Controle preditivo, compensação de atraso e otimização: teoria e aplicações no setor energético

Abstract

Apesar da transição em andamento para fontes de energia mais sustentáveis, conforme destacado pela Agenda 2030 e seus Objetivos de Desenvolvimento Sustentável, muitos países ainda dependerão da energia proveniente do petróleo até que essa transição seja completamente realizada. Nesse contexto, permanece a necessidade de desenvolver técnicas com potencial para otimizar a produção de petróleo e gás. Este estudo foca na extração de petróleo em reservatórios, onde frequentemente é necessário empregar métodos de elevação artificial para viabilizar a obtenção do fluido do reservatório. Neste trabalho, propõe-se um esquema de Controle Preditivo Baseado em Modelo (MPC, do inglês Model Predictive Control) para maximizar a produção de petróleo em poços que utilizam sistemas de gas-lift como método de elevação artificial. O controle de um sistema gas-lift apresenta vários desafios de engenharia, incluindo a natureza não linear de seu comportamento e diferentes tipos de restrições de processo. Destaca-se como as estratégias de MPC surgem como soluções promissoras para enfrentar muitas dessas questões. Simulações numéricas não lineares realistas são apresentadas, e os resultados demonstram que o MPC se sobressai como uma ferramenta eficaz para controlar esse tipo de sistema, com resultados publicados em congressos e revistas.