ANÁLISE EM REGIME TRANSIENTE DA TRANSFERÊNCIA DE CALOR EM POÇOS DE PETRÓLEO
Campo de Temperatura, Transferência de Calor em Regime Transiente, Poços de Petróleo.
O objetivo deste trabalho é realizar uma análise em regime transiente da transferência de calor em poços de petróleo verticais, sendo proposto um modelo matemático para prever o campo de temperatura transiente nessas estruturas. Tradicionalmente, a estratégia mais utilizada para modelar fenômenos térmicos em poços é a abordagem pseudopermanente, que considera a transferência de calor no poço em regime estacionário. No entanto, essa simplificação pode produzir erros significativos, principalmente em condições dinâmicas ou nos instantes iniciais da operação. Nessas situações, considerar o regime transiente pode melhorar a acurácia das previsões. Diante disso, este trabalho desenvolve um modelo matemático para a transferência de calor transiente em poços verticais, incorporando mecanismos frequentemente negligenciados, como a radiação nos anulares e a convecção na superfície do poço. Para alcançar esse objetivo, a metodologia adotada consiste em quatro etapas principais: a) revisão bibliográfica sobre modelagem térmica em poços de petróleo; b) desenvolvimento de um modelo matemático para previsão do campo de temperatura em poços verticais, composto pelas equações de conservação de massa, quantidade de movimento e energia; c) apresentação de uma estratégia numérica para a solução do modelo matemático descrito no item anterior; e d) aplicação do modelo proposto na determinação de distribuições de temperatura em poços de petróleo, comparando os resultados obtidos com dados de campo e com outros modelos da literatura, além da realização de estudos paramétricos. Os resultados mostraram que o modelo apresentou boa concordância com dados de sensores de um poço o!shore e com outros modelos disponíveis na literatura, com erros geralmente inferiores a 5%. Além disso, estudos paramétricos destacaram que a radiação tem impacto significativo em anulares preenchidos com gás, enquanto a convecção na superfície é crucial para prever o resfriamento do poço durante operações de fechamento. O modelo apresentou maior precisão em cenários dinâmicos, como partidas e fechamentos de poços, superando a abordagem pseudopermanente. Dessa forma, o estudo amplia a compreensão dos efeitos térmicos transientes em poços de petróleo, evidenciando a influência de mecanismos como radiação nos anulares e convecção na superfície. Sua aplicação pode contribuir para melhorar análises de integridade de poços de petróleo.