PD&I em Física e Engenharia na Indústria do Petróleo Maury Duarte Correia maury.duarte@petrobras.com.br Ramon de Souza Domingues PETROBRAS - CENPES
Sumário Como é o financiamento de pesquisa em petróleo Sistema petrolífero e indústria do petróleo Fluxo de trabalho da exploração e produção Histórico da relação física e indústria Problemas cientificamente relevantes advindos da indústria
http://sites.petrobras.com.br/minisite/comuni dade_cienciatecnologia/portugues/sobre.asp
Redes temáticas
Investimento em PD&I Petrobras
Sistema Petrolífero e Indústria do Petróleo
Sistema Petrolífero e Indústria do Petróleo
Navio Sísmico
Dado Sísmico
Modelo Geológico
Locação de poço em possível sistema petrolífero
Exploração para Produção
Refinamento de modelo e simulação de fluxo 5km
Além da macroescala como é a microescala desses sistemas e qual a relação entre elas? Upscaling e Quantificação de Incertezas
http://www.tomsknipineft.ru/en/business-activities/laboratory-research-of-reservoir/collection-processing-and-research-of-whole-core/ http://www.nola.com/news/gulf-oil-spill/index.ssf/2013/10/bp_witnesses_continue_to_bolst.html http://www.theoildrum.com/files/deepwater%20well%20casing.jpg
Microescala
Física: entendimento de fenômenos e modelos Berea Sandstone Indiana Limestone Buff Berea Sandstone
Rocha: ensemble de ensembles Porous Media Ensemble (PME) β n = n i=1 1 T 2i n = X i 2 i=1 N SPINS = V poro V SPIN = 10μm3 10Å 3 = 10 17 10 30 = 1013 SPINS N POROS = φv amostra V poro = 0.1 5cm3 10μm 3 = 0.5 10 6 10 18 ~10 12 poros
Teorema do limite central Conjunto de n variáveis aleatórias: {X 1, X 2, X 3,, X n } média: μ i Desvio padrão: σ i 1 s n n i=1 X i μ i d N(0,1) n s n 2 = σ i 2 i=1
1 s n n i=1 X i μ i d N(0,1) n β n = X i i=1
1 s n n i=1 X i μ i d N(0,1) n β n = X i 2 i=1
Gás livre Inverso da temperatura Probabilidade de ocorrência de um microestado p i = e βε i Z Energia do microestado Função de partição Peso de Boltzmann
Distribuição de βs Distribuição de βs 5 4 4 4 4 3 3 3 2 2 1 β1 β2 β3 β4 β5 β6 β7 β8 β9 β10 β11
q = 1 + σ2 β 0 2
q = 1 + σ2 β 0 2
Distribuição de T2 em RMN de baixo campo q=1.7 q=1.3 q=1.09
Distribuição de T2 em RMN de alto campo
Termodinâmica e Revolução Industrial Benjamin Thompson (1798): Evidências contra teoria do calórico O calor pode ser produzido continuamente pelo movimento Equivalente mecânico do calor: 5.57J
Termodinâmica e Revolução Industrial Sadi Carnot (1824)
Termodinâmica e Revolução Industrial James Prescott Joule (1843): Equivalente mecânico do calor: 4.14J/cal
Termodinâmica e Revolução Industrial Thomas Newcomen, James Prescott Joule e Richard Trevithick Maquinas Térmicas (1710-1777) e a Locomotiva a Vapor (1804)
Termodinâmica e Revolução Industrial Rudolf Clausius (1850): entropia Lord Kelvin (1854): On the Dynamical Theory of Heat James Clerk Maxwell (1875): Statistical Thermodynamics Ludwig Boltzmann (1875):
Termodinâmica e Revolução Industrial Moto Perpétuo Primeira ordem: produz trabalho sem input de energia (viola a primeira lei da termodinâmica) Segunda ordem: máquina que espontaneamente converte energia térmica em trabalho mecânico (viola a segunda lei da termodinâmica)
Histórico administração de empresas 1900-1950: Era da Industrialização Clássica Administração científica Teoria burocrática Teoria das relações humanas Departamentalização, hierarquia, estrutura organizacional piramidal, centralização, regulamentos internos rígidos, disciplina, padrão, estabilidade, imutabilidade, permanência, tecnologia fixa... 1950-1990: Era da Industrialização Neoclássica Internacionalização da economia Administração de recursos humanos 1990-hoje: Era da Informação TI, globalização, serviços, imprevisibilidade, instabilidade, incertezas Produtividade, qualidade, competitividade, cliente...
Inovação Grupp (1998): inovação é uma consequência do desenvolvimento da ciência e da tecnologia, onde os resultados obtidos, notadamente, quando ocorre uma significativa atividade de Pesquisa e Desenvolvimento (P&D). Schumpeter (1954): inovação é colocar recursos produtivos em usos ainda não tentados na prática e retirá-los de utilizações para as quais servia. Browne (1985): as mudanças nos processos de produção e nos modelos dos produtos que sejam a base do progresso tecnológico constituem inovação. Manual de Oslo (2005): inovação é a implementação de um produto (bem ou serviço) novo ou significativamente melhorado, ou um processo, ou um novo método de marketing, ou um novo método organizacional nas práticas de negócio, na organização do local de trabalho ou nas relações externas.
Inovação PINTEC (2011): inovação tecnológica é a introdução no mercado de um produto ou de um processo produtivo tecnologicamente novo ou substancialmente aprimorado, podendo ser consequência de pesquisa e desenvolvimento (P&D) efetivada dentro das empresas, por meio de novas combinações de tecnologias existentes, da aplicação de tecnologias existentes em novos usos ou da utilização de novos conhecimentos adquiridos pela empresa. Saenz e Capote (2002): inovação é o processo pelo qual as empresas dominam e implementam o desenho e a produção de bens e serviços que são novos para elas, independemente de serem novos para seus competidores, nacionais ou estrangeiros. Plonski (2005): inovação é o processo de tornar oportunidades em novas ideias e colocar estas em prática de uso extensivo
O que é uma rocha? Agregado sólido constituído por minerais que pode conter ou não fluidos Quais as propriedades relevantes de uma rocha?
Equação de Archie 1941 Resistividade da rocha Resistividade da água R = R w φ m S w n Índice de Saturação Resistividade da rocha Fator de cimentação porosidade Saturação de água
A resistividade da rocha é linear com a resistividade da salmoura: Fator de Formação F
Fator de formação pela porosidade: Arenito consolidado do Golfo do México Arenito Nacatoch Bellevue, LA Modificado de Archie, G.E. (1942). "The electrical resistivity log as an aid in determining some reservoir characteristics". Petroleum Transactions of AIME 146: 54 62.
Primeira relação de Archie: R o = R(S w = 1) = R w φ m R S w 1 =?
Segunda relação de Archie: 1 10 0.316 R = R w φ m S w n
Conclusão Inovação: necessidade de integração de culturas científica e industrial A física é uma forma de auxiliar o processo decisório corporativo A necessidade de uma termodinâmica complexa pode estar no cerne da Indústria do Petróleo maury.duarte@petrobras.br