Análise de controle auto-otimizável para sistema de elevação multipoço

Abstract

Neste trabalho modelou-se um sistema multipoço de elevação de petróleo offshore e quisse obter o conjunto de variáveis controladas, que quando mantidas constantes através da implementação do controle auto otimizável (Self Optimizing Control - SOC), levassem o sistema a apresentar a maior taxa produção de petróleo para cada poço, ao mesmo tempo em que reduzissem a ocorrência das oscilações na pressão causadas pelo escoamento multifásico. Uma função objetivo foi desenvolvida para verificar a produção do sistema, levando em conta a ocorrência das golfadas, e a penalizando quando o mesmo ocorresse. Os resultados do sistema utilizando SOC, com a pressão de fundo do riser como variável controlada escolhida, foram comparados com aqueles obtidos em malha aberta e observouse uma melhora, embora pouco expressiva. O sistema não apresentou muitas perdas ao mantermos a variável controlada constante em todos os desvios de processo propostos. De maneira oposta, o sistema estava mais estável, devido à malha de controle, o que faz com que a média da taxa de produção de petróleo fosse razoavelmente maior do que em malha aberta, mas, principalmente, que o sistema fosse mais seguro de operar.

In this paper, a multi-well offshore oil extraction system was modeled and the aim was to obtain a set of variables that, when kept constant through the implementation of the self optimizing control (SOC), would lead the system to the optimal rate oil production for each well, while reducing the occurrence of riser slugging caused by multiphase flow. An objective function was developed to analyze the production of the system in both methods, taking into account the occurrence of slugging, and penalizing the function when it occurred. The results of the system using SOC, with the bottom pressure of the riser as the controlled variable, were compared with those obtained in open loop and a slightly improvement was observed. The system did not present great losses by keeping the variable constant in all process deviations proposed. Conversely, the system was more stable due to the control loop, which led the average oil production rate to be reasonably higher than in the open loop system, but mainly made the system safer to operate.