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dc.creatorArgentin, Sarah Nunes-
dc.date.accessioned2025-12-09T21:39:07Z-
dc.date.available2025-12-09T21:39:07Z-
dc.date.issued2025-09-02-
dc.identifier.citationARGENTIN, Sarah Nunes. Investigação numérica da influência da altura do leito de partículas no escoamento em poços horizontais. 2025. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica e de Materiais) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2025.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/39055-
dc.description.abstractThe oil and gas industry faces significant challenges in the safe abandonment of wells, particularly in offshore environments, where effective sealing is crucial to prevent leaks and environmental contamination. This work presents a two-dimensional numerical investigation into the influence of particle bed height on fluid flow in horizontal wells during abandonment operations. Using computational fluid dynamics (CFD) simulations via the Star-CCM+® software, the study analyzes fluid behavior in circular pipes with different partial obstruction configurations (y = R, y = R/2, and y = R/4). The numerical modeling employs the finite volume method to solve the mass and momentum balance equations, with a structured mesh and specific refinement in regions near the walls. Boundary conditions include uniform velocity at the inlet, atmospheric pressure at the outlet, a no-slip condition at the walls, and different power law índices (n = 0,1, n = 0,5, and n = 1). As a reference point for the analysis, the theoretical solution of the Poiseuille number (Po = 16) in an unobstructed circular pipe is used. The investigation focuses on the systematic comparison of the Poiseuille number, friction factor, and pressure drop between the obstructed cases and this reference case, establishing correlations between the bed geometry, the fluid’s rheological behavior, and the hydrodynamic parameters of the flow. The results indicate a significant increase in pressure drop and Poiseuille number with the increase in obstruction height, especially for pseudoplastic fluids (n < 1). Even in the unobstructed case, the obtained Po value remained above the theoretical one (Po = 16), which is attributed to the imposed boundary conditions and the numerical effects inherent to the discretization.pt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Tecnológica Federal do Paranápt_BR
dc.rightsopenAccesspt_BR
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/pt_BR
dc.subjectEngenharia do petróleopt_BR
dc.subjectPoços de petróleopt_BR
dc.subjectIndústria petrolíferapt_BR
dc.subjectFluidos não-newtonianospt_BR
dc.subjectFluidodinâmica computacionalpt_BR
dc.subjectPoços de petróleo - Cimentaçãopt_BR
dc.subjectPetroleum engineeringpt_BR
dc.subjectPetroleum wellspt_BR
dc.subjectPetroleum, Industry and tradept_BR
dc.subjectNon-Newtonian fluidspt_BR
dc.subjectComputational fluid dynamicspt_BR
dc.subjectOil well cementingpt_BR
dc.titleInvestigação numérica da influência da altura do leito de partículas no escoamento em poços horizontaispt_BR
dc.title.alternativeNumerical investigation of particle bed height's influence on flow in horizontal wellspt_BR
dc.typemasterThesispt_BR
dc.description.resumoA indústria de petróleo e gás enfrenta desafios no abandono seguro de poços, especialmente em ambientes offshore, onde a selagem eficaz é crucial para prevenir vazamentos e contaminações ambientais. Este trabalho apresenta a investigação numérica bidimensional sobre a influência da altura do leito de partículas no escoamento em poços horizontais durante operações de abandono. Utilizando dinâmica de fluidos computacional (CFD) através do software Star-CCM+®, o estudo analisa o comportamento de fluidos em tubos circulares com diferentes configurações de obstruções parciais (y = R, y = R/2 e y = R/4). A modelagem numérica emprega o método dos volumes finitos para resolver as equações de balanço de massa e quantidade de movimento, com malha estruturada e refinamento específico nas regiões próximas às paredes. As condições de contorno incluem velocidade uniforme na entrada, pressão manométrica nula na saída e condição de não deslizamento nas paredes. O estudo utiliza fluido não newtoniano modelado pela lei de potência com diferentes índices de potência (n = 0,1, n = 0,5 e n = 1). Como ponto de referência para a análise, utiliza-se a solução teórica do número de Poiseuille (Po = 16) em tubo circular sem obstrução. A investigação foca na comparação sistemática do número de Poiseuille, do fator de atrito e da queda de pressão entre os casos obstruídos e o caso de referência, estabelecendo correlações entre a geometria do leito, o comportamento reológico do fluido e os parâmetros hidrodinâmicos do escoamento. Os resultados indicam aumento expressivo da perda de carga e do número de Poiseuille com o acréscimo da altura da obstrução, especialmente para fluidos pseudoplásticos (n < 1). Mesmo no caso sem obstrução, o valor obtido de Po permaneceu acima do teórico (Po = 16), o que se atribui às condições de contorno impostas e aos efeitos numéricos inerentes à discretização.pt_BR
dc.degree.localCuritibapt_BR
dc.publisher.localCuritibapt_BR
dc.creator.IDhttps://orcid.org/0009-0002-9898-2761pt_BR
dc.creator.Latteshttps://lattes.cnpq.br/6135815129301306pt_BR
dc.contributor.advisor1Franco, Admilson Teixeira-
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0002-7977-6404pt_BR
dc.contributor.advisor1Latteshttps://lattes.cnpq.br/3561428456009236pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Souza, Alan Lugarini de-
dc.contributor.advisor-co1IDhttps://orcid.org/0000-0002-5704-5280pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Latteshttps://lattes.cnpq.br/0535680410226248pt_BR
dc.contributor.referee1Franco, Admilson Teixeira-
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0002-7977-6404pt_BR
dc.contributor.referee1Latteshttps://lattes.cnpq.br/3561428456009236pt_BR
dc.contributor.referee2Hegele Júnior, Luiz Adolfo-
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0001-9329-5036pt_BR
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/1431021291327082pt_BR
dc.contributor.referee3Germer, Eduardo Matos-
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000-0001-7227-2249pt_BR
dc.contributor.referee3Latteshttps://lattes.cnpq.br/2932295996006714pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica e de Materiaispt_BR
dc.publisher.initialsUTFPRpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::ENGENHARIA TERMICApt_BR
dc.subject.capesEngenharia Mecânicapt_BR
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