| 1. Identificação | ||||||||||
| Tipo de Referência | Tese ou Dissertação (Thesis) | |||||||||
| Site | mtc-m21b.sid.inpe.br | |||||||||
| Código do Detentor | isadg {BR SPINPE} ibi 8JMKD3MGPCW/3DT298S | |||||||||
| Identificador | 8JMKD3MGP3W34P/3PGB5GL | |||||||||
| Repositório | sid.inpe.br/mtc-m21b/2017/08.24.19.24 | |||||||||
| Última Atualização | 2017:11.23.16.48.26 (UTC) administrator | |||||||||
| Repositório de Metadados | sid.inpe.br/mtc-m21b/2017/08.24.19.24.06 | |||||||||
| Última Atualização dos Metadados | 2018:06.04.02.27.45 (UTC) administrator | |||||||||
| Chave Secundária | INPE-17939-TDI/2665 | |||||||||
| Chave de Citação | Tessarolo:2017:VaApVa | |||||||||
| Título | Modelo numérico para liberações de óleo e gás em águas profundas: validação e aplicações em vazamentos hipotéticos  | |||||||||
| Título Alternativo | Numerical model for oil and gas releases from deepwater: validation and applications in hypothetical blowouts | |||||||||
| Curso | MET-MET-SESPG-INPE-MCTIC-GOV-BR | |||||||||
| Ano | 2017 | |||||||||
| Data | 2017-08-23 | |||||||||
| Data de Acesso | 09 maio 2024 | |||||||||
| Tipo da Tese | Tese (Doutorado em Meteorologia) | |||||||||
| Tipo Secundário | TDI | |||||||||
| Número de Páginas | 256 | |||||||||
| Número de Arquivos | 1 | |||||||||
| Tamanho | 12157 KiB | |||||||||
| 2. Contextualização | ||||||||||
| Autor | Tessarolo, Luciana de Freitas | |||||||||
| Banca | Chan, Chou Sin (presidente) Innocentini, Valdir (orientador) Pezzi, Luciano Ponzi Cabral, Marcelo Montenegro Miranda, Fernando Pellon de Martins, Renato Parkinson Sartori Neto, Angelo | |||||||||
| Endereço de e-Mail | lutessarolo@hotmail.com | |||||||||
| Universidade | Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) | |||||||||
| Cidade | São José dos Campos | |||||||||
| Histórico (UTC) | 2017-08-24 19:36:36 :: luciana.tessarolo@cptec.inpe.br -> yolanda.souza@mcti.gov.br :: 2017-08-30 13:03:42 :: yolanda.souza@mcti.gov.br -> luciana.tessarolo@cptec.inpe.br :: 2017-10-19 16:35:30 :: luciana.tessarolo@cptec.inpe.br -> yolanda.souza@mcti.gov.br :: 2017-10-20 10:34:41 :: yolanda.souza@mcti.gov.br -> luciana.tessarolo@cptec.inpe.br :: 2017-10-20 15:18:42 :: luciana.tessarolo@cptec.inpe.br -> yolanda.souza@mcti.gov.br :: 2017-11-16 13:35:31 :: yolanda.souza@mcti.gov.br -> administrator :: 2017-11-23 16:04:23 :: administrator -> yolanda :: 2017-11-23 16:04:39 :: yolanda -> yolanda.souza@mcti.gov.br :: 2017-11-23 16:50:26 :: yolanda.souza@mcti.gov.br -> administrator :: 2017-12-04 11:31:18 :: administrator -> yolanda :: 2017-12-04 11:31:33 :: yolanda -> yolanda.souza@mcti.gov.br :: 2017-12-04 12:46:07 :: yolanda.souza@mcti.gov.br -> simone :: 2017-12-05 12:00:01 :: simone -> administrator :: -> 2017 2018-06-04 02:27:45 :: administrator -> :: 2017 | |||||||||
| 3. Conteúdo e estrutura | ||||||||||
| É a matriz ou uma cópia? | é a matriz | |||||||||
| Estágio do Conteúdo | concluido | |||||||||
| Transferível | 1 | |||||||||
| Palavras-Chave | vazamento de óleo e gás modelo de vazamento de óleo e gás plumas subaquáticas jatos e plumas de óleo e gás óleo e gás em águas profundas. oil and gas blowout model for oil and gas blowout underwater plumes jets and plumes of oil and gas oil and gas in deepwater | |||||||||
| Resumo | O crescimento da produção mundial de petróleo e gás natural é motivo de atenção devido ao risco de ocorrerem acidentes que resultem em consequências danosas para a população, para a economia e para o meio ambiente. Uma importante ferramenta que pode ser utilizada para auxiliar na elaboração de planos de contingência para o atendimento de emergências envolvendo vazamentos é a modelagem numérica. Através da simulação de diversos cenários, o comportamento da pluma de óleo e gás pode ser determinado, proporcionando agilidade para as tomadas de decisão. Com base nessa importância, o objetivo desse trabalho foi construir um modelo numérico Lagrangiano para determinar o comportamento do óleo e do gás em caso de vazamentos a partir de águas profundas. Nesse modelo, o modo como as gotículas de óleo e as bolhas de gás descrevem sua trajetória e interagem com o meio foi formulado em dois estágios: dinâmico, no qual a dinâmica inicial da mistura de óleo, gás, água e hidrato determina o transporte da pluma, e advectivo-difusivo, no qual processos de advecção e difusão dominam o transporte das partículas após a pluma alcançar o nível de flutuabilidade neutra, onde o estágio dinâmico torna-se negligenciável. Em cada fase, os processos físico-químicos que alteram a massa e a concentração dos componentes da pluma foram considerados. Primeiramente, o modelo numérico foi validado utilizando experimentos de laboratório e de campo, avaliando isoladamente os processos de entranhamento de água, formação/dissolução/decomposição de hidrato, dissolução de gás e óleo, e escape do gás a partir da pluma. Para todos os parâmetros analisados, os resultados fornecidos pelo modelo concordaram de forma satisfatória com os valores observados. Em seguida, para avaliar o modelo considerando os processo combinados, um experimento com descargas reais de plumas de óleo/gás/água a partir de águas profundas foi simulado, sendo obtidas trajetórias semelhantes àquelas observadas. Após a validação do modelo, foram realizadas simulações de vazamentos hipotéticos de óleo e gás em poços atualmente em fase de produção nos Campos de Frade - Bacia de Campos e de Lula - Bacia de Santos. Em cada poço, foram simuladas descargas nos meses de Janeiro/2016 e Julho/2016, a fim de se verificar o efeito da variação sazonal do meio no comportamento da pluma. Os resultados mostraram que as trajetórias do óleo e do gás seguiram a direção das correntes oceânicas. Para os experimentos no Campo de Frade (Exps. CF-JAN e CF-JUL), as maiores gotículas de óleo foram as primeiras a alcançar a superfície, 2 h após o início da descarga, enquanto que as menores ascenderam de forma mais lenta, emergindo após 6, 7 h. Desde o fundo do mar até z = −300 m, o óleo deslocou-se para Noroeste. Acima dessa profundidade, as gotículas seguiram para as direções Sudeste e Sudoeste, respectivamente, nos Exps. CF-JAN e CF-JUL, influenciadas pela inversão das correntes oceânicas. Nos dois casos simulados, 6\% da massa inicial do óleo foram dissolvidas no meio durante seu deslocamento na coluna de água. O comportamento das bolhas de gás em ambos os experimentos foi bastante semelhante. O gás contido nas bolhas foi completamente convertido em cristais de hidrato logo nos primeiros minutos. As bolhas seguiram a direção Noroeste, atingindo a profundidade máxima de z = −545 m e tendo a massa de gás completamente dissolvida no meio em um intervalo de 2 h. Nos dois experimentos no Campo de Lula (Exps. CL-JAN e CL-JUL), enquanto as gotículas maiores levaram cerca de 2, 6 h para chegar em superfície, as de menor tamanho afloraram 7, 6 h após o início da liberação. No Exp. CL-JAN (CL-JUL), o óleo deslocou-se para Noroeste (Sudoeste) até z = −600 m (z = −400 m), mudando para Sudeste (levemente para Noroeste) acima dessa profundidade, seguindo as variações na direção das correntes. Ao computar a dissolução do óleo na coluna de água, verificou-se que 9, 3% da massa inicial foram perdidas para o meio. Nessas duas simulações no Campo de Lula, a cobertura de hidrato também foi rapidamente formada ao redor das bolhas de gás. As bolhas deslocaram-se para Noroeste (Sudoeste) no Exp. CL-JAN (CL-JUL) e não afloraram em superfície. O gás foi completamente dissolvido no meio em um intervalo de 2, 95 h e a profundidade máxima alcançada pelas bolhas foi z = −611 m (z = −576 m). ABSTRACT: The growth of the world production of oil and natural gas increases the risk of accidents resulting in harmful consequences for the population, the economy and the environment. An important tool that can be used to elaborate contingency plans for the emergency treatment involving blowouts is the numerical modeling. From the simulation of several scenarios, the behavior of the oil and gas plume can be determined, providing agility in the decision making. Motivated by these necessities, the objective of this research was to build a Lagrangian numerical model to assess the behavior of the oil and gas in case of deepwater blowouts. In this model, how the oil droplets and gas bubbles describe their trajectory and interact with the environment was formulated in two stages: dynamic, in which the initial dynamics of the mixture of oil, gas, water and hydrate determines the plume transport, and advection-diffusion, in which advection and diffusion processes govern the particles transport after the plume reaches the neutral buoyancy level, where the dynamic stage becomes negligible. In each phase, the physical-chemical processes that change the mass and the concentration of the plume components were considered. First, the numerical model was validated using laboratory and field experiments, evaluating separately the processes of entrainment of water, formation/dissolution/decomposition of hydrate, oil and gas dissolution, and separation of gas from the plume. For all the analyzed processes, the model reproduced satisfactorily the observations. Afterwards, all processes were considered in an experiment simulating real deepwater discharges of oil/gas/seawater, and the trajectories obtained were very similar to those observed. After the model validation, simulations of hypothetic blowouts of oil and gas from oil wells currently in phase of production in Frade Oil Field - Campos Basin and Lula Oil Field - Santos Basin were performed. In each oil well, discharges were simulated on January/2016 and July/2016, in order to verify the effects of the seasonal variation of the environment conditions on the plume behavior. The results showed the oil and gas trajectories following the direction of the ocean currents. For the experiments in Frade Oil Field (Exps. CF-JAN and CF-JUL), the biggest oil droplets were the first to reach the surface, 2 h after the beginning of the discharge, while the smallest rose slowly, emerging after 6.7 h. From the sea floor to z = −300 m, the oil moves toward the Northwest. Above this depth, the droplets flowed Southeastward and Southwestward in Exps. CF-JAN and CF-JUL, respectively, due to ocean currents variations. In these two experiments, 6% of the initial mass of oil were dissolved into the environment. The behavior of the gas bubbles in both experiments was very similar. The gas inside the bubbles was completely converted in hydrate crystals in the first few minutes. The bubbles flowed Northwestward, reaching the maximum depth of z = −545 m and their gas mass was completely dissolved into the environment in 2 h. For the two experiments in Lula Oil Field (Exps. CL-JAN and CL-JUL), while the biggest oil droplets spent about 2.6 h to reach the surface, the smallest emerged 7.6 h after the beginning of the discharge. In Exp. CL-JAN (CL-JUL), the oil moved toward the Northwest (Southwest) until z = −600 m (z = −400 m), changing toward the Southeast (lightly toward the Northwest) above this depth, following the currents direction. About 9.3% of the initial mass were lost to the environment. In these two simulations in Lula Oil Field, hydrate shells were formed quickly around the gas bubbles. In Exp. CL-JAN (CL-JUL), the bubbles flowed Northwestward (Southwestward) and were fully dissolved into the environment in 2.95 h and the maximum depth reached by the bubbles was z = −611 m (z = −576 m). | |||||||||
| Área | MET | |||||||||
| Arranjo | urlib.net > BDMCI > Fonds > Produção pgr ATUAIS > MET > Modelo numérico para... | |||||||||
| Conteúdo da Pasta doc | acessar | |||||||||
| Conteúdo da Pasta source |
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| Conteúdo da Pasta agreement |
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| 4. Condições de acesso e uso | ||||||||||
| URL dos dados | http://urlib.net/ibi/8JMKD3MGP3W34P/3PGB5GL | |||||||||
| URL dos dados zipados | http://urlib.net/zip/8JMKD3MGP3W34P/3PGB5GL | |||||||||
| Idioma | pt | |||||||||
| Arquivo Alvo | publicacao.pdf | |||||||||
| Grupo de Usuários | gabinete@inpe.br luciana.tessarolo@cptec.inpe.br simone yolanda.souza@mcti.gov.br | |||||||||
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| Visibilidade | shown | |||||||||
| Licença de Direitos Autorais | urlib.net/www/2012/11.12.15.10 | |||||||||
| Permissão de Leitura | allow from all | |||||||||
| Permissão de Atualização | não transferida | |||||||||
| 5. Fontes relacionadas | ||||||||||
| Repositório Espelho | sid.inpe.br/mtc-m21b/2013/09.26.14.25.22 | |||||||||
| Unidades Imediatamente Superiores | 8JMKD3MGPCW/3F35TRS | |||||||||
| Lista de Itens Citando | ||||||||||
| Acervo Hospedeiro | sid.inpe.br/mtc-m21b/2013/09.26.14.25.20 | |||||||||
| 6. Notas | ||||||||||
| Campos Vazios | academicdepartment affiliation archivingpolicy archivist callnumber contenttype copyholder creatorhistory descriptionlevel dissemination doi electronicmailaddress format group isbn issn label lineage mark nextedition notes number orcid parameterlist parentrepositories previousedition previouslowerunit progress resumeid rightsholder schedulinginformation secondarydate secondarymark session shorttitle sponsor subject tertiarymark tertiarytype url versiontype | |||||||||