R E s E R V a T Ó R I O s

5- Métodos de Recuperação

Com o passar do tempo a energia natural do reservatório vai diminuindo e pra resolver este problema foram desenvolvidos os métodos de recuperação visando o aumento da produção acumulada e assim um maior fator de recuperação.

Os métodos de recuperação podem ser secundários ou terciários.

Métodos de Recuperação Secundários (Principais Métodos)

   1. Injeção de Água

   2. Injeção de Gás Não Miscível

Deslocam o óleo e auxilia a manter a pressão do reservatório, porém deve se ter bastante cuidado ao injetar um fluido no reservatório pois não é desejado que este seja miscível ao fluido deslocado (do reservatório).

O fluido deslocante é injetado no reservatório através de um poço injetor, como mostra as figuras abaixo.

Em palavras mais grotescas é como se a água ou o gás empurrasse - como um rodo que tira a água do chão - o petróleo do reservatório.

Vale ressaltar que assim como o rodo deixa um pouco de água no chão, sempre ficará resquícios de petróleo nos poros que não serão produzidos - empurrados - do reservatório, é o que chamamos de Saturação Residual.

A escolha entre o tipo de fluido deslocante tem que levar em conta alguns fatores como o tipo de rocha do reservatório e a disponibilidade do fluido. 

Numa visão ampla, a água é o melhor fluido deslocante pois ela tem uma mobilidade menor que o gás, assim ela irá deslocar uma maior parcela de petróleo ao passo que o gás irá fluir mais rapidamente, encontrando caminhos para sair do reservatório sem deslocar uma boa parcela de óleo.

Métodos de Recuperação Terciários (Métodos Especiais)

São mais caros que os métodos secundários.

     1. Métodos Miscíveis (Injeção de gás miscível)

- Diminuem a tensão superficial entre o óleo e a rocha - uma parcela do óleo fica impregnado na rocha, as gotículas de óleo são quebradas em parcelas menores, sendo produzidas pelos gases miscíveis.

- Consequentemente reduzem a saturação residual do óleo - aumento do volume recuperável.

- Em determinadas pressões o CO2, o N2 e o gás natural podem ser miscíveis com o óleo.

    2. Métodos Térmicos (Injeção de vapor e combustão in situ)

- Aumenta a temperatura no reservatório diminuindo a viscosidade do óleo.

Após a combustão in situ, onde literalmente coloca-se fogo dentro do reservatório, o poço será abandonado pois o reservatório terá suas propriedades destruídas.

    3. Métodos Químicos (Polímeros, tensoativos, solução alcalina)

-Reduzem a tensão superficial quebrando as gotículas de óleo em gotículas menores.

- A injeção de polímeros misturado a água aumenta sua viscosidade e consequentemente diminui sua mobilidade, o que aumenta a eficiência de varrido do óleo.

No próximo e último post referente a Reservatórios falarei um pouco sobre algumas definições importantes e mostrarei como calcular o volume de uma reserva de petróleo.

Keep Drilling !

Fonte: Fundamentos de Engenharia de Petróleo - José Eduardo Thomas.

R E s E R V a T Ó R I O s

4 - Mecanismos de Produção

Nesta etapa, estudamos a produção inicial de um reservatório, quando este possui energia suficiente para produzir sozinho durante determinado período.

A energia do reservatório é calculada pela pressão, quanto maior a pressão, mais fluido será produzido.
Além da pressão, a energia primária dependerá da natureza dos fluidos, do volume do reservatório e das propriedades das rochas e dos fluidos.

A produção dos fluidos é devida geralmente a dois efeitos principais:

1 - Descompressão - Promove a expansão dos fluidos e a contração do volume poroso.

É simplesmente reduzir a pressão através da comunicação do poço com as condições de superfície.

Se nenhum mecanismo de contrapressão for utilizado, poderá ocorrer um blowout.

2 - Deslocamento de um fluido por outro - Água proveniente de um aquífero ou gás proveniente de uma capa de gás.

Para que haja produção dos fluidos contidos nos espaços porosos da rocha é necessário que outro fluido venha a ocupar o espaço vazio deixado por aqueles. 

MECANISMO DE GÁS EM SOLUÇÃO

No primeiro cenário, o reservatório está acima da pressão de saturação. A medida que for sendo produzido, a pressão cai até a pressão de bolha e começa a surgir bolhas de gás dissolvidas no óleo, como ilustra o segundo cenário. Estas bolhas de gás ficarão impregnadas de óleo e assim o óleo será produzido.

Ao ser produzido em grandes quantidades, o gás leva consigo a energia do reservatório e a pressão declina rapidamente. Como o gás possui maior mobilidade que o óleo, o gás será rapidamente produzido e consequentemente a produção de óleo será declinada.

Com a ausência de gás no reservatório o óleo não conseguirá ser produzido somente com a energia primária e então será necessário a utilização de métodos secundários (artificiais) de recuperação.

- As taxas de recuperação são pequenas, normalmente inferiores a 20%.

Principais Características: 

• A pressão declina rapidamente.
• Baixo Fator de Recuperação
• Pouca ou nenhuma produção de água.
• A razão Gás-Óleo cresce rapidamente no início e depois torna a cair.
• Requer elevação artificial muito cedo.

O gráfico mostra com clareza a RGO e a Pressão.

MECANISMOS DE CAPA DE GÁS

A zona de óleo é posta em produção e a redução da pressão leva a uma expansão gradativa da capa de gás, que penetra na zona de óleo expulsando-o.

- As taxas de recuperação são maiores que no mecanismo de gás em solução, normalmente em torno de 20% e 30%.

Características:

• A pressão cai vagarosamente.
• Poços surgentes por mais tempo.
• Fatores de recuperação elevados.
• Pouca ou nenhuma produção de água.
• A RGO cresce devagar.

- Os picos da curva RGO são devido a dissolução do gás no poço a medida que estar sendo feita a produção. A capa de gás tende a aumentar e consequentemente várias correções dos canhoneados é feita para evitar que se produza na zona do gás. 

Afinal, queremos que a energia do reservatório se conserve pelo maior tempo possível, né? =D

MECANISMO DE INFLUXO DE ÁGUA

É necessário que o reservatório esteja em contato com uma grande acumulação de água.

A queda de pressão leva a expansão da água do aquífero, que invade o reservatório e desloca o óleo.

A diferença do mecanismo de capa de gás é que o gás expande muito mais rápido que a água, assim quanto maior o aquífero maior será a produção de óleo.

É um excelente mecanismo de produção.

- As taxas de recuperação variam de 30 a 40%.

Características:

• A pressão se mantém elevada por mais tempo
• A razão Água-Óleo cresce continuamente.
• A água produzida é reinjetada no próprio reservatório.

MECANISMO COMBINADO

Funciona como uma combinação dos mecanismos de capa de gás e influxo de água.

O gás ao se expandir empurrar o óleo pra baixo e o aquífero empurra o óleo pra cima, confinando o óleo em uma determinada 'janela' de produção.

Com o tempo, a pressão será reduzida causando o aparecimento de gás livre na zona de óleo.

SEGREGAÇÃO GRAVITACIONAL

- A gravidade é o agente responsável pela melhoria do desempenho dos mecanismos de produção. Ela faz com que ocorra a segregação de fluidos, ou seja, que eles se arranjem dentro do reservatório de acordo com a sua densidade.

 - Seu efeito é melhorado se as vazões não forem muito elevadas.

Fonte: Fundamentos de Engenharia de Petróleo, Thomas.

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3- Tipos de Reservatórios

Vamos supor que tenha sido encontrada uma formação portadora de óleo, o que se pode esperar que esse reservatório venha a produzir?

Como sabemos, um reservatório de petróleo é uma armadilha contendo óleo, água e gás, em variadas proporções.

A figura seguinte mostra esquematicamente a condição padrão destes fluidos no interior do reservatório e o que resulta quando eles são levados para a superfície.

Comportamento dos Fluidos nas Condições de Reservatório e Superfície.

Podemos observar que as condições de pressão e temperatura são fatores importantes na determinação do tipo de fluido que será recuperado.

RESERVATÓRIOS DE ÓLEO

• Hidrocarbonetos em estado líquido no Reservatório (Ponto R).
• Nas condições de Superfície (Ponto S) , temos óleo e gás.

Reservatório de Óleo.

RESERVATÓRIOS DE GÁS

O gás nas condições padrões de superfície é o resultado da composição de três partes. Uma parte 

do gás é proveniente dos hidrocarbonetos que nas condições de 

temperatura e pressão do reservatório já se encontram no estado gasoso e têm 

o nome de gás livre. A segunda parte é o gás que sai de solução do óleo, isto é, os 

hidrocarbonetos que se encontram dissolvidos no óleo nas condições do 

reservatório e se vaporizam quando a mistura é levada para as condições de

superfície. A terceira parte é o gás que se encontra dissolvido na água nas 

condições do reservatório, 

essa parcela é desprezível, não entrando nos cálculos das 

produções.

RESERVATÓRIOS DE GÁS ÚMIDO

• Hidrocarbonetos em estado gasoso no Reservatório (Ponto R).
• Nas condições de Superfície (Ponto S), temos gás e condensado.

Gás Condensado = Determinados campos de petróleo produzem o denominado "gás condensado", que não é considerado verdadeiramente um gás e nem líquido, apresentando uma "dupla fase fluida". Não é um gás devido a sua alta densidade e não é um líquido porque sua superfície de contato varia da fase gasosa para a fase líquida. 

Reservatório de Gás Úmido.

RESERVATÓRIOS DE GÁS SECO

• Hidrocarbonetos em estado gasoso no Reservatório (Ponto R).
• Nas condições de Superfície (Ponto S), temos apenas gás.

Reservatório de Gás Seco.

RESERVATÓRIOS DE GÁS RETRÓGRADO

Reservatório de Gás Retrógrado.

Se a temperatura do fluido do reservatório Tr está entre a temperatura do ponto crítico Tpc e a temperatura cricondentérmica Tc, o reservatório é classificado como Reservatório de Gás de Condensação Retrógrada.

Temperatura Cricondentérmica = É a temperatura máxima em que ainda existem duas fases em equilíbrio.

O fluido existe como um gás nas condições iniciais do reservatório, como indica o ponto R na figura acima.

Quando ingressa no poço e começa a subir para a superfície, a pressão e temperatura diminuem e haverá presença de duas fases. À medida que o fluido vai sendo produzido, a pressão no interior do reservatório diminui, enquanto a temperatura permanece constante.

Em algum momento o sistema irá se encontrar no ponto 1 sobre a curva de orvalho. Teoricamente, nesse instante aparecerá a primeira gota de líquido.

A certa altura da vida produtiva da formação, começa a ocorrer uma condensação de certos componentes da mistura, ou seja, uma parte do gás se liquefaz, no ponto 2.

Com o prosseguimento da produção, a pressão continua a cair, fazendo com que o gás que está no estado líquido volte ao estado gasoso, no ponto 3.

Com a diminuição da pressão, todo o gás liquefeito eventualmente voltará ao seu estado inicial (gás). O ponto de interesse da questão é o fato de uma redução de pressão causar a condensação do gás, quando o esperado é que reduções de pressão causem vaporizações de líquidos.

Todo o fenômeno da condensação retrógrada acontece no interior da rocha reservatório.

RESERVATÓRIOS DE ÁGUA

Apesar da água estar sempre presente nos reservatórios, nem sempre a sua quantidade, expressa pela sua saturação, é suficiente para que ela se desloque até a superfície.

Existe uma saturação mínima de água a partir da qual ela se torna móvel. Essa 

saturação depende da rocha e dos fluidos nela contidos. Se a saturação de água for 

igual a esse valor mínimo, não haverá fluxo e consequentemente não haverá 

produção de água dessa rocha.

A água que chega na superfície também pode ter origem em 

aqüíferos, que podem estar adjacentes às formações portadoras de 

hidrocarbonetos.

No próximo tópico da série, falarei como colocar estes diferentes tipos de reservatórios em produção.

Keep Drilling! ;)


Fonte: Fundamentos de Engenharia de Petróleo - José Eduardo Thomas.

R E s E R V a T Ó R I O s

Dando continuidade ao tema de Reservatórios....

2- Mudanças de Fase

Não é muita novidade que qualquer fluido ou gás tem suas propriedades alteradas quando estes passam de um estado originário para outro.

As condições de pressão e temperatura dentro do reservatório são bem diferentes das condições na superfície. A medida que o óleo é produzido, a pressão dentro do reservatório vai diminuindo e chega até um limite onde o óleo não pode ser mais recuperado, é aí que entra em ação os métodos de recuperação, mas isso é assunto para o 5° post da série .... aguardem!!

Variação da Pressão no Reservatório

O ponto 1 representa Pressão Estática - é a pressão no reservatório quando não há fluxo, ou seja, quando o reservatório está em seu estado originário sem qualquer intervenção.

O ponto 2 quando o reservatório já está em produção representa a Pressão de Bolha - aqui começa a vaporização à temperatura constante.

Importante saber!

Ponto de Bolha - Determina a pressão e temperatura em que se forma a primeira bolha de gás.

Ponto de Orvalho - Determina a pressão e temperatura em que o gás deve ser resfriado para que a condensação de água se inicie.

O ponto 3 representa as condições de temperatura e pressão do fluido (óleo ou gás) na cabeça do poço, ou seja, na superfície.

Ainda em relação ao gráfico acima observamos o ponto de encontro entre as linhas dos pontos de bolha e de orvalho, conhecido como Ponto Crítico, esta configuração é para misturas.

Antes da linha do ponto de bolha, a fase em que se encontra a mistura é líquida, na área delimitada pelas duas linhas é uma zona de equilíbrio em que as fases líquida e gasosa coexistem ao mesmo tempo, após a linha do ponto de orvalho, a mistura se encontra na fase gasosa.

Para uma substância pura, o Ponto Crítico é o maior valor de pressão e temperatura onde duas fases podem coexistir. O gráfico abaixo representa as fases em que se encontra uma substância pura qualquer e seu Ponto Tríplice, em que as fases gasosa, líquida e sólida coexistem em equilíbrio.

É isso, uma rápida abordagem sobre as mudanças de fase que ocorrem no fluido desde o reservatório até a superfície.

Existem reservatórios que produzem água, gás e óleo e existem reservatórios que produzem somente um ou dois destes fluidos.

Próximo post abordarei os tipos de reservatórios e entenderemos o porquê isso ocorre.

=)

R E s E R V a T Ó R I O s

Hoje vou começar uma série de postagens referente ao tema que mais gosto da Engenharia de Petróleo - Reservatórios!!!

Há quem diga que a área de reservatórios é para as 'mulherzinhas' pelo fato da mesma ser sensível a qualquer mudança dentro de seus limites geográficos e que a área dos homens seria a de perfuração, por ser mais 'bruta' e rock n' roll no sentido strictu da expressão.

Mas a verdade é que em todos as etapas entre a prospecção e o processamento do petróleo deve-se ter muita atenção e cautela, qualquer erro pode resultar em consequências bastantes onerosas quando não fatais.

Mas chega de blá-blá-blá!!!

Para entender os princípios da Engenharia de Reservatórios é necessário conhecimentos de termodinâmica, transferência de calor e massa e muita, muita mecânica dos fluidos!!!

Dividirei o tema em 6 partes (tentarei postar às quintas-feiras) pra não ficar com posts tão grandes.

1- Diferenciação dos Fluidos Encontrados no Reservatório 

2- Mudanças de Fase

3- Tipos de Reservatórios

4- Mecanismos de Produção

5- Métodos de Recuperação

6- Definições Importantes

Vamos começar então!

1- Diferenciação dos Fluidos Encontrados no Reservatório 

Disposição dos Fluidos Dentro do Reservatório

Segundo a Agência Nacional do Petróleo:

Petróleo - Todo hidrocarboneto líquido em seu estado natural, a exemplo do óleo cru condensado. Ou seja, petróleo ou óleo (como é mais chamado) é a porção que permanece no estado líquido quando levada das condições de reservatórios para as condições de superfície.

Gás Natural -Todo hidrocarboneto ou misturas de hidrocarbonetos que permaneçam em estado gasoso nas condições atmosféricas normais, extraídos diretamente de reservatórios petrolíferos ou gaseíferos, incluindo gases úmidos, secos, residuais e gases raros.

Ainda podemos definir o Gás Associado e o Não Associado ao Óleo.

Gás Associado ao Óleo - É todo gás natural existente em reservatórios considerados como produtores de óleo.

Gás Não Associado ao Óleo -  É todo gás natural existente em reservatórios considerados como produtores de gás.

Água - Também é bastante comum encontramos água nos reservatórios. O tipo de rocha e fluidos contidos na água no meio poroso vai determinar se a mesma será móvel ou não. A origem da água pode vir de aquíferos ou devido à água injetada para recuperação de poços de óleo (Calma! Isso é assunto pra mais tarde!)

Estes conceitos são simples, mas é preciso tê-los bem definidos para entender os posts que virão... aposto que vai ter muita gente se apaixonando pela área também... e não serão só as meninas.. =D




Fonte: Figura Retirada do Blog Diário do Pré-Sal 

I Got Soul, But I'm Not A Soldier

Traduzindo my feelings estes tempos... =D

I just wanted to use my orange jumpsuit...
I got soul, but I'm not a soldier !!!!

O Futuro a 2 Mil Metros de Profundidade

Mesmo com a cabeça voltada 100% para um outro projeto, por culpa do atraso dos editais da BR, a mesma empresa consegue fazer meus olhinhos brilharem com imagens que retratam o que de fato ela tem de melhor: seu corpo de engenheiros, geólogos, pesquisadores e afins, mas não menos importantes...

A Petrobras irá completar 60 anos amanhã, dia 03 de Outubro (olha só, ela é libriana como eu, tá explicado tanto charme! =D)

Para celebrar a chegada na 'melhor idade', lançou uma campanha chamada Missão Netuno.

A missão tem o objetivo de arrecadar mensagens dos brasileiros sobre o que os inspiram para o futuro. Estas mensagens foram postas em uma cápsula do tempo que só será aberta daqui a 10 anos.

Com uma bandeira brasileira, a cápsula foi alocada na região do Pré-Sal a 2 mil metros de profundidade, com ajuda de veículos submarinos operados remotamente, os conhecidos ROV (depois faço um post sobre tal equipamento que são literalmente os braços e mãos dos operadores nas plataformas).

O vídeo abaixo mostra a manobra e percebemos a emoção dos que estavam presentes na sala de comando. 

E como não se emocionar? 

Desafio é o que de fato move as pessoas, quando as mesmas são estimuladas e tem seus esforços respeitados e recompensados..

Amanhã, a simpática 'Senhora' passará a ter os 'direitos de prioridades' e em 10 anos teremos o futuro revelado diretamente do fundo do mar!  

Será que os desafios terão sido superados?
Será que o futuro terá virado o presente?

Temos 1 década para dizer que sim! ;)