Recuperação suplementar

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Published on March 16, 2014

Author: amanda_braun

Source: slideshare.net

PET 0402 – Métodos de Recuperação Suplementar Prof. Dr. Marcos Allyson Felipe Rodrigues Introdução à Recuperação Suplementar de Petróleo

Métodos de Recuperação Suplementar - Introdução  As acumulações de petróleo possuem, na sua descoberta, uma certa quantidade de energia, denominada energia primária;  Durante a produção há uma dissipação da energia;  Para minorar os efeitos da dissipação da energia primária, são praticadas duas linhas de ação: - Suplementar com energia secundária; - Reduzir as resistências viscosas e/ou capilares por meios de métodos especiais;  A quantidade de óleo retirada de um reservatório unicamente devido a suas energias naturais é chamada recuperação primária;  Recuperação secundária é a quantidade adicional de óleo obtida por suplementação da energia primária com energia secundária;

Métodos de Recuperação Suplementar – Introdução  Os métodos de recuperação foram desenvolvidos para se obter uma produção maior de petróleo, além de acelerar a produção; As primeiras experiências buscavam fornecer pressão ao reservatório por meio da injeção de fluidos. Entretanto, nem sempre o aspecto mais crítico era a baixa pressão e, com isso, surgiram diversos processos que se conhecem atualmente.

Métodos de Recuperação Suplementar – Definições gerais  Recuperação Primária (Primary Recovery) Recuperação de óleo por mecanismos naturais: gás em solução, influxo de água, capa de gás, segregação gravitacional. . Recuperação Secundária (Secondary Recovery) Injeção de um fluido, água ou gás, cuja funções primárias são manter a pressão do reservatório e deslocar o óleo em direção aos poços produtores. Recuperação Terciária (Tertiary Recovery) Diversos processos ou injeção de fluidos outros que não água e gás com o objetivo de recuperar óleo adicional.

Métodos de Recuperação Suplementar – Definições gerais  EOR (Enhanced Oil Recovery) ~ Métodos Especiais de Recuperação ~ Recuperação Terciária São termos usados indistintamente. EOR foi o termo foi usado pelo SPE nas décadas de 60 a 80, compreendendo tratamentos feitos em escala de reservatório. . IOR (Improved Oil Recovery) ~ Recuperação Avançada de Petróleo. Este termo passou a ser usado na década de 90 pelo SPE, para “revitalizar” a atividade, desgastada devido ao baixo preço do petróleo que a inviabilizava e a alguns fracassos técnicos, causados muitas vezes por “early breakthrough”. Compreende: EOR + injeção de água + injeção de gás

Métodos de Recuperação Suplementar – O que se ganha com o IOR?

Métodos de Recuperação Suplementar CONVENCIONAL – Injeção de Água – Injeção de Gás ESPECIAL – Térmicos – Miscíveis – Químicos

Métodos de Recuperação Suplementar

Esquemas de injeção Esquemas de injeção: Injeção periférica Injeção na base, Injeção no topo e Injeção em malhas. Para reservatórios planos, horizontais e de pouca espessura, pelo fato de não existirem pontos preferenciais para injeção de fluidos, os poços de injeção e produção são distribuídos de maneira homogênea em todo o reservatório. Métodos de Recuperação Suplementar

Esquemas de injeção - Injeção periférica Métodos de Recuperação Suplementar

Esquemas de injeção - Injeção no topo Métodos de Recuperação Suplementar

Esquemas de injeção - Injeção na base Métodos de Recuperação Suplementar

Esquemas de injeção - Injeção em malhas  Malha five-spot Métodos de Recuperação Suplementar  Malha nine-spot invertido

Mobilidade e Razão de mobilidade Para o deslocamento imiscível de um fluido por outro costuma-se definir as mobilidades dos fluidos e a razão de mobilidades. A mobilidade é definida como: i i i k    Razão de mobilidade: o D M    Se o fluido deslocante é a água: o w M    Métodos de Recuperação Suplementar

Métodos de Recuperação Suplementar Eficiência de varrido horizontal  Em qualquer projeto, independentemente do esquema escolhido, existe uma área total definida que está sujeita à influência da injeção. Por ex., em um esquema five-spot essa área total é a área da malha base, ou seja, um quadrado.  Eficiência de varrido horizontal é a relação entre a área invadida pelo fluido injetado e a área total do meio poroso: tinvA A/AE 

Eficiência Areal de Varrido Métodos de Recuperação Suplementar

Eficiência de Varrido Areal (ES) Métodos de Recuperação Suplementar

Eficiência de Varrido Vertical (EVV) ltransversaseçãodatotalverticalárea águapelainvadidaverticalárea Evv  Métodos de Recuperação Suplementar

Eficiência Volumétrica (EV) Métodos de Recuperação Suplementar malhadatotalvolume águapelainvadidovolume Ev 

Eficiência de Deslocamento (ED) É a fração do óleo móvel na zona varrida que foi deslocado. É função dos volumes injetados, da viscosidade dos fluidos e da permeabilidade relativa. ED varia entre zero no início da injeção e um, valor que seria obtido após um número muito grande (infinito) de volumes porosos injetados. p f piD SorSoi SoSoi )V(E    Métodos de Recuperação Suplementar

Eficiência de Deslocamento (ED) Deslocamento Linear Tipo Pistão Sw 0 1 1 x Swc 1-Sor t1 t2 t3 Métodos de Recuperação Suplementar

Eficiência de Deslocamento (ED) Deslocamento Linear Tipo Pistão Sw 0 1 1 x Swc 1-Sor t1 t2 t3 Métodos de Recuperação Suplementar

Eficiência de Deslocamento (ED) Deslocamento Linear Tipo Pistão Sw 0 1 1 x Swc 1-Sor t1 t2 t3 Métodos de Recuperação Suplementar

Eficiência de Deslocamento (ED) Deslocamento Linear Tipo Pistão Sw 0 1 1 x Swc 1-Sor t1 t2 t3 Métodos de Recuperação Suplementar

Eficiência de Deslocamento (ED) Deslocamento Linear Tipo Buckley-Leverett Sw 0 1 1 x Swc 1-Sor t1 t2 t3 Métodos de Recuperação Suplementar

Eficiência de Deslocamento (ED) Deslocamento Linear Tipo Buckley-Leverett Sw 0 1 1 x Swc 1-Sor t1 t2 t3 Métodos de Recuperação Suplementar

Eficiência de Deslocamento (ED) Deslocamento Linear Tipo Buckley-Leverett Sw 0 1 1 x Swc 1-Sor t1 t2 t3 Métodos de Recuperação Suplementar

Métodos de Recuperação Suplementar

Recuperação Suplementar Convencional Métodos de Recuperação Suplementar

Métodos convencionais de recuperação avançada -Injeção de gás Métodos de Recuperação Suplementar

Métodos de Recuperação Suplementar Métodos especiais de recuperação avançada -Injeção de água

•Injeção de Gás Carbônico (CO2), •Nitrogênio (N2), •Gás Úmido (LGN) •Mecanismo: O fluido injetado é miscível com o óleo, que encontra-se em estado residual, retido por forças capilares. A saturação do novo fluido (óleo + fluido injetado) é maior e o fluido pode escoar. O CO2, mesmo quando injetado acima da pressão mínima de miscibilidade (CO2 miscível) causa um inchamento de até 20% no óleo e reduz sua viscosidade •Indicação: Reservatórios de óleo leve •Obstáculos à utilização: custos; disponibilidade de fluidos para injetar Métodos especiais –Métodos Miscíveis Métodos de Recuperação Suplementar

Distribuição das reservas mundiais de petróleo (Alboudwarej, 2007) Métodos de Recuperação Suplementar Métodos especiais –Métodos Térmicos

Métodos de Recuperação Suplementar Métodos especiais –Métodos Térmicos

Métodos de Recuperação Suplementar Métodos especiais –Métodos Térmicos Óleos pesados no RN

Injeção de Vapor Cíclico ou Contínuo •Indicação: Reservatórios de óleo viscoso; reservatórios rasos •Mecanismo: redução da viscosidade por fornecimento de calor ao reservatório •Obstáculos à utilização: segregação gravitacional em injeção contínua; perda de calor em ambientes offshore ou em reservatórios profundos; logística em ambientes offshore Combustão in situ •Indicação: Reservatórios de óleo viscoso •Mecanismo: redução da viscosidade; gases de combustão e fração leve do óleo vaporizada vão à frente deslocando o óleo •Obstáculos à utilização: controle da combustão; segurança Métodos de Recuperação Suplementar Métodos especiais –Métodos Térmicos

Injeção cíclica de vapor Cold Oil Steam Steam Injection Shut-In Hot Zone Cold Conduction Heating Partially condensed steam Soak Production Low oil recovery, high oil-steam ratio Métodos de Recuperação Suplementar Métodos especiais –Métodos Térmicos

Métodos de Recuperação Suplementar Métodos especiais –Métodos Térmicos Injeção Cíclica de vapor

Injeção Contínua de vapor Water Oil Steam residual oil Steam Zone Condensate Zone Oil Bank Flow 1000’s of field tests; successful for heavy or light oils; small well spacings, long steam injection periods, can be expensive, but profitable. High oil recovery, low oil-steam ratio Métodos de Recuperação Suplementar Métodos especiais –Métodos Térmicos

Combustão in situ Water Oil Steam Zone Oil Bank Flow Combustion Zone Hot Sand Air Gas Oil consumed as fuel >200 field tests; rarely economic; complex, difficult to control; dominated by gas flow; many mechanical problems; may have a special place. Métodos de Recuperação Suplementar Métodos especiais –Métodos Térmicos

Polímero •Mecanismo: correção da mobilidade •Obstáculos à utilização: custo; sensibilidade do polímero a água salgada da formação e à temperatura; água de mistura salgada e problemas de logística em ambientes offshore Tensoativos, Cáusticos (solução ASP) •Mecanismo: diminuição da tensão interfacial água-óleo com conseqüente diminuição das forças de retenção capilar; eventualmente, inversão da molhabilidade de reservatórios “oil- wet” •Obstáculos à utilização: custos Métodos de Recuperação Suplementar Métodos especiais –Métodos Químicos

Como implantar um projeto de IOR? •Fase 1: Screening •Que método é o mais adequado para um dado reservatório? •Fase 2: Simulação Física •Testes de laboratório são conduzidos para verificar se, em escala de laboratório, o método funciona, e para determinar parâmetros físicos do sistema rocha/fluidos injetados ou do comportamento da rocha frente ao processo utilizado •Fase 3: Simulação Matemática •Simulação matemática em escala do piloto de campo. A caracterização do reservatório tem um papel crucial •Fase 4: Estudo de Viabilidade Econômica •O “prêmio” (ΔSo) compensa o investimento e as despesas de custeio? •Fase 5: Piloto de Campo •Fase 6: Expansão para Escala de Campo •Havendo sucesso técnico (ΔSo) e econômico ($$$) repetem-se os passos 3 e 4 e passa-se para a escala de campo Métodos de Recuperação Suplementar

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