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Type: Tese
Title: Design optimization of oilfield subsea infrastructures with manifold placement and pipeline layout
Author(s)/Inventor(s): Rosa, Vinícius Ramos
Advisor: Ferreira Filho, Virgílio José Martins
Abstract: Este trabalho apresenta um método de otimização prático e eficaz para o projeto de redes de produção submarinas em campos de petróleo offshore, o que compreende o número de coletores, sejam manifolds ou plataformas, sua localização, atribuição de poços a esses coletores e diâmetro de dutos que interligam todos os elementos da rede. Ele traz uma solução rápida que pode ser facilmente implementada como uma ferramenta para otimização de layout e de estudos baseados em simulação. O modelo proposto compreende a dinâmica do reservatório e fluxo multifásico em dutos, baseando-se na linearização multidimensional por partes para formular o problema de otimização de layout como programação inteira linear mista. Além da validação da solução ótima obtida pelo método, a simulação de reservatórios define limites para as variáveis e parâmetros do modelo que caracterizam a perda de carga, a dinâmica do reservatório e a produção de óleo dos poços ao longo do tempo. A perda de carga nas tubulações é modelada por funções lineares por partes que aproximam resultados obtidos pelos simuladores de fluxo multifásicos. O modelo de otimização foi aplicado a um verdadeiro campo de petróleo offshore com o objetivo de avaliar sua efetividade.
Abstract: This work presents a practical and effective optimization method to design subsea production networks, which accounts for the number of manifolds and platforms, their location, well assignment to these gathering systems, and pipeline diameter. It brings a fast solution that can be easily implemented as a tool for layout design optimization and simulation-based analysis. The proposed model comprises reservoir dynamics and multiphase flow, relying on multidimensional piecewise linearization to formulate the layout design problem as a MILP. Besides design validation, reservoir simulation serves the purpose of defining boundaries for optimization variables and parameters that characterize pressure decrease, reservoir dynamics and well production over time. Pressure drop in pipelines are modeled by piecewise-linear functions that approximate multiphase flow simulators. The resulting optimization model and approximation methodology were applied to a real oilfield with the aim of assessing their effectiveness.
Keywords: Engenharia de produção
Infraestrutura submarina
Programação linear inteira mista
Subject CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE PRODUCAO
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção
Department : Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia
Publisher: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date: Apr-2017
Publisher country: Brasil
Language: eng
Right access: Acesso Aberto
Appears in Collections:Engenharia de Produção

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