Apresentao do PowerPoint

ESTRUTURA OFFSHORE 2

Professor: Adolfo

MTODOS DE RECUPERAO

Mtodos de recuperaoRecuperao Primria

Durante a fase de recuperao primria, a produo do reservatrio vem de uma srie de mecanismos naturais. Estes incluem: gua natural deslocando leo para cima, para o poo, a expanso do gs natural na parte superior do reservatrio, a expanso do gs inicialmente dissolvido no petrleo bruto, e de drenagem por gravidade resultante da circulao de leo no alto do reservatrio para as partes baixas onde esto localizados os poos. O fator de recuperao durante a fase de recuperao primria tipicamente 5-15%.Enquanto a presso no reservatrio subterrneo de petrleo suficiente para forar o leo superfcie, tudo que necessrio colocar um arranjo complexo de vlvulas (a rvore de Natal) sobre a cabea do poo para conectar o poo a uma rede de transporte tubular para o armazenamento e processamento.Mtodos de recuperaoRecuperao Secundria

Durante o tempo de operao do poo a presso vai caindo, e em algum momento haver uma presso subterrnea insuficiente para forar o leo superfcie. Aps a produo natural do reservatrio diminuir, mtodos de recuperao secundria so aplicados. Eles contam com o fornecimento de energia externa para o reservatrio na forma de injeo de fluidos para aumentar a presso do reservatrio, portanto, substituir ou aumentar o impulsor natural do reservatrio com um meio artificial. s vezes, as bombas, como bombas cabea de cavalo e bombas eltricas submersveis (em ingls electrical submersible pumps, ESP), so usadas para trazer o petrleo para a superfcie. Outras tcnicas de recuperao secundria so o aumento da presso do reservatrio por injeo de gua, reinjeo de gs natural e gs lift, o qual injeta ar, gs carbnico ou algum outro gs para o fundo de um poo de produo, reduzindo a densidade global do fluido no poo. O fator de recuperao das operaes tpicas de inundao com gua de cerca de 30%, dependendo das propriedades do petrleo e as caractersticas da rocha reservatrio. Em mdia, o fator de recuperao aps as operaes de recuperao primria e secundria de petrleo est entre 30 - 50%.Mtodos de recuperaoRecuperao Terciria Mtodos tercirios, ou recuperao aprimorada de petrleo so de aumento da mobilidade do leo, a fim de aumentar a produo.Termicamente mtodos de recuperao melhorada de petrleo (thermally enhanced oil recovery methods, TEOR) so tcnicas de recuperao terciria nos quais aquecem-se o petrleo, reduzindo assim a viscosidade e facilitando a extrao. A injeo de vapor a forma mais comum de TEOR, e muitas vezes feito com um planta de cogerao. Neste tipo de central de cogerao, uma turbina a gs usada para gerar eletricidade e o calor usado para produzir vapor, que injetado no reservatrio. Esta forma de recuperao usada extensivamente para aumentar a produo de petrleo no Vale de San Joaquin, que tem petrleo muito pesado, mas responsvel por 10% da produo de petrleo dos Estados Unidos. A queima in-situ outra forma de TEOR, mas em vez de vapor, alguma quantidade do leo queimada para aquecer o leo envolvente.Ocasionalmente, surfactantes (detergentes) so injetados para alterar a tenso superficial entre a gua e o leo no reservatrio, a mobilizao de leo que teria de outro modo permanecido no reservatrio como leo residual.Outro mtodo de reduzir viscosidade o alagamento por dixido de carbono.Mtodos de recuperaoA recuperao terciria permite que mais 5% a 15% do petrleo do reservatrio seja recuperado.A recuperao terciria comea quando a recuperao secundria de petrleo no suficiente para continuar o impulso adequado, mas somente quando o petrleo ainda podem ser extrado proveitosamente. Isso depende do custo do mtodo de extrao e o ento praticado preo do petrleo. Quando os preos esto altos, os poos j no rentveis so trazidos de volta em produo e quando esto baixos, a produo limitada.Tratamentos microbianos so um outro mtodo de recuperao terciria. Misturas especiais de micrbios so usados para tratar e quebrar a cadeia de hidrocarbonetos de petrleo, tornando o petrleo fcil de recuperar, alm de ser mais econmico versus outros mtodos convencionais. Em alguns estados dos EUA, como o Texas, h incentivos fiscais para a utilizao destes micrbios no que chamado de recuperao terciria secundria. Muito poucas companhias fornecem estes processos, porm empresas como a Bio Tech, Inc. tem-se revelado muito bem sucedidas em toda as reas alagadas do Texas. Max.

Recuperao Terciria Fator de Recuperao

A quantidade de leo que recupervel determinada por uma srie de fatores, incluindo a permeabilidade das rochas, a fora dos impulsos naturais (a presena de gs, a presso da gua adjacente ou gravidade), e a viscosidade do leo. Quando as rochas reservatrio est "compactada", como o xisto, o petrleo geralmente no pode fluir, mas quando elas so permeveis, como no arenito, o petrleo flui livremente. O fluxo de petrleo muitas vezes ajudado por presses naturais ao redor das rochas reservatrio, incluindo o gs natural que pode estar dissolvido no leo (ver proporo de leo de gs), gs natural presente acima do petrleo, gua abaixo do petrleo e da fora da gravidade. leos tendem a abranger uma ampla gama de viscosidade de lquidos, leves como gasolina a pesados como o piche. As formas mais leves tendem a resultar em maiores taxas de produo.IntroduoA aplicao mais ampla dos mtodos especiais de recuperao (Mtodos Tercirios) ou EOR (Enhanced Oil Recovery) se apresenta como uma possvel resposta para as necessidades de suprimento de energia quando as reservas pelos mtodos convencionais comearem a se esgotar. Assim, o alvo dos processos especiais de recuperao a parcelacorrespondente a 70% do volume de leo original provado, que o volume percentual mdio restante nos reservatrios aps a recuperao convencional.A nomenclatura utilizada baseia-se no seguinte critrio: para processos cujas tecnologias so bem conhecidas e cujo grau de confiana na aplicao bastante elevado, como o caso da injeo de gua e da injeo de gs, d-se o nome de Mtodos Convencionais de Recuperao. Para os processos mais complexos e cujas tecnologias ainda no esto satisfatoriamente desenvolvidas.Por que considerar o ambiente Offshore ?

Mtodos de recuperaoMtodos Especiais de RecuperaoMtodos Qumicos Mtodos de Deslocamento MiscvelMtodos TrmicosMtodos Trmicos de Recuperao de PetrleoCombusto In SituAquecimento EletromagnticoInjeo de fluidos aquecidosInjeo de VaporDrenagem de leo por diferencial gravitacional assistida com vapor (Processo SAGD)Injeo Contnua de VaporInjeo Cclica de Vapor

Mtodos de recuperaoMtodos Especiais de RecuperaoOs Mtodos Especiais de Recuperao so empregados para atuar nos pontos onde o processo convencional no conseguiu atingir as taxas de recuperao desejadas.

Mtodos de recuperaoMtodos Qumicos So processos em que se pressupe uma certa interao qumica entre o fluido injetado e o fluido do reservatrio (injeo de polmeros, injeo de soluo de tenso ativos, injeo de micro emulso, injeo de soluo alcalina, etc). O princpio consiste em diminuir a tenso interfacial entre os dois fluidos (gua e leo) promovendo a miscibilidade das mesmas e aumentando a eficincia de deslocamento.

Mtodos de recuperaoMtodos de Deslocamento MiscvelSo indicados quando se trata de baixas eficincias de deslocamento, ou seja, o fluido injetado no consegue retirar o leo para fora dos poros da rocha devido a altas tenses interfaciais. Trata-se de processos em que se procura reduzir substancialmente e se possvel eliminar as tenses interfaciais. Quando dois fluidos que no se misturam esto em contato, entre eles se estabelece uma interface submetida a tenses interfaciais. Estas tenses de natureza fsico-qumica desempenham um papel tambm nas relaes rocha e fluido, podendo ser mais ou menos intensas, dependendo da natureza dos fluidos e da rocha. Caso o fluido injetado e o leo sejam miscveis, isto , se misturem, no existe nem interfaces nem tenses interfaciais. Os mtodos miscveis se ocupam da injeo de fluidos que venham a se tornar ou que sejam miscveis com o leo do reservatrio, de tal modo que no existam tenses interfaciais. Dessa maneira, o leo ser totalmente deslocado para fora da rea que for contatada pelo fluido injetado.Mtodos de recuperaoMtodos TrmicosOs mtodos trmicos so definidos como mtodos que consistem em fornecer calor ao leo provocando a reduo da viscosidade, seja por injeo de um fluido quente, como vapor ou ar aquecido, ou pela ao de ondas eletromagnticas sobre os fluidos eletricamente sensveis do reservatrio, como por exemplo, a gua de formao. Entre os mtodos trmicos tem-se a injeo de fluidos aquecidos, a injeo de vapor, a combusto in situ e o aquecimento eletromagntico que sero mais detalhados nos prximos tpicos, dando nfase em particular a injeo cclica de vapor. Outros processos tm sido pesquisados e no se enquadram em nenhuma das categorias acima, como o caso da recuperao microbiolgica. A recuperao microbiolgica obtida a partir da utilizao de diferentes microrganismos que, quando adequadamente escolhidos e, atravs dos seus processos biolgicos no interior do reservatrio, produzem substncias que podem aumentar a recuperao de petrleo. Mtodos de recuperaoMtodos trmicos de recuperao de petrleoEm reservatrios cujos leos so muito viscosos, geralmente, o resultado da utilizao de um processo convencional de recuperao no satisfatrio. A alta viscosidade do leo dificulta o seu movimento dentro do meio poroso, enquanto que o fluido injetado, gua ou gs, tem uma mobilidade muito maior resultando em baixas eficincias de varrido e, por consequncia, uma recuperao convencional normalmente muito baixa. A constatao de que, ao ser aquecido, o leo tem a sua viscosidade substancialmente reduzida foi o ponto de partida para o desenvolvimento dos mtodos trmicos. Esforos considerveis tm sido aplicados no desenvolvimento de tcnicas, que envolvem a introduo de calor no reservatrio, capazes de melhorar a recuperao dos leos mais pesados e mais viscosos. A Figura 2.16 ilustra a sensibilidade da viscosidade com a temperatura. O forte decrscimo da viscosidade do leo com a temperatura, especialmente nos leos mais pesados, explica o porqu do sucesso na aplicao dos mtodos trmicos de recuperao.Mtodos de recuperaoCombusto In SituNesse processo o calor gerado no interior do prprio reservatrio a partir da combusto de parte do leo ali existente. A continuidade da injeo do ar e a energia liberada sob forma de calor in situ mantm o processo. Durante a queima do leo, sua viscosidade reduzida, as fraes mais leves do leo vaporizam formando um banco de gs e gua na forma de vapor. Esse conjunto de fatores faz com que o leo se desloque em direo aos poos produtores. Mtodos de recuperaoAquecimento EletromagnticoO aquecimento eletromagntico baseado na transformao da energia eltrica em energia trmica atravs da interao direta entre o campo eletromagntico e as partculas eletricamente sensveis do meio, que podem ser ons ou molculas dipolares dos fluidos, (Costa, 1998). Esse processo pode ser de trs formas: por rotao, por conduo ou por conveco. O aquecimento por rotao ocasionado por uma corrente de rotao devido interao entre o campo eletromagntico de excitao e as partculas eletricamente sensveis s variaes sofridas pelo campo. J o aquecimento por conduo baseado no efeito Joule, ou seja, o aquecimento produzido pela passagem de uma corrente de conduo que independe da frequncia do campo eltrico. E finalmente, o aquecimento por conveco ocasionado por uma corrente de deslocamento que responsvel pela propagao da onda eletromagntica no meio dissipativo.Mtodos de recuperaoInjeo de fluidos aquecidos o processo pelo qual o reservatrio aquecido pela injeo contnua de umfluido quente. O fluido quente mais utilizado a gua, apesar do gs tambm serutilizado. A gua normalmente injetada na forma de vapor, mas pode tambm serinjetada a uma temperatura elevada, porm ainda no estado lquido. De uma forma geral, em reservatrios mais profundos esse processo, que fornece calor continuamente ao reservatrio por um fluido aquecido externamente, no apresenta resultados satisfatrios devido, basicamente, s grandes perdas de calor.Outros problemas associados injeo defluidos aquecidos so a alta razo de mobilidade, as baixas propriedades de deslocamento e a baixa capacidade trmica dos fluidos. Mtodos de recuperaoInjeo de VaporA injeo de vapor um processo bastante apropriado para formaes muito permeveis e espessas, portadoras de leo viscoso, apesar de nas formaes espessas o mecanismo de segregao gravitacional e eficincia de varrido (relao entre o volume da zona invadida pelo fluido injetado e o volume do reservatrio) serem relevantes. O mtodo no recomendado para formaes muito profundas, j que se torna grande a perda de calor no poo, nem para os reservatrios com altas saturaes de gua, j que grande parte da energia seria destinada a aquecer a gua, sem qualquer benefcio para a recuperao.

Mtodos de recuperaoDrenagem de leo por diferencial gravitacional assistida com vapor (Processo SAGD)A drenagem de leo pelo Processo SAGD um mtodo efetivo para a produo de leo pesado e betume e envolve dois poos horizontais paralelos dispostos verticalmente entre si, onde o poo superior o injetor de vapor e o inferior o produtor de leo. Nesse processo, o papel da fora gravitacional maximizado. Quando o vapor continuamente injetado no poo superior o leo aquecido e forma uma cmara de vapor a qual cresce para cima e para os arredores, e como observado na Figura 2.17. A temperatura dentro da cmara se torna essencialmente igual temperatura do vapor injetado. Na interface com o leo frio o vapor condensa e o calor transferido ao leo. Ento, o leo j quente e a gua condensada drenam por gravidade, at o produtor horizontal que est embaixo.

Mtodos de recuperaoInjeo Contnua de VaporNeste processo o vapor continuamente injetado nos poos especficos para injeo, sendo o leo deslocado produzido pelos poos especficos para produo, como ilustra a Figura 2.18. As zonas em torno dos poos injetores tornam-se aquecidas na temperatura de saturao do vapor, expandindo-se em direo aos poos produtores. Forma-se uma zona de vapor em torno do poo injetor, a qual se expande com a contnua injeo de vapor. Nessa zona, a temperatura aproximadamente aquela do vapor injetado. Injeo Cclica de VaporRelatado por Haan e Van Hookeren (1959), este mtodo de recuperao foi descoberto pela Shell na Venezuela em 1959 quando se produzia leo pesado por injeo contnua de vapor. Durante a injeo ocorreu um rompimento(breakthrough) de vapor e, para reduzir a presso de vapor no reservatrio o poo injetor foi posto em produo, sendo observado produo de leo com vazes considerveis. Esse mtodo tambm conhecido como estimulao por vapor, steam-soak e huff and puff. ConclusoOs mtodos especiais de recuperao tem um custo extremamente elevado por isso deve-se conhecer bem o reservatrio, com estudos geolgicos, essencial para o alcance do objetivo aplicar corretamente todas as etapas referente ao projeto, pois o aumento do fator de recuperao j comprovado com sucesso, com isso o lucro na produo ser satisfatrio para os investidoresBibliografia

Livro Engenharia de Reservatrios de Petrleo

Autores: Adalberto Jos Rosa; Renato de Souza Carvalho; Jos Augusto Daniel Xavier

Seminrio Recursos Energticos do Brasil: Petrleo,Gs, Urnio e Carvo - Clube de Engenharia

Expositor: Alberto Sampaio de Almeida Gerente Geralde Reservas e Reservatrio de Engenharia de Produo, Diretoria de E & P, Petrobras