PREVISÃO DO AUMENTO DE PRESSÃO EM ANULARES CONFINADOS DE POÇOS DE PETRÓLEO POR MEIO DE MODELAGEM HÍBRIDA BASEADA EM PRINCÍPIOS FÍSICOS E APRENDIZADO DE MÁQUINA

Resumo

O objetivo deste trabalho é desenvolver uma arquitetura de modelagem híbrida, conceitual e modular, para a previsão de pressões em anulares de poços de petróleo, integrando componentes mecanísticos e baseados em dados. O aumento de pressão em anulares (Annular Pressure Buildup - APB) decorre principalmente da expansão térmica de fluidos confinados e pode gerar diferenciais de pressão capazes de comprometer a integridade das colunas de revestimento. Tradicionalmente, sua previsão é realizada por modelos mecanísticos, que representam os principais fenômenos envolvidos, mas estão sujeitos a simplificações, hipóteses e incertezas nos parâmetros utilizados. Mais recentemente, modelos baseados em dados vêm sendo utilizados para a estimativa das pressões em anulares. Esses modelos podem identificar relações complexas a partir dos dados de monitoramento, embora seu desempenho dependa da quantidade, da qualidade e da representatividade desses dados. Além disso, apresentam limitações de extrapolação e interpretabilidade física. Entretanto, a literatura analisada apresenta poucos trabalhos que exploram a integração entre modelos mecanísticos e baseados em dados para a previsão das pressões anulares, caracterizando uma lacuna de pesquisa. Nesse contexto, a modelagem híbrida apresenta-se como uma alternativa para integrar as características complementares dessas abordagens. A metodologia é organizada em três macroetapas: i) definição do caso de estudo e preparação dos dados de campo; ii) desenvolvimento e aplicação dos modelos mecanístico, baseado em dados e híbridos, incluindo a definição e a implementação dos componentes da arquitetura; e iii) comparação das diferentes abordagens com os dados observados em campo, por meio de métricas de erro e desempenho. Por fim, pretende-se verificar se a integração entre os componentes permite melhorar a previsão das pressões anulares em relação aos modelos utilizados isoladamente. A principal contribuição do trabalho consiste na proposição de uma arquitetura híbrida modular, não restrita a modelos específicos. Nesse sentido, os componentes mecanístico e baseado em dados podem ser representados por diferentes modelos, desde que atendam às interfaces e aos requisitos de entrada e saída definidos pela arquitetura, permitindo também a investigação de diferentes estratégias de acoplamento.

Palavras-chave

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