NOÇÕES DE AMOSTRAGEM E ANÁLISE LABORATORIAL Autor: Luiz Carlos de Souza
NOÇÕES DE AMOSTRAGEM E ANÁLISE LABORATORIAL
Este é um material de uso restrito aos empregados da PETROBRAS que atuam no E&P. É terminantemente proibida a utilização do mesmo por prestadores de serviço ou fora do ambiente PETROBRAS. Este material foi classificado como INFORMAÇÃO RESERVADA e deve possuir o tratamento especial descrito na norma corporativa PB-PO-0V4-00005“TRATAMENTO DE INFORMAÇÕES RESERVADAS". Órgão gestor: E&P-CORP/RH
NOÇÕES DE AMOSTRAGEM E ANÁLISE LABORATORIAL Autor: Luiz Carlos de Souza Organizador: Leôncio de Almeida
Ao final desse estudo, o treinando poderá: • Reconhecer os princípios básicos da técnica de amostragem; • Identicar os procedimentos referentes aos ensaios analíticos realizados nos laboratórios onshore e offshore.
Programa Alta Competência
Este material é o resultado do trabalho conjunto de muitos técnicos da área de Exploração & Produção da Petrobras. Ele se estende para além dessas páginas, uma vez que traduz, de forma estruturada, a experiência de anos de dedicação e aprendizado no exercício das atividades prossionais na Companhia. É com tal experiência, reetida nas competências do seu corpo de empregados, que a Petrobras conta para enfrentar os crescentes desaos com os quais ela se depara no Brasil e no mundo. Nesse contexto, o E&P criou o Programa Alta Competência, visando prover os meios para adequar quantitativa e qualitativamente a força de trabalho às estratégias do negócio E&P. Realizado em diferentes fases, o Alta Competência tem como premissa a participação ativa dos técnicos na estruturação e detalhamento das competências necessárias para explorar e produzir energia. O objetivo deste material é contribuir para a disseminação das competências, de modo a facilitar a formação de novos empregados e a reciclagem de antigos. Trabalhar com o bem mais precioso que temos – as pessoas – é algo que exige sabedoria e dedicação. Este material é um suporte para esse rico processo, que se concretiza no envolvimento de todos os que têm contribuído para tornar a Petrobras a empresa mundial de sucesso que ela é. Programa Alta Competência
Como utilizar esta apostila
Esta seção tem o objetivo de apresentar como esta apostila está organizada e assim facilitar seu uso. No início deste material é apresentado o objetivo geral, o qual representa as metas de aprendizagem a serem atingidas.
ATERRAMENTO DE SEGURANÇA
Autor
Ao final desse estudo, o treinando poderá: • Identicar procedimentos adequados ao aterramento e à manutenção da segurança nas instalações elétricas; • Reconhecer os riscos de acidentes relacionados ao aterramento de segurança; • Relacionar os principais tipos de sistemas de aterramento de segurança e sua aplicabilidade nas instalações elétricas.
Objetivo Geral
O material está dividido em capítulos. No início de cada capítulo são apresentados os objetivos específicos de aprendizagem, que devem ser utilizados como orientadores ao longo do estudo.
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Riscos elétricos e o aterramento de segurança
Ao final desse capítulo, o treinando poderá:
Objetivo Específico
• Estabelecer a relação entre aterramento de segurança e riscos elétricos; • Reconhecer os tipos de riscos elétricos decorrentes do uso de equipamentos e sistemas elétricos; • Relacionar os principais tipos de sistemas de aterramento de segurança e sua aplicabilidade nas instalações elétricas.
No nal de cada capítulo encontram-se os exercícios, que visam avaliar o alcance dos objetivos de aprendizagem. Os gabaritos dos exercícios estão nas últimas páginas do capítulo em questão.
Capítulo 1. Riscos elétricos e o aterramento de segurança
Capítulo 1. Riscos elétricos e o aterramento de segurança
1.4. Exercícios
1.7. Gabarito
1) Que relação podemos estabelecer entre riscos elétricos e aterramento de segurança?
1) Que relação podemos estabelecer entre riscos elétricos e aterramento de segurança?
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________ 2) Apresentamos, a seguir, trechos de Normas Técnicas que abordam os cuidados e critérios relacionados a riscos elétricos. Correlacione-os aos tipos de riscos, marcando A ou B, conforme, o caso:
O aterramento de segurança é uma das formas de minimizar os riscos decorrentes do uso de equipamentos e sistemas elétricos. 2) Apresentamos, a seguir, trechos de Normas Técnicas que abordam os cuidados e critérios relacionados a riscos elétricos. Correlacione-os aos tipos de riscos, marcando A ou B, conforme, o caso: A) Risco de incêndio e explosão (B)
B) Risco de contato
“Todas as partes das instalações elétricas devem ser projetadas e executadas de modo que seja possível prevenir, por meios seguros, os perigos de choque elétrico e todos os outros tipos de acidentes.”
Para a clara compreensão dos termos técnicos, as suas
Para a clara compreensão dos termos técnicos, as suas denições estão disponíveis no glossário. Ao longo dos textos do capítulo, esses termos podem ser facilmente identicados, pois estão em destaque. Nesse processo, o operador tem importante papel, pois, ao interagir diariamente com os equipamentos elétricos, pode detectar imediatamente alguns tipos de anormalidades, antecipando problemas e, principalmente, diminuindo os riscos de choque elétrico por contato indireto e de incêndio e explosão.
3.1. Problemas operacionais Os principais problemas operacionais vericados em qualquer tipo de aterramento são: • Falta de continuidade; e • Elevada resistência elétrica de contato. É importante lembrar que Norma Petrobras N-2222 dene o valor de 1Ohm, medido com multímetro DC (ohmímetro), como o máximo admissível para resistência de contato.
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3.4. Glossário Choque elétrico – conjunto de perturbações de natureza e efeitos diversos, que se manifesta no organismo humano ou animal, quando este é percorrido por uma corrente elétrica. Ohm – unidade de medida padronizada pelo SI para medir a resistência elétrica. Ohmímetro – instrumento que mede a resistência elétrica em Ohm.
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Caso sinta necessidade de saber de onde foram retirados os insumos para o desenvolvimento do conteúdo desta apostila, ou tenha interesse em se aprofundar em determinados temas, basta consultar a Bibliografia ao nal de cada capítulo.
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1.6. Bibliografia CARDOSO ALVES, Paulo Alberto e VIANA, Ronaldo Sá. Aterramento de sistemas elétricos - inspeção e medição da resistência de aterramento. UN-BC/ST/EMI – Elétrica, 2007. COELHO FILHO, Roberto Ferreira.Riscos em instalações e serviços com eletricidade. Curso técnico de segurança do trabalho, 2005. Norma Petrobras N-2222. Projeto de aterramento de segurança em unidades marítimas. Comissão de Normas Técnicas - CONTEC, 2005. Norma Brasileira ABNT NBR-5410.Instalações elétricas de baixa tensão. Associação Brasileira de Normas Técnicas, 2005. Norma Brasileira ABNT NBR-5419. Proteção de estruturas contra descargas atmosféricas. Associação Brasileira de Normas Técnicas, 2005.
Ao longo de todo o material, caixas de destaque estão presentes. Cada uma delas tem objetivos distintos. A caixa “Você Sabia” traz curiosidades a respeito do conteúdo abordado de um determinado item do capítulo.
É atribuído a Tales de Mileto (624 - 556 a.C.) a primeira observação de um fenômeno relacionado com a eletricidade estática. Ele teria esfregado um fragmento de âmbar com um tecido seco e obtido um comportamento inusitado – o âmbar era capaz de atrair pequenos pedaços de palha. O âmbar é o nome dado à resina produzida por pinheiros que protege a árvore de agressões externas. Após sofrer um processo semelhante à fossilização, ela se torna um material duro e resistente.
“Importante” é um lembrete das questões essenciais do conteúdo tratado no capítulo.
IMPORTANTE! É muito importante que você conheça os tipos de pig de limpeza e de pig instrumentado mais utilizados na sua Unidade. Informe-se junto a ela!
Já a caixa de destaque “Resumindo” é uma versão compacta dos principais pontos abordados no capítulo. RESUMINDO...
Recomendações gerais • Antes do carregamento do pig , inspecione o interior do lançador; • Após a retirada de um pig, inspecione internamente o recebedor de pigs; • Lançadores e recebedores deverão ter suas
Em “Atenção” estão destacadas as informações que não devem ser esquecidas.
ATENÇÃO É muito importante que você conheça os procedimentos específicos para passagem de pig em poços na sua Unidade. Informe-se e saiba quais são eles.
Todos os recursos didáticos presentes nesta apostila têm como objetivo facilitar o aprendizado de seu conteúdo. Aproveite este material para o seu desenvolvimento prossional!
Sumário Introdução
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Capítulo 1 - Amostragem, conservação e transferência de amostra Objetivos 1. Amostragem, conservação e transferência de amostra 1.1. Tipos de amostras 1.2. Amostragem de petróleo em uxo (óleo cru) 1.2.1. Equipamento - amostrador automático
17 19 22 24 24
1.2.2. Equipamento - amostragem manual de petróleo em uxo por meio de frasco 1.2.3. Recursos e pré-requisitos 1.2.4. Procedimento de amostragem - principais tarefas
25 26 28
1.3. Amostragem manual de petróleo em condições de processo
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1.3.1. Amostragem manual de petróleo em condições de processo – cilindro convencional 1.3.2. Amostragem manual de petróleo em condições de processo - cilindro com pistão
1.4. Manuseio, transporte e armazenamento de amostras considerações importantes 1.5. Amostragem - considerações técnicas 1.6. Amostragem de gás natural 1.6.1. Amostragem de gás natural - recursos e pré-requisitos 1.6.2. Amostragem de gás natural - procedimento e principais tarefas
1.7. Amostragem de água 1.7.1. Amostragem de água - recursos e pré-requisitos 1.7.2. Amostragem de água - procedimento
1.8. Outras amostragens 1.8.1. Petróleo para análise de teor de areia 1.8.2. Trietileno glicol - teor de água no glicol 1.8.3. Água descartada para análise de teor de óleo e graxa (TOG)
1.9. Conservação e transferência de amostra 1.10. Exercícios 1.11. Glossário 1.12. Bibliograa 1.13. Gabarito
29 33
39 39 40 41 42
45 45 46
47 47 47 48
48 50 53 55 56
Capítulo 2 - Noções de análise laboratorial Objetivo 2. Noções de análise laboratorial 2.1. Laboratórios offshore - noções de ensaios analíticos 2.2. Noções de ensaios analíticos realizados nos laboratórios onshore 2.3. Exercícios 2.4. Glossário 2.5. Bibliograa 2.6. Gabarito
59 61 61 71 74 77 78 79
Introdução
A
s atividades laboratoriais na indústria do petróleo são fundamentais para o monitoramento dos processos produtivos, a garantia da especicação nal do produto e a proteção do meio ambiente. A freqüência das amostragens varia em função do comportamento do reservatório e da estabilidade da planta de tratamento do petróleo. Mas, é uma preocupação constante da Petrobras, tendo em vista o impacto que tem sobre o conjunto de suas atividades. No segmento de Exploração & Produção (E&P), essas atividades se destinam à análise de uidos e resíduos, presentes nos processos de exploração e produção de petróleo e gás natural. Compreendem basicamente as etapas de amostragem (coleta da amostra), conservação da amostra (acondicionamento), transferência da amostra (deslocamento do ponto de amostragem ao laboratório) e análise laboratorial onshore ou offshore. Sendo a Bacia de Campos uma referência importante para as atividades laboratoriais, em função de sua grande demanda analítica, esse material será orientado pelas atividades desenvolvidas no Laboratório do E&P-SERV/US-AP/LF (Laboratório de Fluidos da UN-BC, Macaé, RJ), que presta serviço de apoio à produção da UN-RIO, da UN-BC, da UN-ES e da UN-BS. Os responsáveis pelas amostragens nas áreas operacionais são os técnicos de produção. Adquirir noções de amostragem e análise laboratorial é decisivo para habilitar esses técnicos para a execução das tarefas relacionadas à coleta dos uidos a serem monitorados.
RESERVADO
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Amostragem, conservação e transferência de amostra
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Ao final desse capítulo, o treinando poderá: • Distinguir diferentes tipos de amostras e o modo adequado de coletá-las; • Caracterizar a amostragem dos produtos envolvidos na produção de petróleo - óleo cru, água e gás - e os cuidados na conservação e na transferência desses produtos.
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Capítulo 1. Amostragem, conservação e transferência de amostra
1. Amostragem, conservação e transferência de amostra
O
gesto simples de uma cozinheira ao provar uma colherada da sopa que prepara para vericar e, se necessário, corrigir a quantidade de sal e de temperos utilizados, constitui um exemplo cotidiano do que vem a ser amostragem. Apesar da simplicidade da tarefa, ela precisará tomar alguns cuidados como, por exemplo, identicar o ponto do cozimento e de que forma coletar uma amostra que lhe permita julgar e controlar a qualidade do que está sendo produzido em sua cozinha. Podem ser identicadas, em nosso dia-a-dia, outras situações envolvendo coleta e análise de amostras. Se, em uma atividade simples, o processo de amostragem desempenha um papel importante, que dimensão alcançará quando aplicada a processos industriais complexos, com muitas variáveis a serem controladas? No processo industrial, como um todo, coletar e analisar amostras do que é produzido ou descartado é um procedimento essencial para garantir e controlar a qualidade da produção e a preservação da segurança dos envolvidos e do meio ambiente. Na indústria do petróleo não poderia ser diferente. Devido à complexidade da produção, à variedade de componentes envolvidos (água, gás e óleo) e aos requisitos denidos por padrões internacionais, a amostragem, compreendendo etapas de coleta, transporte e análise, exige um cuidado rigoroso. A amostragem é um elemento importante no controle da qualidade do uido a ser analisado. Se a amostra não for representativa, o resultado da análise laboratorial não corresponderá à realidade, mesmo que se utilize um método analítico rigoroso. O controle analítico do uido de interesse se inicia com a coleta da amostra. Esta deve ser recolhida de acordo com procedimento especíco, em recipiente adequado e nas condições apropriadas de conservação e transporte até a análise no laboratório, contemplando
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assim dois fatores importantes: representatividade da amostra e segurança na operação de coleta e transporte. Como já foi dito, a amostragem é parte fundamental da análise laboratorial. IMPORTANTE!
Enquanto amostra é a porção representativa de um todo, amostragem é a retirada de amostra que mantém as propriedades do uido em estudo, podendo, portanto, representá-lo na investigação de seus componentes e de suas características.
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O controle dos processos produtivos se dá por meio de monitoração e ajustes. A monitoração compreende o acompanhamento e medição de variáveis, como pressão, temperatura, nível e vazão, e a análise laboratorial dos uidos envolvidos no processo. Portanto, a amostragem e a análise dos uidos permitem a monitoração da qualidade desses uidos e dos processos produtivos. Os principais uidos amostrados na área de E&P são petróleo, água e gás natural. Após as etapas de elevação do petróleo produzido até a superfície, é necessário separar as fases e tratar os componentes. Vários equipamentos são utilizados para este m, compondo o que se chama processamento primário de petróleo, como ilustrado no esquema a seguir. Gás para Compressor Booster
Gás para Compressor Principal Poço 1
Óleo para exportação
AE Separador de Produção
Poço 2
Poço 3
Separador Atmosférico
Tratador Eletrostático Bomba
Permutador de Calor AI
Hidrociclone
DES AI
DES - Injeção de desemulsificante AI - Injeção de antiincrustante AE - Injeção de antiespumante
AI
Óleo Gás Água
Flotador
Água para permutador de calor
Processamento Primário de Petróleo (esquemático)
RESERVADO
Capítulo 1. Amostragem, conservação e transferência de amostra
Como pode ser observado no esquema anterior, os principais equipamentos envolvidos no processamento primário de petróleo são: •
Separador de produção;
•
Tratador eletrostático ou tratador de óleo (to);
•
Separador atmosférico ou surg tank ;
•
Hidrociclone;
•
Flotador;
•
Permutador de calor.
Como esses equipamentos se articulam no processamento primário de petróleo? Para melhorar a segregação, antes de entrar no separador de produção, os uidos passam pela bateria de pré-aquecimento, constituída de vários permutadores de calor. Após passarem pelo separador de produção, já se encontram correntes independentes de petróleo, água e gás natural. A água é tratada para descarte, passando pelos hidrociclones e pelo otador para retirar o petróleo remanescente, sendo encaminhada para o mar. O gás natural é desidratado e comprimido para atingir a pressão de exportação. Uma parte é usada para a elevação articial por gás lift ou para a geração de energia na plataforma. O petróleo é encaminhado para um tratador eletrostático, onde o restante da água é retirado, forçado a se separar por um campo elétrico de grande intensidade. O óleo segue para um separador atmosférico, para promover um flash de gás residual, separado neste equipamento e encaminhado para compressão. Após o tratamento, o óleo é exportado por bombeamento.
RESERVADO
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Alta Competência
Vários produtos químicos são injetados nas correntes de processamento de petróleo, para evitar ou inibir situações indesejáveis, como: formação de emulsão do óleo com a água, formação de espuma, formação de hidratos, corrosão e incrustações, acúmulo e proliferação de bactérias, produção de gás sulfídrico, etc. IMPORTANTE!
A injeção química consiste na adição de produtos químicos, através de bombeamento com linhas de injeção intrusivas às tubulações e equipamentos, em pontos de melhor desempenho operacional e de processo. No processo de produção de petróleo, cada situação indesejável é evitada ou combatida pelos seguintes produtos:
22 Situação Espuma Hidratos Emulsões Bactérias Incrustações Emulsões Estáveis Gás Sulfídrico Oxigênio Corrosão
Produto Antiespumante Inibidor de Hidratos Desemulsificante Biocida Inibidor de Incrustações Floculante Seqüestrante de H2S Seqüestrante de Oxigênio Inibidor de Corrosão
Para comprovar a eciência dos produtos injetados, acompanhar e garantir a qualidade dos uidos produzidos (petróleo, gás natural e água) e o bom desempenho de equipamentos e instrumentos é que se realiza a monitoração. A monitoração é feita através da amostragem e análise laboratorial.
1.1. Tipos de amostras Os principais uidos amostrados na área de E&P são petróleo, água e gás natural. Esses uidos são coletados em frascos de plástico e de vidro, quando na condição de pressão atmosférica, ou em cilindros especiais, quando na condição de pressão de operação. RESERVADO
Capítulo 1. Amostragem, conservação e transferência de amostra
Serão apresentados, nesta etapa, os recursos necessários e as principais tarefas da amostragem de petróleo (óleo cru), por meio de frasco ou cilindro, amostragem de gás natural, por meio de cilindro e amostragem de água, por meio de frasco. É importante conhecer os vários tipos de amostras, classificadas de acordo com o modo de se fazer a coleta e o ponto de amostragem selecionado. Tipos de amostra
Descrição
Amostra de topo, de meio ou de fundo
Amostra coletada, respectivamente, num ponto 15cm abaixo do nível superior do produto, ou no nível médio, ou no nível mais baixo do produto contido no tanque. Este tipo de amostra é realizado nos FPSOs da Bacia de Campos e nos tanques de armazenamento dos terminais.
Amostra instantânea
Amostra coletada em um ponto específico de um tanque ou coletada em um ponto de um duto, com fluxo contínuo, em um dado momento.
Amostra composta
Amostra representativa
Mistura de amostras instantâneas, proporcionais aos volumes dos produtos a partir dos quais as amostras de ponto foram obtidas. É realizada a partir das amostras de topo, meio e fundo para formar a composta do tanque e também é realizada com as amostras da saída do separador atmosférico, na planta de processo. Amostra que contém os constituintes nas mesmas proporções com que estão presentes no volume total.
Amostra corrida
Amostra obtida pela imersão de um saca-amostra até o fundo do tanque e retorno ao topo do produto com uma velocidade constante. Na Bacia de Campos, esse tipo de amostra é utilizado nos navios tanques (aliviadores) para certificação da carga, após o offloading .
Amostra proporcional ao fluxo
Amostra coletada em um ponto de um duto de modo que a taxa de amostragem seja proporcional, durante o período de amostragem, à taxa de fluxo de fluido no duto, com o recurso do amostrador automático.
RESERVADO
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Alta Competência
1.2. Amostragem de petróleo em fluxo (óleo cru) Os diferentes tipos de amostra foram apresentados no item anterior. A seguir, os equipamentos, pré-requisitos e processos de coleta na indústria do petróleo serão vericados. 1.2.1. Equipamento - amostrador automático Sistema capaz de coletar automaticamente amostra representativa de um produto escoando através de uma tubulação. O sistema é composto de sonda de amostragem, associada a um controlador e de recipiente de coleta. O controlador é programável, de modo a ajustar a taxa de amostragem proporcionalmente à vazão ou ao tempo de transferência. Sinal do medidor de vazão para o controlador proporcional à vazão
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Ar
Aturador
Controlador Linha de saída da amostra
Direção do fluxo Recipiente de amostragem Medidor de vazão
Sonda de amostragem
Ponto de coleta da amostra
Esquema de um amostrador automático
RESERVADO
Capítulo 1. Amostragem, conservação e transferência de amostra
1.2.2. Equipamento - amostragem manual de petróleo em fluxo por meio de frasco É necessário coletar uma amostra representativa de petróleo produzido em uxo constante para análises laboratoriais nas Unidades de Produção Marítimas ou Terrestres, por meio de frascos de amostragem, visando à realização de ensaios analíticos para a determinação da qualidade dos uidos. A grande maioria das amostras de petróleo destina-se à realização do ensaio de BSW (água e sedimentos), visando monitorar a produção de cada poço ou a eciência do sistema de tratamento, principalmente no estágio nal do processo, que deve apresentar BSW igual ou menor que 1%v/v.
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Ponto de amostragem
RESERVADO
Alta Competência
1.2.3. Recursos e pré-requisitos Para realizar a coleta da amostra de petróleo é necessário considerar as especicações a seguir: Utilizar frascos de amostragem de 1 ou 2 litros, de boca larga, limpos e secos para amostras a serem enviadas para o Laboratório de Fluidos on-shore (LF). Na rotina diária da plataforma ou estações terrestres, os frascos podem ser reutilizados, tomando-se os devidos cuidados com a limpeza dos mesmos; •
Estabelecer o ponto de amostragem, de preferência, em trecho vertical da tubulação. O ponto de amostragem pode também car localizado em trecho horizontal da tubulação, desde que sua vazão seja sucientemente elevada e que possua condições (curvas, descarga de bombas, etc.) que permitam a homogeneização do uido, promovendo uma mistura turbulenta adequada; •
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•
Etiquetar adequadamente as amostras.
Veja a seguir os tipos de frascos (item a) mais utilizados nos processos de coleta, com capacidade para 1l e 2l.
Frascos de amostragem
RESERVADO
Capítulo 1. Amostragem, conservação e transferência de amostra
A imagem a seguir indica o ponto de amostragem ideal para petróleo em uxo, de acordo com os padrões estabelecidos pela Norma ABNT/NBR-14883, de 01/08/2002. Tubo com extremidade fechada, orifício lateral voltado contra o fluxo
Ponta em bisel a Fluxo 45º
Fluxo
(A) Tubo de amostragem de 6,4 a 5,0 mm de diâmetro (1/4” - 2”)
Borda afiada
Fluxo
(B) Tubo de amostragem de 6,4 a 5,0 mm de diâmetro (1/4” - 2”)
(C) Tubo de amostragem de 6,4 a 5,0 mm de diâmetro (1/4” - 2”)
Nota: o dispositivo pode ser dotado de válvulas ou torneiras e deve ser montado horizontalmente
Ponto de amostragem em tubulação vertical
RESERVADO
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Alta Competência
1.2.4. Procedimento de amostragem - principais tarefas Os passos a serem cumpridos no processo de amostragem devem ser acompanhados atentamente. Essas atividades devem ocorrer na seqüencia apresentada no quadro a seguir. Abra a válvula do ponto de amostragem, de modo que haja o máximo possível de fluxo constante do fluido que está
Deixe o fluido drenado alcançar a temperatura do fluido em fluxo.
sendo escoado, drenando-o.
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Colete a amostra, em frasco de amostragem devidamente identificado, aproximadamente 10 segundos após a tempertura de fluido drenado alcançar a temperatura do fluido em fluxo. Lembre-se de deixar espaço livre no frasco, suficiente para promover a homogeneização e dilatação do petróleo.
Utilize batoque plástico, em conjunto com a tampa do frasco de amostragem, para evitar derramamento da amostra e invólucro plástico nas etiquetas para evitar possíveis danos à identificação.
Coloque as etiquetas nos frascos.
RESERVADO
Capítulo 1. Amostragem, conservação e transferência de amostra
IMPORTANTE! Caso a amostra deva ser encaminhada ao laboratório onshore , inclua os seguintes dados: • Plataforma, ponto e local da coleta; • Data e hora da coleta; • Pressão e temperatura; • Nome do amostrador; • Número da SOT e RT. 1.3. Amostragem manual de petróleo em condições de processo Esta etapa descreve a amostragem de petróleo para a realização de ensaios analíticos que auxiliam na medição das vazões de petróleo, atendendo assim às exigências legais da Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP). Para realizar corretamente uma amostragem manual de petróleo é necessário coletar uma amostra, sob condições de pressão de operação, preservando os componentes leves. Para esse processo, devem ser utilizados frascos e cilindros convencionais de amostragem, de modo a determinar a densidade absoluta (massa especíca) do óleo e da água, razão de solubilidade (RS) e o fator de encolhimento (FE). 1.3.1. Amostragem manual de petróleo em condições de processo – cilindro convencional A amostragem manual de petróleo a partir do uso de cilindro convencional foi o primeiro tipo de coleta utilizado nos processos de amostragem. Essa técnica vem sendo paulatinamente substituída pelo uso do cilindro com pistão, equipamento que apresenta maior precisão na execução dos ensaios analíticos. Apresenta como vantagem a simplicidade na coleta.
RESERVADO
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Alta Competência
O cilindro convencional é também utilizado na coleta de gás natural, embora exija condições diferenciadas de preparo.
Tubulação Tubulação Tubulação
V1
Ponto de amostragem
V2
Cilindro de amostragem
V3
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V= Válvula
Recipiente de dreno
Esquema de amostragem de petróleo com cilindro convencional
IMPORTANTE! • Os cilindros devem estar cheios de água potável; • O Laboratório de Fluidos é responsável pelo preparo e envio desses cilindros para as plataformas das Unidades Marítimas e Estações Coletoras; • Os pontos de amostragem devem ser preferencialmente a jusante dos separadores (saídas) e nunca nas entradas dos separadores, cabeças de poços, sucções de bombas e trechos sem turbulência suciente para promover mistura homogênea.
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Capítulo 1. Amostragem, conservação e transferência de amostra
a) Cilindro convencional - recursos e pré-requisitos Para realizar a coleta da amostra é necessário utilizar os equipamentos a seguir: • Cilindro metálico em aço inox capacidade 1000ml, pressão máxima de trabalho 3.000psi; • Mangote de alta pressão; • Duas chaves ajustáveis de 12 polegadas. b) Cilindro convencional - procedimento e principais tarefas A seguir são apresentadas as etapas a serem cumpridas no processo de amostragem manual de petróleo, por meio de cilindro convencional: 1. Purgar o ponto de amostragem por 3 minutos antes de conectar o sistema; 2. Fazer a conexão do mangote de alta pressão ao ponto de amostragem e ao cilindro, na válvula V2 (ver gura - Amostragem de petróleo com cilindro convencional - esquemático); 3. Conectar uma linha ou mangueira na saída da válvula V3 e a direcionar para um recipiente de dreno (podem ser utilizados recipientes como baldes metálicos); 4. Abrir lentamente a válvula V1 (válvula do próprio ponto de amostragem); 5. Afrouxar a conexão da mangueira de alta pressão, conectada ao cilindro, de modo a permitir uma pequena purga, eliminando o óleo que tenha sido despressurizado no interior da mangueira vazia. Em seguida, refazer (apertar) a conexão;
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Alta Competência
6. Fixar o cilindro em posição vertical de modo que a válvula V2 (de admissão do óleo) que na posição superior (Amostragem de petróleo com cilindro convencional – esquemático); 7. Abrir a válvula V2; 8. Aguardar 2 minutos para que a pressão no interior do cilindro se torne homogênea; 9. Abrir lentamente a válvula V3; 10. Drenar lentamente toda a água contida no cilindro; 11. Fechar a válvula V3, ao aparecerem as primeiras gotas de óleo;
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12. Fechar as válvulas V2 e V1; 13. Remover o cilindro com a amostra e a mangueira de alta pressão; 14. Anotar a temperatura e a pressão do separador ou tanque, referente ao ponto de coleta; 15. Preencher as etiquetas, fazendo a identicação; 16. Enviar as amostras para o Laboratório de Análises Químicas.
RESERVADO
Capítulo 1. Amostragem, conservação e transferência de amostra
ATENÇÃO Em caso de amostras com água livre, observe os seguintes procedimentos: 1. Esperar 20 minutos para permitir a separação da água livre no interior do cilindro, com as válvulas V1 e V2 abertas e a válvula V3 fechada (final da entrada de amostra); 2. Abrir lentamente a válvula V3 e drenar, também lentamente, toda a água; 3. Fechar a válvula V3, V1 e V2, nessa ordem . Repetir esses passos, várias vezes, até que a quantidade de água livre drenada seja menor que 100ml. Isso indica que uma quantidade suficiente de óleo foi coletada. 1.3.2. Amostragem manual de petróleo em condições de processo cilindro com pistão Vale reforçar que a utilização do cilindro com pistão apresenta como vantagem a maior precisão dos resultados analíticos, embora seu uso seja mais complexo na etapa de amostragem. É fundamental que os técnicos de operação responsáveis por essas tarefas dominem o uso desse tipo de equipamento, pois toda a aquisição feita pela Petrobras, nos últimos e nos próximos anos, será de cilindros com pistão, uma vez que eles substituirão denitivamente os cilindros convencionais.
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Alta Competência
a) Cilindro com pistão - recursos e pré-requisitos A listagem abaixo refere-se aos materiais necessários à realização da coleta de petróleo utilizando-se cilindro com pistão: • Cilindro com pistão (ver imagem - cilindro com pistão utilizado na coleta de amostra de petróleo para análises de PVT); • Mangote de alta pressão; • Proveta graduada de 1000ml em material plástico; • Cilindro de nitrogênio com regulador de pressão com mangote;
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• Recipiente para coleta de óleo da purga; • Duas chaves ajustáveis de 12 polegadas. b) Cilindro com pistão - procedimento e principais tarefas •
Preparação do cilindro
A preparação dos cilindros é de responsabilidade do Laboratório de PVT (laboratório de análise do petróleo) do US-AP/LF. Os cilindros devem chegar ao local de amostragem pressurizados com gás inerte (nitrogênio). A pressão interna da câmara de pressurização deve ser superior à pressão no ponto de amostragem, para evitar a liberação de gás durante a coleta da amostra. Portanto, o volume inicial da câmara de amostra é zero. •
Condições da amostragem
No caso de água livre, deve ser instalado um cilindro de gás nitrogênio (N2), com regulador de pressão e mangote de aço inox na área de amostragem. Esse sistema é ligado à câmara de pressurização
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Capítulo 1. Amostragem, conservação e transferência de amostra
e é denominado sistema de pressurização com nitrogênio. •
Procedimentos da amostragem
Válvula superior
Nitrogênio (N2) Pistão
Óleo
Válvula inferior
Purga amostra
Cilindro metálico
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Purga
Suporte p/cilindro
Esquema de cilindro com pistão
A gura a seguir ilustra o processo de amostragem de petróleo para análise de PVT, utilizando cilindro com pistão . Em seguida, estão listados os procedimentos de amostragem que devem ser cumpridos. 1. Purgar o ponto de amostragem. Esta purga tem a nalidade de evitar contaminações e retirar algum gás que tenha sido liberado ao encher a linha. O tempo de purga deve permitir a eliminação completa de qualquer amostra não representativa do processo e, por isso, deve ser proporcional à distância entre o ponto de amostragem e o duto do processo; 2. Fixar o cilindro em posição vertical, com a câmara de amostra voltada para baixo;
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3. Conectar o mangote ao ponto de amostragem; 4. Fazer a conexão do mangote à válvula da câmara de amostra do cilindro; 5. Abrir a válvula do ponto de amostragem, vericando se a pressão da linha é igual ou superior à pressão de trabalho no vaso (separador, TO, surg tank ); 6. Abrir a válvula da câmara de amostra e, em seguida, abrir também cuidadosamente a válvula de purga do cilindro; 7. Realizar uma purga de 15 segundos; 8. Fechar a válvula de purga;
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9. Abrir cuidadosamente a válvula da câmara de nitrogênio, na extremidade oposta, de forma que a pressão interna da câmara de amostra seja mantida durante a coleta. Isso permitirá que o óleo seja admitido deslocando-se o pistão no interior do cilindro; 10. Ao terminar a coleta da amostra, fechar a válvula da câmara de nitrogênio e, em seguida, fechar também a válvula da câmara de óleo. Observar que, quando não sair mais nitrogênio, isso signica que o pistão está todo deslocado e a câmara de amostra está completamente preenchida; 11. Fechar a válvula do ponto de amostragem; 12. Desconectar o mangote do cilindro; 13. No caso de óleos pesados, conectar a válvula da câmara de nitrogênio ao sistema de pressurização com nitrogênio e abrir a válvula para pressurizar a câmara de nitrogênio. Manter esse alinhamento durante o tempo necessário para a amostra atingir a temperatura ambiente. Após a estabilização da temperatura, fechar a válvula da câmara de nitrogênio e a válvula reguladora de pressão;
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Capítulo 1. Amostragem, conservação e transferência de amostra
ATENÇÃO O item 13 é necessário apenas no caso de amostragem de óleos pesados. 14. Preencher a etiqueta de amostragem, anotando pressão e temperatura do ponto de amostragem (separador de teste, separador de produção, TO, surg tank ). Para amostras que apresentem emulsão não estabilizada ou água livre, são necessários os seguintes procedimentos: 1. Encher o cilindro com a amostra e aguardar, por 20 minutos, a separação da água por decantação; 2. Conectar a válvula da câmara de nitrogênio ao mangote do sistema de pressurização com nitrogênio; 3. Abrir a válvula reguladora de pressão do cilindro de nitrogênio; 4. Abrir a válvula da câmara de nitrogênio de forma que a câmara do cilindro amostrador seja pressurizada com aproximadamente 1kgf/cm2 acima da pressão do processo; 5. Colocar o cilindro na posição vertical com a válvula da câmara de óleo voltada para baixo; 6. Abrir devagar a válvula de purga da câmara de óleo, drenando lentamente a fase água, ou seja, a água livre presente na amostra até o aparecimento da fase oleosa. Durante a drenagem, manter a pressão da câmera de óleo igual ou pouco superior (aprox. 1kgf/cm 2) à pressão do processo; 7. Fechar a válvula de purga da câmara de óleo; 8. Fechar a válvula da câmara de nitrogênio;
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9. Fechar a válvula reguladora do sistema de pressurização com nitrogênio; 10. Repetir a coleta para ocupar com óleo o espaço deixado pela água livre; 11. Observar o volume de óleo coletado. Caso o volume de óleo amostrado seja inferior a 50% do volume total do cilindro, repetir o procedimento de coleta e retirada de água livre até a obtenção de volume de amostra adequado. Repetir esses quatro passos várias vezes até que a quantidade de água livre drenada seja menor que 100ml. Isso indica que uma quantidade suciente de óleo foi coletada; 12. Desconectar o mangote do sistema de pressurização com nitrogênio.
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O tipo de cilindro de pistão mais utilizado na amostragem de petróleo para análise de PVT está apresentado a seguir:
Cilindro com pistão utilizado na coleta de amostra de petróleo para análises de PVT
ATENÇÃO Lembre-se de purgar a linha de óleo, caso esta tenha sido despressurizada, para retirar qualquer volume de ar e/ou gás presente no sistema.
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Capítulo 1. Amostragem, conservação e transferência de amostra
1.4. Manuseio, transporte e armazenamento de amostras considerações importantes As condições de manuseio, transporte e armazenamento são fundamentais para garantir a conabilidade das amostras e dos resultados das análises. Esteja atento, portanto, às recomendações que se seguem. • Os cilindros com pistão devem ser transportados nas caixas do tipo case, especícas para este m; • No caso de cilindros que sejam transportados em caixas comuns de madeira, as válvulas devem ser protegidas com plástico bolha e ta adesiva ou outro material que evite impacto nas mesmas (isopor, espuma); • Os cilindros só devem ser transportados com as válvulas tamponadas com os plugs especícos; • Durante o manuseio, evite impactos no cilindro, principalmente nas válvulas, pois estas podem car seriamente danicadas, inclusive apresentando problemas de vazamento; • No armazenamento, as caixas contendo os cilindros, devem permanecer em local limpo, seco e livre de atmosfera corrosiva; • É necessário garantir a estabilidade das caixas, evitando que se movimentem com o balanço das embarcações.
1.5. Amostragem - considerações técnicas A amostragem deve ser realizada sempre a jusante dos pontos de amostragem, visando garantir a homogeneidade da amostra (todo gás dissolvido no óleo). No caso de amostragem em poço, este deve estar isolado no Separador de Teste e estabilizado. A amostragem deve ser realizada em um ponto a jusante (saída) do Separador de Teste. No caso de
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amostragem na saída do Separador de Produção ou entrada ou saída de TO ou surg tank , não é necessária a estabilização. Não realize amostragem nas entradas dos separadores, cabeça de poços, sucção de bombas e trechos sem turbulência. Amostras em dutos de exportação com uxo multifásico não são representativas do processo (retiram proporcionalmente mais gás do que óleo). A amostragem deve ser realizada lentamente, visando à maior obtenção do volume de amostra e evitando a formação de emulsão devido à turbulência. Para tanto deve-se: • Evitar impacto sobre as válvulas do cilindro amostrador; • Preencher corretamente as etiquetas dos cilindros cili ndros amostradores.
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O resultado da análise reete o que está dentro do cilindro.
1.6. Amostragem de gás natural A coleta de amostra representativa de gás natural, sob condições de pressão de operação, deve ser feita utilizando-se cilindros de amostragem. A análise cromatográca é feita a m de obter a composição molar dos componentes do gás e, a partir dela, denir as propriedades físicas do gás natural, como o poder caloríco, a densidade, etc.
Cilindro utilizado na coleta de amostra de gás natural
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Capítulo 1. Amostragem, Amostragem, conservação e transferência de amostra
1.6.1. Amostragem de gás natural - recursos e pré-requisitos A listagem refere-se aos materiais necessários à realização da coleta de amostra de gás natural: a) Cilindro amostrador para gás a alta pressão em aço inox tipo AISI 316, sem costura (ver imagem - cilindro utilizado na coleta de amostra de gás natural); b) 1m de mangueira para alta pressão com terminais nas duas extremidades; c) 2 chaves de boca ou de regulagem; d) Conexões compatíveis com as válvulas;
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e) Tampões para as válvulas; f) Etiquetas apropriadas. A fgura a seguir ilustra o ponto ideal de amostragem para o gás natural.
Válvula de amostragem tipo agulha
Tubo de ø 1/4” ou 1/8”
Fluxo do gás Tubulação de gás
Ponto de amostragem de gás natural
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1.6.2. Amostragem de gás natural - procedimento e principais tarefas Ao realizar a amostragem de gás natural, siga o passo a passo indicado: 1. Veric Vericar ar a pressão do ponto ponto de amostragem e observar observar se a pressão pressão de trabalho do cilindro é compatível com a do ponto de amostragem (ver imagem - Ponto de amostragem de gás natural; equipamentos de amostragem de gás natural - esquemático); 2. Purgar a linha de amostragem, amostragem, abrindo abrindo a válvula válvula do ponto ponto de amostragem em uxo lento. Realizar a purga por tempo suciente para garantir a limpeza da linha de amostragem. A abertura da válvula deverá ser pequena, para não causar o resfriamento da linha pelo efeito Joule – Thompson, com conseqüente condensação dos componentes mais pesados do gás;
42 3. Fechar a válvula válvula do ponto ponto de amostragem; amostragem; 4. Colocar a conexão adequada e a mangueira no ponto de amostragem; 5. Abrir novamente a válvula do ponto de amostragem, liberando o gás lentamente para a atmosfera. Enquanto a válvula estiver aberta, segurar a outra extremidade da mangueira para evitar que ela chicoteie; 6. Fechar a válvula válvula do ponto ponto de amostragem; amostragem; 7. Colocar a conexão adequada adequada no cilindro, observando observando o sentido da seta na válvula, que indicará a entrada e a saída do gás; 8. Colocar o cilindro na posição posição vertical vertical e conectar conectar a mangueira mangueira à válvula superior do cilindro, observando, mais uma vez, a seta da válvula, que indicará o sentido de entrada e saída do gás; 9. Manter o cilindro na posição vertical, vertical, abrir a válvula do ponto de amostragem;
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Capítulo 1. Amostragem, conservação e transferência de amostra
10. Abrir a válvula superior e inferior do cilindro e deixar purgar por aproximadamente 60 segundos; 11. Fechar a válvula inferior (válvula de saída do gás) do cilindro. Aguardar a equalização da pressão do cilindro e da linha por aproximadamente 2 minutos; 12. Fechar a válvula superior (válvula de entrada do gás) do cilindro; 13. Fechar a válvula do ponto de amostragem; 14. Desconectar a mangueira do ponto de amostragem e do cilindro; 15. Vericar se existe vazamento no cilindro, mergulhando suas válvulas em um recipiente contendo água. Observar se há borbulhamento nas válvulas. Caso haja, descartar a amostra, retirar a(s) válvula(s), colocar teon, recolocá-la e repetir a amostragem; 16. Colocar os bujões (tampões) das válvulas; 17. Preencher todos os campos da etiqueta de identicação para a amostragem de gás, indicados a seguir: • Plataforma; • Origem da amostra; • Ponto de amostragem; • Poço; • Método de produção; • Temperatura do gás (ºC); • Pressão do gás (kgf/cm 2);
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• Data e hora; • Número do cilindro; • Número da Solicitação do Trabalho e da Requisição de Transporte, quando aplicável; • Nome do amostrador. 18. Encaminhar as amostras de gás e o kit , contendo mangueira e conexões, para o Laboratório, em atenção ao Laboratório de Gás.
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VOCÊ SABIA?
Assim como o petróleo, o gás natural é resultado da transformação de fósseis de antigos seres vivos que existiram em nosso planeta na pré-história, portanto, de acordo com o tipo de subsolo em que foi formado e da matéria orgânica que o originou, a composição do gás natural pode variar bastante. É considerado o combustível fóssil de excelência por proporcionar uma queima limpa, isenta de agentes poluidores. Estas características favorecem uma maior durabilidade aos equipamentos que o utilizam e reduzem os impactos ambientais. Quimicamente é denido como uma mistura de hidrocarbonetos parafínicos leves, podendo, também apresentar baixos teores de contaminantes, tais como: nitrogênio, dióxido de carbono, compostos de enxofre. Veja mais em: .
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Capítulo 1. Amostragem, conservação e transferência de amostra
1.7. Amostragem de água As seguintes amostras representativas são coletadas para análises laboratoriais nas unidades marítimas, por meio de frascos de amostragem: • Água de injeção; • Água produzida e tratada para descarte no mar; • Água de resfriamento; • Água do sistema de água quente; • Água potável, etc.
45 A nalidade dessas coletas é determinar: • O pH; • O teor de cloreto; • A alcalinidade e a dureza em todos os tipos de águas; • O residual de inibidor de corrosão, na água quente; • O residual de resfriamento e teor de óleo e graxa (TOG), na água de descarte. 1.7.1. Amostragem de água - recursos e pré-requisitos Para realizar a coleta de amostra de água são necessários os seguintes materiais: a) Frasco plástico de 1 litro; b) Etiquetas apropriadas.
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1.7.2. Amostragem de água - procedimento O esquema a seguir ilustra como é feito o procedimento para amostragem de água: 1 - Abrir a válvula do ponto de amostragem de modo que haja o máximo possível de uxo constante do uido que está sendo escoado, drenando-o. Essa drenagem é importante devido à inuência no resultado da análise exercida pelo óxido de ferro e pelo óleo depositados nos tubos de amostragem.
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2 - Evitar o derramamento da amostra utilizando batoque plástico em conjunto com a tampa do frasco de amostragem e invólucro plástico nas etiquetas para prevenir possíveis danos à identicação.
3 - Identicar os frascos, utilizando etiquetas. Caso a amostra seja para encaminhamento ao Laboratório onshore, devem ser incluídos os seguintes dados: • Plataforma, ponto e local da coleta; • Data e hora da coleta; • Pressão e temperatura; • Nome do amostrador; • Número da SOT e RT.
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Capítulo 1. Amostragem, conservação e transferência de amostra
1.8. Outras amostragens Nas unidades marítimas ou estações terrestres existem outras coletas a serem realizadas além das mencionadas até agora, mas que são também de grande importância para o monitoramento do processo de produção. A saber: 1.8.1. Petróleo para análise de teor de areia Esse tipo de análise é importante no sentido de prevenir o depósito de areia nos vasos de separação, o que reduziria a eciência desses vasos e a corrosão nas linhas e válvulas do sistema de produção. É importante ressaltar que não podemos xar parâmetros toleráveis de teor de areia, pois isso estará subordinado às vazões dos poços e à capacidade da planta de tratamento. Para medir o teor utiliza-se geralmente um balde graduado de 20 litros, com o volume amostrado de aproximadamente 10 litros de óleo cru. A amostragem é geralmente realizada na linha de surgência dos poços e o ensaio é realizado no local de amostragem. 1.8.2. Trietileno glicol - teor de água no glicol É importante monitorar o percentual de água para avaliar a eciência das unidades de desidratação e regeneração, a m de evitar a formação de hidratos nas linhas e gasodutos, o que acarretaria a paralisação da produção ou a queima do gás produzido. Para se determinar o teor de água no glicol coleta-se normalmente 1 litro de glicol pobre e 1 litro de glicol rico, das unidades de desidratação de gás natural, tanto das torres de contato gás-glicol, quanto das torres de regeneração do glicol, para monitorar o teor de água e garantir a eciência dessas unidades.
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1.8.3. Água descartada para análise de teor de óleo e graxa (TOG) O controle rigoroso da água descartada é vital em função das questões ambientais envolvidas. O Ibama estabelece padrões rigorosos referentes ao descarte de água oleosa em corpos receptores (mar, lagoas, rios) e cada unidade de produção possui diversos equipamentos destinados a esse controle, tais como hidrociclones, otadores, degaseicadores, etc. Na coleta da água descartada são utilizados frascos de vidro de 500ml para monitoração dos processos de separação petróleo/água produzida, através da análise do teor de óleo e graxa contido nessa amostra e que será expresso em ppm (parte por milhão). IMPORTANTE!
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O teor máximo permitido para descarte no mar é TOG = 29ppm (máximo de 29 partes de óleo para um milhão de partes de água).
1.9. Conservação e transferência de amostra A conservação e a transferência da amostra representam as preocupações relativas ao acondicionamento e ao deslocamento da amostra do ponto de amostragem ao laboratório, onshore ou offshore. Ao realizar esses procedimentos, é fundamental: • Vedar o recipiente imediatamente após a coleta; • Identicar as amostras, logo após a coleta, por intermédio de etiquetas com proteção plástica, que contenham informações mínimas, como ponto de coleta, plataforma, data, hora e amostrador; • Utilizar batoque plástico, em conjunto com a tampa do frasco de amostragem, para evitar derramamento da amostra e invólucro plástico nas etiquetas, para evitar possíveis danos na identicação;
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Capítulo 1. Amostragem, conservação e transferência de amostra
• Desembarcar os cilindros pressurizados por via marítima; • Transportar os cilindros convencionais em caixas de madeira comuns; • Proteger as válvulas com plástico bolha e ta adesiva ou outro material que evite impacto nas mesmas (isopor, espuma); • Evitar impactos no cilindro, durante o manuseio, principalmente nas válvulas, pois estas podem car seriamente danicadas, inclusive apresentando problemas de vazamento. As caixas contendo os cilindros devem permanecer em local limpo, seco e livre de atmosfera corrosiva no armazenamento. É necessário ainda garantir a estabilidade das caixas, ou seja, que elas não se movimentem com o balanço das embarcações.
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1.10. Exercícios 1) Qual a diferença entre amostra e amostragem? _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________
2) Qual a importância de se fazer a amostragem dos uidos? _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________
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3) Quais os principais uidos a amostrar nos processos de produção de petróleo? _______________________________________________________________ _______________________________________________________________
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Capítulo 1. Amostragem, conservação e transferência de amostra
4) Coloque Verdadeiro (V) ou Falso (F) nas alternativas abaixo. ( ) Amostra representativa é a amostra que contém os constituintes nas mesmas proporções com que estão presentes no volume total. ( ) Amostra proporcional ao uxo é a amostra manual coletada a partir de um tubo, de modo que a taxa de amostragem seja proporcional, durante o período de amostragem, à taxa de uxo de uido no tubo. ( ) Amostra instantânea é a amostra coletada em um ponto especíco de um tanque ou coletada em um ponto de um duto com uxo contínuo, em um dado momento, com o recurso do amostrador automático. ( ) BSW é o teor de água e sedimentos contidos no petróleo, expresso em porcentagem volume por volume (%v/v). ( ) Análise PVT é a análise do petróleo visando à determinação de BSW , salinidade, densidade e º API . ( ) A amostragem deve ser realizada sempre a jusante dos pontos de amostragem, visando garantir a homogeneidade da amostra (todo gás dissolvido no óleo). 5) Faça a correspondência entre os termos das colunas a seguir e numere adequadamente a coluna da direita: ( 1 ) Amostragem de gás natural ( 2 ) RS (Razão de Solubilidade) ( 3 ) Densidade relativa ( 4 ) Densidade absoluta
( ) Massa especíca de uma substância ( ) Fator de encolhimento ( ) Cilindro em aço inox ( ) ºAPI
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6) Cite os diferentes tipos de amostras e seus respectivos meios de coleta. _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________
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Capítulo 1. Amostragem, conservação e transferência de amostra
1.11. Glossário Água livre - água que não está emulsionada no petróleo e que pode ser separada por decantação. Amostrador - prossional que realiza coleta e obtenção de dados referentes à amostra. Análise cromatográfica - análise do gás natural, sob condições de pressão de operação, para obter a composição molar dos componentes do gás e, a partir desta, as suas propriedades físicas, como o poder caloríco, a densidade, etc. Análise PVT - análise do petróleo, sob condições de pressão de operação (preservando os componentes leves do petróleo), para a determinação de densidade absoluta (massa especíca) do óleo e da água, RS (razão de solubilidade) e fator de encolhimento. Batoque - tampa de plástico utilizada para evitar vazamentos em frascos. Cilindro com pistão - equipamento para coleta de amostra composto de um cilindro metálico hermeticamente fechado, sem soldas, e com um pistão (êmbolo) interno móvel que divide a câmara interna em duas partes. Estas partes são a câmara de amostra e a câmara de pressurização, de volumes variáveis de acordo com a posição do pistão. Fator de encolhimento - fator que corrige o volume de óleo obtido em uma medição em condições de processo para uma condição-padrão adotada. Está relacionado à perda de frações leves quando o petróleo é despressurizado, descontando os efeitos da diferença de pressão e temperatura entre a condição de amostragem e a condição padrão nos volumes mensurados. Flotador - equipamento de tratamento da água oleosa que tem como função separar o óleo da água, fazendo com que as partículas de óleo utuem, através da técnica de separação física e com o auxílio do gás natural. FPSO - (Floating Production Storage and Offloading) - navio estacionário de
produção e armazenamento de petróleo. Gás lift - gás natural tratado na Unidade de Produção, tornando-se isento de água. É utilizado na recuperação secundária de petróleo, sendo injetado na coluna de produção, auxiliando a elevação do petróleo até a superfície. Hidrociclone - equipamento de separação física de fases utilizado na indústria do petróleo para tratamento da água oleosa, visando reduzir o teor de óleo na água. Offloading - operação de transferência periódica de petróleo do FPSO para o Navio
Tanque de transporte de petróleo para o terminal marítimo. Óleo cru - petróleo em estado natural, sem reno, nas condições de pressão e temperatura na cabeça do poço ou na planta de processamento.
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Razão de Solubilidade (RS) - corresponde à razão entre o volume de gás liberado em uma única etapa de despressurização até a pressão atmosférica e o volume de óleo morto produzido no ensaio. Ambos os volumes devem estar convertidos para a condição-padrão adotada. Requisição de Transporte (RT) - documento on-line utilizado para requisição de transporte aéreo ou marítimo de materiais, equipamentos e passageiros. Solicitação de Ordem de Trabalho (SOT) - documento on-line utilizado para solicitação de serviços. Surg tank (Separador Atmosférico) - vaso separador que recebe o óleo vindo do TO, para promover um flash de gás residual, separado neste equipamento e
encaminhado para compressão, enquanto o óleo é exportado por bombeamento. Tratador de Óleo (TO) - vaso de tratamento de óleo por meio eletrostático, onde o restante da água é retirado, forçado a se separar por um campo elétrico de grande intensidade.
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Capítulo 1. Amostragem, conservação e transferência de amostra
1.12. Bibliografia ENNE, Maristela Paula Cruz. Procedimento para Amostragem de Gás Natural. Padrão de Execução Petrobras – E&P-PE-3ED-01409, 2 mai 2008. MENDES, Clayton Monteiro e BUCCI, Valmir Fonseca. Amostragem de Petróleo em Condições de Processo com Cilindro com Pistão. Padrão de Execução Petrobras – E&P-PE-3ED-02028, 23 jun 2008. MENDES, Clayton Monteiro e BUCCI, Valmir Fonseca. Amostragem de Petróleo em Condições de Processo com Cilindro Convencional. Padrão de Execução Petrobras – E&P-PE-3ED-01929, 23 jun 2008. OLIVEIRA, Flávio Bittencourt Borges de e FERREIRA, Carlos Alberto de Lima. Amostragem Manual de Petróleo em Fluxo. Padrão de Execução Petrobras – E&P-PE-3ED-01393, 12 mai 2008.
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1.13. Gabarito 1) Qual a diferença entre amostra e amostragem? Amostra é a porção representativa de um todo, enquanto amostragem é a retirada de amostra que mantém as propriedades do fluido em estudo podendo, portanto, representá-lo na investigação de seus componentes e de suas características. 2) Qual a importância de se fazer a amostragem dos uidos? O controle dos processos produtivos se dá por meio da monitoração e de ajustes. A monitoração compreende o acompanhamento e medição de variáveis, como pressão, temperatura, nível e vazão e a análise laboratorial dos fluidos envolvidos no processo. Portanto, a amostragem e análise dos fluidos permitem a monitoração da qualidade desses fluidos e dos processos produtivos. 3) Quais os principais uidos a amostrar nos processos de produção de petróleo? Petróleo (óleo cru), água e gás natural. 4) Coloque Verdadeiro (V) ou Falso (F) nas alternativas abaixo:
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(F)
Amostra representativa é a amostra que contém os constituintes nas mesmas proporções com que estão presentes no volume total. Amostra proporcional ao uxo é a amostra manual coletada a partir de um tubo, de modo que a taxa de amostragem seja proporcional, durante o período de amostragem, à taxa de uxo de uido no tubo.
(F)
Justificativa: A amostra é automática e não manual. Amostra instantânea é a amostra coletada em um ponto especíco de um tanque ou coletada em um ponto de um duto com uxo contínuo, em um dado momento, com o recurso do amostrador automático.
(V)
(V) (F)
(V)
Justificativa: A amostragem é manual, sem o recurso do amostrador. BSW é o teor de água e sedimentos contidos no petróleo, expresso em porcentagem volume por volume (%v/v). Análise PVT é a análise do petróleo visando à determinação de BSW , salinidade, densidade e º API . Justificativa: A análise PVT é a análise de massa específica, razão de solubilidade e fator de encolhimento. A amostragem deve ser realizada sempre a jusante dos pontos de amostragem, visando garantir a homogeneidade da amostra (todo gás dissolvido no óleo).
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Capítulo 1. Amostragem, conservação e transferência de amostra
5) Faça a correspondência entre os termos das colunas a seguir e numere adequadamente a coluna da direita. ( 1 )
Amostragem de gás natural
( 4 ) Massa especíca substância
de uma
( 2 ) ( 3 )
RS (Razão de Solubilidade) Densidade relativa
( 2 ) Fator de encolhimento ( 1 ) Cilindro em aço inox
( 4 )
Densidade absoluta
( 3 ) ºAPI
6) Cite os diferentes tipos de amostras e seus respectivos meios de coleta. Amostra de topo, de meio ou de fundo - Amostra coletada, respectivamente, num ponto 15cm abaixo do nível superior do produto, ou no nível médio, ou no nível mais baixo do produto contido no tanque. Na Bacia de Campos, esses tipos de amostras são utilizados nos FPSOs. Amostra instantânea - Amostra coletada em um ponto específico de um tanque ou coletada em um ponto de um duto, com fluxo contínuo, em um dado momento (ver a imagem - Operação de amostragem manual de petróleo - óleo cru). Amostra composta - Mistura de amostras instantâneas, proporcionais aos volumes dos produtos a partir dos quais as amostras de ponto foram obtidas. É realizada a partir das amostras de topo, meio e fundo para formar a composta do tanque e também é realizada com as amostras da saída do separador atmosférico, na planta de processo. Amostra composta de tanque - Mistura obtida a partir das amostras de topo, de meio e de fundo de um único tanque. Amostra representativa - Amostra que contém os constituintes nas mesmas proporções com que estão presentes no volume total. Amostra corrida - Amostra obtida pela imersão de um saca-amostra até o fundo do tanque e retorno ao topo do produto com uma velocidade constante. Na Bacia de Campos, esse tipo de amostra é utilizado nos navios tanques (aliviadores) para certificação da carga, após o offloading. Amostra proporcional ao fluxo - Amostra coletada a partir de um tubo, de modo que a taxa de amostragem seja proporcional, durante o período de amostragem, à taxa de fluxo de fluido no tubo, com o recurso do amostrador automático.
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Noções de análise laboratorial
Ao final desse capítulo, o treinando poderá: • Conhecer a estrutura dos laboratórios offshore e onshore e dos ensaios realizados em cada um deles.
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Capítulo 2. Noções de análise laboratorial
2. Noções de análise laboratorial
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hama-se de análise laboratorial o conjunto das atividades realizadas nos laboratórios da Petrobras com o objetivo de monitorar os processos de produção e de facilidades, agregandolhes valor no sentido de aumentar a eciência operacional. Os ensaios realizados nas unidades de produção - offshore - têm um caráter mais imediato, de menor custo e complexidade. Tratase de um monitoramento contínuo, que tem por objetivo garantir a qualidade do óleo escoado e da água descartada. Enquanto os laboratórios em terra realizam ensaios de maior complexidade e custos mais elevados, seus resultados também devem ter um caráter de validação daqueles obtidos nos laboratórios offshore.
2.1. Laboratórios offshore - noções de ensaios analíticos As atividades laboratoriais offshore referem-se aos ensaios analíticos realizados nos laboratórios das unidades marítimas de produção. Compreendem a realização de análises que permitem a monitoração dos processos produtivos e utilitários das plataformas. São, em geral, as atividades analíticas rotineiras, realizadas por técnico químico residente, mas compreendem também as atividades analíticas consideradas especializadas, com embarque de técnico químico não residente para serviços analíticos especícos. Seguem os principais ensaios realizados nesses laboratórios. Exemplos de serviços analíticos offshore rotineiros: • Ensaios para ns de quanticação da produção de petróleo da Unidade ou de cada poço ( BSW ); • Ensaios para ns de monitoração do tratamento e qualicação do petróleo exportado ( BSW e Densidade/ API e Salinidade);
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• Ensaios para ns de monitoração do tratamento e qualicação do gás exportado (teor de umidade e gás sulfídrico); • Ensaios para ns de monitoração da qualidade da água injetada no reservatório (contagem de partículas, teor de sulto/sulfeto, ferro, oxigênio dissolvido e cloro residual); • Ensaios para ns de monitoração da água oleosa (teor de óleos e graxas). Exemplos de serviços analíticos offshore especializados: • Medições especiais para testes e calibração de analisadores de linha;
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• Medições especiais associadas especicamente à solução de problemas de tratamento de uidos, partida de processos, abertura/reabertura de poços, etc.; • Medições especiais envolvendo offloading internacional; • Testes de novos produtos químicos em parceria com gerências de Suporte Técnico; • Inspeções de medição e de gestão laboratorial para ns de garantia da qualidade das medições locais e garantia dos processos de certicação ISO 9001 e SMS das Unidades; • Amostragens especiais. Vamos acompanhar, a seguir, o detalhamento de alguns desses ensaios. a) Análise de BSW (Basic Sediments and Water ) BSW é a quantidade de água e sedimentos contidos no petróleo,
expressa em porcentagem volume por volume (%v/v), ou seja, é o percentual volumétrico de água e sedimentos presentes no petróleo.
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Capítulo 2. Noções de análise laboratorial
Finalidade: Monitorar o volume de óleo produzido e a eciência do tratamento do petróleo. Parâmetro para o óleo tratado: BSW ≤ 1,0%v/v. Análise de BSW (Basic Sediments and Water ) - procedimentos 1. Fazer a homogeneização da amostra; 2. Transferir 50ml de amostra para um tubo de centrifugação; 3. Adicionar 50ml de querosene; 4. Adicionar de 1 a 3 gotas de desemulsicante;
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5. Agitar e aquecer, a 60ºC, por 15 minutos; 6. Aplicar uma rotação de 1.500RPM na centrífuga, por 10min, para imprimir uma força centrífuga ao tubo de centrifugação; 7. Efetuar a leitura do resultado e multiplicar a leitura por 2 para obter o BSW .
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Observe a seguir as imagens de tubos cônicos graduados utilizados na análise de BSW .
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100 ml
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50
25 20 15 10 8 6 5 4 3 2
1 1
2
Tubos de centrifugação
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Capítulo 2. Noções de análise laboratorial
A imagem a seguir ilustra o suporte de tubos do interior de centrífuga que são utilizados sempre em pares, a m de evitar o desequilíbrio do equipamento.
65 Porta-tubo da centrífuga
b) Análise de densidade e ºAPI Antes da descrição do processo de análise propriamente dita, é preciso que se conheça a denição de conceitos fundamentais. São eles: Densidade ou Densidade Relativa É a razão entre as massas de volumes iguais da substância analisada e do padrão. É comum expressar, na indústria do petróleo, os valores da densidade a 60ºF (15,56°C). Também é utilizada a expressão da densidade de uma substância a 20°C em relação à água a 4°C.
ºAPI (ou Grau API )
É uma unidade utilizada na indústria do petróleo para medir a densidade relativa do óleo, com base em uma escala arbitrária.
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A comercialização do petróleo é feita com base no o API , que é obtido a partir da análise da densidade relativa representada pela fórmula que se segue. IMPORTANTE!
A relação entre densidade e ºAPI é dada por: API =
o
141,5 d60/60oF
-131,5
Análise da densidade - procedimentos A determinação da densidade é rápida e de fácil execução. Pode ser realizada através de dois métodos distintos:
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• Com o uso de um densímetro, que nada mais é do que um utuador de vidro, dotado de escala de densidade relativa ou grau API , que utiliza o princípio do empuxo para determinar a densidade de líquidos. O densímetro é geralmente fabricado em vidro, compreendendo uma parte mais larga embaixo e uma vareta na em cima, onde existe um marcador de escala. A leitura de escala se dá no local onde o densímetro estiver imergindo do líquido, ou seja, no ponto onde estiver em contato com o líquido e o ar; Veja a seguir a ilustração de um densímetro.
Densímetro
• Com o uso de densímetros digitais, pela injeção de um volume pequeno no aparelho que expressa o resultado na temperatura ambiente, utilizando tabelas padronizadas criadas a partir de algoritmos, converte-se a densidade obtida na temperatura ambiente para uma determinada temperatura padrão.
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Capítulo 2. Noções de análise laboratorial
Densimetro digital
IMPORTANTE!
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No comércio internacional são utilizadas tabelas ASTM-D-1250, na temperatura de 60ºF, enquanto que, no mercado interno, é adotada a tabela ISO 91-2, referida a 20ºC. c) Análise de salinidade (cloreto de sódio) Salinidade é o teor de sal (cloreto de sódio) em óleo cru, expresso em miligramas por litro (mg/L) e o limite máximo permitido é de 570mg/L de NaCl. Esse é um parâmetro adotado internacionalmente. É importante destacar que o teor elevado de sal no petróleo pode comprometer o processo de reno, causando danos à unidade de destilação. Procedimentos A análise de cloreto de sódio no petróleo é realizada com o uso de salímetro. O salímetro é um equipamento que utiliza a técnica eletrométrica, na qual é inserida uma curva de calibração com a utilização de padrões de sais conhecidos.
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A amostra de petróleo é dissolvida em solventes orgânicos e o eletrodo do equipamento é inserido nesta mistura, obtendo-se assim a leitura direta no aparelho, na unidade de medida desejada. Este método mede a condutividade do petróleo, considerando a presença de cloretos, como o sódio, cálcio e magnésio. Observe a seguir dois modelos de salímetros.
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Salímetros
d) Contagem de partículas A contagem de partículas é feita com a nalidade de medir a quantidade de partículas maiores que um determinado tamanho, em micrômetros (µm), numa determinada quantidade de amostra de água de injeção, em mililitros (ml), para monitorar a qualidade dessa água. O monitoramento da qualidade da água injetada nos reservatórios, como método de recuperação secundária, é essencial para evitar problemas, como tamponamento da formação, com conseqüente perda de injetividade e de produção e danos a equipamentos de injeção, assim como a acidicação do reservatório.
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Capítulo 2. Noções de análise laboratorial
Procedimentos O método consiste no uso de um equipamento eletrônico, que possui um sensor a laser e mede o número de partículas por tamanho (µm) por 1mL de amostra.
IMPORTANTE!
Na Bacia de Campos é comum o valor máximo de 20 partículas maiores que 5 micrômetros por 1ml de amostra, como parâmetro para a qualidade da água injetada. e) Análise de oxigênio dissolvido A medição de oxigênio presente na água de injeção é realizada para monitorar a qualidade dessa água. A presença do oxigênio na água injetada acelera o processo corrosivo na coluna de injeção. Procedimentos A medição do teor de oxigênio é realizada através de ampolas. Para se obter zero de oxigênio na água, é injetado o seqüestrante de oxigênio no sistema de tratamento da água de injeção, mantendo-se um residual mínimo dessa substância. O limite máximo especicado é de 10 partes por bilhão (ppb). f) Análise residual de sulfito (seqüestrante de oxigênio) O monitoramento do residual de seqüestrante de oxigênio é realizado a m de se garantir zero de oxigênio na água de injeção. Procedimentos A partir de uma titulação volumétrica, obtém-se a concentração residual do seqüestrante de oxigênio (sulto) presente na água injetada para garantir, através do monitoramento deste residual, o zero de oxigênio na água de injeção.
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g) Análise de teor de água no glicol O controle do teor de água no glicol pobre e no glicol rico das unidades de desidratação de gás, tanto das torres de contato gás-glicol quanto das torres de regeneração do glicol, é feito para garantir a eciência dessas unidades. Procedimentos Através de uma técnica de titulação de Karl Fischer (eletroquímica), aplica-se uma corrente alternada de intensidade constante num eletrodo duplo de platina, gerando o iodo necessário para o ensaio. Isso resulta em uma voltagem diferencial entre os os de platina do eletrodo, que diminui drasticamente na presença de quantidades mínimas de iodo livre. Esse fato é usado para se determinar o valor nal da titulação.
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?
VOCÊ SABIA?
Um dos métodos mais importantes para a determinação de água em amostras diversas é o método de Karl Fischer. O método está baseado na oxidação de SO 2 pelo I2 em presença de água. Este também é o princípio de determinação iodométrica de SO 2 em solução aquosa. I2 + SO2 + H2O
2 HI + H2SO4
Karl Fischer empregou a reação acima para a determinação quantitativa da água. Ele propôs um reagente preparado pela ação de dióxido de enxofre sobre uma solução de iodo, numa mistura de piridina anidra e metanol anidro. A água reage com este reagente em um processo de duas etapas, no qual uma molécula de iodo desaparece para cada molécula de água presente. A determinação do ponto nal da reação pode ser visual, isto é, quando for percebido um pequeno excesso de titulante. A viragem ocorre de amarelo para uma coloração parda.
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Capítulo 2. Noções de análise laboratorial
h) Outras análises realizadas no monitoramento em fluidos • Água de formação - análise de salinidade, cálcio e magnésio; • Água de captação - análise de residual de cloro; • Água de injeção - bactérias sulfato-redutoras, teor de sólidos, sulfeto e teor de ferro; • Trietilenoglicol (TEG) - análise de umidade e pH; • Água descartada - análise do teor de óleo e graxa (TOG).
2.2. Noções de ensaios analíticos realizados nos laboratórios onshore
71 As atividades laboratoriais onshore referem-se aos ensaios analíticos realizados no laboratório do E&P-SERV/US-AP/LF (Laboratório de Fluidos da UN-BC, Macaé, RJ). Essas atividades compreendem, basicamente, a realização de análises que complementam a monitoração dos processos produtivos e utilitários das Unidades de Produção. Utilizam metodologias com maior grau de complexidade e, conseqüentemente, recursos instrumentais de maior precisão e perfeitamente adequados ao uso para ns de apoio operacional.
IMPORTANTE!
Os ensaios analíticos onshore realizam análises para aferir as medições realizadas in loco, nos laboratórios de campo, e ensaios de maior complexidade que exigem equipamentos analíticos mais sosticados.
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Suas instalações se dividem em: • Laboratório de Análises em Petróleo e Derivados; • Laboratório de Análises PVT em Petróleo; • Laboratório de e petróleo);
Análises Cromatográcas (gás natural
• Laboratório de Análises em Fluidos Aquosos; • Laboratório de Análises Microbiológicas e Controle de Meio Ambiente; • Laboratório de Resíduos.
72 Seguem os principais ensaios realizados nesses laboratórios: • Caracterização físico-química completa de petróleo ( °API , densidade, viscosidade, teor de cloreto, enxofre, IAT, ponto de uidez, etc.); • Caracterização química de petróleo - análise fingerprint (cromatograa qualitativa); • Monitoração da qualidade de óleos lubricantes ( IAT, IBT, teor de insolúveis em pentano, ponto de fulgor, etc.); • Determinação da composição e propriedade do gás natural (composição molar do metano, etano, propano, teor de CO 2, calor especíco, poder caloríco, coeciente adiabático, pressão e temperatura pseudocrítica, etc.); • Monitoração da qualidade da água de injeção (contagem de bactérias sulfo-redutoras, contagem de partículas, teor de sólidos suspensos, etc.);
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Capítulo 2. Noções de análise laboratorial
• Monitoração de uidos para ns de controle da corrosão em poços, equipamentos de superfície e dutos (contagem de bactérias sulfo-redutoras, caracterização química de resíduos, borras, incrustações); • Monitoração de euentes sanitários (teor de oxigênio, fósforo, bactérias, coliformes fecais e totais, nitrogênio, etc.); • Monitoração de euentes industriais (água oleosa descartada, teor de óleos e graxas); • Caracterização físico-química de água de formação ( pH, salinidade, composição aniônica e catiônica); • Monitoração do processo de incrustação na água produzida (teor residual de inibidor de incrustação e composição catiônica e aniônica); • Caracterização de uidos nas condições de reservatório (estimativas de cálculos de reservas e estudos de reservatório), ensaios de razão gás-óleo, razão de solubilidade, viscosidade, densidade, etc.); • Caracterização de resíduos inorgânicos (composição química e mineralógica dos resíduos).
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2.3. Exercícios 1) Assinale com um X a resposta correta: O ensaio de contagem de partículas mede: ( ) A quantidade de partículas menor que um determinado tamanho em micrômetros (µm), numa determinada quantidade de amostra de água de injeção em mililitros (ml), para monitorar a qualidade desta água. ( ) A quantidade de partículas maior que um determinado tamanho em micrômetros (µm), numa determinada quantidade de amostra de água de injeção em mililitros (ml), para monitorar a qualidade desta água.
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( ) A quantidade de partículas, independente do tamanho, numa determinada quantidade de amostra de água de injeção em mililitros (ml), para monitorar a qualidade desta água. ( ) O teor de oxigênio dissolvido na água de injeção. 2) Coloque Verdadeiro (V) ou Falso (F) nas alternativas abaixo: ( )
O valor do BSW , lido no tubo após a centrifugação, é a leitura da interface água-óleo do tubo multiplicado por 2 (para descontar os 50ml de querosene adicionado), expresso em %v/v. ( ) A análise de BSW tem o objetivo de monitorar o volume de óleo produzido e a eciência do tratamento do petróleo. ( ) O salímetro mede o magnetismo presente no petróleo, devido à presença de cloretos, como o sódio, cálcio e magnésio. ( ) O densímetro é um utuador de vidro dotado de escala de densidade relativa ou grau API , que utiliza o princípio do empuxo para determinar a densidade de líquidos.
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Capítulo 2. Noções de análise laboratorial
3) Faça a correspondência entre os termos das colunas a seguir e numere adequadamente a coluna da direita. ( 1 ) BSW ( 2 ) Salímetro ( 3 ) Densímetro ( 4 ) Contagem de partículas ( 5 ) Teor de oxigênio
( ) Centrífuga ( ) Corrosividade ( ) Análise de cloreto de sódio no petróleo ( ) ºAPI ( ) Amostragem de água
4) Diferencie os ensaios analíticos realizados nos laboratórios offshore dos realizados nos laboratórios onshore: _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________
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5) Cite 4 tipos de ensaios realizados nos laboratórios offshore: _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________
6) Cite 4 tipos de ensaios realizados nos laboratórios onshore: _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________
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Capítulo 2. Noções de análise laboratorial
2.4. Glossário Análise cromatográfica - análise do gás natural, sob condições de pressão de operação, para obter a composição molar dos componentes do gás e, a partir desta, as suas propriedades físicas, como o poder caloríco, a densidade, etc. Análise PVT - análise do petróleo, sob condições de pressão de operação (preservando os componentes leves do petróleo), para a determinação de densidade absoluta (massa especíca) do óleo e da água, RS (razão de solubilidade) e fator de encolhimento. Densidade ou densidade relativa - razão entre as massas de volumes iguais da substância analisada e do padrão. É comum expressar na indústria do petróleo os valores da densidade a 60ºF (15,56°C). Também é utilizada a expressão da densidade de uma substância a 20°C em relação à água a 4°C. º API ou Grau API - unidade utilizada na indústria do petróleo para medir a densidade relativa do óleo, com base em uma escala arbitrária. IAT - Índice de Acidez Total - quantidade de Base, expressa em miligramas de hidróxido de potássio por grama de amostra, necessária para titular uma amostra adicionada ao solvente especíco a um ponto de inexão bem denido, conforme especicado no método de ensaio. IBT - Índice de Basicidade Total -quantidade de ácido perclórico expresso em termos do número equivalente de miligrama de Hidróxido de Potássio que é requerida para titular 1 grama de amostra dissolvida no solvente especicado para se atingir um ponto de inexão bem denido. Offloading - operação de transferência periódica de petróleo do FPSO para o Navio
Tanque de transporte de petróleo para o terminal marítimo. pH - fator que determina se o uido é mais ácido ou mais base, sendo pH 7 o valor de equilíbrio (neutro). O valor do pH é um número aproximado entre 0 e 14 que indica se uma solução é ácida (pH<7), neutra (pH=7) ou básica/alcalina (pH>7). Ponto de fulgor - é a menor temperatura em que ocorre um lampejo provocado pela inamação dos vapores da amostra, pela passagem de uma chama piloto. Salinidade - teor de sal (cloretos) em óleo cru, expresso em miligramas por litro (mg/L).
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2.5. Bibliografia PETROBRAS. Apresentação LF para clientes. Apresentação Powerpoint. Petrobras. Rio de Janeiro: 2008.
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Capítulo 2. Noções de análise laboratorial
2.6. Gabarito 1) Assinale com um X a resposta correta. O ensaio de contagem de partículas mede:
( ) A quantidade de partículas menor que um determinado tamanho em
micrômetros (µm), numa determinada quantidade de amostra de água de injeção em mililitros (ml), para monitorar a qualidade desta água. ( X ) A quantidade de partículas maior que um determinado tamanho em micrômetros (µm), numa determinada quantidade de amostra de água de injeção em mililitros (ml), para monitorar a qualidade desta água. ( ) A quantidade de partículas, independente do tamanho, numa determinada quantidade de amostra de água de injeção em mililitros (ml), para monitorar a qualidade desta água. ( ) O teor de oxigênio dissolvido na água de injeção. 2) Coloque Verdadeiro (V) ou Falso (F) nas alternativas abaixo: ( V ) O valor do BSW , lido no tubo após a centrifugação, é a leitura da interface água-óleo do tubo multiplicado por 2 (para descontar os 50ml de querosene adicionado), expresso em %v/v. ( V ) A análise de BSW tem o objetivo de monitorar o volume de óleo produzido e a eciência do tratamento do petróleo. ( F ) O salímetro mede o magnetismo presente no petróleo, devido à presença de cloretos, como o sódio, cálcio e magnésio. Justificativa: o salímetro mede, na verdade, o teor de sal e não o magnetismo do petróleo. ( V ) O densímetro é um utuador de vidro dotado de escala de densidade relativa ou grau API , que utiliza o princípio do empuxo para determinar a densidade de líquidos. 3) Faça a correspondência entre os termos das colunas a seguir e numere adequadamente a coluna da direita: (1)
BSW
(1)
Centrífuga
(2) (3)
Salímetro Densímetro
(5) (2)
Corrosividade Análise de cloreto de sódio no petróleo
(4) ( 5)
Contagem de partículas Teor de oxigênio
( 3 ) ºAPI ( 4 ) Amostragem de água
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4) Diferencie os ensaios analíticos realizados nos laboratórios offshore dos realizados nos laboratórios onshore:
• As atividades laboratoriais
offshore referem-se aos ensaios analíticos
realizados nos laboratórios das unidades marítimas de produção. Compreendem a realização de análises que permitem a monitoração dos processos produtivos e utilitários das plataformas. São, em geral, as atividades analíticas rotineiras, realizadas por técnico químico residente, mas compreendem também as atividades analíticas consideradas especializadas, com embarque de técnico químico não residente para serviços analíticos específicos;
• As atividades laboratoriais
onshore referem-se aos ensaios analíticos
realizados no laboratório do E&P-SERV/US-AP/LF (Laboratório de Fluidos da UN-BC, Macaé, RJ). Essas atividades compreendem basicamente a realização de análises que complementam a monitoração dos processos produtivos e utilitários das Unidades de Produção;
• Utilizam metodologias com maior grau de complexidade e, conseqüentemente, recursos instrumentais com maior precisão e perfeitamente adequados ao uso para fins de apoio operacional. 5) Cite 4 tipos de ensaios realizados nos laboratórios offshore:
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Exemplos de serviços analíticos offshore rotineiros:
• Ensaios para fins de quantificação da produção de petróleo da Unidade ou de cada poço (BSW );
• Ensaios para fins de monitoração do tratamento e qualificação do petróleo exportado (BSW e Salinidade);
• Ensaios para fins de monitoração do tratamento e qualificação do gás exportado (teor de umidade e gás sulfídrico);
• Ensaios para fins de monitoração da qualidade da água injetada no reservatório (contagem de partículas, teor de sulfito/sulfeto, ferro, oxigênio dissolvido e cloro residual);
• Ensaios para fins de monitoração da água oleosa (teor de óleos e graxas). Exemplos de serviços analíticos offshore especializados:
• Medições especiais para testes e calibração de analisadores de linha; • Medições especiais associadas especificamente à solução de problemas de tratamento de fluidos, partida de processos, abertura/reabertura de poços, etc.;
• Medições especiais envolvendo offloading internacional; • Testes de novos produtos químicos em parceria com gerências de Suporte Técnico;
• Inspeções de medição e de gestão laboratorial para fins de garantia da qualidade das medições locais e garantia dos processos de certificação ISO 9001 e SMS das Unidades;
• Amostragens especiais.
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Capítulo 2. Noções de análise laboratorial
6) Cite 4 tipos de ensaios realizados nos laboratórios onshore:
• Caracterização físico-química completa de petróleo (°API , densidade, viscosidade, teor de cloreto, enxofre, IAT, ponto de fluidez, etc.);
• Caracterização química de petróleo - análise
fingerprint (cromatografia
qualitativa);
• Monitoração da qualidade de óleos lubrificantes (IAT, IBT, teor de insolúveis em pentano, ponto de fulgor, etc.);
• Determinação da composição e propriedade do gás natural (composição molar do metano, etano, propano, teor de CO2, calor específico, poder calorífico, coeficiente adiabático, pressão e temperatura pseudocrítica, etc.);
• Monitoração da qualidade da água de injeção (contagem de bactérias sulfo-redutoras, contagem de partículas, teor de sólidos suspensos, etc.);
• Monitoração de fluidos para fins de controle da corrosão em poços, equipamentos de superfície e dutos (contagem de bactérias sulfo-redutoras, caracterização química de resíduos, borras, incrustações);
• Monitoração de efluentes sanitários (teor de oxigênio, fósforo, bactérias, coliformes fecais e totais, nitrogênio, etc.);
• Monitoração de efluentes industriais (água oleosa descartada, teor de óleos e graxas);
• Caracterização físico-química de água de formação (pH, salinidade, composição aniônica e catiônica);
• Monitoração do processo de incrustação na água produzida (teor residual de inibidor de incrustação e composição catiônica e aniônica);
• Caracterização de fluidos nas condições de reservatório (estimativas de cálculos de reservas e estudos de reservatório), ensaios de razão gás-óleo, razão de solubilidade, viscosidade, densidade, etc.);
• Caracterização de resíduos inorgânicos (composição química e mineralógica dos resíduos).
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