CONTROLE FUZZY MULTIVARIÁVEL PARA CORREÇÃO DE PROPRIEDADES FISICO-QUÍMICAS DE FLUIDOS DE PERFURAÇÃO

Larissa de souza Salermo; Ramon Araujo Martins; Thalles Pereira Mello; Luis Americo Calçada; laudia Miriam Scheid Pereira; Luiz Augusto da Cruz Meleiro

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Trabalho

Título do Trabalho

CONTROLE FUZZY MULTIVARIÁVEL PARA CORREÇÃO DE PROPRIEDADES FISICO-QUÍMICAS DE FLUIDOS DE PERFURAÇÃO

Autores

Larissa de souza Salermo
Ramon Araujo Martins
Thalles Pereira Mello
Luis Americo Calçada
laudia Miriam Scheid Pereira
Luiz Augusto da Cruz Meleiro

Modalidade

Resumo

Área temática

Engenharias - Engenharia Química

Data de Publicação

22/04/2025

País da Publicação

Brasil

Idioma da Publicação

Português

Página do Trabalho

https://www.even3.com.br/anais/xi-raic-e-v-raidtec-ufrrj/923074-controle-fuzzy-multivariavel-para-correcao-de-propriedades-fisico-quimicas-de-fluidos-de-perfuracao

ISBN

978-65-272-1295-9

Palavras-Chave

Lógica fuzzy; Controle multivariável; fluidos de perfuração.

Resumo

Durante a perfuração de poços de petróleo, injeta-se uma mistura complexa de sólidos, líquidos e, por vezes, gases, conhecida como fluido ou lama de perfuração. Esse fluido desempenha funções cruciais para a viabilidade do processo de perfuração, como a manutenção da pressão no poço, a remoção de cascalhos e a estabilização das paredes do poço (1). No entanto, para garantir a eficácia dessas funções, é fundamental o controle adequado das propriedades físico-químicas do fluido. Um dos desafios enfrentados é a ocorrência de kick’s, termo utilizado pela indústria de petróleo e gás para se referir à entrada de fluidos indesejados para o interior dos poços. O influxo de fluido pode alterar significativamente as propriedades do fluido e, portanto, prejudicar a eficiência e segurança da operação. Nesse contexto, a lógica fuzzy surge como uma ferramenta valiosa, pois, baseada no conhecimento de especialistas, permite a representação de conceitos abstratos da linguagem humana por meio de regras, facilitando decisões mais assertivas no controle dessas propriedades durante a perfuração (2). O objetivo deste trabalho foi avaliar o desempenho de um controlador fuzzy multivariável como ferramenta para correção simultânea das propriedades condutividade elétrica, viscosidade aparente e densidade de fluidos de perfuração à base água em cenário de influxos indesejados de água em poços de petróleo. Para alcançar esse objetivo, foram utilizadas as unidades experimentais UNIPAF (Unidade de Preparo Automatizado de Fluidos), responsável pelo preparo do fluido, e a UMPC (Unidade Móvel de Pesquisa Científica), composta por sensores que aferem em tempo real as propriedades a serem controladas. Para avaliar o desempenho do controlador fuzzy, foi realizada uma perturbação no sistema com a adição abrupta de 10 litros de água no tanque de preparo, simulando um kick. Essa perturbação resultou na diluição instantânea do fluido de perfuração, causando uma rápida queda nos valores de referência das três variáveis controladas do fluido de perfuração. Imediatamente após a perturbação, o controlador fuzzy multivariável iniciou a correção das propriedades do fluido por meio do acionamento das variáveis manipuladas do processo: as taxas de adição de cloreto de sódio para corrigir a condutividade elétrica, de sulfato de bário para corrigir a densidade, de goma xantana para corrigir a viscosidade aparente e, eventualmente, a taxa de adição de água para regular a diluição do fluido. O experimento teve a duração de 1400 segundos e as três variáveis foram reestabelecidas aos seus setpoints no instante 1156 segundos. Após o início das ações de controle, observou-se que a viscosidade aparente apresentou o maior overshoot, de 15,7%, que pode ser explicado pelo efeito retardado de hidratação da goma xantana. No entanto, o controlador foi capaz de mitigar o efeito de hidratação do viscosificante. A condutividade elétrica e a densidade também apresentaram pequenos overshoots, porém essas variáveis se mantiveram dentro das faixas de variação de 5%, assumidas como aceitáveis, durante todo o processo. É relevante mencionar que uma ação de controle imposta em qualquer variável manipulada afeta, em maior ou menor grau, o comportamento de todas as variáveis controladas. Esse efeito de interação ou acoplamento entre as malhas de controle torna controle desse tipo de sistema ainda mais desafiador. A estratégia de controle fuzzy multivariável mostrou-se eficiente para a correção simultânea das três variáveis controladas diante da perturbação imposta ao sistema, apresentando-se como uma ferramenta de grande potencial para o monitoramento e controle de kicks de água durante a perfuração de poços de petróleo e gás. 1. THOMAS, J. E. Fundamentos da Engenharia de Petróleo. 2° Edição, Editora Interciência, 2004. 2. MARTINS, R. A. Controlador Fuzzy Multivariável para Correção de Propriedades Físico-Químicas de Fluidos de Perfuração. Dissertação de Mestrado, PPGEQ/UFRRJ, 2024.

Título do Evento: XI Reunião Anual de Iniciação Científica da UFRRJ (RAIC 2024) & V Reunião Anual de Iniciação em Desenvolvimento Tecnológico e Inovação (RAIDTec 2024)
Cidade do Evento: Seropédica
Título dos Anais do Evento: Anais da XI Reunião Anual de Iniciação Científica da UFRRJ (RAIC) e V Reunião Anual de Iniciação em Desenvolvimento Tecnológico e Inovação (RAIDTec): Transição energética: impactos ambientais e sociais
Nome da Editora: Even3
Meio de Divulgação: Meio Digital

Como citar

SALERMO, Larissa de souza et al.. CONTROLE FUZZY MULTIVARIÁVEL PARA CORREÇÃO DE PROPRIEDADES FISICO-QUÍMICAS DE FLUIDOS DE PERFURAÇÃO.. In: Anais da XI Reunião Anual de Iniciação Científica da UFRRJ (RAIC) e V Reunião Anual de Iniciação em Desenvolvimento Tecnológico e Inovação (RAIDTec): Transição energética: impactos ambientais e sociais. Anais...Seropédica(RJ) UFRRJ, 2024. Disponível em: https//www.even3.com.br/anais/xi-raic-e-v-raidtec-ufrrj/923074-CONTROLE-FUZZY-MULTIVARIAVEL-PARA-CORRECAO-DE-PROPRIEDADES-FISICO-QUIMICAS-DE-FLUIDOS-DE-PERFURACAO. Acesso em: 10/11/2025