petróleos ultra-pesados - apresentação

Petróleos Ultra-Pesados Rodrigo Thiago Passos Silva

Yuri de Lima Barbosa

Universidade Federal do ABC Fontes Não Renováveis de Energia

25 de fevereiro de 2013

Introdução

• Petróleo – Fonte de Energia

• Importância geopolítica

• Alta demanda

Fonte de Energia Percentual em 2008

Carvão 27%

Petróleo 33%

Gás Natural 21,1%

Nuclear 5,8%

Hídrica 2,2%

Biomassa e lixo 9,2%

Outras renováveis 0,72%

Fontes Primárias de Energia e sua demanda mundial percentual

Introdução

• Pico de Hubbert

• Pico entre 2020 e 2030

• Aumento da produção de petróleo em 1,33% de 2010 para 2011

Curva de Hubbert

Petróleos não convencionais • Petróleo

• Oleoso e inflamável

• Mistura de hidrocarbonetos no estado líquido

• Petróleo não convencional

• Produção requer tecnologias significativamente diferentes das utilizadas nos principais reservatórios

• Todos os óleos cujo grau API é menor que 20

• Para o World Energy Outlook (IAE)

• Betume e petróleo ultra-pesado em areias betuminosas canadenses

• Petróleo ultra-pesado na faixa do Orinoco

• Petróleo contido em xisto

• Petróleo obtido a partir do carvão e do gás natural

Importância do estudo dos não convencionais • Qualidade do petróleo convencional tem se deteriorado

Evolução da qualidade das cargas processadas nas refinarias americanas

Importância do estudo dos não convencionais • Reduz dependência do petróleo do Oriente Médio

Região Produção (Mil

Barris Diários) %

Reservas Provadas

(Bilhões de barris) %

América do

Norte 6499,1 9,1 % 69,3 5,6 %

América Central

e do Sul 9796,1 13,7 % 111,2 9,0 %

Europa e Eurásia 16317 22,8 % 143,7 11,6 %

Oriente Médio 22495 31,5 % 755,3 61,0 %

África 9065,7 12,7 % 117,5 9,5 %

Ásia-Pacífico 7309,2 10,2 % 40,8 3,3 %

Total 71482 100 % 1237,8 100 %

Distribuição geográfica das reservas provadas e da produção de petróleo em 2007

Petróleos não convencionais no mundo

Distribuição dos recursos petrolíferos mundiais

Petróleos não convencionais no mundo

Projeção da produção de petróleo mundial

Petróleos ultra-pesados

Caracterização

• Em geral, são petróleos cujo grau API é menor que 10.

Grau API

Óleo leve Óleo médio Óleo pesado Óleo ultra-

pesado

Alberta

Government/Canadá ≥ 34 25-34 10-25 ≤ 10

U.S. Department of

Energy ≥ 35,1 25-35,1 10-25 ≤ 10

OPEP ≥ 32 26-32 10,5-26 ≤ 10,5

Petrobras Offshore ≥ 32 19-32 14-19 ≤ 14

Petrobras Onshore ≥ 32 18-32 13-18 ≤ 13

ANP/Brasil ≥ 31,1 22,3-31,1 12-22,3 ≤ 12

Classificação do Petróleo por Grau API

Caracterização

• Pela composição do petróleo pode-se classifica-lo como [5]:

• classe paranífica (75% ou mais de parafinas);

• classe parafínico-naftênica (50-70% parafinas, >20% de naftênicos);

• classe naftênica (>70% de naftênicos);

• classe aromática intermediária (>50% de hidrocarbonetos e aromáticos);

• classe aromático-naftênica (>35% de naftênicos);

• classe aromático-asfáltica (>35% de asfaltenos e resinas).

• Processo de biodegradação avançado

• Óleos pesados e viscosos

• Elevado teor de enxofre: 1% a 9% (Bacia de Campos: < 1%)

Caracterização

Petróleo

pesado

Petróleo ultra-

pesado Betume

Densidade

(°API) 10-20 < 10 < 10

Viscosidade

(cp) 100-10000 100 -10000 > 10.000

Enxofre (%

peso) < 0,5 0,5-3,0 >3,0

Algumas características de petróleos pesados, ultra-pesados e betumes

Areias Betuminosas do Canadá

• Betume

• Em Alberta

• Reservas: 1,7 trilhão de barris

• 173 bilhões de barris recuperáveis

Localização dos depósitos de areias betuminosas no Canadá

Petróleo Venezuelano

• Nação com maior reserva de petróleo do mundo

• 296,5 bilhões de barris (18% do total)

• Produção relativamente pequena: 2,72 milhões b/d

• Brasil: 2,193 milhões b/d

Projeção de produção de petróleo por tipo na Venezuela

Petróleo Venezuelano - Localização

• Localização: faixa do Orinoco

• 2º maior depósito de ultra-pesado

• 500 a 1000 metros de profundidade

• Taxa de recuperação: 5% (vertical) e 10-15% (multilateral)

Localização da faixa do Orinoco

Petróleo Venezuelano - Reservas

• U.S. Geological Survay (USGS): 500 bilhões de barris recuperáveis

• PDVSA: 133 bilhões de barris recuperáveis

• Oil & Gas Journal: 60 bilhões de barris recuperáveis

• Pode ser estratégico. Areias betuminosas tem problema ambiental.

• Início da exploração no Orinoco em 2000:

• Inicialmente: 700 mil b/d (exploração multilateral e injeção de vapor)

• 2009: 400 mil b/d

• Até 2017: 2,3 milhões b/p

Petróleo Venezuelano - Projetos

Nome do Projeto Parceiros

Estrangeiros Status

Capacidade

(mil

barris/dia)

Início da

operação

PetroAnzoategui

(PetroZuata)

Nenhum (100%

PDVSA) Produzindo 120 -

Petrocedeno

(Zuata)

Total (30%)/ Statoil

(10%) Produzindo 200 -

Petropiar (Hamaca) Chevron (30%) Produzindo 190 -

Petromonagas

(Cierro Negro) BP (17%) Produzindo 110 -

Sinovensa CNPC Produzindo 80 -

Total produzido 700

Projetos de petróleo ultra-pesado na faixa do Orinoco, Venezuela

Petróleo Venezuelano - Projetos

Junin 2 Petrovietnam Anunciado 200 2012

Junin 5 ENI Anunciado 240 2013

Carabobo 1 Repsol /India/

Petronas Anunciado 480 2015

Carabobo 3

Chevron / Inpex /

Mitsubishi /

Suelopetrol

Anunciado 400 2015

Junin 4 CNPC Anunciado 400 2017

Junin 6

(Petromiranda) Russian companies Anunciado 450 2017

Junin 10 Total / Statoil Em

negociação 200 -

Total proposto 2370

Total produzido + proposto 3070

Projetos de petróleo ultra-pesado na faixa do Orinoco, Venezuela

Petróleo Venezuelano - Custo

Custo de Produção do Petróleo: A disponibilidade de recursos em função do preço

Petróleo ultra-pesado em outras localizações • EUA – Região de Utah – há reservas semelhantes as do Canadá

• Congo e Madagascar também possuem

• Rússia: 350 bilhões de barris recuperáveis

• Cazaquistão: 200 bilhões de barris recuperáveis

Distribuição dos petróleos ultra-pesados no mundo (desconsidera areias betuminosas).

Petróleo ultra-pesado no Brasil

• Exploração de ultra-pesado em 2008

• Reservatório de Siri, Campo de Bandejo, Bacia de Campos, RJ

• Óleo de 12,8°API

• 95 metros de profundidade e 80 km da costa

• Conhecido desde 1975

• Poço com 2 km de trecho horizontal

• Uso de bomba de alta potência

• Outros Campos de ultra-pesados

• Marlim Leste

• Albacora Leste

• Papa-Terra

Extração e Produção de Petróleos Ultra-Pesados

• desenvolvimento de forma acelerada

• tecnologias de recuperação terciária

• tecnologias para aumento do grau de API do petróleo produzido

• recuperação máxima por volta de 15%


• Métodos de recuperação terciária:

• Injeção de vapor

• Adição de hidrocarbonetos leves

• Emulsificação

• Escoamento anular


• Injeção de vapor

• fornecimento de calor diminui a viscosidade

• força motriz é a pressão natural do reservatório


• Adição de hidrocarbonetos leves

• hidrocarbonetos de menor viscosidade e densidade

• Essa técnica está caindo em desuso pelo seu alto custo


• Emulsificação

• Emulsões de água em óleo

• Emulsões de óleo em água (1 a 4% de emulsificadores)

• surfactantes iônicos

• surfactantes não iônicos

• surfactantes com cáustica

• tratamento térmico

• desemulsionantes

Extração e Produção de Petróleos Ultra-Pesados • Escoamento anular

• Injeção de água juntamente com o óleo na tubulação

• Substituição de água por uma solução de tensoativos

• Formação de um filme molecular

• maior lubrificação das paredes da tubulação pela água

• agente antioxidante

• Pode ser usado tanto na

configuração anular como

na forma emulsionada

Extração e Produção de Petróleos Ultra-Pesados • Os reservatórios são tipicamente estreitos e pouco

consolidados

• Presença de muita areia

• Presença de água

• elevação artifical em poços altamente desviados

• tratamento do petróleo no espaço confinado de uma plataforma ou navio

• transporte do petróleo por tubulações através do meio ambiente frio do oceano

• sistemas de início e restauração após de uma parada

Extração e Produção de Petróleos Ultra-Pesados • Elevação artificial:

• número de poços • diâmetro do revestimento • produção de areia • razão gás-líquido • Vazão • profundidade do reservatório • viscosidade dos fluidos • mecanismo de produção do reservatório • disponibilidade de energia • acesso aos poços • distância dos poços às plataformas de produção • equipamento disponível • pessoal treinado • Investimento • custo operacional • segurança


• Offshore

• Gás Lift

• confiabilidade e flexibilidade

• óleos pesados e ultra-pesados tem baixa relação gás-óleo

• Bombeio Centrífugo Submerso

• resistência à abrasão de areia

• resistência a altas temperaturas

• cavitação

Extração e Produção de Petróleos Ultra-Pesados • Onshore

• Bombeio Mecânico com Haste

• método mais tradicional

• baixo custo de investimento e operacional

• baixa eficiência

• problemas com a presença de areia

• altas tensão nas hastes

• Bomba de Cavidades Progressivas

• fluidos viscoso

• grande concentração de areia

• baixo custo de investimento e operação

Refino de Petróleos Ultra-Pesados

• O refino do petróleo envolve principalmente a separação das moléculas por seus pontos de ebulição, obtendo-se os produtos por destilação e processos


• Presença de impurezas:

• Sedimentos

• Água

• Sais

• Ácidos naftênicos

• Enxofre

Refino de Petróleos Ultra-Pesados • Problemas:

• corrosão de equipamentos, tanques e oleodutos

• bloqueio de unidades trocadoras de calor

• efeitos adversos na qualidade do produto final

• Aproveitamento dos resíduos

• contaminação dos catalisadores da refinaria

• Menor rendimento de produtos nobres

• Aumento do custo operacional do refino

Refino de Petróleos Ultra-Pesados • Refinarias:

• Mais complexas

• Processar óleos pesados e gerar produtos leves e médios

• Reduzir o teor de enxofre dos derivados

• Estabilizar os derivados leves e médios produzidos

• No Brasil:

• Importação de óleo leve

Considerações finais

• Entre os petróleos não convencionais, o ultra-pesado é que apresenta maior potencial de exploração.

• São necessários mais estudos para reduzir os custos de produção.

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