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Petróleo e Gás:
Recuperação Secundária
em Campos de Produção
Expositor: Alberto Sampaiode Almeida – Gerente Geral
de Reservas e
Reservatório de Engenharia
de Produção, Diretoria de E &
P, Petrobras
Parceria na Divulgação dos
Resultados:
Economia e Energia
http://ecen.com
SEMINÁRIO
RECURSOS ENERGÉTICOS DO BRASIL: PETRÓLEO, GÁS, URÂNIO E CARVÃORio de Janeiro 30 de setembro de 2004 - Clube de Engenharia
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Recuperação Secundária em Camposde Produção de Petróleo
Seminário Recursos Energéticos do Brasil: Petróleo,Gás, Urânio e Carvão - Clube de Engenharia
30/09/2004
Alberto Sampaio de [email protected]
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Sumário
IntroduçãoConceitos/Definições/Terminologia
• Panorama da Recuperação de Petróleo no Brasil
• Iniciativas para a aumento da Recuperação de Petróleo no Brasil
• Considerações Finais
Recuperação Secundária em Campos de Petróleo
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Condições do Reservatório Temperatura (Gradiente Geotérmico)
Pressão (Temperatura, gás dissolvido, hidráulica)
Reservatório
Migração e Acumulação por Gravidade
Arenitos
Carbonatos
Tipos de Rocha Reservatório
Conceitos/Definições/Terminologia
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Porosidade = =Volume Poroso (VP)
Volume Poroso + Volume de Rocha
P e t r ó l e
o
φ(VB)
Capacidade de Acumular Fluídos
Conceitos/Definições/Terminologia
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Permeabilidade = K = ƒ(vazão/diferença de pressão)
Conceitos/Definições/Terminologia
Capacidade de Escoar Fluídos
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Reservas = VRec – NP
OleoResidual
Reservas
ProduçãoAcumulada
(NP)
VolumeOriginalde Oleo(VOOIP)
VolumeRecuperávelFinal (VRec)
FR =Produção acumulada de óleo (NP)
Volume original de óleo (VOOIP)
Processo de DeslocamentoMultifásico de Fluídos
Fluídos deslocando óleo
Produção de PetróleoFator de Recuperação (FR)
Conceitos/Definições/Terminologia
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Utiliza a energia natural do reservatório
Recuperação Primária de Petróleo
• Aqüífero Natural Ativo• Expansão de Capa de Gás• Gás em Solução
Conceitos/Definições/Terminologia
Mecanismos de produção (exemplos):
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Aqüífero Natural Ativo
Água Água
Óleo
PoçosProdutores
Recuperação Primária de Petróleo
Conceitos/Definições/Terminologia
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Expansão de Capa de Gás
PoçosProdutores
Óleo
Capa de Gás
PoçoProdutor
PoçoProdutor
Recuperação Primária de Petróleo
Conceitos/Definições/Terminologia
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O petróleo é produzido mediante a suplementação daenergia natural do reservatório.
Recuperação Secundária de Petróleo
• Injeção de Água
• Injeção de Gás
Conceitos/Definições/Terminologia
Métodos utilizados:
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Poço Produtor Poço Injetor
FrentedeInjeção
Óleo
Conceitos/Definições/Terminologia
Recuperação Secundáriapor Injeção de Água
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PoçoProdutor
PoçoInjetor
Óleo
Recuperação Secundáriapor Injeção de Gás
Conceitos/Definições/Terminologia
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O petróleo é produzido de forma assistida por outras fontesde energia e/ou efeitos físicos, químicos e biológicos.
Recuperação Terciária de Petróleo
• Térmicos (injeção de vapor, combustão in situ)• Mísciveis (injeção deCO2, GLP, N2)• Biológicos (injeção de microorganismos)• Químicos (Polímeros, tensoativos, Álcalis)
Conceitos/Definições/Terminologia
Métodos utilizados:
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Poço
Injetor Gerador de Vapor
Poço Produtor Estação coletora de
óleo, água e gás
Vapor + Água
ÁguaQuente
Bancode
Óleo
Zona comas
saturaçõesorigiinais
de Óleo
Recuperação Terciária por Injeção de Vapor
Conceitos/Definições/Terminologia
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GásCarbônico Poço Injetor
Poço Produtor
Bomba
injetorade água
Estação coletora deóleo, água e gás
água águaCO2 CO2
ZonaMis-cível
Bancode
Óleo
Recup.de
Óleo
Conceitos/Definições/Terminologia
Recuperação Terciária por Injeção de Gás Miscível
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PoçoInjetor
BombaInjetora
Bactériase
Nutrientes
PoçoProdutor
PoçoInjetor
Bactériase
Nutrientes
Bactériase
Nutrientes
FluídoMotor
Bancode
nutri-entes
Bancode
Bactérias
Agentesde
recup.produzido
spelas
bactérias
Bancode
óleorecup.
Bancode
água
branda
Conceitos/Definições/Terminologia
Recuperação Terciária por Injeção de Microorganismos
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Recuperação Primária 5% - 15%
Recuperação Secundária 15% - 45%
45% - 65%
Processos de Recuperação FR Típicos
Recuperação Terciária
Conceitos/Definições/Terminologia
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Primária e Secundária recuperação convencional• injeção de água• injeção de gás
Terciária recuperação não convencional
• Químicos (tensoativos, alcalis, polímeros)• Misciveis (CO2, Solventes em geral)• Térmicos (Vapor, Combustão in situ, Eletromagnetismo)• Microbiológicos• Vibratórios
Terminologia
Designações primária, secundária e terciária seqüência temporal
iniciar a produção de um campo utilizandoalgum tipo de processo de recuperação adicional
Atual
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Desenvolvimento/Operação
Tempo (Anos)
Fases na Vida de um Campo
Exploração DelimitaçãoAvaliação
Desenvolvimentocomplementar
AbandonoDescobertaDeclaração de
Comercialidade
Conceitos/Definições/Terminologia
Pico/Platôde Produção
DeclínioNatural
Métodos de
Recuperação
I n í c i o d a P r o d u ç ã o
V a z ã o
0 3 5 9 15 3220
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1993: Início do projeto PRAVAP1993: Início do projeto PRAVAP
1994: Aumento das cotas de inje1994: Aumento das cotas de injeçção (Otimizaão (Otimizaçção da injeão da injeçção deão de áágua)gua)
2000: Estimulação de poços produtores2000: Estimulação de poços produtores
Otimização da Injeção de águaOtimização da Injeção de água
Implantação de Projetos de Ampliação da injeção de águImplantação de Projetos de Ampliação da injeção de água(Bordas)a(Bordas)
Perfuração de PoçosPerfuração de Poços
V
a z ã o d e
Ó l e o
( m 3 / d )
V a z
ã o d e I n j . d e Á
g u a
( m 3 / d )
Oleo
Injeção de àgua
1960 1970 1980 1990 2000
tempo (anos)
0
1000
2000
3000
0
10000
20000
30000
A Experiência de Carmópolis
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Recuperação de Petróleo no Brasil
Sumário
• IntroduçãoConceitos/Definições/Terminologia
Panorama da Recuperação de Petróleo no Brasil
• Iniciativas para a aumento da Recuperação de Petróleo no Brasil
• Considerações Finais
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• Produção de Óleo: 1.550.337 bpd• Rec. Primária: 27,0 %• Injeção de Água: 70,0 %• Injeção de Vapor: 2,0 %• Outros: 1,0 %
• Número de Projetos: 341• Injeção de Água: 247• Injeção de Vapor: 66• Injeção de Gás: 17• Injeção de CO2: 4• Polímeros: 4• Aquec. Eletromagnético: 3
276 Concessões de Produção- 234 em produção
- 42 em desenvolvimento
Unidades de Negócio daPetrobras
Recuperação de Petróleo no Brasil
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Produção de Óleo: 60.432 bpd
• Rec. Primária: 100%
11 Concessões de Produção- 3 em produção- 8 em desenvolvimento
Panorama de Recuperação de Petróleo no Brasil
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Produção de Óleo: 92.868 bpd• Rec. Primária: 26%• Injeção de Água: 56%• Injeção de Vapor: 17%• Outros: 1%
Número de Projetos: 120• Injeção de Água: 68• Injeção de Vapor: 43• Injeção de Gás: 6• Aquec. Eletromagnético: 3
69 Concessões de Produção- 58 em produção- 11 em desenvolvimento
Panorama de Recuperação de Petróleo no Brasil
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Produção de Óleo: 52.992 bpd• Rec. Primária: 31%
• Injeção de Água: 51%• Injeção de Vapor: 10%• Outros 8%
Número de Projetos: 37• Injeção de Água: 18• Injeção de Vapor: 11• Injeção de Gás: 4• Injeção de Polímero: 4
25 Concessões de Produção- 23 em produção- 2 em desenvolvimento
Panorama de Recuperação de Petróleo no Brasil
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Produção de Óleo: 52.459 bpd• Rec. Primária: 14%
• Injeção de Água: 86%Número de Projetos: 149• Injeção de Água: 138• Injeção de Vapor: 1• Injeção de Gás: 6• Injeção de CO2: 4
80 Concessões de Produção- 69 em produção- 11 em desenvolvimento
Panorama de Recuperação de Petróleo no Brasil
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Produção de Óleo: 36.311 bpd• Rec. Primária: 84%
• Injeção de Água: 1%• Injeção de Vapor: 15%
Número de Projetos: 20• Injeção de Água: 9• Injeção de Vapor: 11
44 Concessões de Produção- 39 em produção- 5 em desenvolvimento
Panorama de Recuperação de Petróleo no Brasil
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Produção de Óleo: 912.204 bpd• Rec. Primária: 28%
• Injeção de Água: 72%Número de Projetos: 10• Injeção de Água: 9• Injeção de Gás: 1
32 Concessões de Produção- 32 em produção
Panorama de Recuperação de Petróleo no Brasil
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Produção de Óleo: 345.071 bpd• Rec. Primária: 3%
• Injeção de Água: 97%Número de Projetos: 5• Injeção de Água: 5
15 Concessões de Produção- 10 em produção- 5 em desenvolvimento
Bacia de Campos
Bacia de Santos
Panorama de Recuperação de Petróleo no Brasil
ó
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Sumário
• IntroduçãoConceitos/Definições/Terminologia
• Panorama da Recuperação de Petróleo no Brasil
Iniciativas para a aumento da Recuperação de Petróleo no Brasil
• Considerações Finais
Recuperação de Petróleo no Brasil
I i i ti t R ã d P t ól
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De Gestão
TecnológicasProgramas
TecnológicosCorporativos
Iniciativas para aumentar a Recuperação de Petróleo
Iniciativas naPetrobras
RECAGE
Programas
RECAGE
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Objetivos
Estruturar corporativamente o acompanhamento sistemático deiniciativas das Unidades de Negócio do E&P que tenham foco no
aumento dos níveis de produção dos campos com alto grau de
explotação, através de geração e gestão de projetos de
desenvolvimento da produção e na otimização dos custos deextração.
RECAGE
Revitalização de Campos com Alto Grau de Explotação
Iniciativa Estratégica do E&P:Busca e Disseminação de Tecnologias e Melhores Práticas
Temas do RECAGE
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1. Otimização dos Custos
acompanhamento sistemático corporativo.
2. Gestão de Risco de Projetos
aperfeiçoar sistemática de avaliação de risco para permitir inclusão e gestão de projetos de risco na carteira e tratamento
diferenciado em função dos produtos.
3. Aumento da Produção
fomentar a geração de projetos de desenvolvimento em
concessões com alto grau de explotação visando reduzir odeclínio e/ou antecipar a produção.
Temas do RECAGE
Iniciativas Tecnológicas
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Criado em 1993.
Desafio: prover tecnologias para aumentar FR doscampos brasileiros e produzir camposconsiderados subcomerciais por limitaçõestecnológicas
Criado em 2002.
Desafio: prover tecnologiaspara produzir acumulaçõesde óleo pesado offshore
Criado em 1986.
Desafio: Prover tecnologias para produzir óleo de camposde petróleo com profundidade de água de até 3000m
Iniciativas Tecnológicas
PROPES
Programas Tecnológicos Corporativos
Carteira de Projetos
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Carteira de Projetos
PRAVAP 13 Representação do Reservatório
PRAVAP 14 Avaliação de Projetos de Desenvolvimento da Produção sobIncertezas
PRAVAP 15 Tratamento de Poços
PRAVAP 16 Gerenciamento de Águas
PRAVAP 17 Revitalização de Campos Maduros
PRAVAP 19 Sísmica Aplicada a Reservatórios
PRAVAP 20 Injeção de CO2 na Bacia do Recôncavo
Representação do Reservatório
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Desafio 1: Representar adequadamente as geometrias complexas de poço e de
reservatório nos simuladores de fluxo.
Resultados: Diretrizes para utilização de poços horizontais em simuladores
Diretrizes para cálculo de IP de poços
Linha de trabalho ativa:
Ajuste automático de histórico
Ajuste automático
de histórico para ocampo de Benfica
CONDOR
Ajuste
convencional
Dados Observados
Modelo inicial
Representação do Reservatório
Representação do Reservatório
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Desafio 2:
Caracterizar, no que diz respeito àspropriedades de fluxo, os reservatórios
falhados, e representá-los no simulador defluxo.
Resultados:
Principal resultado: modelagem de
transmissibilidade de fraturas considerandoo estado de tensões e não apenas rejeito eteor de folhelhos. Aplicações a Roncador eJubarte.
Modelagem de Falhas em
Roncador
Representação do Reservatório
Poços Especiais
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Resultados Preliminares:Poço HRMF (horizontal, revestido e multifraturado), perfurado no campode Carmópolis , com 5 fraturas ao longo do trecho horizontal, apresentaprodutividade 4 vezes maior que poços horizontais comuns.
Poço HRMF noCampo deCarmópolis
Desafio:Poços horizontais de conceito inovador e baixo custo para o aumentodo fator de recuperação em campos maduros.
Poços Especiais
Tratamento de Poços
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DesafiosAntecipar produção, reduzir custos e aumentar o fator de recuperação apartir de tratamentos em escala de poços
Fraturamento de Poço Terrestre
Tratamento de Poços
Tratamento de Poços com ANM
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Objetivos:
Reduzir os custos de operações em
poços satélite (milhões de dólarespor intervenção).
Resultados em poços-satélite:
Acidificações remotas em 6 poçosinjetores na Bacia de campos (1 emLinguado, os demais em Marlim).
Desafio:Divergência em poços horizontais.
Esquema de Poço Satélite
Tratamento de Poços com ANM
Incrustações Salinas
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Incrustações salinas aparecem quandoa água do mar injetada, rica em sulfato,mistura-se com a água da formação,rica em bário e estrôncio. O sal pode
até parar a produção de poços.
Scale em tela de gravel pack
Resultados:
Tratamentos remotos de remoçãoquímica de incrustação para os poçosverticais e inclinados em Marlim eVoador. Custo médio das operaçõesUS$ 70.000,00/poço. Custo deintervenção com sonda US$ 3 milhões.
Desafio:Divergência no tratamento de poçoshorizontais.
ç
RWI (Raw Water Injection)
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O Tratamento de água para injeção ou reinjeção é caro e ocupa espaço emplataforma
Projeto RWI:
Desenvolvimento de protótipo para injeção submarina de água comtratamento primário. O equipmento será locado sobre o solo marinho. Aágua será filtrada até 50 micra, não será desoxigenada, e receberá cloroatravés de um umbilical.
Projeto Conceitual do RWI
Desafio:Construção do protótipo paraqualquer profundidade de água.
( j )
Recuperação de Óleos Pesados
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CourtesyChevronTexaco
Desafios:• Associar injeção cíclica com solventes apropriados
• Melhorar o fator de recuperação em projetos de injeção contínua
p ç
Resultados Anteriores:
• 12 projetos de campo deinjeção cíclica e contínua devapor
• O vapor é o mais importante
método de recuperação terciáriade petróleo no Brasil e noexterior
Onshore
Recuperação Micorbiológica - MEOR
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Resultados:
• Piloto de injeção microbiológica depetróleo no campo de Carmópolis
• Bactéria injetada com água,seguida por um nutriente, gerandobiopolímeos, que desviam o fluxo deágua para áreas ainda não-varridas,
deslocando mais óleo MEOR no campo deCarmópolis, Sergipe
Recuperação de Petróleo no Brasil
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Sumário
• Conceitos/Definições/Terminologia
• Panorama da Recuperação de Petróleo no Brasil
• Ações Tecnológicos e de Gestão na Petrobras relativas à
Recuperção de Petróleo
Considerações Finais
Considerações Finais
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A maximização da Recuperação de Petróleo compreende uma série de
atividades multidisciplinares, abrangendo vários ramos das ciências e
da engenharia, cujo desafio é aumentar o fator de recuperação, a
produção e a vida útil de campos produtores de petróleo.
Os Métodos de Recuperação Secundária e Terciária de Petróleo
podem ajudar decisivamente a atingir os objetivos nacionais de obter
autosuficiência no suprimento de petróleo, explorar racionalmente osrecursos minerais brasileiros, impulsionar o desenvolvimento científico-
tecnológico nacional e diminuir as desigualdades regionais.
A Petrobras tem desenvolvido esforços consideráveis no sentido deaumentar a recuperação de seus campos seja através de seus
programas de gestão seja através dos programas tecnológicos