conceito de producao

PRODUÇÃO DE PETRÓLEO

Geraldo Spinelli Ribeiro

UMA DEFINIÇÃO....

ENGENHARIA: [de engenho + -aria.] s. f.

1. Arte de aplicar conhecimentos científicos e empíricos e certas habilitações específicas à criação de estruturas, dispositivos e processos que se utilizam para converter recursos naturais em formas adequadas ao atendimento das necessidades humanas.

AURÉLIO

OS PRIMÓRDIOS

Oeste da Pennsylvania, 1859

PRODUÇÃO DE ÓLEO E GÁS

•CONJUNTO DE PROCESSOS

•FINALIDADE: EXTRAIR COM ECONOMICIDADE ÓLEO E/OU GÁS NATURAL DE UM CAMPO DE HIDROCARBONETOS, BUSCANDO MAXIMIZAR O APROVEITAMENTO DOS RECURSOS NATURAIS DO REFERIDO CAMPO

•CONDICIONANTES: ELEVADOS PADRÕES TÉCNICOS, AMBIENTAIS, DE SEGURANÇA E DE RESPONSABILIDADE SOCIAL

•FORMA: ATRAVÉS DO USO EXTENSIVO DE TECNOLOGIA

PRODUÇÃO DE ÓLEO E GÁS CONJUNTO DE PROCESSOS: COMPREENDE UM DOMÍNIO

DISCIPLINAR QUE INCLUI TEMAS ESPECÍFICOS DA ENGENHARIA DE PETRÓLEO:

POÇO, RESERVATÓRIO, ELEVAÇÃO E ESCOAMENTO, PROCESSAMENTO PRIMÁRIO DA PRODUÇÃO TRANSPORTE DA PRODUÇÃO.

OUTRAS ENGENHARIAS:

• SUBMARINA,• NAVAL,• AUTOMAÇÃO E TELECOMUNICAÇÕES,• TURBOMÁQUINAS,• PRODUÇÃO,• MANUTENÇÃO E INSPEÇÃO,• AMBIENTAL,• CIVIL E GEOTÉCNICA,• MATERIAIS• ……

ALÉM DE OUTRAS ÁREAS…

• GEOLOGIA DE PRODUÇÃO,• GEOFÍSICA DE PRODUÇÃO,• QUÍMICA ORGÂNICA • QUÍMICA INORGÂNICA,• FÍSICO-QUÍMICA,• ANÁLISE ECONÔMICA,• DIREITO DE PETRÓLEO,• ……


•SOB O PONTO DE VISTA DA HISTÓRIA DO CAMPO: •INICIA: APÓS A DECLARAÇÃO DE COMERCIALIDADE DE UM CAMPO DE HIDROCARBONETOS (AO FINAL DA FASE DE EXPLORAÇÃO)

•ENCERRA: QUANDO DO ABANDONO DESTE CAMPO AO FINAL DE SUA VIDA PRODUTIVA.

•SOB O PONTO DE VISTA DO ESCOAMENTO DOS FLUIDOS

•INICIA: DENTRO DO RESERVATÓRIO, QUANDO O FLUIDO MIGRA PARA O POÇO

•ENCERRA: NO TERMINAL, QUANDO O ÓLEO E O GÁS SEPARADOS SÃO ENTREGUES AO CLIENTE


EM UM DETERMINADO CAMPO, ESTE CONJUNTO DE PROCESSOS ATRAVESSA AS SEGUINTES FASES AO LONGO DO TEMPO (PONTO DE VISTA DA HISTÓRIA DO CAMPO):

Abandono do Campo

Planejamento do Desenvolvimento

da Produção

Implantação do Projeto de

Desenvolvimento

Operação da

Produção

Projetos de expansão da produção ou de

revitalização do campo

Declaração de Comercialidade

A

FASES DA PRODUÇÃO DE ÓLEO E GÁS

PLANEJAMENTO DO DESENVOLVIMENTO DA PRODUÇÃO

Etapa na qual se elabora o projeto da explotação do campo

Insumos: Informações geológicas do reservatório Informações sobre os fluidos contidos no reservatório Informações geográficas da localização do campo Informações sobre mercado consumidor e sobre a economia Experiência acumulada pela companhia ao longo de sua história

Produtos: Levantamento de alternativas conceituais de sistemas de produção (Pré-Projeto) Comparação técnico-econômica destas alternativas e escolha da alternativa de produção (Projeto Conceitual) Detalhamento do Projeto Conceitual (Projeto Básico)




Muitas vezes, o desenvolvimento de um campo é planejado em módulos com diferentes projetos, cada um correspondendo a uma região do reservatório ou sistema de produção.

Motivos: dimensão do reservatório, maturidade de informações, prioridade às áreas “nobres”, recursos críticos.

Exemplo: Campo de Marlim Sul Módulo 1: P-40 e P-38 em 2001 Complementar do Módulo 1: FPSO Marlim Sul em 2005 Módulo 2: P-51 em 2008 Módulo 3: P-56 em 2011 Módulo 4 : em estudos




Piloto de Produção:

Em alguns casos, em paralelo com o projeto de desenvolvimento, pode ser de interesse investigar um pouco mais as características do reservatório ou mesmo testar a eficácia de determinada tecnologia para a explotação do campo. As informações de produção adquiridas nesta fase são utilizadas para se otimizar o projeto final.

Exemplo: Piloto de Jubarte:

incertezas investigadas referentes à produção de reservatórios de óleos pesados em águas profundas


IMPLANTAÇÃO DO PROJETO DE DESENVOLVIMENTOEtapa na qual se executa o projeto da explotação do

campo

A implantação do projeto envolve, de uma forma genérica, as atividades de:

perfuração e completação de poços, construção da Unidade Estacionária de Produção (UEP) -“navio ou

plataforma”, licitação de compra de materiais, montagem e instalação de equipamentos, ancoragem da UEP, interligação dos componentes, condicionamento e pré-operação, acompanhamento orçamentário.


OPERAÇÃO DA PRODUÇÃO Etapa na qual se produz o

reservatório

Atividades da rotina da produção, dentre outras:

monitoração do comportamento do reservatório, testes periódicos de produção, otimização da produção, escoamento da produção, tratamento e descarte de água produzida, acompanhamento de custos operacionais, monitoração da integridade das instalações, execução de plano de manutenção e inspeção, auditorias de segurança operacional, e

avaliação de oportunidades de ampliação ou de revitalização da produção não previstas no projeto original.


EXPANSÃO OU REVITALIZAÇÃO DO CAMPO Etapa opcional na qual se modifica o plano de

desenvolvimento em função de novas oportunidades que não estavam em jogo quando do plano original

Oportunidades:

maior conhecimento do reservatório, novas premissas, nova estrutura de preços de óleo e gás, novas tecnologias, ….

Exemplos: Complementar do módulo 1 de Marlim Sul Revitalização de Campos Maduros (RECAGE)

http://s6000as11.serinf.petrobras.com.br/fotoweb/popup.fwx?position=11&folderid=5001&columns=1&rows=1&search=fpso%20marlim%20sul


ABANDONO DO CAMPO

Envolve:

o de-comissionamento da UEP (no mar), reaproveitamento e reciclagem de equipamentos e materiais, arrasamento dos poços (em terra), retorno da locação à comunidade para uso por outras atividades


OS FLUIDOS DE UM CAMPO (ÓLEO, GÁS E ÁGUA) PASSAM POR DIFERENTES PROCESSOS DE ESCOAMENTO NA PRODUÇÃO (PONTO DE VISTA DO ESCOAMENTO DOS FLUIDOS):

RECUPERAÇÃO NORESERVATÓRIO

ELEVAÇÃO NOPOÇO

ESCOAMENTO NA LINHA DE

PRODUÇÃOPROCESSAMENTOE ARMAZENAGEM:

• PLATAFORMA OU NAVIO (NO MAR)

• ESTAÇÃO COLETORA(EM TERRA)

EXPORTAÇÃOEM OLEODUTOS E

GASODUTOS

REUSO OU DESCARTE DE ÁGUA TRATADA

O+G+A O G A

PROCESSOS DA PRODUÇÃO DE ÓLEO E GÁS EM TERRA

Linha de Produção ESCOAMENTO

Poço ELEVAÇÃO (ARTIFICIAL OU

NATURAL)

Reservatório RECUPERAÇÃO

Exportação TRANSPORTE

Sistema de Injeção INJEÇÃO DE ÁGUA (RECUPERAÇÃO)

Estação Coletora PROCESSAMENTO E ARMAZENAGEM

PROCESSOS DA PRODUÇÃO DE ÓLEO E GÁS NO MAR

Linha de Produção e Riser ESCOAMENTO

Poço ELEVAÇÃO (ARTIFICIAL OU NATURAL)

Reservatório RECUPERAÇÂO

Linha de Exportação TRANSPORTE

Sistema de Injeção INJEÇÃO DE ÁGUA (RECUPERAÇÃO)

Unidade de Produção PROCESSAMENTO E

ARMAZENAGEM


POÇO• Elo de ligação entre o reservatório de hidrocarbonetos e a

superfície ou o fundo do mar• Sonda: equipamento móvel para perfuração e completação de

poços. NOTA: SONDA MARÍTIMA NÃO É UNIDADE DE PRODUÇÃO !!• As atividades de perfurar um poço ou de prepará-lo para

produção (completá-lo) podem ser -e normalmente são- executadas independentemente dos demais processos de produção

Terrestre Marítimas: móveis ou fixas

PERCURSO DE POÇOS

Poço Vertical – a sonda e o alvo estão na mesma reta vertical Poço Direcional – a sonda

e o alvo não estão na mesma reta vertical

POÇOS EM ÁGUAS PROFUNDAS NORMALMENTE SÃO DIRECIONAIS, POIS

SÃO CAPAZES DE ATINGIR UMA MAIOR REGIÃO DO RESERVATÓRIO E

GARANTEM MAIOR PRODUTIVIDADE

MECANISMOS DE PRODUÇÃO DO RESERVATÓRIO

RESERVATÓRIO: Rocha sob pressão, com poros conectados entre si, que

contém óleo, gás e água (ou apenas dois deles, (água e outro), ou apenas água).

ANALOGIA (MUITO) SIMPLIFICADA 2: O reservatório é como um balão de gás, que é furado por uma

agulha. Enquanto sua pressão for maior que o ambiente externo (no

caso o fundo do poço), os fluidos (óleo, água e gás) irão fluir para o poço.

À medida que os fluidos saem, a pressão vai caindo, e se outro fluido não penetrar no espaço poroso ocupando o espaço dos fluidos que saíram (recuperando a pressão), a produção eventualmente cessará.

LIÇÃO: É PRECISO MANTER O RESERVATÓRIO PRESSURIZADO PARA

QUE ELE CONTINUE PRODUZINDO ! A PRESSÃO É A FONTE DA ENERGIA QUE FAZ OS FLUIDOS FLUIREM DO RESERVATÓRIO. PARA MANTER A PRESSÃO E GARANTIR UMA MAIOR DRENAGEM DO RESERVATÓRIO QUASE SEMPRE É NECESSÁRIO INJETAR ÁGUA OU GÁS.

- PROCESSO DE RECUPERAÇÃO SECUNDÁRIA

MECANISMOS DE PRODUÇÃO DO RESERVATÓRIO

ANALOGIA (MUITO) SIMPLIFICADA 3 : O gás está em solução no óleo enquanto o óleo está sob

pressão, da mesma forma que a água gaseificada numa garrafa sob pressão.

Ao reduzir a pressão (“abrir a garrafa”), o gás sai de solução (aparecem bolhas).

LIÇÃO: SE QUISER EVITAR QUE CADA VEZ MAIS GÁS SAIA DE SOLUÇÃO

NO RESERVATÓRIO E VENHA A COMPETIR COM O ÓLEO EM SEU ESCOAMENTO ATÉ O POÇO, DEVE-SE MANTER A PRESSÃO DO RESERVATÓRIO !

MAIS UMA RAZÃO PARA A RECUPERAÇÃO SECUNDÁRIA…

RECUPERAÇÃO TERCIÁRIA: OUTROS MÉTODOS DE RECUPERAÇÃO

• ALTOS CUSTOS• GRANDES DESAFIOS TECNOLÓGICOS• EXEMPLO: INJEÇÃO DE VAPOR PARA ÓLEOS MUITO VISCOSOS – FAZENDA ALEGRE (ES - TERRA)

FATOR DE RECUPERAÇÃO DO RESERVATÓRIO

•FR = Percentual do volume original de um reservatório

que será recuperado ao final da vida produtiva

Por uma série de fenômenos físicos, é praticamente impossível recuperar 100% dos hidrocarbonetos em

um reservatório.

FRs acima de 55% são considerados excelentes.

FR limite de um campo: valor acima do qual insistir na recuperação não é mais interessante economicamente.

Varia de campo para campo, em função de diversas variáveis.

ELEVAÇÃO E ESCOAMENTO DO PETRÓLEO

ANALOGIA (MUITO) SIMPLIFICADA 4 : Se você mora numa casa, talvez a pressão da rede da CEDAE

seja suficiente para encher a caixa d´água no teto. Mas se mora num prédio, quase certamente, vai precisar de uma bomba.

Da mesma forma, a pressão do reservatório é suficiente para levar os fluidos até o fundo do poço, mas nem sempre consegue levá-los até a superfície (elevação natural). Quando não é possível, recorre-se à elevação artificial.

PRESSÃO PARA = PESO ESPECÍFICO x ALTURA ELEVAÇÃO DO FLUIDO DA COLUNA

ELEVAÇÃO ARTIFICIAL: - USO DE BOMBA (DIVERSOS TIPOS) PARA FORNECER A

PRESSÃO OU- INJETAR GÁS NA COLUNA (GAS LIFT), REDUZINDO SEU PESO

ELEVAÇÃO E ESCOAMENTO DO PETRÓLEO

ALGUNS TIPOS DE BOMBA UTILIZADOS:

Unidade de Bombeio Bomba Centrífuga de Fundo de Poço

Mecânico

• ESTAÇÕES COLETORAS (TERRA) • UNIDADES ESTACIONÁRIAS DE PRODUÇÃO (NAVIO OU

PLATAFORMA)

PROCESSAMENTO PRIMÁRIO E TRANSPORTE DO ÓLEO E GÁS

O + G +A dos poços

SEPARADORES

Água

TRATADORES

Reuso ou descarte

ÓleoNavios: armazenagem até transferência

para navio petroleiro

Plataformasou em terra:

BOMBAS

Transporte por oleodutos até terminais, refinarias ou navio

de armazenamento

COMPRESSORESGás

Transporte por gasodutos até terminais ou

refinarias

GERADORES

Energia elétrica

PROCESSAMENTO PRIMÁRIO – SEPARADORES

ANALOGIA (MUITO) SIMPLIFICADA 5 : A separação dos fluidos produzidos é efetuada na maioria das

vezes por um processo gravitacional, semelhante ao que acontece num galheteiro com vinagre e azeite. Por diferença de densidade, os fluidos mais pesados (“vinagre”) migram para o fundo do separador (“galheteiro”), ao passo que os mais leves, migram para o topo (“azeite”).

Os primeiros vasos separam o gás dos líquidos; depois disso é separado o óleo da água.

PLATAFORMAS E NAVIOS DE PRODUÇÃO (UEPs)

CONCENTRAM AS FACILIDADES QUE COMPÕEM O SISTEMA APRESENTADO: SEPARADORES, TRATADORES, BOMBAS, COMPRESSORES, GERADORES ELÉTRICOS, HOTELARIA …

TIPOS MAIS COMUNS NO BRASIL:PlataformaFixa (Jaqueta)

PlataformaSemi-Submersível

Navio de produção e armazenamento(FPSO)


Bibliografia Recomendada

1. Yergin, D. The Prize – the epic quest for oil, money and power. Free Press, 1992.

2. Leffler, W.L. et alli. Deepwater Petroleum Exploration and Production – A Non-Technical Guide. Pennwell, Tulsa, 2003.

3. Thomas, J.E. (org.) Fundamentos de Engenharia de Petróleo. Interciência, Rio de Janeiro, 2001.

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