Avaliação de critérios de estabilidade para ocorrência de golfadas em plataformas offshore

Abstract

Na produção de petróleo em plataformas offshore em águas profundas e ultra profundas, as golfadas severas são uma das principais causas relacionadas aos problemas de produção. A identificação do ponto de surgimento das golfadas, é de fundamental importância para a operação e controle do processo. Dentre os diversos métodos de estimativa desse ponto, se destacam a utilização de dados operacionais em conjunto com modelos simplificados baseados em equações diferenciais ordinárias e os critérios de golfadas severas, baseado em experimentos. Entretanto, na literatura, não há relações entre modelos simplificados e esses critérios, sendo esse o objetivo principal do trabalho. Para a avaliação dessa concordância, o modelo simplificado Fast Offshore Wells Model (FOWM) foi implementado em diferentes condições de operação baseadas em uma planta real de produção offshore. Os critérios de estabilidade utilizados foram de Bøe, Taitel e Jansen. A partir da comparação entre o ponto de início de golfadas pelo modelo simplificado FOWM e os critérios avaliados, foi possível observar uma maior aderência entre o critério de Bøe devido ao baixo erro relativo médio da localização do ponto de Hopf de 0,6%. Os critérios de Taitel e Jansen não mostraram relações satisfatórias sendo os erros relativos médios em relação ao modelo simplificado iguais a 47,5% e 32,7%, respectivamente.

In offshore deep-water and ultra-deep-water petroleum production systems, severe slugging is one of the most production related problems. The identification of the beginning point of slugging in the system, known as Hopf point, is very important to process control. There are different methods to estimate those points, the most used are using operational data together with simplified models based on ordinary differential equations or by using stability criteria of severe slugs. However, there aren’t studies about the relationship of the criteria and simplified models in the literature. In intend of evaluate the concordance between criteria and model, the Fast Offshore Wells Model (FOWM) was implemented in different operation conditions based on a real offshore system. The Bøe criteria, Taitel criteria and Jansen criteria were used. It was possible to observe adherence between Bøe criteria and FOWM in the instability point of the system, due to the average relative error of 0,6%. Taitel and Jansen criteria didn’t show satisfactory relationship as Bøe had shown since their relative errors were 47,5% and 32,7%, respectively.