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Please use this identifier to cite or link to this item: http://repositorio.unb.br/handle/10482/23592
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Title: Análise do problema de fraturamento hidráulico utilizando o método numérico dos elementos finitos estendido
Authors: Saba, Jordana Garrido Silva
Orientador(es):: Cordão Neto, Manoel Porfírio
Assunto:: Fraturamento hidráulico
Geotecnia
Petróleo
Issue Date: 26-May-2017
Citation: SABA, Jordana Garrido Silva. Análise do problema de fraturamento hidráulico utilizando o método numérico dos elementos finitos estendido. 2017. xix, 108 f., il. Dissertação (Mestrado em Geotecnia)—Universidade de Brasília, Brasília, 2017.
Abstract: O fraturamento hidráulico (FH) é uma técnica de estimulação de poço que consiste em injetar um fluido viscoso sob alta pressão em rochas reservatórios. O diferencial de pressão gerado pela injeção do fluido inicia uma fratura que se propaga pela rocha, facilitando a extração dos hidrocarbonetos presentes na rocha. Embora seja uma técnica eficiente para a estimulação de poços, gera muitas polêmicas ambientais, relacionadas à poluição. Uma forma de mitigar os impactos ambientais e acidentes é estudar a fundo esse procedimento. O (FH) pode ser usado para a estimulação de poços e para exploração de fontes não convencionais de petróleo. O método dos elementos finitos estendido (XFEM) foi aplicado neste trabalho para simular as descontinuidades geradas pelas fraturas nos campos de tensão e deformação. Foi implementada uma lei de fluxo no programa de Morais (2016) que aproximasse o regime de fluxo dentro da fratura e feita uma série de simulações. Além disso, foi implementado o elemento triangular quadrático no lugar do elemento era quadrilátero com quatro nós, no código de Morais (2016), entretanto, observou-se que o elemento anteriormente implementado por Morais (2016) é mais adequado para a resolução do problema. Diversas simulações foram realizadas para entender como diferentes parâmetros relacionados ao fluxo podem afetar o processo de fraturamento hidráulico. Por fim, concluiu-se nesta dissertação que parâmetros como a geometria da secção transversal, a viscosidade do fluido de fraturamento e a permeabilidade da matriz rochosa influenciam no fenômeno de fraturamento.
Abstract: Hydraulic fracturing (HF) is a well stimulation technique that consists of injecting a viscous fluid under high pressure into a rock reservoir. The differential of pressure generated by the injection of the fluid initiates a fracture that propagates through the rock, increasing the extraction of the hydrocarbons located inside the rock. Although it is an efficient technique for stimulating wells, it generates many environmental controversies related to pollution. One way to mitigate environmental impacts and accidents is to study this procedure thoroughly. The HF can be used not only for stimulation of wells but also for exploration of unconventional reservoirs of petroleum. The extended finite element method (XFEM) was applied in this research to simulate the discontinuities generated by fractures in the stress and strain fields. A flow law was implemented in the Morais (2016) code that approximates the regime of flow within the fracture and series of simulations were made. In addition, the quadratic triangular element was implemented in place of the quadrilateral element with four nodes, in the Morais (2016) code; however, it was observed that the element previously implemented by Morais (2016) is more adequate to compute this problem. Several simulations were performed to understand how the different parameters related to the flow can affect the hydraulic fracturing process. Finally, it was concluded in this dissertation that parameters such as cross-section geometry, fracturing fluid viscosity and rock matrix permeability influences the fracturing phenomenon.
Description: Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2017.
Licença:: A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições:Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.
Appears in Collections:ENC - Mestrado em Geotecnia (Dissertações)

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