Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas

Defesa de Dissertação de Mestrado

Videoconferência (https://meet.google.com/oqg-igsw-umn)

Prof.ª Lindaura Maria Steffens, Dra. – Engenharia de Petróleo/UDESC

Prof. Daniel Ferreira Coutinho, Dr. – DAS/UFSC

Prof. Daniel Martins Lima, Dr. – DAS/UFSC

Prof. Eduardo Camponogara, Dr. – DAS/UFSC

Resumo: O método de recuperação térmica de petróleo foi uma das primeiras técnicas desenvolvidas para viabilizar a produção de campos maduros. Neste método, a energia é injetada em forma de calor para aumentar a temperatura do óleo, diminuindo a viscosidade e aumentando a mobilidade do fluido dentro do reservatório. Tradicionalmente, o vapor derivado da queima do gás natural através da geração de vapor é utilizado em poços injetores nessas jazidas, mas sua aplicabilidade tem sido limitada devido às regulamentações de proteção ambiental, além da flutuabilidade e do elevado preço do gás natural. Nos últimos anos, a tecnologia de concentração solar térmica tem sido considerada uma alternativa promissora para geração de vapor em operações de recuperação devido aos avanços tecnológicos que permitem menores custos associados à captura da energia solar. Nessas plantas de concentração solar, espelhos são usados para concentrar a luz solar em um receptor, no qual circula um fluido de transferência térmica que é então aquecido e junto a um sistema de geração de vapor produz vapor de alta temperatura, pressão e qualidade. Logo, ambos os processos se unem e constituem a recuperação térmica solar, uma nova tecnologia, a qual apresenta vantagens sobre as configurações tradicionais devido à sustentabilidade e a baixa geração de poluentes, impulsionando assim, o uso de fontes renováveis. Nessa dissertação, são estudados o problema de controle e a viabilidade econômica de um sistema de recuperação térmica solar aplicado em campos maduros de petróleo. Os requisitos técnicos para a integração bem-sucedida deste sistema são a maximização da energia solar capturada no campo de coletores e a produção de vapor para atender a demanda dos poços injetores. O sistema de controle proposto considera estes objetivos através de uma abordagem descentralizada: (i) um controlador PI com ação antecipativa é utilizado para controlar a temperatura do fluido de transferência térmica na saída do campo solar; e (ii) dois controladores PIDs são utilizados para controlar o nível de líquido e pressão de vapor na saída do gerador de vapor. Resultados de simulação com dados reais de irradiação solar e temperatura ambiente são apresentados para ilustrar as eficiências da estratégia de controle proposta e da recuperação térmica solar, além de auxiliar na construção de uma análise econômica a partir do valor presente líquido que confirma o retorno financeiro do sistema.