Oscar Mauricio Hernandez Rodriguez.

Os desafios na construção de poços de petróleo vêm aumentando ao longo do tempo, seja pelo aumento das dificuldades técnicas devido à maior complexidade das áreas a serem desenvolvidas, sejam pelas melhorias nas regras dos órgãos reguladores visando aumentar a segurança. A qualidade e confiabilidade são aspectos fundamentais em projetos estratégicos na indústria de óleo e gás. Garantir que os equipamentos, sistemas e processos operem de forma confiável e eficiente é essencial para evitar falhas, reduzir custos e garantir a segurança das operações. Neste contexto o projeto tem como principais desafios avaliar e dar suporte à qualidade de um produto altamente inovador. Conduzir atividades de qualidade e confiabilidade, assim como implementar sistemas de suporte nestas áreas, em projetos estratégicos da empresa. Especificamente visa o desenvolvimento e integração, à infraestruturas de informática compativeis com os setores de petróleo, gás e biocombustíveis, de um Ferramental de Análise de Confiabilidade (FAC), que consiste em um sistema unificado com o intuito de integrar diversos aspectos da confiabilidade para os desenvolvimentos e projetos do setor, entre eles: Estimativa da confiabilidade para todas as fases do projeto, desde o conceito até os dados em campo; Análises de confiabilidade sobre um conjunto de dados qualquer; Design dinâmico de modelos, com capacidade preditiva para destacar vulnerabilidades e oportunidades nos sistemas; Gestão da confiabilidade, com definição de objetivos, geração de históricos e indicativos de seu crescimento. Ao aplicar o ferramental de análise de confiabilidade, as empresas podem otimizar a alocação de recursos, melhorar o planejamento da manutenção, reduzir o tempo de parada não programada e aumentar a eficiência operacional. Isso resulta em maior confiabilidade dos equipamentos, redução de custos e aumento da segurança das operações na indústria de óleo e gás. Financiamento: Petrobras.

A detecção exata e rápida de vazamentos em dutos de produção de petróleo e gás é condição crítica para uma produção segura e rentável. Neste projeto, dados sintéticos/numéricos e experimentais serão utilizados para avaliar a ferramenta de detecção inteligente atualmente em uso pela indústria brasileira de petróleo e gás, utilizada para classificar a condição de operação em normal ou com vazamento na produção offshore. Os dados experimentais serão obtidos no Rig de escoamentos com gás denso do Laboratório de Escoamentos Multifásicos Industriais (LEMI) da USP em São Carlos, em diferentes inclinações, para identificar padrões de escoamento gás-denso/líquido, medir fração volumétrica, gradientes de pressão e transitórios hidrodinâmicos, sendo gerados dados inéditos que permitirão observar semelhança dinâmica com os escoamentos observados no pré-sal, com uma razão de densidades da ordem de 8.Será elaborada uma matriz de testes dos experimentos a serem simulados, de forma controlada, de tal forma a compreender a dinâmica dos escoamentos submetidos a variações de vazão, pressão e diferentes tamanhos de vazamento, assegurando a geração de transientes que serão caracterizados a partir das medições realizadas com os sensores de pressão, temperatura e vazão. Esta base de dados será analisada de forma a correlacionar as condições do escoamento com as condições de vazamentos. A ideia é correlacionar fenômenos hidrodinâmicos diversos, desenvolvidos a partir das variações de operação induzidas, com as variações no sinal de pressão no domínio do tempo e da frequência. Além disso, uma metodologia para rotulação do tamanho do vazamento (pequeno, médio e grande) também será proposta ao final do projeto.Os dados serão comparados com as previsões de ferramentas comerciais de modelagem de escoamento e detecção de vazamentos utilizadas pela indústria brasileira de petróleo e gás e, assim, será possível entregar uma Matriz de Confusão baseada em dados experimentais obtidos no Rig do LEMI. Financiamento: PETROBRAS.

O concreto é hoje um dos principais componentes utilizados nas construções, mas seu uso não é recente. De acordo com Andriolo (1984), há evidências do uso de cimento como aglomerante em ruínas egípcias, e os gregos e romanos já usavam calcário calcinado e posteriormente adicionavam cal, água e agregados, dando forma aos primeiros concretos da história. No entanto, seu uso vem sendo intensificado pela sociedade moderna no último século devido à sua boa resistência à compressão, facilidade de moldagem, moldagem diretamente na obra e baixo custo relativo a outras opções de materiais estruturais. Um dos parâmetros mais importantes para definição do tipo de concreto é a sua resistência à compressão, chamado de fck (NBR 6118). O valor da resistência à compressão depende diretamente da relação a/c (fração mássica entre a água e o cimento). No entanto, não apenas a relação a/c define a resistência do concreto, esta é função da combinação de todos os componentes deste (cimento, agregado miúdo, agregado graúdo, água e aditivos) em quantidades previamente definidas e chamadas de traço. Uma vez definidos os padrões de combinação e o tipo de cimento, a resistência do concreto passa a ser definida pela relação a/c. Outro parâmetro importante para a especificação do concreto é a sua trabalhabilidade. Nos elementos estruturais de uma obra, é necessário que o concreto envolva totalmente as armaduras, eliminando os espaços vazios, que comprometem a sua resistência, e uma das formas mais práticas e simples de se melhorar a trabalhabilidade é por meio da adição de água. No entanto, adicionar água impacta na relação a/c e, por consequência, na resistência do concreto, criando uma relação antagônica e de difícil controle. Um dos métodos de controle da trabalhabilidade do concreto é o ensaio de Determinação da Consistência pelo Abatimento do Tronco de Cone (NBR 16889), conhecido como Slump Test. Tanto o ensaio de determinação da resistência à compressão quanto o ensaio de abatimento são amplamente utilizados, porém ambos possuem limitações. O primeiro requer, conforme norma, 28 dias para entregar o resultado final, embora resultados possam ser previstos em intervalos menores, como 24 horas, 3, 7 e 14 dias. Já o ensaio de abatimento tem alta dependência das condições de preparo, do local de execução e da habilidade de execução e interpretação dos resultados. Além disso, o uso de aditivos redutores de água permite a variação da trabalhabilidade sem alteração da quantidade de água do traço, inviabilizando o uso deste como uma referência para a obtenção do a/c. Desta forma, este projeto propõe continuar o desenvolvimento de uma ferramenta para fazer a medição da relação a/c e das frações mássicas de água (a) e cimento (c) a partir de uma amostra fresca do concreto. Por meio desta ferramenta, será possível fornecer informações relevantes para a tomada de decisão no recebimento do material, além de permitir uma entrega diferenciada de concreteiras que queiram oferecer aos seus clientes uma certificação da garantia no momento do descarregamento do seu produto.

Today's complex energy supply requirements pose several significant challenges for society. Among them, there are new requirements related to the pursuit of Net Zero, including Carbon Capture and Storage (CCS). Newer reservoirs typically offer additional technical challenges. In the offshore production scenario, there are unique complexities such as high pressures and high volumetric fraction of carbon dioxide (CO2). Sophisticated diagnostics are required to monitor and control the operation and decrease the metrological uncertainty of in-situ measurement. Accurate metering of fluids, whether extracted from or injected into oil/gas reservoirs, is a long-standing technical challenge, due to the complex composition and behaviour of such fluids. A range of multiphase flow metering technologies have been developed to provide measurements of these difficult fluids. These diagnoses depend, among other things, on the prediction of two-phase flow patterns. The two-phase flow mathematical models are adjusted or calibrated with databases incompatible with the ultra-deep water production condition. Another challenge is when hydrodynamic transients occur in a production or injection line. The accurate and rapid detection of deviations from normal conditions in pipeline flow is a critical condition for safe operation. Traditional prediction methods based on physical models have limitations, such as their associated subjectivity and high uncertainty, time and high computational cost. Hybrid techniques, which incorporate physical models with machine learning models, are a new trend in the field. They have the advantage of greater robustness in predictions compared to data-driven AI tools. We propose an experimental campaign that will allow the identification of flow patterns and hydrodynamic transients of oil and dense gas mixtures in a 2-inch vertical line, focusing on the evaluation of the effect of gas density on flow patterns. The use of dense gas, sulfur hexafluoride (SF6), allows simulating typical hydrodynamic conditions similar to the flow of oil and CO2 in the supercritical thermodynamic state.

Este projeto foca em dois aspectos principais relacionados à dinâmica de LWR devido a escoamentos multifásicos internos. O primeiro está associado com o desenvolvimento de diferentes ferramentas numéricas para lidar com a dinâmica de LWR que transportam escoamentos bifásicos. Os resultados numéricos serão comparados com dados laboratoriais e de campo (se disponíveis), a serem analisados no escopo do projeto. Também serão conduzidos estudos de sensibilidade para avaliar a influência de alguns parâmetros dos modelos matemáticos na resposta de LWR. O segundo aspecto a ser investigado ao longo do projeto é a caracterização do escoamento multifásico interno. Nessa atividade experimental, diversas misturas serão utilizadas e atenção especial será colocada sobre escoamentos descendentes. Tubulações rígidas, retilíneas e em diferentes ângulos de inclinação com a horizontal transportarão os fluidos. Financiamento: Equinor e ExxonMobil.

Na produção de petróleo e gás natural no cenário do pré-sal em águas profundas há ocorrência de grandes pressões, consequentemente, os gases existentes são densos. Os modelos matemáticos e ferramentas computacionais comerciais são ajustados ou calibrados com bancos de dados que são incompatíveis com a condição de produção citada acima. Essa carência de dados compatíveis com o pré-sal diminui a confiabilidade dos modelos, cujas previsões são muitas vezes inadequadas ou errôneas, o que pode resultar em perdas econômicas (CAPEX e OPEX) e aumento dos riscos ambientais e de segurança. Serão levantados dados experimentais que permitam identificar padrões de escoamento bifásico óleo/gás-denso ascendente inclinado e vertical, com foco na avaliação do efeito da densidade do gás nos padrões de escoamento. A utilização do gás denso permite simular condições físicas em que os gases produzidos estão submetidos às altas pressões típicas do pré-sal. O trabalho experimental será realizado no rig inclinável de escoamento multifásico do Laboratório de Escoamentos Multifásicos Industriais (LEMI) da USP - São Carlos, que foi projetado para estudar o escoamento de óleo mineral e gás denso, e que se encontra em estado operacional. Além disso, serão propostos novos modelos para determinação do padrão de escoamento. Como entrega de valor, será desenvolvida ferramenta de simulação numérica (software compatível com os requisitos da TI do setor de petróleo e gás) baseada em modelagem híbrida, que une modelo mecanicista e inteligência artificial, que possibilite a melhor estimativa do padrão de escoamento em cenários de produção com gases densos no escoamento inclinado e vertical. O modelo híbrido será baseado na metodologia proposta no artigo Quintino et al. (2021). Fnanciamento: PETROBRAS.

MultiFlow SUITE is aiming at exploiting large amounts of lab and industrial multiphase pipe flow data available to the consortium as part of digitalization of the NCS. The data, in concert with statistical processing methods, machine learning (ML), uncertainty quantification, and predictive physics-based models, will move current technologies towards hybrid analytics for improving condition monitoring, production optimization and more effective tie-in design.

O presente projeto trata-se de uma técnica não intrusiva para medição da vazão de gás em um escoamento monofásico em tubo, baseada na propagação de sinais acústicos gerados por uma fonte de som variável em frequência. Medidores de vazão convencionais inseridos diretamente no tubo, como placa de orifício, cone invertido ou sensor de turbina, perturbam o escoamento, causando perdas de carga e diminuindo a eficiência do sistema. Nesse contexto, um método não intrusivo para medição a vazão é desejável. No presente projeto é proposto um método experimental não intrusivo para a medição de vazão baseado na análise de propagação de sinais acústicos. Este método visa melhorar a eficiência do sistema de medição da vazão de gases e encontra aplicação na medição de vazão de gás de flare na indústria de petróleo e gás. Som de onda longa(baixa frequência) pode ser transmitido para um tubo de medição, o qual possui um alto-falante, como transmissor dos sinais sonoros, e microfones, como detectores, os quais são colocados em ligação com o tubo de medição a certa distância conhecida um do outro. Para gerar a varredura, entre uma determinada frequência mínima e máxima (fmin, ...fmax), dispõe-se de um gerador de sinais, por meio do qual os sinais elétricos de varredura alimentam os referidos alto-falantes. Com base nos tempos de viagem sonoros, obtidos a partir das funções de correlação dos sinais medidos, e sabendo a distância entre os pontos de medição, é possível medir tanto a velocidade média do escoamento de gás, como a velocidade do som. Além disso, a partir da velocidade de escoamento de gás e da área da secção transversal do tubo, é possível calcular a vazão volumétrica e, a partir disso, a vazão mássica, combinando os resultados das medições de pressão e temperatura.

O projeto propõe a utilização de setups experimentais já presentes no Laboratório Experimental de Petróleo - LabPetro - UNICAMP e do Laboratório de Escoamentos Multifásicos Industriais - LEMI e do Núcleo de Engenharia Térmica e Fluidos - NETeF da USP - São Carlos, que foram financiados pela Petrobras em outros projetos de pesquisa. Como fluidos de trabalho para geração de escoamentos bifásicos e trifásicos serão usados óleos modelo e petróleo em diversas viscosidades (pela mudança de temperatura), água e ar. Medidas de vazões das fases, de gradientes de pressão dos escoamentos em algumas inclinações e em alguns diâmetros, bem como medições de fração volumétrica in situ e fração de área com wire-mesh serão realizadas para levantamento dos parâmetros relacionados ao modelo de mistura em escoamentos bifásicos e trifásicos. Além disso observou-se que a inversão de fase líquido-líquido, mesmo em escoamentos trifásicos, tem grande influência no gradiente de pressão total, assim propõe-se também este estudo. ANP/Petrobras

Os desafios na construção de poços de petróleo vêm aumentando ao longo do tempo, seja pelo aumento das dificuldades técnicas devido à maior complexidade das áreas a serem desenvolvidas, sejam pelas melhorias nas regras dos órgãos reguladores visando aumentar a segurança. Existem dois pilares que devem nortear um projeto de um poço de petróleo: segurança e produtividade. Neste contexto temos, por exemplo, a DHSV (downhole safety valve) que é uma válvula de segurança de subsuperfície, acionada remotamente da superfície, que tem como função impedir o vazamento descontrolado de hidrocarbonetos para o meio ambiente no caso de acidente catastrófico na cabeça do poço. Uma das ações na estratégia adotada para o aumento da confiabilidade do equipamento é obtenção das taxas de falha das respectivas válvulas para os cenários de aplicação através da realização de testes de vida acelerados, focando nos principais modos de falha já levantados entre os especialistas de companhias do setor de petróleo e gás natural e das empresas fornecedoras das válvulas. Tradicionalmente, fabricantes têm fornecido válvulas DHSV para o cenário de águas profundas para companhias de petróleo, se encontrando qualificados de acordo com os requisitos de aceitação da API e, muitas vezes, também por critérios internos da próprias companhias petrolíferas (mais restritivos que API). Porém, ao longo do tempo, tem existido expressivo número de falhas destas válvulas em poços, tendo sido deflagradas iniciativas com o objetivo de entender e sanar as causas dessas falhas, na busca de proposta de ações imediatas de correção. Além disso, existem outros seis equipamentos/sistemas de igual importância dentro de um projeto de poço de petróleo. Citando nominalmente, SSV (siling sleeve valve) que é uma válvula de camisa deslizante usada em colunas de produção para permitir a comunicação anular/interior da coluna, BOP Elétrico (Blowout preventer) de acionamento elétrico, Colar de Estágio que é um equipamento utilizado durante a cimentação de poços para permitir a cimentação em dois estágios (em dois trechos do poço em uma "manobra" única), CI Cableless que é a completação inteligente sem cabo elétrico ou linha hidráulica, SDFP que é um sistema de desconexão de fundo de poço, equipamento que permite retirada da coluna de produção superior em poço com completação inteligente, e Robô de linha, que será usado para desobstrução de linha de produção. Financiamento: Petrobras.

Trata-se de uma Proposta de Projeto de Pesquisa (PPP) focada em pesquisabásica, aplicada e de inovação. A presente PPP propõe o um estudo experimental que visadar subsídios para o escalonamento piloto do separador gás-líquido shroud-invertido. Seestudará a influência da viscosidade do líquido no desempenho do separador.

O objetivo da proposta é o estudo de escoamento bifásico líquido-gás denso horizontal, inclinado e vertical. Para isso serão utilizados água e óleo simulando a fase líquida e hexafluoreto de enxofre (SF6) a fase gasosa. A utilização do SF6 busca simular condições físicas em que o CO2 estaria presente na linha, quando submetido às altas pressões típicas do pré-sal brasileiro. O projeto têm como foco principal o estudo e geração de dados experimentais globais em escoamento bifásico líquido-gás denso em tubos horizontais, verticais e inclinados

Comparar, através de testes de laboratório e de campo, diferentes métodos de elevação artificial para óleos de diferentes viscosidades e RGOs, a fim de determinar a região (em termos de API, RGO e BSW) mais favorável para cada método. Desenvolver técnica por impedância elétrica para medição simultânea de fração de vazio e de água no óleo. Os testes serão realizados no Laboratório de Engenharia Térmica e Fluidos (LETeF) da USP - EESC, no LabPetro-UNICAMP e no NUEx Eng. Baruzzi da Petrobras em Aracaju-SE.

objetivo geral é o entendimento dos efeitos de viscosidade do óleo, excentricidade, fração volumétrica das fases, inclinação e tubo interno perfurado nos padrões de escoamento, características da turbulência, distribuição de fases, tamanho de gotículas e queda de pressão em escoamentos bifásicos (gás-óleo viscoso e água-óleo viscoso) em dutos anulares concêntricos e excêntricos. Financiador: ANP/EQUINOR

Escoamentos bifásicos são observados em numerosos processos naturais e industriais. Considerando apenas misturas gás-líquido e líquido-líquido, um arranjo de escoamento de ocorrência comum é o de fases separadas, o qual compreende o padrão de escoamento estratificado. Ele tem sido sugerido como uma forma conveniente de evitar a formação de emulsões de água em óleo em oleodutos, além de ter ocorrência comum em poços de petróleo direcionais. O problema da estabilidade hidrodinâmica dos padrões de fases separadas ao longo de uma linha ainda é uma questão em aberto e em nada trivial, mesmo considerando a situação simplificada de escoamento adiabático e isotérmico. Propõe-se uma cooperação de 60 dias com a University of Nottingham, através do Department of Chemical and Environmental Engineering, onde, atualmente, há projetos de pesquisa em vigência sobre escoamento bifásico em grandes tubulações e sobre o processo de estratificação de escoamentos bifásicos. O primeiro prevê o desenvolvimento de modelagem para obtenção de ferramentas para simulação de escoamentos multifásicos complexos, para aplicação, entre outras, na indústria de petróleo e gás e biomédica. Para tanto, será necessária a coleta de dados para validação e identificar o que precisará ser modelado, por exemplo, a atomização de gotas na interface estratificada. Já o projeto sobre estratificação esta focado na melhoria da compreensão do processo de separação visando o projeto de separadores contínuos. Há projetos de pesquisa, relacionados ao exposto acima, em desenvolvimento no NETeF ? EESC - USP e financiados, entre outros, pela FAPESP. Além disso, o contato com uma linha multifásica de grande porte e instrumentação de última geração (sensor Wire-Mesh, PIV, PDA e câmera de alta velocidade e definição) será extremamente útil, tendo em vista que linha semelhante será montada na USP ? São Carlos, em projeto de infraestrutura financiado pela PETROBRAS e coordenado pelo proponente.

Esta pesquisa propõe a continuação do estudo do separador gravitacional de fundo do tipo shroud invertido para poços direcionais. O trabalho experimental proposto tem por meta a detecção dos parâmetros preponderantes para o projeto desse separador. Mais especificamente, estudar-se-á a influência na eficiência de separação dos seguintes parâmetros: viscosidade do líquido, excentricidade do shroud, diâmetros relativos do separador, padrões de escoamento desenvolvidos entre o shroud e o revestimento do poço. Além disso, buscar-se-á a otimização do projeto. O parâmetro de otimização será a taxa de produção máxima, acima da qual ocorreria a inundação do separador. Para esse fim, a relação de diâmetros entre shroud, tubo de produção e revestimento (diâmetros relativos) e o uso de orifícios nas paredes do separador serão avaliados. Visualizações também serão realizadas para a caracterização dos padrões de escoamento no anular externo, o que auxiliará na compreensão dos fenômenos bifásicos que ocorrem em poços direcionais equipados com o separador shroud invertido. Como resultado prático, as novas informações serão incorporadas ao modelo fenomenológico produzido em pesquisa anterior, o que propiciará uma ferramenta de projeto mais robusta e confiável.

Projeto de implantação de infra-estrutura - Rede temática PETROBRAS de Escoamento Multifásico

A operação eficiente de sistemas industriais que envolvem escoamentos multifásicos é um problema extremamente relevante, sobretudo para a produção e transporte de petróleo e gás. Este projeto de pesquisas tem como objetivo fundamental caracterizar experimentalmente em escoamentos gas-liquido a propagação de ondas de pressão gerados por transientes operacionais como o fechamento de uma válvula ou a parada de uma bomba. É importante ressaltar que os raros estudos que foram realizados nesse escopo restringem-se à condições laboratoriais pouco representativas de aplicações reais: pressões de trabalho próximas da atmosférica e linha de transporte com extensão de alguns poucos metros. A importância de pressão de trabalho no estudo do transiente está ligada à compressão da fase gasosa e, consequentemente, coeficiente de atenuação acustica, determinado fundamentalmente pela diferença entre as densidades das fases contínua e dispersa, tensão superficial, etc. Por sua vez, a importância de se ter uma extensão total de algumas centenas de metros está ligada às freqüências normalmente geradas por transientes de operação e à velocidade de propagação acústica típica para esse tipo de fluido. Por exemplo, um transiente de 2 Hz propagando-se em um escoamento a bolhas a uma velocidade de 1000 m/s terá um comprimento de onda de 500 m, i.e. o comprimento mínimo da linha de testes para que seja possível a realização de medições livres de efeitos secundários. O NETeF / USP possui uma linha piloto com 750 m de extensão construída e aço galvanizado com 50 mm de diâmetro e equipada com compressor e bomba capaz de produzir escoamentos a pressões de 11 bar e velocidade de mistura de até 5 m/s, cobrindo escoamentos intermitentes e dispersos. A adaptação e instrumentação desta linha para a realização do estudo proposto permitirá determinar parâmetros de caracterização da propagação acústica em escoamentos gás-líquido sob condições inéditas na literatura aberta.

Esta PPP propõe o estudo do separador gravitacional de fundo de poço do tipo shroud invertido para poços direcionais e horizontais. O separador proposto possui geometria inovadora devido à inclinação imposta, solução que basicamente transformaria um escoamento vertical descendente, veloz e caótico, num escoamento inclinado e segregado em canal livre. Com a inclinação o escoamento em cascata seria favorecido, evitando-se a incorporação de gás no impacto do líquido contra a interface, e a segregação incrementada, devido ao gradiente de velocidades e aparecimento de componente da gravidade perpendicular ao escoamento bifásico principal. O trabalho experimental proposto tem por meta o levantamento da eficiência de separação em função das vazões de líquido e gás e do ângulo de inclinação. Para tanto, um trabalho de semelhança dimensional será realizado para garantir a semelhança geométrica e dinâmica do modelo e detectar os números adimensionais pertinentes ao problema. Visualizações também serão realizadas para a detecção dos padrões de escoamento gás-líquido no anular. Um modelo teórico baseado em princípios físicos fundamentais será desenvolvido para o melhor entendimento dos fenômenos bifásicos que ocorrem nas três regiões do separador: anular externo, tubo perfurado e anular interno. Finalmente, um método de previsão simplificado, visando o projeto do separador, será proposto para a correlação entre eficiência de separação, parâmetros geométricos do separador e propriedades físicas dos fluidos.

Propõe-se o estudo do separador gravitacional de fundo de poço do tipo shroud invertido para poços direcionais e horizontais. O separador proposto possui geometria inovadora devido à inclinação imposta, solução que basicamente transformaria um escoamento vertical descendente, veloz e caótico, num escoamento inclinado e segregado em canal livre. Com a inclinação o escoamento em cascata seria favorecido, evitando-se a incorporação de gás no impacto do líquido contra a interface, e a segregação incrementada, devido ao gradiente de velocidades e aparecimento decomponente da gravidade perpendicular ao escoamento bifásico principal. O trabalho experimental proposto tem por meta o levantamento da eficiência de separação em função das vazões de líquido e gás e do ângulo de inclinação. Para tanto, um trabalho de semelhança dimensional será realizado para garantir a semelhança geométrica e dinâmica do modelo e detectar os números adimensionais pertinentes ao problema. Visualizações também serão realizadas para a detecção dos padrões de escoamento gás-líquido no anular. Um modelo teórico baseado em princípios físicos fundamentais será desenvolvido para o melhor entendimento dos fenômenos bifásicos que ocorrem nas três regiões do separador: anular externo, tubo perfurado e anular interno. Finalmente, um método de previsão simplificado, visando o projeto do separador, será proposto para a correlação entre eficiência de separação, parâmetros geométricos do separador e propriedades físicas dos fluidos

Investigar experimentalmente em laboratório e "in loco" a viabilidade de tecnologias integradas de elevação artificial de óleos pesados baseadas na injeção de água, visando o aproveitamento das reservas desses óleos em campos maduros e futuramente em campos offshore de águas profundas. Os testes serão realizados no Laboratório de Engenharia Térmica e Fluidos da EESC-USP e nas instalações onshore da PETROBRAS nos estados de Sergipe e Espírito Santo, no intuito de avaliar a implantação em campo de tecnologias de produção que utilizem a água como meio de movimentação dos óleos pesados.

Projeto de linha bifásica em 2" e 1200 m para teste de técnica sônica inovadora de detecção de vazamentos.

O objetivo primordial deste projeto é estabelecer um programa de pesquisa de longo prazo no aprimoramento da modelagem de escoamentos bifásicos líquido-líquido com altas e baixas razões de viscosidades e trifásico líquido-líquido-gás. A proposta presente tem como metas principais: (i) melhoria da compreensão da física das relações interfaciais de escoamentos líquido-líquido estratificado e dispersos; (ii) aperfeiçoamento da modelagem teórica, em contraste à modelagem semi-empírica, para transições de padrão de fluxo em escoamentos líquido-líquido e líquido-líquido-gás, incluindo inversão de fase; e (iii) aprimoramento e desenvolvimento de instrumentação multifásica e de técnicas de monitoramento visando medição e controle de linhas de produção e transporte de petróleo e gás natural. Serão utilizadas inicialmente aproximações unidimensionais como ponto de partida para o desenvolvimento de uma modelagem mais completa. O projeto também prevê um programa de simulações experimentais, as quais deverão ser realizadas nas instalações existentes no Laboratório de Engenharia Térmica e Fluidos (NETeF-EESC-USP) e no Laboratório de Escoamento Multifásico (MULTLAB-FEM) da UNICAMP. O foco serão escoamentos em tubulações de misturas óleo-água e óleo-água-ar com altas e baixas razões de viscosidades entre as fases liquidas. Como objetivos finais deste projeto de pesquisa temos a geração de conhecimento básico e desenvolvimento de ferramentas de pesquisa que serão capazes de lidar com uma faixa ampla de escoamentos multifásicos, com razões de viscosidades altas e baixas, com tubulações pequenas e grandes em diversas inclinações.

A operação de um processo industrial que envolve a manipulação ou o transporte de um fluido multifásico requer a detecção e o controle do regime de escoamento, seja para garantir que ele ocorra segundo previsto no projeto, seja para desencadear contramedidas caso detectada uma configuração indesejável ou potencialmente perigosa. Um dos principais problemas relacionados à manipulação de fluidos multifásicos é que os processos multifásicos são freqüentemente instáveis e caracterizados por complexos padrões de escoamento, os quais influenciam profundamente os transportes de massas e de energia, e determinam performances e parâmetros de operação. Estes regimes, por sua vez, são determinantes no comportamento de parâmetros macroscópicos tais como perdas de pressão, trocas térmicas etc., podendo variar de maneira brutal de uma configuração de escoamento para outra. Do ponto de vista das aplicações industriais, a segurança e a longevidade de equipamentos e instalações somente podem ser asseguradas quando sua operação ocorrer segundo os regimes de escoamento previstos no projeto.

For most oil reservoirs we know that oil is seldom produced alone, but together with water and gas. A characteristic feature of multiphase flows in a pipe is that the fluids can be transported in different spatial configurations, known as flow regimes or flow patterns. Each flow pattern has its own slip relations, i.e. its own way to compute the multiphase pressure loss and phase holdups. In multiphase oil/gas production logging analysis one would like to derive, from limited down-hole information on pressure loss and phase holdup, the oil, gas and water production rates one can expect in tubing at angles from horizontal up to vertical. The aim of this research project is to address this question for two-phase oil-water flow as a starting point for the more complex three-phase flow problem. To this end one task is to formulate a flow regime dependent model for two-phase oil/water pressure gradients in inclined tubes and use it in an inverted mode. Special attention has to be given to multiple solutions. The idea is to use an oil/water flow regime dependent model from literature as a starting point.