PUC-RJ (Perfil Temp Mar Bacia de Campos)

7 Metodologia da Pesquisa

7.1. Descrio

Este trabalho objetiva comparar o desempenho hidrulico e termodinmico

de um sistema de produo com um poo de petrleo, aplicando o conceito de

completao seca, com outro fazendo uso da completao submarina, escoando

para uma UEP, sem a utilizao de mtodos de elevao artificial.

Para definio da geometria do poo de grande afastamento, foi adotado o

limite tcnico para o afastamento de poos direcionais, conforme apontado em

estudos desenvolvidos por L. A. Rocha & R. Andrade [11], onde foram

consideradas as condies litolgicas normalmente encontradas na Bacia de

Campos.

Para melhor refletir as condies de produo de petrleo em guas

profundas no Brasil, decidiu-se adotar um conjunto de parmetros que fosse

representativo de um poo-tipo dos campos de Albacora e Marlim (Bacia de

Campos, RJ).

Inicialmente buscou-se a identificao da configurao que apresentava o

melhor compromisso entre vazo e temperatura do leo na superfcie, num

sistema empregando poos de grande afastamento com completao seca. Em

seguida, promoveu-se a comparao com um sistema com completao

submarina, conservando-se a mesma distncia horizontal entre a zona produtora e

a UEP, empregando dutos com isolamento compatvel com a necessidade da

aplicao.

Numa segunda etapa foi avaliada, para a completao submarina, o

aumento da distncia horizontal entre a zona produtora e a UEP, ainda

empregando dutos com isolamento, de forma que a temperatura de chegada do

leo na superfcie ficasse acima da temperatura de ocorrncia de cristalizao da

parafina.

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Metodologia da Pesquisa 83

Os passos descritos acima foram repetidos variando-se o volume de gua

produzido, de forma a melhor visualizar o comportamento dos dois sistemas

(completao seca e submarina) ao longo da vida produtiva do reservatrio.

As anlises foram realizadas com o auxlio do simulador de fluxo

multifsico MARLIM.

As etapas do processo de anlise descritas acima, foram repetidas para as

condies encontradas em laminas de gua de 850 m, 1550m e 2300 m. A seleo

destas profundidades para elaborao dos cenrios do presente estudo, deveu-se

ao fato de terem sido utilizadas nos estudos desenvolvidos por L. A. Rocha & R.

Andrade [11], que serviram como base para a definio da geometria dos poos de

grande afastamento, usados como ponto de partida na estruturao dos sistemas de

completao seca, avaliados.

Os resultados permitiram obter algumas concluses ralativas ao mtodo

mais adequado para o desenvolvimento de reservatrios localizados nas

profundidades estudadas, nos trs nveis de lmina de gua citados.

7.2. Cenrio de Aplicao

O estudo foi conduzido tendo como base trs cenrios, sendo dois com um

reservatrio tpico da Bacia de Campos, situado a 3000 m de profundidade, em

lminas de gua de 850 m e 1550m, e leo com densidade de 21,3 graus API.

Para o terceiro cenrio, em lmina de gua de 2300 m, a profundidade do

reservatrio foi ligeiramente aumentada para 3200 m, de forma a permitir uma

geometria vivel, para um poo de grande afastamento nessa profundidade de

gua.

Nas premissas adotadas, no havia gs livre no reservatrio, j que a

presso do mesmo foi mantida constante, cerca de 30 kgf/cm2 acima da presso de

saturao do leo, atravs da injeo de gua no reservatrio.

O perfil de temperadura usado nas simulaes foi determinado adotando-

se temperaturas mdias de 86oC, 74oC e 65oC, para formaes produtoras em

regies de profundidade de gua de 850m, 1550m e 2300m, respectivamente, nas

condies de reservatrio mencionadas anteriormente.



Para perfil de temperadura da gua do mar, foi considerado o grfico da

Figura 33, que representativo das temperaturas mdias encontradas na Bacia de

Campos.

Figura 33- Perfil de temperatura da gua do mar na Bacia de Campos

7.2.1. Caractersticas da Arquitetura do Sistema

Como a prtica indica que no existe uma diferena expressiva entre os

resultados provenientes de uma simulao onde a geometria do sistema

reproduzida fielmente e os resultados obtidos com uma geometria simplificada,

optou-se por seguir as regras prticas no projeto das geometrias estudadas.

A Tabela 4 sintetiza as principais caractersticas dos poos de grande

afastamento, modelados. Maiores detalhes do sistema esto descritos no captulo

9, onde so discutidos as simulaes e seus resultados.

0 400 800 1200 1600 2000Profundidade (m)

0

5

10

15

20

25

30

Tem

pera

tura

(Gra

us C

)



Comprimento Total (m) Poo LDA (m) Seo gulo c/ a

Horiz. (graus) Medido Vertical

Afastamento (m)

Riser 90 850 850 0

Poo c/ Col. 90 1530 1530 0

Poo c/ Col. 8,4 1530 3000 9960 1.1 850

Poo c/ Col. 0 11940 3000 10300

Riser 90 1550 1550 0

Poo c/ Col. 90 2250 2250 0

Poo c/ Col. 8,4 9203 3000 6912 1.2 1550

Poo c/ Col. 0 9591 3000 7300

Riser 90 2300 2300 0

Poo c/ Col. 90 2890 2890 0

Poo c/ Col. 8,4 7840 3200 4940 1.3 2300

Poo c/ Col. 0 8200 3200 5300

Tabela 4- Geometria dos sistemas de produo com completao seca

Poos Direcionais

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

0 500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

5500

6000

6500

7000

7500

8000

8500

9000

9500

1000

0

1050

0

1100

0

Afastamento (m)

Prof

undi

dade

(m)

850 m LDA1550 m LDA2300 m LDA

Figura 34- Perfil dos poos de grande afastamento (ERW)

Da mesma forma que no caso anterior, as principais caractersticas dos

sistemas modelados usando completao submarina, foram reunidas na Tabela 5,

ficando seus detalhes para serem discutidos no capitulo 9.



Comprimento Total (m) Poo LDA (m) Seo gulo c/ a

Horiz. (graus) Medido Vertical

Afastamento (m)

Riser 90 850 850 0

Flowline 0 10012~17900 850 9162~17050

Poo c/ Col. 90 11828~19716 2666 9162~17050

Poo c/ Col. 45 12301~20189 3000 9496~17384

2.1 850

Poo c/ Col. 0 13105~20993 3000 10300~18189

Riser 90 1550 1550 0

Flowline 0 7712~16600 1550 6162~15050

Poo c/ Col. 90 8828~17716 2666 6162~15050

Poo c/ Col. 45 9301~18189 3000 6496~15384

2.2 1550

Poo c/ Col. 0 10105~18993 3000 7300~16189

Riser 90 2300 2300 0

Flowline 0 6461~12870 2300 4161~10000

Poo c/ Col. 90 7026~13435 2865 4161~10570

Poo c/ Col. 45 7501~13910 3200 4496~10905

2.3 2300

Poo c/ Col. 0 8305~14714 3200 5300~11710

Tabela 5- Geometria dos sistemas de produo com completao submarina

Poos Horizontais

0500

100015002000250030003500

0 500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

5500

6000

6500

7000

7500

8000

8500

9000

9500

1000

010

500

1100

0

Afastamento (m)

Prof

undi

dade

(m)

850 m LDA1550 m LDA2300 m LDA

Figura 35- Perfil dos poos horizontais (completao submarina)



7.2.2. Caractersticas do Fluido Produzido

Objetivando a obteno de resultados representativos das condies

encontradas em campos localizados em guas profundas no Brasil, foram

selecionados valores para os atributos que caracterizam o fluido produzido,

correspondentes s condies mdias encontradas na Bacia de Campos.

Alguns parmetros foram submetidos a variaes, tentando respeitar os

limites inferiores e superiores normalmente encontrados, com a finalidade de

avaliar o reflexo dos mesmos, no clculo de vazo e temperatura dos fluidos

produzidos.

Para a temperatura de incio de aparecimento de cristais de parafina

(TIAC), foi adotado o valor mdio de 20 C.

A Tabela 6 mostra as principais caractersticas dos atributos e suas

respectivas variaes.

Atributos Valores Adotados

BSW 0 % (Incio) e 90 % (Final)

RGO 100 m3/m3 (constante)

Densidade da gua 1,04

Densidade do gs 0,72

Densidade do leo API 21,3

TIAC (parafina) 20 oC

Tabela 6 - Caractersticas dos fluidos produzidos.

7.2.3. Caractersticas do Reservatrio

Como no item anterior, alguns parmetros do reservatrio foram

submetidos a variaes, com a finalidade de avaliar o reflexo dos mesmos, no

clculo de vazo e temperatura dos fluidos produzidos.

A Tabela 7 mostra as principais caractersticas dos principais atributos do

reservatrio e suas respectivas variaes. Convm observar que a temperatura do

reservatrio tende a ser mais baixa quanto maior for a lmina de gua.



Atributos Valores Adotados

ndice de produtividade (IP) 70 (m3/d)/(kgf/cm2)

Presso de saturao 300 kgf/cm2 (man.)

Presso esttica 330 kgf/cm2 (man.)

Densidade do gs 0,72

Densidade do leo API 21,3

Temperatura (zona prod.) 86oC (850m) / 74oC (1550m) / 65oC (2300m)

Tabela 7 - Caractersticas do reservatrio

Cabe lembrar que o ndice de produtividade (IP) caracteriza a capacidade de

produo do poo. Devido variao lenta da presso do reservatrio com o

tempo, em virtude da injeo de gua no reservatrio, pode-se dizer que, para um

determinado perodo de tempo e para presses dinmicas no fundo do poo

maiores do que a presso de saturao, o ndice de produtividade constante.

7.3. Desenvolvimento das Simulaes

As simulaes foram baseadas em um sistema com surgncia natural, onde

basicamente trs configuraes so analisadas, nas profundidades de gua de 850

m, 1550 m e 2300 m.

A Figura 36 ilustra a seqncia das simulaes realizadas para a

profundidade de 850 m, de forma semelhante foi aplicada nos dois outros cenrios

(1550 m e 2300 m).

Partindo-se de um arranjo empregando completao seca, utilizando um

poo com o mximo afastamento operacionalmente vivel, foi avaliada a vazo e

a temperatura de chegada do leo na plataforma. Para este mesmo afastamento

foram verificados os mesmos parmetros, com a utilizao de completao

molhada (ANM (1)).



Figura 36- Arranjo esquemtico do sistema de produo utilizado nas simulaes

Objetivando a determinao da maior distncia praticvel, sem que

ocorresse a formao de cristais de parafina, o poo produtor com rvore-de-natal

molhada foi deslocado (ANM (2)), aumentando-se a distncia entre o mesmo e

a plataforma, at que o fluido produzido atingisse a temperatura limite de 20oC, ao

longo do perfil de produo. Nestas condies, foi verificada a vazo obtida. Nos

casos estudados, a temperatura limite dava-se ao nvel da plataforma de produo.

Algumas variaes de dimetro foram aplicadas na coluna de produo dos

poos, bem como nos dutos, a fim de identificar a configurao que oferecia o

melhor comportamento, ou seja, menor perda de carga e menor perda de

temperatura do fluido produzido.

Para a configurao com completao seca em lmina de gua de 850 m,

foram realizadas simulaes visando identificao das contribuies geradas na

variao de temperatura do fludo, pela troca de calor com o meio ambiente, atrito

na tubulao e expanso do gs dissolvido (efeito Joule-Thomson).


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