succiona o fluido presente no anular, a pressão diminui e, eventualmente, cai abaixo da pressão de bolha. Neste momento há escoamento bifásico na sucção da bomba. A redução na pressão de fundo é necessária para aumentar a vazão do reservatório e, conseqüentemente, a produção de óleo. Porém, implica em aumento da fração de gás livre na sucção da bomba, tornando sua operação instável, com redução da vida útil dos conjuntos de fundo. Em casos extremos o poço pode ficar sem produzir e os motores e bombas podem falhar. O uso de equipamentos especiais como separadores e manuseadores de gás pode mitigar os efeitos do gás livre na sucção da bomba. 
O sistema BCS precisa trabalhar com eficiência e dentro dos limites de segurança de seus equipamentos, o que implica na necessidade de periódicos ajustes, monitoramento e controle de variáveis. Atualmente já existem aplicações industriais para monitoramento e controle disponíveis para bombas centrífugas, porém a aplicação para elevação artificial do petróleo não está consolidada, em virtude da complexidade da modelagem do sistema, das propriedades dos fluidos a serem produzidos e da dificuldade do monitoramento de todos os parâmetros via sensores de fundo e superfície. Conseqüentemente, esses ajustes continuam sendo realizados pelo operador, de forma semi-empírica, com base na leitura dos parâmetros operacionais disponíveis. O tempo de ciclo compreendendo a observação do processo e a efetiva atuação é lento. O intertravamento existente limita-se ao quadro de comando elétrico. Não há sistema de alarme. 
A automação do sistema não só possibilita uma maior vida útil, mas também um maior controle sobre a produção do poço. O enfoque fuzzy foi adotado neste trabalho porque permite a inclusão da experiência dos operadores humanos e a avaliação de informações vagas, incertas e qualitativas para a formulação de estratégias de tomadas de decisão, consolidadas num algoritmo de controle que pode ser incorporado a um controlador industrial genérico.
Este trabalho visa propor, implementar e validar um controle automático eficaz para poços de petróleo equipados com o método de elevação BCS, de modo a otimizar a vazão produzida, e proteger o equipamento contra falhas precoces devido a operação inadequada.

MEMBROS DA BANCA:
Presidente - 350693 - ANDRE LAURINDO MAITELLI
Interno - 1149567 - ANDRES ORTIZ SALAZAR
Externo ao Programa - 6350734 - CARLA WILZA SOUZA DE PAULA MAITELLI
Externo à Instituição - BENNO WALDEMAR ASSMANN - PETROBRAS
Externo à Instituição - FILIPE DE OLIVEIRA QUINTAES - IFRN
Externo à Instituição - VALDIR ESTEVAM - PETROBRAS