introdução à engenharia de petróleo

ENGENHEIRO

PROJETISTA PARA

VLVULAS DE

APLICAO SUBMARINA

Introduo Engenharia de Petrleo

Introduo engenharia do petrleo

1. Ciclo de vida de um projeto

2. Origem e composio do petrleo

3. Prospeco de petrleo

4. Perfurao

5. Avaliao e reservatrios

6. Extrao e processamento


a. Conquistar acesso

b. Explorao

c. Avaliao

d. Desenvolvimento

e. Produo

f. Abandono


Os aspectos tcnicos podero incluir o potencial tamanho das reservas a serem

descobertas e produzidas em

determinadas regies o que implicar, por

exemplo, ter acesso a estudos que j

tenham sido efetuados previamente bem

como os desafios tcnicos com que se

podero como o caso da explorao e

produo em guas ultraprofundas.



As questes polticas e econmicas incluem, entre outras, o risco de

nacionalizao, o regime fiscal e as

previses da taxa de cmbio. Os

problemas sociais e ambientais a serem

estudados devero incluir a

disponibilidade mo de obra qualificada na

regio e a legislao ambiental local.



Associado a estes aspectos dever ser includa uma anlise da competitividade

da empresa, verificando se a empresa

ter alguma vantagem competitiva, que

poder ser o caso se a empresa j possuir

uma presena em determinado pas,

mesmo que em outra rea de negcio.



A grande maioria das reservas mundiais detida e operada pelas empresas

petrolferas nacionais , o que significa que

ganhar acesso a essas reservas implicar

de alguma forma criar laos sustentveis

com essas empresas e respectivos

governos.



cada mais consensual que as descobertas de extensos reservatrios de

petrleo j aconteceram, e que no futuro

as descobertas tendero a ser mais

pequenas e mais complexas,

aproveitando por exemplo os casos do

mar do norte e das guas rasas do golfo

do Mxico.

b. Explorao


De qualquer modo, o desenvolvimento de novas tcnicas de explorao ajudou a

melhorar a eficincia desta atividade e

apesar dos objetivos a explorar serem

cada vez mais pequenos, os poos de

explorao e avaliao podem ser

efetuados agora com uma maior taxa de

sucesso.

b. Explorao


De qualquer forma, a atividade explorao, a segunda fase do ciclo de

vida de um projeto de explorao e

produo, continua a ter um elevado risco.

Mesmo que as condies geolgicas

prevejam a existncia de hidrocarbonetos,

as condies fiscais e polticas do pas

anfitrio tambm tero que ser favorveis

para que o projeto seja bem sucedido.

b. Explorao


Tradicionalmente os investimentos em produo so realizados muitos anos

antes da primeira produo, pelo que

essencial haver pelo menos um cenrio

que a produo prevista justifica o

investimento realizado.

b. Explorao


Na fase de explorao passam-se por vezes vrios anos at o primeiro poo de

explorao ser perfurado. Durante esse

perodo estudada a histria geolgica da

rea e a probabilidade de ocorrncia de

hidrocarbonetos quantificada. A

preparao de um programa de trabalhos

e estudos magnticos, gravimtricos e

ssmicos so efetuados.

b. Explorao


Na fase de avaliao, estudada de uma forma mais concisa as descobertas de

hidrocarbonetos realizadas na fase de

explorao, com o objetivo de avaliar todo

o seu potencial, uma vez que os dados

recolhidos at ento no conseguem dar

informao exata sobre o tamanho, forma

e comercialidade do reservatrio.

c. Avaliao


Nesta altura quatro opes devem ser consideradas:

c. Avaliao


1) Proceder com o desenvolvimento com o

objetivo de gerar algum rendimento no

curto prazo. O risco neste caso que o

campo seja pequeno ou grande demais

do que o esperado e que as infra

estruturas entretanto montadas se

revelem desajustadas afetando a

rentabilidade do projeto;

c. Avaliao


2) Prosseguir um plano de avaliao com o

objetivo de otimizar o desenvolvimento

tcnico. Esta opo ir atrasar a primeira

produo e aumentar o investimento mas

poder ter como resultado um aumento

da rentabilidade do projeto;

c. Avaliao


3) Vender a descoberta. Muitas empresas

so especializadas em aplicar as suas

competncias na rea da explorao sem

inteno de investir na atividade de

desenvolvimento;

4) No fazer nada.

c. Avaliao


Na segunda opo o objetivo da avaliao assim reduzir as incertezas,

nomeadamente as relacionadas com os

nveis de volumes recuperveis existentes

num reservatrio. O objetivo da fase de

avaliao no encontrar volumes

adicionais, mas sim, confirmar os que j

foram encontrados.

c. Avaliao


Aps agregada a informao necessria para a estimativa inicial de reservas, o

prximo passo verificar quais as opes

existentes para desenvolver o campo. O

objetivo do estudo de viabilidade

documentar as opes tcnicas

disponveis, das quais pelo menos uma

dever ser economicamente vivel.

c. Avaliao


O estudo dever incluir o design do processo, os tamanhos dos

equipamentos, as localizaes e os

sistema de elevao e exportao de

crude, includo desde cedo uma estimativa

de custos e um cronograma de

implementao.

c. Avaliao


Com base nos resultados dos estudos de viabilidade, e assumindo que pelo menos

uma opo vivel, um plano de

desenvolvimento conceitual do campo

(CDP) pode ser formalizado e executado,

passando fase de desenvolvimento de

um projeto de Explorao & Produo.

d. Desenvolvimento


O principal objetivo do Plano servir como especificao concetual do projeto

no que diz respeito a instalaes de

superfcie e sub superfcie e aos principais

princpios operacionais e de manuteno

necessrios para suportar uma proposta

para o investimento que ser necessrio

no futuro.

d. Desenvolvimento


O Plano dever dar gesto e aos acionistas de determinado projeto a

certeza de que todos os aspetos do

projeto foram identificados, avaliados e

discutidos entre todas as partes.

d. Desenvolvimento


Aps a aprovao do Plano seguem-se uma sequncia de atividades prvias

entrada em produo de determinado

campo, nomeadamente a especificao

detalhada dos equipamentos, a compra

dos materiais necessrios, a fabricao e

instalaes das unidades de produo e o

comissionamento de todo o equipamento.

d. Desenvolvimento


A fase de produo comea que as primeiras quantidades de hidrocarbonetos

comercializveis (primeiro leo) a fluir na

cabea do poo. Este momento marca

uma reviravolta em termos do cash

flow do projeto, uma vez que da em

diante, gerado dinheiro que ir pagar os

investimentos passados mas tambm

avanar para novos projetos

e. Produo


A produo ir depender em grande escala do perfil de produo projetado.

Este ltimo ir determinar as instalaes

necessrias e o nmero e faseamento dos

poos a serem perfurados.

e. Produo


Tipicamente a fase de produo tem trs fases distintas:

1)Fase de build-up, com o incio de

produo dos primeiros poos;

e. Produo


2) Fase de plateau onde ainda que alguns

novos poos sejam iniciados, os mais

antigos podero comear a diminuir.

Nesta fase as instalaes de produo

esto a funcionar em plena capacidade,

com uma taxa de produo constante,

sendo que esta fase se prolonga por um

perodo de dois a cinco anos num campo

de petrleo, mas mais longo tempo se for

um campo de gs;

e. Produo


3) Fase de declnio, durante a qual,

usualmente a fase mais longa, todos os

poos entraram em declnio da produo.

e. Produo


Por norma, o perodo econmico de um projeto acaba quando os seus cash flows

se tornam permanentemente negativos,

entrando assim o projeto na fase de

abandono. Normalmente existem duas

opes para deferir a fase de abandono,

ou atravs da reduo dos custos

operacionais ou atravs do aumento da

produo.

f. Abandono


Quando a produo do reservatrio j no suficiente para cobrir os custos, mas o

equipamento ainda est na sua vida til, a

oportunidade de desenvolver reservatrios

vizinhos, que pela sua dimenso no

seriam economicamente viveis numa

base stand alone, poder surgir.

f. Abandono


Em ltima instncia, todas as reservas economicamente viveis sero produzidas

e o campo ser abandonado. A tarefa

agora planejar como que a fase de

abandono poder ter um impacto mnimo

em termos ambientais sem custos muito

altos.

f. Abandono


As plataformas podero ser desmontadas at uma profundidade acordada com as

autoridades e estruturas de cimento

podero ser afundadas em guas

ultraprofundas. A gesto dos custos de

abandono uma questo que todas as

empresas tero que fazer.

f. Abandono


Nas operaes em terra, as instalaes podem ser desmanteladas em fases,

evitando um pico de custos elevado

coincidente com o fim da produo do

campo. J nas operaes no mar, os

custos podero ser bastante mais

significativos, e mais dificilmente

executados em fases.

f. Abandono


A proviso desses custos ir depender da dimenso da empresa e do regime fiscal

que lhe aplicvel. Tipicamente uma

empresa ter um portfolio de ativos que

esto em diferentes fases do ciclo de vida.

A correta gesto desses ativos ir permitir

a otimizao dos recursos financeiros,

tcnicos e de recursos humanos.

f. Abandono

Limites de Lmina de gua LDA adotados na Petrobras


SISTEMAS MARTIMOS DE PRODUO

SISTEMAS MARTIMOS DE PRODUO


50%

30%

20%

OFFSHORE

( LDA > 400 M )

OFFSHORE

( LDA < 400 M )

ONSHORE

TOTAL: 1.800.000 BPD

PRODUO DE PETRLEO DO BRASIL



O petrleo resulta da decomposio, ao longo do tempo, de matria orgnica

- resduos vegetais e animais marinhos,

entre outros. Esta matria orgnica vai-

se transformando medida que

exposta a diferentes presses e

temperaturas, dependendo da

profundidade a que se encontra.


Com o passar do tempo as deposies de matria orgnica vo sendo sujeitas a um

aumento de temperatura e presso,

originado pelo peso das camadas de

sedimentos depositadas por cima. A

transformao da matria orgnica est

assim dividida em quatro fases distintas:


A transformao da matria orgnica est assim dividida em quatro fases distintas:


O petrleo composto por uma complexa mistura de hidrocarbonetos. A composio

qumica do petrleo-tipo : 14% de

parafinas normais; 30% de parafinas

cclicas; 10% de resinas e asfaltenos; 16%

de parafinas ramificadas e 30% de

aromticos.

Metano Etano Propano Propano

Exemplos de parafinas normais:


Exemplo de hidrocarbonetos naftnicos:


Exemplo de hidrocarbonetos aromticos:


Anlise elementar do leo tpico (% mssico).


Grau API ( API)

uma propriedade relacionada com a densidade dos

derivados de petrleo.

Foi criada pelo American Petroleum Institute e serve como

parmetro de classificao de petrleos e derivados.

5.1315.14160/60

odAPI

onde d a densidade do leo ou de um

derivado do petrleo.



O petrleo est sujeito a um conjunto de

movimentaes, desde a sua origem at

formao de reservatrios, a que se d o

nome de migraes.

Migrao primria

Migrao secundria


Migrao primria

A rocha-me uma rocha sedimentar na qual se d a transformao da matria

orgnica. Com o aumento da presso e

fratura da rocha-me, o petrleo flui para as

formaes geolgicas superiores. Chama-se

a isto migrao primria. Aps a sada do

petrleo e consequente diminuio da

presso da rocha-me, as fraturas so

novamente fechadas.


Migrao secundria

Aps a migrao primria, o petrleo movimenta-se atravs de formaes

permeveis at encontrar uma formao

impermevel ou armadilha. A esta

movimentao d-se o nome de migrao

secundria..


Migrao secundria

A armadilha consiste na presena de uma camada rochosa selante de baixa

permeabilidade que impede migrao de

petrleo at superfcie, sobreposta a

uma rocha reservatrio que pode ou no

conter acumulao de petrleo. As

armadilhas podem ser classificadas como

estruturais ou estratigrficas.


Migrao secundria

As armadilhas estruturais so originadas por deformao estrutural da litologia,

enquanto que as armadilhas estratigrficas

so causadas por uma alterao de

litologia em que rochas selantes, tais como

o xisto, se depositam sobre a rocha

reservatrio.


Armadilha estrutural (compresso horizontal)


Armadilha estratigrfica (compresso vertical)


Matriz Rochosa


A prospeo de petrleo envolve um

conjunto de etapas de pesquisa de

hidrocarbonetos. O objetivo

encontrar reas favorveis

acumulao de petrleo e, para isso,

so realizados diversos estudos.


As principais etapas da pesquisa de

petrleo so a descoberta de regies

favorveis, a procura de armadilhas, a

execuo de poos de explorao e a

execuo de poos de avaliao.


Existem diversos estudos para identificar as

reas favorveis acumulao de petrleo,

que se dividem em estudos geolgicos e

geofsicos. Os estudos geolgicos tm como

objetivo reconstituir as condies de

formao e acumulao de hidrocarbonetos

numa determinada regio atravs de mapas

de geologia de superfcie e de caratersticas

geolgicas das rochas de subsuperfcie

obtidas em poos exploratrios.


J os estudos geofsicos tm como

principal objetivo obter informaes sobre

a presena, posio e natureza das

estruturas geolgicas em subsuperfcie,

utilizando medidas das suas propriedades

fsicas, atravs de gravimetria,

magnetometria e ssmica.


Atravs da gravimetria so criados mapas

de intensidade de campo gravtico, o qual

diretamente proporcional densidade

das formaes. Permite a identificao de

rochas com densidades anmalas (gneas

ou estruturas salinas), sendo que as

zonas com menor densidade so mais

propcias existncia de hidrocarbonetos.


A magnetometria permite identificar uma

potencial acumulao de hidrocarbonetos

uma vez que as rochas sedimentares tm

uma suscetibilidade magntica muito

baixa.


Os estudos ssmicos baseiam-se na

medio dos tempos que as ondas

ssmicas levam a atravessar as camadas

sedimentares. Apesar de serem

predominantemente uma ferramenta do

trabalho de explorao, os estudos

ssmicos evoluram para um mtodo

bastante eficaz, em termos de custos, de

otimizar a produo de um campo.


Estes estudos envolvem a gerao de

ondas de som artificial que se propagam

ao longo das rochas e dos reservatrios

sendo depois refletidos para recetores que

registam a informao recebida.


Os mtodos ssmicos de prospeo

dividem-se em dois tipos: a anlise por

refrao e a anlise por reflexo, sendo

esta ltima a mais utilizada.

A refrao baseia-se na refrao imposta a uma onda que atravessa dois meios

diferentes, consoante os meios em causa

a refrao ser maior ou menor.


A reflexo baseia-se no fato de que o

tempo de propagao de cada tipo de

formao geolgica diferente, logo o eco

medido nos microfones tem tempos de chegada caratersticos para cada tipo de

formao.


A ssmica terrestre efetuada atravs de

dinamite ou caminhes de vibrao que

funcionam como emissores, sendo o sinal

posteriormente recebido por geofones

enterrados no solo. Este processo bastante

dispendioso e demorado.

Na ssmica martima os emissores so constitudos por canhes de ar comprimido

rebocados pelo navio e os recetores so

hidrofones colocados ao longo de um cabo.


Existem ainda vrios tipos de ssmica que

variam com o tipo de informao

fornecida. A ssmica 2D uma leitura de

ensaios ssmicos num s plano, cujos

dados lidos nos recetores esto em

segundos e posteriormente tm de ser

migrados para metros.


Na ssmica 3D, a juno de vrios planos

sucessivos de ssmica 2D, possvel criar

uma imagem a trs dimenses que possibilita

uma melhor interpretao das formaes.

Efetuando anlises ssmicas 3D e 2D ao

longo do tempo, possvel por exemplo

prever o comportamento de um reservatrio e

ajustar estratgias de produo e explorao.

A este processo chamamos ssmica 4D.


A ssmica de reflexo baseia-se na diferena da velocidade das ondas em diferentes meios


Bacias sedimentares brasileiras


Levantamento martimo 3D

4. Perfurao

A perfurao de um poo ou furo uma operao complexa. As rochas so

perfuradas atravs de uma broca rotativa.

Trata-se de uma ferramenta metlica muito

resistente, dotada de dentes de ao muito

duro ou de uma coroa de diamantes

industriais. As brocas so escolhidas em

funo da dureza da rocha a perfurar, do

dimetro do furo que se pretende abrir e da

profundidade que se deseja atingir.

4. Perfurao

O movimento rotativo produzido por um motor e transmitido broca por meio de

uma combinao de hastes protegidas por

uma sequncia de tubos de ao.

4. Perfurao

Nestas hastes injetada uma corrente de lama especial com a funo de:

1)refrigerar e lubrificar a broca;

2)transportar para a superfcie fragmentos das

rochas perfuradas para estudos petrolgicos,

petrofsicos e paleontolgicos;

3)impedir a sada violenta de gs, petrleo ou

gua sempre que o reservatrio alcanado.

4. Perfurao

4. Perfurao

A principal funo da torre de sondagem de um poo de petrleo a de orientar o

equipamento de perfurao, de modo a

que ele permanea na posio vertical.

Esta grande estrutura metlica, que,

algumas vezes, atinge os 90 metros de

altura, tem de estar firmemente apoiada,

pois as cargas que o conjunto tem de

suportar podem chegar s 500 toneladas.

4. Perfurao

Alm disso, a perfurao das rochas duras produz sobre a estrutura vibraes

intensas e constantes que, sem um apoio

adequado, podem fazer ruir a torre de

perfurao.

4. Perfurao

4. Perfurao

1. Sistema de sustentao de cargas: Sustenta a coluna de perfurao e as tubagens de proteo (casing).

2. Sistema de movimentao de cargas: Atravs de cabos, permite

a movimentao da coluna de perfurao e docasing.

3. Sistema de rotao: Induz a rotao da broca, que contribui para

perfurar a formao.

4. Sistema de circulao: Permite a circulao e o tratamento do

fluido de perfurao.

5. Sistema de gerao e transmisso de energia: A energia,

proveniente de motores a diesel ou energia eltrica, aciona todos

os equipamentos da sonda.

6. Sistema de segurana do poo: Permite o controlo e fecho do

poo, quando ocorre um influxo indesejvel da formao para o

poo

4. Perfurao Mesa Rotativa

4. Perfurao

Top drive

Nas operaes no mar o

elemento que transmite

rotao a coluna de

perfurao.

A operao com top drive

permite que a perfurao

ocorra de trs em trs tubos.

Quando se usa top drive so

dispensados o kelly e a

mesa rotativa.

4. Perfurao

Broca de diamantes naturais Broca tricnica

4. Perfurao

Perfurao direcional

A perfurao direcional uma tcnica que consiste no desvio intencional da trajetria

de um poo vertical.

4. Perfurao Perfurao direcional

A perfurao direcional uma tcnica que consiste no desvio intencional da trajetria de um poo vertical.

4. Perfurao

4. Perfurao

Perfurao martima

Existem dois tipos de plataformas de perfurao martima. As que tm o BOP

(preventor de exploso) superfcie e nas

quais se incluem as fixas, auto-elevveis,

submersveis e tension leg. E as que

possuem o BOP no fundo do mar e nas

quais se incluem as flutuantes como o

semi-submersvel e o navio sonda.

4. Perfurao

4. Perfurao

As plataformas fixas utilizam-se para o desenvolvimento de campos j

conhecidos, localizados em lminas de

gua at 300 metros. So formadas por

estruturas de ao instaladas no local com

estacas cravadas no fundo do mar.

4. Perfurao

As plataformas auto-elevveis esto normalmente localizadas em lminas de

gua que variam entre cinco e 130

metros. Neste tipo de plataforma, so

acionadas estruturas de apoio que se

movimentam para baixo at atingirem o

fundo do mar. Em seguida, inicia-se a

elevao da plataforma acima do nvel da

gua.

4. Perfurao

As plataformas tension-leg utilizam-se para o desenvolvimento de campos. As

estruturas de apoio esto ancoradas no

fundo do mar atravs de cabos tubulares.

A desvantagem que apresentam uma

reduzida capacidade de armazenamento.

4. Perfurao

As plataformas semi-submersveis utilizam-se para perfurao e produo e consistem

numa estrutura apoiada por colunas em

flutuadores submersos (pontoons).

A plataforma mantida na localizao correta atravs de um sistema de ancoragem

constitudo por oito a 12 ncoras e/ou

correntes que atuam como molas e so

capazes de restaurar a posio da plataforma.

4. Perfurao

Os navios sonda utilizam-se para perfurao. A torre de perfurao localiza-

se no centro do navio, passando a coluna

de perfurao por uma abertura no casco.

O controle do seu posicionamento feito

atravs de sensores de posio e os

propulsores acionados por computadores

restauram a posio da plataforma.


Avaliao das formaes

A avaliao de formaes permite obter informaes sobre a sua composio e

propriedades fsicas, bem como sobre a

natureza e quantidade de fluidos contidos

nos respetivos reservatrios


Avaliao das formaes

Esta avaliao realizada atravs de (i) informaes obtidas nos estudos

geolgicos, geofsicos e durante a

perfurao do poo, (ii) perfilagem a poo

aberto, isto , sem revestimento, (iii)

testes de presso e (iv) de perfilagem de

produo.


Avaliao das formaes O perfil de um poo consiste numa imagem

visual das propriedades das rochas

perfuradas em relao profundidade

(perfilagem a poo aberto) e das

propriedades relacionadas com a

produtividade do poo medidas no interior

deste (testes de presso e perfilagem de

produo), atravs do deslocamento continuo

de um sensor de perfilagem dentro do poo.


Tipos de perfis

Propriedades

medidas Mtodo de medio Identificao

Potencial

espontneo (SP) Permeabilidade

Mede a diferena de potencial entre um eltrodo na

superfcie e outro situado dentro do poo Litologia

Induo (ILD) Resistividade

Passagem de uma corrente eltrica na formao e

registo da resistncia, medida entre dois eltrodos

inseridos no sensor

Hidrocarbonetos

Neutrnico (NPHI) Porosidade

Sensor contm fonte de neutres, os quais ao serem

bombardeados sobre a formao, colidem com os

ncleos atmicos dos elementosconstituintes da

formao e so capturados por um detetor

Zonas de gs

Raios gama (GR) Argilosidade Registo eltrico da radioatividade das formaes

geolgicas Litologia

Densidade (RHOB)

Densidade

das camadas

rochosas

Sensor contm fonte de raios gama, os quais so

bombardeados sobre a formao, so dispersos ao

colidirem com os eletres da rocha e so capturados

por um detetor

Zonas de gs

Snico (DT) Porosidade

Mede a diferena nos tempos de passagem de um

impulso sonoro atravs das rochas, detetado entre dois

recetores, separados entre si por uma distncia

conhecida.

Litologia

Perfilagem a poo aberto


Testes de presso

A presso de um reservatrio varia consoante as diferentes condies a que

est sujeito.

Quando o reservatrio est selado, est em equilbrio, uma vez que a presso a

mesma em todos os pontos presso esttica original.


Quando um poo colocado em produo

de teste, ou seja no perodo de fluxo, d-

se uma queda da presso na rea de

influncia do poo. Quando o poo

fechado aps um perodo de fluxo, d-se

uma compensao de fluidos no interior

do reservatrio.


O objetivo dos testes de presso

identificar os fluidos contidos na formao,

verificar a recuperao de presso ao

longo do tempo com o poo fechado e a

existncia de depleo(queda de presso

do reservatrio), que indicativa de que o

reservatrio pequeno.


Os testes de presso podem tambm ser

utilizados para determinar os danos numa

formao. Fornecem ainda informaes

sobre as propriedades da mistura de

hidrocarbonetos.


Teste Aplicao Medio Funcionamento

Teste de formao repetitivo

(RFT) A poo aberto

Presso da formao, atravs de

uma ferramenta descida no poo

por cabo ou atravs de

equipamento inserido no BHA

Atuao de um pisto interno no equipamento

para promover no dispositivo uma presso at

5000 psi inferior presso hidrosttica, que

permita o influxo dos fluidos para o dispositivo

do equipamento

Teste de formao a poo

revestido (TFR) Com revestimento

Presso da formao, atravs de

uma ferramenta descida no poo

por cabo ou atravs de

equipamento inserido no BHA

Atuao de um pisto interno no equipamento

para promover no dispositivo uma presso at

5000 psi inferior presso hidrosttica, que

permita o influxo dos fluidos para o dispositivo

do equipamento

Drill stem test (DST) A poo aberto Presso da formao atravs de

uma tubagem de teste perfurada

Quando a coluna de teste atinge o intervalo a

ser testado, aciona dois obturadores contra as

paredes do poo para isolar a coluna de

interesse da coluna de lama;

Isolamento do intervalo a testar provoca

reduo da presso hidrosttica da lama em

frente ao intervalo da formao a ser testada

para permitir a produo dos fluidos da

formao;

Atravs da vlvula de fundo, promover

perodos intercalados de fluxo;

Registar continuamente as presses em

funo do tempo para avaliar o potencial

produtivo da formao testada, em perodo de

esttica com a vlvula de fundo fechada.


Perfilagem de produo

A perfilagem de produo realizada atravs de perfis, aps a descida do

revestimento de produo e completao

inicial do poo, para determinar as

condies de produtividade deste.


Production loging tool (PLT)

Medidor de vazo contnuo: Medio da velocidade do fluxo, nos trechos de

interesse a poo aberto, determinando a

contribuio de cada trecho na vazo total

de produo do poo


Gradiomanmetro: Regista a densidade

mdia dos fluidos contidos em

determinado trecho do poo em funo da

profundidade, atravs da medio da

presso em dois pontos afastados.


Perfil de densidade (fluid density meter)

Registo da densidade do fluido atravs de

uma ferramenta composta por uma fonte

de raios gama e de um detetor, que mede

os raios gama que se dispersam no fluido

aps chocarem com os eletres deste.


Hidrolog: Utiliza-se quando se tem um

fluxo trifsico (gs, leo e gua); este

perfil mede a constante dieltrica da

mistura de fluidos e como a gua

apresenta elevada constante dieltrica,

possvel determinar a % desta na mistura


Perfil de temperatura utilizado para

registar a temperatura do fluido do poo,

pois indicativo dos trechos em que se

est a produzir, da localizao dos

vazamentos, entre outros.


Thermal decay time log (TDT)

Permite obter um perfil qualitativo das saturaes existentes no reservatrio

atravs de neutres emitidos contra a

formao, que ao atingirem um

determinado nvel energtico emitem raios

gama, os quais diferem de intensidade

dependendo da saturao da rocha em

leo, gs ou gua.


Reservatrios

A engenharia de reservatrios estuda as propriedades das rochas e dos fluidos

nelas contidas, que determinam a

quantidade de fluidos que pode ser

extrada e o modo como podem ser

conduzidos at superfcie.


As principais caratersticas dos reservatrios

so:

a compressibilidade;

a saturao (indica a relao entre o volume que cada uma das fases - leo, gs e gua - ocupa

no volume total do poro);

a permeabilidade absoluta (capacidade de uma rocha permitir o fluxo do fluido atravs dos seus

canais porosos, considerando que a rocha est

100% saturada com um nico fluido);


a permeabilidade efetiva (capacidade com

que cada fluido se move nos canais porosos

da rocha, no caso da existncia de mais de

um fluido na formao);

a permeabilidade relativa ( uma propriedade adimensional, que corresponde ao quociente

entre a permeabilidade efetiva de um

determinado fluido pela permeabilidade

absoluta);


a mobilidade (corresponde ao quociente entre a

permeabilidade efetiva de um determinado fluido

numa camada rochosa e a sua viscosidade);

a porosidade absoluta (corresponde ao quociente entre o volume total dos poros numa rocha e o

volume total da rocha);

a porosidade efetiva (corresponde ao quociente entre a conexo entre os poros que contm o

volume de fluidos recuperveis e o volume total

da rocha).


Mecanismos de produo de fluidos

A produo de fluidos ocorre devido ao efeito da variao da presso entre o fundo

do poo e o reservatrio que permite o

deslocamento dos fluidos contidos no

reservatrio e consequentemente a

diminuio do volume de poro e ao

deslocamento de um fluido por outro fluido,

por exemplo a invaso de uma zona de leo

por um aqufero.


Os mecanismos de produo de

reservatrio so os fatores que

desencadeiam os efeitos que permitem a

produo.


Mecanismo de gs em soluo

Ocorre exclusivamente em reservatrios de leo. Quando uma zona de leo

colocada em produo observa-se uma

queda de presso no reservatrio.

Quando se atinge o ponto de saturao do

leo d-se a deslocao dos lquidos e

vaporizao das fraes mais leves do

leo.


O gs ao ser mais expansvel que o lquido, facilita o deslocamento do leo do meio

poroso para o poo. No entanto, este

mecanismo possui uma limitao. Quanto

maior a queda de presso, mais gs se

expande e mais lquido deslocado. Mas

mais hidrocarbonetos so vaporizados e

tambm deslocados para o poo.


Quanto mais gs fluir mais dificilmente o

leo se movimenta na rocha, tendo como

resultado o abandono do reservatrio

mesmo quando as quantidades de leo

ainda so significativas.


Mecanismo de capa de gs ocorre em reservatrios que contm lquido e

vapor em equilbrio. A fase de vapor por ser

menos densa acumula-se acima da fase

lquida, formando uma capa de gs. Quando

se d a reduo da presso no reservatrio,

que se transmite para a capa de gs, a capa

de gs expande-se e penetra na zona de

leo. O gs ao ser mais expansvel que o

lquido, facilita o deslocamento do leo do

meio poroso para o poo.


Mecanismo de influxo de gua Ocorre em reservatrios de leo ou gs, que

se encontrem em contato com formaes

saturadas em gua (aquferos). Aps a

reduo da presso do reservatrio, que se

transmite para o aqufero, d-se a reduo do

volume do poro que contm a gua, o que

induz invaso de gua na zona de leo. O

influxo de gua desloca o leo para os poos

de produo e mantm a presso elevada na

zona de leo.


Nos mecanismos combinados a produo

do reservatrio deve-se ao efeito de mais

de um mecanismo de produo.


Estimativas de reservas

A estimativa de reservas consiste nas atividades relacionadas com a obteno

de estimativas dos volumes de fluidos que

podem ser extrados do reservatrio, at

este atingir a condio de abandono.


Volume original quantidade de fluido

existente no reservatrio na poca da sua

descoberta;

Volume recupervel estimativa da quantidade de fluido que pode ser

extrado do reservatrio;


Produo acumulada quantidade de

fluido produzido do reservatrio, num

dado momento;

Reserva ou recurso quantidade de fluido que ainda pode ser produzido do

reservatrio, num dado momento.


Classificao dos volumes de hidrocarbonetos

Reservas provadas (1P)

De acordo com as definies aprovadas pela SPE e pelo WPC, as reservas provadas so as

quantidades de petrleo que, por anlise dos dados

geolgicos e de engenharia, podem ser estimadas

com certeza razovel como sendo, a partir de uma

determinada data, comercialmente recuperveis de

jazidas conhecidas e nas atuais condies

econmicas, mtodos operacionais e regulamentos

governamentais.


No caso de ser utilizada metodologia

determinstica, o termo certeza razovel destina-se a exprimir um elevado grau de

confiana de que as quantidades sero

recuperadas. No caso de ser utilizada

metodologia probabilstica, dever existir uma

probabilidade mnima de 90% de as

quantidades recuperadas de fato serem

iguais estimativa ou de a excederem.


A definio das condies econmicas atuais

deve incluir preos histricos do petrleo e os

custos associados. Normalmente, as reservas

so consideradas provadas se a capacidade

de produo da jazida for suportada pela

produo atual ou por testes de formao.

Neste contexto, o termo provada refere-se s quantidades reais de reservas de petrleo

e no apenas produtividade do poo ou

jazida.


A rea da jazida considerada como provada inclui (1) a rea delineada por perfurao e definida por

contactos fluidos, se aplicvel, e (2) as partes no

perfuradas de reservatrio que podem ser

razoavelmente consideradas comercialmente

produtivas com base nos dados geolgicos e de

engenharia disponveis. As reservas podem ser

classifi cadas como provadas se as instalaes de

processamento e transporte dessas reservas para

o mercado se encontrarem operacionais no

momento da estimativa, ou se houver uma

expetativa razovel de essas instalaes virem a

ser criadas.


Reservas provadas e provveis (2P)

As reservas 2P correspondem soma das reservas provadas (1P) e provveis. De

acordo com as definies aprovadas pela

SPE e pelo WPC, as reservas provveis so

uma categoria de reservas no provadas.


As reservas no provadas baseiam-se em

dados geolgicos ou de engenharia

semelhantes aos utilizados nos clculos das

reservas provadas, mas em relao aos quais

incertezas tcnicas, contratuais, econmicas

ou reguladoras impedem que essas reservas

sejam classificadas como provadas.


As reservas provveis so as quantidades de

petrleo que, por anlise dos dados

geolgicos e de engenharia, tm menor

probabilidade de ser recuperadas do que as

reservas provadas, mas maior probabilidade

do que as reservas possveis. No caso de ser

utilizada metodologia probabilstica, dever

existir uma probabilidade mnima de 50% de

as quantidades recuperadas de facto serem

iguais estimativa 2P ou de a excederem.


Reservas provadas, provavis e

possveis (3P)

As reservas 3P correspondem soma das reservas provadas, provveis e possveis. De

acordo com as defi nies aprovadas pela

SPE e pelo WPC, as reservas possveis so

uma categoria de reservas no provadas.


As reservas no provadas baseiam-se em

dados geolgicos ou de engenharia

semelhantes aos utilizados nos clculos das

reservas provadas, mas em relao aos quais

incertezas tcnicas, contratuais, econmicas

ou reguladoras impedem que essas reservas

sejam classifi cadas como provadas.


As reservas possveis tm uma probabilidade

de recuperao menor do que as reservas

provveis. No caso de ser utilizada

metodologia probabilstica, dever existir uma

probabilidade mnima de 10% de as

quantidades recuperadas de fato serem

iguais estimativa 3P ou de a excederem.


Recursos contingentes (3C)

Recursos contingentes referem-se a quantidades de petrleo estimadas, numa

determinada data, como sendo

potencialmente recuperveis a partir de

jazidas conhecidas, mas que ainda no so

comercialmente recuperveis.


Tal pode verificar-se por vrias razes, como, por exemplo, as relacionadas com a maturidade do

projeto (a descoberta precisa de mais avaliaes

no sentido de apoiar o plano de desenvolvimento),

as tecnolgicas ( necessrio desenvolver e testar

nova tecnologia que permita explorar

comercialmente as quantidades estimadas), ou as

de mercado (os contratos de venda ainda no

esto em vigor ou necessrio instalar

infraestruturas para levar o produto at aos

clientes). As quantidades classificadas nesta

categoria no podem ser consideradas reservas.


Recursos prospetivos Recursos prospetivos referem-se a quantidades de

petrleo estimadas, numa determinada data, como

sendo potencialmente recuperveis a partir de

jazidas desconhecidas, pela aplicao de projetos

de desenvolvimento futuro. A estimativa dos

volumes de determinado prospeto est sujeita a

incertezas comerciais e tecnolgicas. As

quantidades classificadas nesta categoria no

podem ser classificadas reservas nem recursos

contingentes.


Um reservatrio diz-se em condio de

abandono quando a produo de petrleo

decresce e a receita proveniente da sua

venda insuficiente para cobrir as

despesas de operao.


Os mtodos de recuperao de fluidos no

reservatrio so aplicados mesmo

havendo condies de produo

resultantes da atuao da energia natural

do reservatrio, de forma a preservar as

caratersticas dos fluidos e do fluxo.


Os mtodos mais convencionais de

recuperao so a utilizao da energia

primria do reservatrio e a injeo de um

fluido no reservatrio que permite o

deslocamento do leo dos poros da rocha.

Existem dois tipos de injeo. A injeo na

base, que resulta do poo de injeo de

gua se encontrar na parte mais baixa do

reservatrio e a injeo no topo, quando

se injeta gs no topo da formao.


Os mtodos convencionais permitem uma recuperao de 30% (fator de recuperao

igual ao volume recupervel a dividir pelo

volume original) do volume de fluido original.

No entanto, baixas taxas de recuperao

podem resultar de elevada viscosidade do leo

do reservatrio. Se viscosidade do fluido

injetor menor que a do leo, o primeiro

move-se mais rapidamente no meio poroso, e

no se propaga adequadamente no

reservatrio.


Existem ainda o mtodos especiais

recuperao: os mtodos trmicos que

promovem o aquecimento do leo no

reservatrio para diminuir sua viscosidade

e aumentar a sua recuperao e os

mtodos qumicos atravs de injeo de

solues qumicas que pressupe

interao qumica com o fluido do

reservatrio.

Extrao e processamento

Completao

A completao consiste num conjunto de operaes destinadas a equipar o poo

para produzir leo ou gs ou ainda para

injetar fluidos nos reservatrios.

A completao pode ser caracterizada de diferentes formas, nomeadamente pelo

tipo de revestimento de produo e pelo

nmero de zonas completadas.


Esquema bsico de completao


No revestimento de produo temos a completao a poo aberto, que utilizada

em formaes bem consolidadas, com pouco

risco de desmoronamento, ainda que seja um

mtodo pouco utilizado, a completao com

liner rasgado, onde o liner descido e

previamente rasgado, posicionando a zona

rasgada em frente zona produtora e a

completao com revestimento canhoneado.

6. Extrao e processamento Neste ltimo revestimento o poo perfurado

at profundidade final, o revestimento de

produo descido at ao fundo do poo, o

espao anular entre o revestimento e as

paredes do poo cimentado, o revestimento

canhoneado em frente aos intervalos de

interesse atravs de jactos de cargas

explosivas ficando o reservatrio produtor em

contacto com o interior do poo. Este o

mtodo geralmente utilizado.


Quanto ao nmero de zonas completadas, a tipificao pode ser feita atravs de

completao simples, onde se procede

descida de uma coluna de produo no

interior do revestimento de produo,

desde a superfcie at prximo da zona de

formao produtora possibilitando a

produo controlada de uma zona de

interesse;


a completao seletiva, com a descida de uma coluna de produo, equipada de

forma a produzir duas zonas de interesse

em conjunto ou alternadamente e a

completao dupla que se traduz na

descida de duas colunas de produo,

que permitem a produo de duas zonas

de modo controlado e independente.


As completaes mltiplas, a seletiva e dupla, so mais econmicas que as

completaes simples, porque permitem

diminuir o nmero de poos necessrios para

produzir um determinado campo. No entanto,

existe maior possibilidade de problemas

operacionais, devido maior complexidade

das instalaes e maior dificuldade na

aplicao de mtodos artificiais de elevao

do petrleo.


As principais etapas do processo de completao so:

1)Instalao dos equipamentos de superfcie -

a cabea de produo conectada cabea

de poo para permitir o acesso ao seu

interior;

2)Condicionamento do poo - descida uma

coluna de modo a deixar o interior do

revestimento em condies para receber os

equipamentos necessrios;


3) Substituio do fluido do interior do poo

por um fluido de completao;

4) Avaliao da qualidade da cimentao;

5) Canhoneio - perfurao do revestimento,

cimento e formao atravs de cargas

explosivas para permitir o contacto entre o

interior do poo e a formao produtora;

6) Instalao da coluna de produo;

7) Colocao do poo em produo


rvore de natal o nome dado ao

conjunto de vlvulas instalado em

poos de explorao de petrleo e

gs natural que regula a produo

destes hidrocarbonetos.

H, atualmente, dois tipos de rvore de

natal:

ANC: rvores de natal convencional ANM: rvore de natal molhada, esta

utilizada em plataformas de

explorao off-shore.

Esquema da rvore de natal em terra



Extrao ou elevao

A extrao ou elevao consiste no fluxo de fluidos produzidos, que ocorre

espontnea ou artificialmente do

reservatrio at superfcie.


A elevao pode ser natural, quando o fluxo de fluidos (leo, gs ou gua) chega

espontaneamente superfcie devido

grande presso dos fluidos no interior das

jazidas, ou artificial.


Existem os seguintes mtodos de elevao artificial:

1. gas lift - quando se introduz gs comprimido na coluna de produo;

2. bombeamento centrfugo submerso - aplicado em poos com fluidos de elevada

viscosidade e poos com elevadas

temperaturas;


3. bombeamento mecnico com hastes - o movimento rotativo de um motor

transmitido para o fundo do poo atravs

da coluna de hastes, acionando a bomba

que eleva os fluidos produzidos at

superfcie.

4. bombeamento por cavidades progressivas aplicado sobretudo na produo de fluidos com alta ou baixa

viscosidade e em poos pouco profundos.


Gas Lift Contnuo


Vlvula de Gas-Lift


Gas Lift Intermitente


BCS -

Bombeamento Eltrico Submerso

(ESP -

Electrical Submersible Pump)

6. Extrao e processamento BCS - Bombeamento Centrfugo Submerso


Processamento primrio de fluidos


Separao trifsica

A separao trifsica consiste na separao de gs, leo e gua.

Na separao primria, o fluido choca com defletores na entrada do separador

que alteram a direo do fluido.


Na seco de acumulao de lquido, a gua fica retida durante alguns minutos no

fundo do separador. Separa-se a gua do

leo atravs de um condutor de lquido e

separam-se as bolhas de gs que ficaram

no seio do leo, atravs de uma chamin.


Existem por vezes alguns problemas operacionais nos separadores, como por

exemplo as espumas que se formam

devido s impurezas presentes no lquido

produzido e tem como desvantagens

dificultar o controlo de nvel de lquido no

separador e ocupar um volume que

poderia estar disponvel para a entrada de

lquido.


A obstruo por parafinas outro dos problemas operacionais que podem

ocorrer, provocando o bloqueio dos

extratores de nvoa na seco gasosa e o

bloqueio dos filtros coalecedores na

seco lquida.


A areia transportada pelo lquido produzido at ao separador tambm um

problema na medida em que provoca a

eroso das vlvulas, a obstruo nos

elementos internos do separador e a

acumulao no fundo do separador.


As emulses, que se formam na interface leo/gua, por serem ambos imiscveis,

dificultam o controle do nvel de lquido no

separador e diminuem o tempo de reteno

da fase gasosa e lquida no separador,

resultando numa reduo de eficincia do

processo.

Todos estes problemas provocam o arraste de leo pela corrente de gs quando o nvel

de lquido no separador est muito alto.


Tratamento de leo

No processo de produo de petrleo ocorre a produo de determinadas

quantidades de gua, que depende das

caractersticas do reservatrio de onde os

fluidos so produzidos, da idade dos

poos produtores e dos mtodos de

recuperao utilizados.

6. Extrao e processamento As desvantagens da presena da gua na

produo do petrleo so

(i) o sobredimensionamento das instalaes de coleta, armazenamento e transferncia da mistura

leo/gua durante a etapa de produo e

transporte; e (ii) na fase de refinao a presena de

cloretos de clcio e de magnsio dissolvidos na

gua que provocam, sob a aco de calor, a

gerao de cido clordrico que afeta as torres de

destilao e a presena de sais de sdio que

diminuem a vida til dos catalisadores, conduzindo

a combustveis de qualidade inferior.

6. Extrao e processamento Para separar a emulso de leo da gua usam-

se vrios mtodos:

1) tratamento termoqumico, que quebra a emulso

por aquecimento entre 45 60 C;

2) a aplicao de campo eltrico de alta voltagem

que provoca a deformao das rbitas eletrnicas

em torno do ncleo das gotculas de gua;

3) a aplicao de desemulsificantes tais como co-

polmeros de xido de etileno e xido de

propileno.

Estes mtodos permitem romper a pelcula que circunda as

gotculas de gua, promovem a coalescncia e a posterior

decantao gravitacional.


Tratamento da gua produzida

A gua proveniente dos separadores de leo/gs/gua e dos separadores de

leo/gua enviada para a coluna de

desgaseificao que remove pequenas

quantidades de gs ainda presentes no

lquido.


Aps esta etapa a separao de leo ainda presente na gua atravs da

introduo do fluido sob presso no

hidrociclone; devido diferena de

dimetro do hidrociclone entre as suas

extremidades o fluxo de fluido acelerado

e a fora centrfuga criada ao longo do

equipamento induz sada de gua numa

extremidade e sada de leo na

extremidade oposta.

6. Extrao e processamento No tubo de despejo (caso de plataformas

martimas), a coluna de decantao promove

um maior tempo de residncia do fluido no

equipamento para separar qualquer leo

remanescente proveniente dos hidrociclones.

O destino da gua efluente , nos campos martimos, o lanamento ao mar, aps reduzir

o teor em leo aos nveis exigidos pela

legislao e nos campos terrestres a injeco

de gua, desde que no cause problemas ao

reservatrio.


Tratamento de gs natural

O tratamento do gs natural realizado atravs do condicionamento, ou seja, um

conjunto de processos fsicos e/ou

qumicos aos quais o gs deve ser

submetido para reduzir os teores de

contaminantes para se respeitar as

especificaes.

.


Um desses processos a desidratao, que consiste em remover a gua. Este

processo promove a corroso dos

equipamentos e induz formao de

hidratos que podem reduzir a capacidade

dos gasodutos.


A dessulfurao outro processo utilizado para a remoo de compostos de enxofre

atravs de processos de absoro. O

processamento, consiste nas operaes

que promovem a separao de fraces

leves do gs (metano e etano denominado

gs residual) das fraces pesadas

(desde propano at hexano, que

apresentam maior valor comercial).


A refrigerao traduz-se na condensao das fraces pesadas do gs atravs da

passagem de um fluido refrigerante. A

absoro refrigerada consiste na

circulao de gs em contacto com um

leo de absoro, nas condies de altas

presses e baixas temperaturas,

conseguidas atravs de um fluido de

refrigerao.


O processo expanso Joule-Thompson trata-se da expanso de gs atravs de

uma vlvula que provoca um abaixamento

de temperatura que conduz

condensao das fraces mais pesadas


Produo Offshore

A lmina dgua (LDA) um dos fatores tcnicos e econmicos principais na seleo de sistemas de

produo.



Plataformas mveis - Jack-up ou auto-elevvel

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS

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introdução à engenharia de petróleo

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