MÓDULO IV - NOÇÕES DE COMPLETAÇÃO E PRODUÇÃO

TÓPICOS 

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MÉTODOS DE COMPLETAÇÃO ETAPAS DE UMA COMPLETAÇÃO MANUTENÇÃO DE POÇOS MÉTODOS DE ELEVAÇÃO ELEVAÇÃO ARTIFICIAL (GÁS LIFT E BCS) PROCESSAMENTO PROCESSAMENTO DE ÓLEO SISTEMAS DE ESCOAMENTO DA PRODUÇÃO REFINO DISTRIBUIÇÃO

MÓDULO IV – NOÇÕES DE COMPLETAÇÃO 1 – COMPLETAÇÃO DE POÇOS TREINAMENTO DE TÉCNICOS DE OPERAÇÃO - MFP

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Uma vez Uma vez conc conclu luíd ídaa a pe perf rfur uraç ação ão de um po poço ço,, é ne nece cess ssár ário io de deix ixáá-lo lo em condições de operar, de forma segura e econômica, durante toda a sua vida produtiva. Ao conjunto de operações destinadas a equipar o poço para produzir óleo, gás ou mesmo injetar fluidos nos reservatórios denomina-se “COMPLETAÇÃO”.

1.1 - MÉTODOS DE COMPLETAÇÃO 1.1.1 - QUANTO AO AO REVESTIMENTO: (a) A POÇO ABERTO

(b) LINER RESGADO

(a)

(c) REVESTIMENTO CANHONEADO

(b)

(c)

1.1.2 - QUANTO AO NÚMERO DE ZONAS EXPLOTADAS: (a) Simples (a)

(b) Seletiva (b)

(c) Dupla (c)

TREINAMENTO DE TÉCNICOS DE OPERAÇÃO - MFP

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2 - ETAPA ETAPAS S DE UMA COMPLETAÇÃO Esta etapa consiste em equipar o poço de componentes componentes que permitem o mesmo entrar em produção. A co comp mple leta taçã çãoo de um po poço ço env nvoolve lve um con onjjun untto de op oper eraç açõe õess subseqüentes à perfuração. Uma completação típica de um poço marítimo, com arvore de natal convencional convencional e equip equipamentos amentos de gás lift, obedece às seguintes fases em seqüência seqüência cronológica. cronológica. (com pequenas pequenas diferenças diferenças estas fases são as mesmas para a completação de poços terrestres) 1) Instalação de Equipamentos de superfície (cabeça (cabeça de produção, BOP, etc.); etc.); 2) Condicioname Condicionamento nto do revesti revestimento mento de produção; produção; 3) Substituição do fluido do poço ( lama ) por fluido de completação, isento de sólidos; 4) Avaliação da qualidade da cimentação com perfis CBL/VDL/CEL/CCL/GR; 5) Can Canhone honeio io da Zona Zona de inte interes resse; se; 6) Avaliação da zona produtora (TFR/TP) 7) Descida Descida da cauda cauda de produção produção com coluna de trabalh trabalho; o; 8) Descida da coluna de produção até o suspensor de coluna(MGL/DHSV/TH) 9) Insta Instalação lação da Arvore de de Natal Convenci Convencional, onal, ou ou Molhada; Molhada; 10) Indução de surgência. Injeção de Gás Lift pelo anular, Injeção de N2 por dentro da coluna de produção (FLEXITUBO), BCS (Bombeio Centrífugo Submerso) Exemplo de um Poço com Revestimento 9 5/8” (sem liner 7”), Perfurado e Abandonado para futura Completação, com BAP Instalada.


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REENTRADA 1 Cabeça de Poço c/ BAP Instalada

Tampões Tampões de Cimento

Exemplo de um Poço com Revestimento 9 5/8” (sem liner 7”), Perfurado e Abandonado para futura Completação, com BAP Instalada. Cimentação em frente às zonas de interesse Gás Camada impermeável Zona de óleo Aquífero

FASE 01- INSTALA INSTALAÇÃO ÇÃO DOS EQUIPAME EQUIPAMENT NTOS OS DE SEGURA SEGURANÇA NÇA PARA CONTROLE DO POÇO • • • •





Testa estado do BOP BOP no mo moon on pool pool;; Desc Descid idoo BOP BOP com rise riserr perfu perfura raçã ção; o; Asse Assent ntad adoo BOP BOP sob sobre re o Hou Housi sing ng da da BAP Testado BO BOP

Instalação da BAP no housing; Completação molhada;  Instalação do BOP; Submarino;   superfície.


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FASE 02- CONDICIONAMENTO DO REVESTIMENTO DE PRODUÇÃO • • Drill Pipes (DP)

• •

Mont Montad adoo BHA BHA cort cortee cim cimen ento to e condicionamento; Cort Cortad adoo 1o 1o ttam ampã pãoo cim cimen ento to com com água mar e colchão viscoso; Adens ensada águ água do do ma mar; Prep Prepar aran ando do para para chec checar ar topo topo do 2o tampão de cimento e cortá-lo.

FASE-03 - POÇO CONDICIONAD POÇO CONDICIONADO O E TROCADO FLUIDO Poço Condicionado e trocado Fluido de Completação, pronto para Canhoneio

Gás Camada impermeável Zona de óleo Aquífero


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FASE 04- AV AVALIAÇÃO DA QUALIDADE DA CIMENTAÇÃO FLUIDO DE COMPLETAÇÃO

•

CCL GR EMISSOR

•

Finalidade: inferir a existência ou não de intercomunicações entre os intervalos de interesse / isolamento de zonas de G/O/A; Depende dos seguintes fatores: Geometria do poço; Qualidade do cimento / aditivos; Características da pasta de cimento; Parâmetros de injeção; Centralização do revestimento; Perfis GR/CBL/VDL/CET; GR/CBL/VDL/CET; Correção da cimentação: SQUEEZE •

R1 (3 pés)

•

R2 (5 pés)

•

CIMENTAÇÃO PRIMÁRIA

CBL/VDL/GR/CCL

• •

GÁS •

ÓLEO

•

ÁGUA

FASE 05 - CANHONEIO DA ZONA DE INTERESSE Finalidade: formação --> poço; Tipos: Convencional: CE / revestimento; Through tubing: CE / coluna; TCP - Tubing Conveyed Perfuration

PE

PH > PE BOP


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FASE 05- POÇO CANHONEADO • • • •

Canhoneado o po poço; Reti Retira rado doss carr carreg egad ador ores es can canhõ hões es detonados; Desi Desins nsta tala lada da Unid Unidad adee Cabo Cabo Elétrico; Prep Prepar arad adaa Cau Cauda da Prod Produç ução ão para para descida

Túneis canhoneados: +/- 0,5” x 1,0 pé

PH > PE BOP

FASE-06- AVALIAÇÃO AVALIAÇÃO DA FORMAÇÃO FORMAÇ ÃO • •

VÁLVULA DE CIRCULAÇÃO VÁLVULA DE TESTE

P& T

• •

Teste de Formação a poço Revestido Re vestido ( TFR ); Teste de Produção ( TP ); Registro de Pressão ( RP ); Medição de Produção ( MP );

AMOSTRADOR

PACKER

GÁS ÓLEO ÁGUA


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FASE 07 – DESCIDA DA CAUDA DE PRODUÇÃO Descida com coluna de trabalho; Posiciona o packer; Assenta o packer com pressão hidráulica; • Testa esta ass assen enta tame ment ntoo do pac packe ker; r; Cisalha pinos do TSR; Efetua marca para balanceio; • • •

• •

PH > PE, BOP, Monitorando ganho fluido no Trip Tank

FASE 07- ASSENT ASSE NTADO ADO PACKER •

•

• •

Posi Posicio ciona nado do pac packer ker para para asse assenta ntame ment nto: o: extremidade cauda +/- 30 m acima topo canhoneados; em alguns casos pode ser necessário uso marca radioativa e perfil GR-CCL Lança Lançada da esf esfer eraa Hidr Hidroo-T Trip rip (pod (poder eria ia ser ser Std Valve no Niple R)

Extr Extrem emid idad adee cau cauda da +/+/- >30 >30 m aci acima ma dos canhoneados Saco poço oço: +/- > 50 m


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FASE 07- RETIRADO COT COM CAMISA DO TSR •

Camisa TSR

Asse Assent ntad adoo pack packer er;; ttes esta tada da veda vedaçã çãoo pelo pelo anular; • Libera erada cami amisa TS TSR; • Efet Efetua uada da mar marca ca bala balanc ncei eioo nos nos DP DP pintados • Inic Inicia iada da reti retira rada da Cami Camisa sa TSR TSR com com DP 5”.

Mandril TSR PH > PE, BOP, Monitorando Trip Tank e Abastecendo poço

FASE 08- DESCIDA DA COLUNA DE PRODUÇÃO

MGL

Tubos de produção MGL Tubos de Produção MGL Tubos de produção Camisa TSR

Camisa TSR

PH > PE, BOP, Monitorando Trip Tank


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Instalado DHSV e TH • • • • •

DHSV

Inst Instal alad adaa e test testad adaa DHS DHSV V; Cone Conect ctad adoo e tes testado tado TH Encamisado TSR e Assentado TH (Balanceio OK?) Testado TH Testada DH DHSV

MGL Camisa do TSR PH > PE, BOP, DHSV

RETIRADO O BOP

TH assentado HSG da BAP

no

PH > PE, DHSV, VDV


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FASE 09 – Instalada a ANM Linha produção

ANM GLL

Umbilical hidráulico; Flowline de produção: 4”; Flowline anular (gas lift): 2”

Tipos de Árvore de natal: Seca ou Convencional ( ANC ); molhada ( ANM ). •

•

PH > PE, DHSV, Válvulas da ANM


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9.1- Noções Básica de Árvore de Natal Molhada (ANM) É um equipamento para uso submerso, constituído basicamente por válvulas gaveta, linhas de fluxo e um sistema de controle a ser interligado ao painel de controle, localizado na unidade estacionária de produção (UEP)

Representação Esquemáticade uma ANM

VDV TREE CAP

STABS HIDRÁULICOS DA TRE CAP

BLOCO DE VALVULAS LINHAS DE FLUXO

S 1



LDA até 2000 m: já atendidas.



As ANMs podem ser clas classi sifi fica cada dass co como mo:: DO-1, DO-2, DO-3, DA, DLP, DLL e GLL.P

S2

CONECTOR DAS LINHAS DE FLUXO E CONTROLE

W1 X O

W2

ANEL DE VEDACAO M1 M2 UMBILICAL DE CONTROLE

T.HANGER

BAP

FLOW LINE

ALOJADOR CONECTOR DA ANM DHSV

Para uso com ou sem cabos-guia. Convencionais ou Horizontais 

Fabricantes de ANM: CBV/FMC, ABB/VETCO, CAMERON, KVAE KVAERN RNER ER e DRIL DRIL- - QUIP.


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COMPONENTES DE UMA CABEÇA DE POÇO SUBMARINO


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ANM Guidelineless

ANMH


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ANM HORIZONTAL

MCV RJS 477


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MLF- Mandril de Linha de Fluxo


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Poço Pronto para Produção


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FASE 10 – INDUÇÂO DE SURGÊNCIA GÁS LIFT

ANC e ANM’s D01, D02

INDUÇÃO DE SURGÊNCIA CONT.

ANM’s D03, DL, DA, LA, GLL

VÁLVULAS DE PRESSÃO FECHADAS

VÁLVULA DE ORIFÍCIO

GÁS

GÁS ÓLEO

PE

PWF

ÓLEO ÁGUA

ÁGUA

INDUÇÃO DE SURGÊNCIA – FLEXITUBO DHSV

FLEXITUBO

GÁS ÓLEO

O princípio é o mesmo do anterior, mud udan anddo-se a maneira com omoo se consegue a gaseificação do fluido de amortec eciimen entto. Neste ste métod odoo a gaseif gas eifica icação ção é con consegu seguida ida injeta injetando ndo nitr itrog ogên ênio io ou gá gáss pelo elo inter nterio iorr do flexitubo descido no interior da coluna. Este método é mais eficaz que o anterior, anterior, porém envolve maiores custos quanto a equipamentos. È muito usado em poços onde não se dispõe de gás para injeção.

ÁGUA


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Deslocamento do fluido O princípio, como já comentado, é a substituição do fluido de amortecimento am ortecimento contido na coluna por outro mais leve, podendo ser utilizado o diesel ou nitrogênio. Esta substituição pode ser feita de duas maneiras: - Por circulação ou por recalque. A circulação é a maneira mais indicada pois se evita a injeção de fluido na formação, o que pode ocasionar dano na formação. Quando não for possível este procedimento, recalca-se o fluido para formação. Pistoneio Consiste na retirada, de forma mecânica, do fluido de amortecimento, do interior da coluna, de tal forma que a coluna restante resulte numa pressão hidrostática inferior a pressão estática da formação e o poço adquira a dquira condições de surgência. Este trabalho, normalmente encerra-se após a retirada de todo fluido estranho à formação (Fluido (Fluido que a perfuração e a completação ali injetaram ). Não se executa pistoneio em poços de mar e nos poços de terra por questão de segurança deve ser executado com a luz do dia.

5- MÉTODOS DE ELEVAÇÃO ARTIFICIAL Quando o reservatório possui boa pressão de formação, faz com que seus poços consigam por muito tempo impulsionar o óleo até a superfície, dizemos portanto que estes poços são surgentes . Quando esta pressão não consegue mais trazer o óleo até a superfície, recorre-se então aos métodos de elevação artificial que melhor se adequar às características do campo. Podemos citar como métodos de elevação artificial mais utilizados: • • • • •

Gás lift Bombeio Centrífugo Submerso Bombeio de Cavitação Progressiva (BCP) Bombeio Mecânico (Cavalo Mecânico) Bombeio Hidráulico (Jet Pump) .

5.1-Gás Lift


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Panc = 400 psia Psep = 100 psia

Q = 300 m3 /dia

Pwf = 1.900 psia PE = 3.100 psia

Gás obtido na plataforma a partir da separação óleo/gás, elevado ele vado sua pressão para aproximadamente 100/150 kgf/cm2 em um turbocompressor e injetado de maneira controlada no anular do poço através dos mandris de gás lift instalados na coluna de produção, o gás atinge a tinge o interior da coluna e retorna à superfície, fazendo o carreamento do óleo através da gaseificação do fluido que se encontra no interior da coluna. É considerada uma extensão do fluxo natural do poço, porque é baseado no processo de liberação e expansão do gás na medida em que o óleo vai subindo pela coluna de produção. O mé méto todo do é cons consid ider erad adoo ba bast stan ante te vers versát átilil,, po pode dendo ndo ser ser ap aplilica cado do a po poços ços de qualqu qua lquer er profun profundida didade, de, com qual qualquer quer pressão pressão de reserva reservatór tório io e para para vazões vazões de produção variando de poucos barris a dezenas de milhares por dia. Basicamente o sistema consiste de: • • • •

Fonte de Gás de alta pressão (Turbocompressor) Um sistema de controle de injeção de gás na cabeça c abeça do poço (Um choke ajustável) Um sistema de controle sub-superficial de injeção de gás (Mandril de gás lift) Equi Equipa pame ment ntos os pa para ra sepa separa raçã çãoo e arma armaze zena name ment ntoo do doss flui fluido doss prod produz uzid idos os ( Separador). Suas principais vantagens são:


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• •

• •

Baixo custo operacional para produção de fluidos com areia. Apresenta boa flexibilidade operacional no que se refere à variação dos volumes produzidos. É o método mais indicado para poços com RGO altos. Investimentos iniciais baixos. Desvantagens do método:

• •

•

•

Não pode ser utilizado onde não há gás g ás em boas quantidades. Pode Pode se to torn rnar ar an antiti econ econôm ômic icoo qu quan ando do prec precis isar ar de gran grande dess pres pressõ sões es de compressão. Sua aplicação pode ser problemática se o gás for muito corrosivo ou quando o óleo muito viscoso. Requer de elevada contrapressão sobre a formação produtora durante a operação

5.25.2-

Bomb Bombeio eio Centr Centríf ífugo ugo Subm Submer erso so – BCS BCS

A energia elétrica é conduzida da superfície até o motor por meio de um cabo elétrico elétrico especialmente especialmente projetado projetado para este fim, fixado fixado à coluna de produção por meio de fitas de aço inoxidável 3/4” O co conj njun unto to BCS BCS de deve ve se serr dim imen ensi sion onad adoo de ac acor ordo do co com m o Índ ndiice de Produtividade do poço e instalado a uma profundidade em que a sucção da bomba fique sempre submergida. Todo o sistema de controle e proteção do motor é feito pelo quadro de comando que é ligado diretamente ao transformador de tensão. A caixa de junção é instalada entre a cabeça do poço e quadro de comando e tem por finalidade evitar que alguma quantidade de gás que eventualmente migre pelo interior do cabo, chegue até o quadro de comando. Nos poços terrestres é comum a utilização de uma cabeça de produção tipo “Hercules”, onde um flange bipartido com borrachas faz a vedação onde o cabo passa através da cabeça. Nos poços off-shore onde é exigida uma maior segurança a passagem do cabo através da cabeça é feita com a utilização de um mandril eletricamente condutor. Quando se deseja medir e ou registrar os valores de pressão e temperatura no fundo, é descido com o motor, um sensor que emite sinais para a superfície, utilizando o mesmo cabo que conduz energia para o motor. Estes sinais são decodificados e mostrados os valores de forma digital num monitor na superfície. Pode-se utilizar uma impressora para registro desses valores


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O bom bombeio beio Cen Centrí trífug fugoo Submer Submerso so ( BCS ) é um método de elevação artificial qu quee consiste fundamentalm almente no incremento de pressão de fundo dado por uma bomba centrífuga de múltiplos estágios qu quee é acio aciona nada da po porr um mo moto torr elét elétri ricco trifásico acoplado a bomba através de um selo protetor pro tetor.. Este conjunto com todos os comp compon onen ente tess un unid idoo un unss ao aoss ou outr tros os po por r luvas de acoplamento, impulsiona o óleo de determinada altura, até a superfície. O BCS é um método adequado a campos de petróleo onde o RGO ( razão gás óleo ) é baixo, pois o gás em excesso prov provoc ocaa cavit avitaç ação ão e o sist istem emaa pe perd rdee eficiência. O con onjjunto BCS BCS é montado na extremidade da coluna de produção e nela são são inst instala alado doss eq equi uipa pame ment ntos os qu quee te tem m a finalidade de drenar o óleo do tubo para o anular anul ar (slidi (sliding ng sle sleeve eve)) nas ope operaç rações ões de retirada evitando assim o banho de óleo na superfície. São instalados também, nipples, mandris, etc. Todos com funções específicas.

5.3 - Bombeio de Cavitação Progressiva ( BCP )


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O método de elevação por BCP, possui características únicas, que sob uma grande faixa de condições supera a outros métodos, encontrando-se numa posição ideal na produção de óleos pesados, devido a sua adaptabilidade a fluidos altamente viscosos e abrasivos, associados à produção de areia e a fluidos multifásicos. A eficiência do sistema chega a atingir 60%, sendo maior que a maioria dos métodos. São bombas de deslocamento positivo, formadas por um rotor helicoidal de aço e um estator moldado com elastômero sintético em forma de dupla hélice interna com duplo comprimento de passo. O movimento de rotação do rotor dentro do estator é excêntrico, excêntrico, formando uma série de cavidades cavidades seladas seladas e separadas separadas 180°, as quais se movimentam axialmente desde a sucção da bomba até a descarga. O selo entre o estator e o rotor obriga o fluido a se deslocar axialmente, igualando a veloci vel ocida dade de de fo form rmaç ação ão e dimi diminu nuiç ição ão da dass cav cavid idad ades, es, a qu qual al é prop propor orci ciona onall á velocidade de rotação da bomba, resultando num fluxo constante e sem pulsações. O rotor é suspenso por uma haste de bombeio, a qual á acionada desde a superfície por um motor e um sistema de engrenagens (drive head), que suporta o peso e transmite o movimento de rotação à haste. Para gerar a elevação do óleo, deve existir uma pressão diferencial entre as sucessivas cavidades, e isso requer um selo hermético entre o rotor e o estator. O rotor é feito em aço recoberto por cromo, e o elastômero do estator aumenta a resistência, permitindo sua utilização na produção com areia e fluidos abrasivos, fluidos de baixa e alta viscosidade, além de fluido multifásicos. mu ltifásicos. (gás-líquido)


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Vantagens adicionais do método • • • • •

Fácil Instalação e operação Mínima manutenção Baixo Impacto Ambiental Baixo Investimento Inicial e custos de operação Baixo requerimento de potência

5.4 - Bombeio Mecânico (Cavalo de Pau) Este Este sist sistem emaa con consi sist ste, e, de fo form rmaa ge gera ral,l, nu num m eq equi uipa pame ment ntoo de super superfí fíci ciee comandado comanda do por um motor, motor, o qual aciona um sistema sistema de engrenagens engrenagens que transforma movimento rotatório do motor num movimento recíproco da unidade de bombeio. Esta unidad uni dadee tem uma série série de dis disposi positiv tivos os mec mecâni ânicos cos que transmi transmitem tem o mov movime imento nto recíproco vertical a uma haste de bombeio que, por sua vez, aciona uma bomba de deslocamento positivo localizada dentro do poço. A bomba na sua forma mais simples consiste de um cilindro ou barril, suspenso na coluna de produção, e de um embolo que se desloca para cima e para baixo no interior deste cilindro mediante a ação da haste de bombeio, a qual se compõe de uma série de hastes rosqueadas e acopladas na superfície à unidade de bombeio. No fundo do cilindro está localizada uma válvula de esfera, a qual é fixa (válvula de pé) enquanto uma Segunda válvula de esfera, a válvula de passeio, está localizada no êmbolo movimenta junto com ele. Quando o movimento do embolo é para cima (Upstroke) a válvula de pé abre e a de passeio fecha, permitindo a entrada de fluido na bomba, e por sua vez deslocando à superfície o fluido que entrou no ciclo anterior. Quando seu movimento é para baixo (Downstroke) a válvula de pé fecha e a de passeio abre permitindo a passagem do fluido à bomba e à coluna de produção. Este é o método mais comum na produção de óleo pesado em campos onshore, embo em bora ra exis exista ta a te tend ndên ênci ciaa de subs substititu tuíí-lo lo,, em razã razãoo de sua sua ba baix ixaa efic eficiê iênc ncia ia relacionada a problemas com: • •

•

• •

Pouca vida útil do equipamento. Freqüentes falhas na haste de produção devido aos excessivos esforços gerados pela alta viscosidade e densidade do fluido, portanto aumentando o número de intervenções no poço. Unidade de bombeio sobrecarregadas, exigindo, portanto um maior consumo de energia. Limitações em poços profundos e desviados. Interferência de gás.


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5.5 - Bombeio Hidráulico a jato


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É um sistema de elevação artificial onde os fluidos produzidos pelo reservatório, geralmente de baixa pressão, são elevados para cabeça do poço, através da misturas com fluido de alta pressão (Fluido de potência), o qual é bombeado desde a superfície. A simplicidade dos equipamentos de fundo de poço, consistindo somente de um sistema de jato e um difusor que permite controlar os níveis de energia dos fluidos envolvidos no processo, e seu baixo índice de intervenção nos poços, tornam este sistema muito atraente em termos de custo operacional de produção e mais ainda em campos offshore. Dentro da indústria do petróleo, a redução de custos tem-se trazido em sistemas que empregam equipamentos de subsuperfície de maior resistência, simplicidade, flexibilidade e facilidade de manutenção, refletindo-se diretamente na redução da intervenção dos poços, a qual é um dos itens de maior peso no custo operacional, pois além de custo por sonda, significa parada de produção. De acordo com isto, o bombeio hidráulico tem despertado muito interesse, já que dentro de sua estrutura (No fundo do poço) não emprega parte móveis, incrementando a continuidade operacional do sistema. Além disso é possível retirar o conjunto de fundo sem necessidade do emprego de sonda, ( Implica operações de Wire-line). O fluido motriz chega ao fundo do poço com elevada pressão, e passa através de um bocal que converte energia potencial( Pressão) em energia cinética resultando em altíssima velocidade. Devido à queda de pressão que ocorre na saída do bocal os fluidos produzidos são succionados para dentro de uma garganta juntamente com o fluido motriz. Durante a mistura ocorre a transferência de quantidade de movimento do fluido de potência para os fluidos do reservatório. Na saída da garganta, os fluidos, intimamente misturados apresentando alta velocidade, portanto alta energia cinética, entram em um difusor, onde um contínuo aumento na área aberta ao fluxo promove a conversão de energia 26 TREINAMENTO DE TÉCNICOS DE OPERAÇÃO - MFP

cinética em energia pressão, permitindo que a mistura, desviada para o espaço anular, chegue até a superfície.

6. PROCESSAMENTO DE ÓLEO – PRODUÇÃO

O fluido produzido do reservatório é uma mistura complexa de hidrocarbonetos mais água, areia e outras impurezas sólidas em suspensão. suspens ão. 27 TREINAMENTO DE TÉCNICOS DE OPERAÇÃO - MFP

Sob as altas pressões de reservatório a maioria desses hidrocarbonetos estão na forma líquida. Contudo, enquant ntoo a pres esssão do fluido produzido cai progressivamente, do reservatório até a plataforma, vário hidrocarboneto passa da forma líquida para gasosa.

O objetivo do processamento do óleo produzido é:  

Separar gás do óleo sob condições controladas, Remover água, sal e outras impurezas no óleo e no gás.

O óleo deve ficar livre de gás e água, e suficientemente estável para ser transferido.

6.1. Planta de processo básico A função da planta é adequar o óleo para estocagem ou transferência. Para tanto são utilizados.      

Headers ( coletores ) de produção e teste; Separadores trifásicos e ou bifásicos; Permutadores de calor; Dessalgadoras ( tratador eletrostático ); Estação de medição; Estação de transferência ( bombeamento ).

As principais impurezas do óleo são: gás, água, sal, e sólidos. Processar o óleo significa eliminar tais impurezas ou reduzi-las a limites aceitáveis. 

Gás(Prejudica Gás(Prejudica o bombeamento: cavitação );



Água ( Provoca corrosão nas tubulações );



Sal ( Provoca incrustação e corrosão );



Sólidos ( provoca provoca erosão dos dutos e instrumentos ).

Dos poços de produção, produção, o óleo é enviado aos Headers, Headers, de onde são alinhados para os separadores. Os permutadores de calor (aquecedores (aquecedores)) favorecem a liberação de gás e água, e as dessalgadoras eliminam a água residual do óleo onde se encontra o sal, executando assim uma dessalgação. A estação de medição promove filtração e registra a quantidade de óleo produzido. Como o óleo está praticamente isento de gás, e por ser líquido, a pressão e a temperatura não influenciam estas medidas. 28 TREINAMENTO DE TÉCNICOS DE OPERAÇÃO - MFP

A estação estação de transfe transferên rência cia é comp compos osta ta po porr um conj conjun unto to de bo bomb mbas as,, normalmente dotadas de grande flexibilidade de pressão de descarga e vazão, pelos lançadores de pigs para limpeza dos oleodutos. Toda planta de processo possui uma capacidade nominal de processamento. Assim, existem vazões limites de óleo, gás e água evidentemente impostos pelas capacidades dos equipamentos que a compõe. Nos itens subsequentes veremos cada componente da planta, o que facilitará a compreensão de seu funcionamento.

a) Headers de produção e teste: Os headers são tubos coletores para onde segue a linha de surgência de todos os poços produtores de óleo. Assim, se você quer o poço no trem “A”, tem que alinhálo para o header de produção “A”, e isto é feito através de manuseio de certas válvulas.

- Manifold: É a denominação dada ao conjunto do Headers. - Separadores: Os separadores são vasos usados para promover a separação do óleo, água e gás. Existem separadores horizontais trifásicos com um estágio e com três estágios. Princípio de funcionamento O Separador de três fases é um vaso horizontal que executa as seguintes funções: a) Desgasei Desgaseifica ficação ção na entrada entrada.. b) Desumi Desumidif difica icação ção de de gás. gás. c) separ separaçã ação o de óle óleo/á o/água gua.. O Princípio da separação é a diferença de densidade dos componentes da mistura proveniente do poço. Assim o gás sai pela parte superior, e a água e o óleo pela parte inferior •

Desgaseificação na entrada – O fluxo, na entrada do vaso choca-se contra a placa defletora que atua como freio de velocidade. O gás se libera e o líquido se decanta na câmara de separação, onde a gravidade se encarrega da separação da maioria das partículas restantes.

•

Desumidificação do gás – O fluxo de gás é conduzido às placas desumidificadoras que retira gotículas de óleo carreado na corrente gasosa. Também na saída dos separadores separadores existentes existentes os “dimister “dimisters”, s”, que ajudam a retirar retirar líquido da corrente corrente de gás.


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•

Sepa Separa raçã çãoo ág água/ ua/ól óleo eo – Esta Esta é fu funçã nçãoo da forç forçaa grav gravititaci aciona onall e do temp tempoo de retenção. O tempo de retenção é o tempo que a gota de óleo leva desde a entrada até atingir a saída. Quanto maior este tempo, mais se favorece a separação porém existe limitações para o mesmo. Os separadores convencionais possuem tempo de retenção entre 1 a 5 minutos. O fluxo é regulado em dois compartimentos, câmara de separação e câmara de óleo, por meio de d e controles de nível e vertedor fixam e a chicana.


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7- SISTEMAS DE ESCOAMENTO DA PRODUÇÃO

São adotados para o escoamento da produção, dois tipos tipos de terminais de de mar aberto: Quadro de monobóia e dutos submarinos. A opção por um ou outro tipo, tipo, é em função do volume a ser produzido, produzido, duração do projet projeto, o, dis dispon ponibi ibilid lidade ade de equ equipam ipament entos, os, mai maior or ou men menor or grau grau de def defini inição ção da produção separada, etc.

Quadro de bóias O Navio - Cisterna, que fica permanentemente amarrado ao quadro de bóias, recebe o óleo processado da plataforma através de um mangote flutuante, acoplado ao manifold de popa do navio. A tran transf sfer erênc ência ia do óleo óleo arma armaze zenad nadoo é tamb também ém feit feitaa atra através vés de ma mang ngot otee flutuante para o navio aliviador, amarrado a contra bordo de duas bóias do próprio quadro de bóias do navio – cisterna e a dois rebocadores, que sustentarão o mesmo em posição conveniente e segura durante toda operação de transbordo. Este sistema é limitado a pequenos petroleiros.


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Monobóia:

O óleo processado na plataforma é bombeado através de uma linha flexível para um PLEM ( Pipe Line End Manifold ) que é um manifold posicionado no solo marinho. A monobóia possui essencialmente um sistema de ancoragem tencionado (seis (seis ancoras), ancoras ), Uma passagem central para conexão do mangote mangote submarino submarino proveniente proveniente do PLEM e três braços: Um para atracação, outro para amarração ao petroleiro através dos cabos SANSON e outro para ligação do mangote de produção que escoará o óleo da monobóia para o navio. Quan Qu anto to ao sist sistem emaa de esco escoam amen ento to de óleo óleo prod produz uzid idoo na nass plat plataf afor orma mass definitivas defin itivas,, basicamente, basicamente, todo ele é bombeado bombeado para estação estação de cabiúnas ( Macaé ), em terra, através de oleodutos lançados no fundo do mar. Este sistema é dividido em duas áreas que enviam separadamente o óleo produzido até barra do furado, onde se encontram no chamado ponto “A”; seguindo até a estação de cabiúnas. O oleoduto que coleta a produção da área norte interliga a plataforma central de garoupa (PGP-1) ao “Ponto A”, escoando todo o óleo produzido nas plataformas definitivas de Cherne –1,2, Namorado 1,2, Polo nordeste e garoupa, além de escoar também a produção dos sistemas de parati / anequim, anequ im, corvina e viola. Fazem parte do sistema de escoamento, através de oleoduto, da área sul, as plataformas definitivas de Enchova e Pampo. A plataforma central de enchova, após receber o óleo produzido nas demais plataformas, transfere toda produção para terra, até barra do furado.


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Meios para transportar petróleo, seus derivados e gás natural Tem por finalidade transportar os fluidos recebidos de uma planta de processo até um centro onde tais fluidos possam ser processados processad os por uma refinaria. Atua Atua através através de termin terminais ais,, emba embarca rcações ções,, ole oleodu odutos tos,, est estaçõ ações es de recalq recalque, ue, gasodutos, monobóias, FPSO, vagões, carretas, etc.


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O petróleo, derivados e álcool podem ser transportados por navios ou através de dutos. Os navios, operados pela TRANSPETRO, unidade da PETROBRÁS, são utilizados no transporte de petróleo e seus derivados do exterior para os terminais marítimos brasileiros, e do Brasil para o exterior. A Transpetro efetua, também, o transporte de cabotagem de petróleo, seus derivados e álcool ao longo da costa brasileira. Os dutos são classificad classificados os em oleodutos oleodutos (transpo (transporte rte de líquidos) líquidos ) e gasodutos ( transpo transporte rte de gases gases ) e em terrestres (cons ( construí truídos dos em terra terra ) ou subm submar arin inos os ( construídos no fundo do mar ). Os oleodutos que transportam derivados e álcool são também chamados de polidutos. Outras modalidades de transporte, como o rodoviário e o ferroviário, são ocasionalmen ocasionalmente te empregadas empregadas para transferên transferência cia de petróleo petróleo e derivados, derivados, embora não estejam abrangidas pelo monopólio pela lei 2004.

Onde operam os navios As op oper eraç açõe õess de carg cargaa e de desc scar arga ga do doss na navi vios os são são feit feitas as em term termin inai aiss marí ma rítitimo mos, s, qu quee disp dispõe õe de fa faci cililidad dades es pa para ra atra atraca caçã çãoo de na navi vios os e sist sistem emas as de tubulações e bombas para transferência de carga transportada, bem como de tanques para seu armazenamento. A Petrob Petrobrás rás pos possui sui termin terminais ais para para pet petról róleo, eo, seu seuss derivad derivados os e álc álcool ool.. Nas operações de cabotagem, os navios também descarregam nos portos que possui instalações especializadas para esse fim.

Utilização dos oleodutos, polidutos e gasodutos. Dos campos de produção produção terrestres terrestres e marítimos, marítimos, o petróleo petróleo é transportad transportadoo por oleodu ole odutos tos para para as refina refinaria rias. s. Qua Quando ndo impor importad tado, o, o pet petról róleo eo é des descar carreg regado ado nos terminais marítimos e transferido para as refinarias, também através de oleodutos. Depois Dep ois de process processado ado nas refina refinaria rias, s, seu seuss deriva derivados dos são transp transport ortados ados para para os gran grande dess cent centro ross cons consum umid idor ores es e pa para ra os term termin inai aiss ma marí rítitimo mos, s, po porr on onde de são são embarcados para distribuição ao longo da costa. O gás natural, por sua vez, é transferido dos campos de produção para as plantas de gasolina natural, onde, depois de proc proces essa sado do pa para ra a reti retira rada da da dass fraç fraçõe õess pe pesa sada das, s, é en envi viad adoo ao aoss gran grande dess consumidores industriais e a rede de distribuição domiciliar. Para evitar contaminação, os derivados são transportados em oleodutos especiais, também chamados polidutos, que não são os usados para transportar petróleo. A petrobrás dispõe de extensa rede de oleodutos, gasodutos e polidutos ( cerca de 7 mil quilômetros ) que interligam campos petrolíferos, terminais marítimos e terrestres, bases de distribuição, fábricas e aeroportos. Os oleodutos, gasodutos e polidutos são, geralmente, os mais econômicos para trans transpor porta tarr gran grande dess volu volume mess de pe petr tról óleo eo,, de deri riva vado doss e gá gáss na natu tura rall a gran grandes des distâncias. 34 TREINAMENTO DE TÉCNICOS DE OPERAÇÃO - MFP

1- FPSO

2- Navio Aliviador

6-Clu 6-Cluster ster de ANM ANM 9- ANM

3- Navio Lançador

7- Manifo Manifold ld de Produç Produção ão

4- ROV

5- MCV

8- Manifo Manifold ld de Inj Injeção eção

10- Linhas de Exportação

8. REFINO O refino de petróleo constitui-se de beneficiamento pelos quais passa o mineral bruto, para obtenção de produtos determinados. Refinar petróleo é portanto, separar as frações desejadas, processá-las e industrializá-las em produtos vendáveis. A prim primei eirra ref efin inar aria ia de pe pettról róleo co cons nsttruí ruída no Bras Brasiil foi foi a Des esttilar ilariia Riograndense de Petróleo, em Uruguaiana (RS (RS), ), que entrou em operação em 1932, não estando mais em atividade. A Petrobrás possui 11 refinarias, com capacidade para destilar 1,4 milhões de barris por dia. Mesmo a petrobrás tendo o monopólio de refino, o governo manteve as autorizações concedidas, antes da lei a grupos privados. Existem por isso duas refinarias particulares, Piranga no Rio grande do Sul e Maninhos no Rio de Janeiro, ambas de pequeno porte.


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O QUE SE ENTENDE POR REFINO O refino é constituído por uma série de operações de beneficiamento as quais o petróleo bruto é submetido para a obtenção de produtos específicos. Refinar petróleo, portanto é separar do mesmo as frações desejadas, processá-las e industrializá-las em produtos vendáveis. Seqüência do processo de refino A primeira primeira etapa do processo de refino de petróleo é a destilação primária. Nela, são extraídas do petróleo as principais frações que dão origem a gasolina e ao óleo diesel, a nafta, os solventes e querosene de (iluminação (iluminação e aviação), aviação ), além de parte do GLP. GLP. Em seguida o resíduo da destilação primária é processado na destilação a vácuo, na qual é extraída mais uma parcela de diesel, além de frações de um produto pesado chamado gasóleo, destinado a produção de lubrificantes e ou a proces processos sos mai maiss sof sofist istica icados dos,, com comoo o craquea craqueamen mento to cat catalí alític tico, o, ond ondee o gas gasóle óleoo é transformado em GLP, gasolina e óleo diesel. Resíduo da destilação a vácuo pode ser usado como asfalto na produção de óleo combustível. Uma série de outras unidades de processo transformam frações pesadas do petróleo em produtos mais leves e colocam as frações destiladas nas especificações para consumo.

A importância da qualidade do petróleo O petróleo, em estado natural, é uma mistura de hidrocarbonetos, compostos formados de átomos de carbono e hidrogênio. Além desses hidrocarbonetos o petróleo cont contém ém,, em prop propor orçõe çõess be bem m me meno nore ress comp compost ostos os oxi oxigen genad ados os,, nitr nitrog ogena enado dos, s, sulfurados sulfurados e metai metaiss pesados conhecidos conhecidos como contaminantes. contaminantes. Conhecer a qualidade qualidade do pe petr tról óleo eo a des destitila larr é fu fund ndam amen ental tal pa para ra as op oper eraç ações ões de refi refina nação ção,, po pois is sua sua composição composição e aspecto aspecto variam em larga faixa, segundo segundo a formação geológica geológica de onde o petróleo foi extraído e natureza da matéria orgânica que lhe deu origem. Assim há petróleos petróleos leves, que dão elevado rendimento rendimento em nafta e óleo diesel. Petróleo Petróleo pesado tem alto rendimento em óleo combustível; Petróleos com alto e baixo teor de enxofre e outr ou tros os cont contam amin inant antes. es. O conh conheci ecime ment ntoo prév prévio io des desta tass cara caract cter erís ístitica cass faci facililita ta a operação de refino.

Rendimentos obtidos, em derivados, em relação ao petróleo processado. Tais rendimentos dependem do tipo do petróleo e da complexidade da refinaria. No caso das refinarias da Petrobrás.


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Principal objetivo da refinação de petróleo Na indústria de refino o principal objetivo é obter do petróleo o máximo possível de derivados de maior valor de mercado e que equivale a reduzir ao mínimo a produção de óleo combustível. A petrobrás por deter o monopólio do refino no país tem, adicionalmente, o objetivo de atender o mercado nacional de derivados em qualquer circunstância.

8 - Constituintes do Petróleo Do latin petra (pedra) e oleum (óleo), o petróleo no estado líquido é uma substância oleosa, inflamável, menos densa que a água, com cheiro característico e cor variando entre negro e castanho-claro. O pet petról róleo eo é con consti stituí tuído, do, bas basica icamen mente, te, por uma mistu mistura ra de com compost postos os quí químic micos os orgân orgânic icos os (hid (hidro rocar carbon bonet etos) os).. Qu Quan ando do a mist mistur uraa cont contém ém ma maio iorr po porc rcen enta tage gem m de moléculas pequenas seu estado físico é gasoso e quando a mistura contém moléculas maiores seu estado físico é líquido, nas condições normais de temperatura e pressão. O petróleo contém centenas de compostos químicos, e separá-los em componentes puros ou misturas de composição conhecida é praticamente impossível O petróleo é normalmente separado em frações de acordo com a faixa de ebulição dos compostos, conforme exemplos na tabela abaixo.


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Fração

Temperador de Ebulição (°C)

Composição Aproximada

Usos

Gás residual

-

C1 – C2

Gás combustível

Gás Liquefeito de Petróleo - GLP

Até 40

C3 – C4

Gasolina

40 – 174

C5 – C10

Querosene

175 – 235

C11 – C12

Gasóleo Leve

235 – 305

C18 – C17

Gás combustível engarrafado, uso domestico e industrial Combustíveis de automóveis, solventes. Iluminação, combustível de aviões a jato. Diesel, fornos.

Gasóleo Pesado

305 – 400

C18 – C25

Lubrificantes

400 – 510

C26 – C38

Resíduos

Acima de 510

C38

Combustível, matéria prima p/ lubrificantes. Óleos Lubrificantes. Asfalto, piche, impermeabilizantes.

Os óleos obtidos de diferentes reservatórios de petróleo possuem características diferentes. Alguns são pretos, densos, viscosos, liberando pouco ou nenhum gás, enquanto que outros são castanhos ou bastantes claros, com baixa viscosidade e densidade, liberando quantidade apreciável de gás. Outros reservatórios, ainda, podem produzir somente gás. Entretanto, todos produzem análises elementares semelhantes às dadas na tabela abaixo. Hidrogênio

11- 14 %

Carbono Enxofre

83 – 87 % 0,06 – 8 %

Nitrogênio

0,11 – 1,7%

Oxigênio

0,1 – 2 %

Metais

Análise elementar do óleo cru típico (% em peso) A alta porcentagem de carbono e hidrogênio existente no petróleo mostra que seus principais constituintes são os hidrocarbonetos. Os outros constituintes aparecem sob


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forma de compostos orgânicos que contêm outros elementos, sendo os mais comuns nitrogênio, o enxofre e o oxigênio. Metais também podem ocorrer como sais orgânicos.

Hidrocarbonetos Hidrocarbonetos são compostos orgânicos formados por carbono e hidrogênio. De acordo com sua estrutura, são classificados em saturados, insaturados e aromáticos. Os hidrocarbonetos saturados, também denominados de alcanos ou parafinas, são aqueles cujo átomo de carbono são unidos somente por ligações simples e ao maior ma ior numero possível de átomos de hidrogênio, constituindo cadeias lineares, ramificadas ou cíclicas, interligadas ou não. Os hidrocarbonetos insaturados também denominados de olefinas apresentam pelo menos uma dupla ou tripla ligação carbono-carbono, enquanto que os hidrocarbonetos aromáticos, também chamados de arenos, apresentam pelo menos um anel de benzeno na sua estrutura.

Não Hidrocarbonetos O petróleo contém apreciável quantidade de constituintes que possuem pos suem elementos como enxofre, nitrogênio, oxigênio e metais. Estes constituintes, considerados como impurezas, podem aparecer em toda a faixa de ebulição do petróleo, mas tendem a se concentrar con centrar nas frações mais pesadas.

9- Distribuição A dist distrribui ibuido dora ra do doss deri eriva vado doss de pe pettróle róleoo es esttá rel relac aciion onad adaa a indú indúst strria automobilística. Os primeiros automóveis automóveis eram abaste abastecidos cidos à porta de mercearias, mercearias, com uso de latas e funis. Aumentando o número de veículos, surgiram as bombas manuais, substituídas depois pelas automáticas e pelos postos de serviço quando a indústria automobilística já iniciava a linha de produção em série. No Brasil as vendas são feitas por atacado a revendedores ( postos de serviço, garagens ) e grand grandes es cons consum umid idor ores es ( indú indúst stri rias as,, frot frotas as de tran transpo sport rte, e, linh linhaa de navegação, ferrovias a preços fixados pelo governo, através do Conselho Nacional de Petróleo(CNP Petróleo(CNP ).


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MÓDULO IV - NOÇÕES DE COMPLETAÇÃO E PRODUÇÃO

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