Aula Engenharia de Reservatório II

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Engenharia de Reservatório II
Aula: 27/02/2013
*Não há sucção no reservatório
- O reservatório lança mão da energia que possui, botando óleo para fora.
- Ou Injeção de água que empurra o óleo.
- Conforme for produzindo o reservatório vai descomprimindo.
Pode-se fazer analogia mostrando um carro perdendo energia preso a uma mola conforme ilustrado abaixo:
 ( Figura 1) (Figura 2)
Na figura 1 mostra um carro encostado numa mola comprimida, então podemos dizer que este carro possui uma quantidade de energia disponível para sua locomoção.
Na figura 2 mostra a mola despressurizada e supostamente o carro está andando, 
ou seja a mola perdeu a energia para o carro fluir.
O sistema (reservatório) possui uma quantidade de energia disponível para colocar o óleo em fluxo de maneira análoga ao princípio das imagens dos carros acima; 
Diferente de quando usa um método artificial para elevação (BCS, BM, BCP).
Na Figura abaixo há uma analogia com um poço artesiano:
 O próprio lençol freático fez com que a água surgisse no poço, a bomba é responsável em ‘’pegar’’ a água do poço e jogá-la para cima, para o seu destino. Este é o princípio de funcionamento das BCS, BM, BCP. (Sistema de elevação e escoamento, retira do poço e joga para cima)
(Figura 3)
*São 3 os principais mecanismo dominantes de produção:
MECANISMO PRIMÁRIO:
‘’A energia que está no reservatório’’
1-Gás em Solução
2- Capa de Gás
3-Influxo de Água
 
(Figura 4)
 Conforme ilustrado na ‘figura 4’, a garrafa simula o reservatório com energia própria sendo perfurado num lugar onde permite a maior produção de óleo; Já que o óleo libera volátil, tende a aumentar a capa de gás durante o processo produtivo, então a gente perfura num local extremamente baixo; Com uma perfuração muito acima acaba fazendo com que a produção de óleo diminui e aumenta a de gás.
 (Figura 5) (Figura 6) (Figura 7)
Cada figura interpreta um tipo de reservatório e seus respectivos mecanismos dominantes de produção.
(figura 7) O ‘reservatório’ da produzirá mais, pois ela contém energia maior contida no líquido original de interesse, confinada no gás e também confinada na água. 
(figura 6) No ‘reservatório’ temos energia confinada no líquido original de interesse, energia confinada no gás; O reservatório terá capacidade de colocar óleo para fora, pois o gás é muito compressível.
(figura 5) Tem uma capacidade menor, pois o óleo é pouco compressível, e a pequena capa de gás tem influência insignificante, consequentemente terá menos energia para fazer o fluído fluir para o poço.
Podemos definir energia como: Capacidade de ‘’botar’’ fluido para fora.
RESERVATÓRIO – GÁS EM SOLUÇÃO – Gás dissolvido no na fase óleo
Na depleção do reservatório:
O óleo vai perdendo volátil (‘’Frações leves: Metano, Etano, Butano..’’), e essa perda não é bom pois vai se aproximando do ponto de bolha (“Primeira bolha de gás no óleo’’).
Restando apenas as molecas grossas e grandes e o óleo fica cada vez mais viscoso.
Perde energia.
O óleo é insaturado.
Pode ter capa de gás, porém ela será pequena e não atuante
Pode ter aquífero, porém pequeno e não dominante
O motivo o qual faz com que a energia caia rapidamente é devido a baixa compressibilidade dos fluidos.
Na liberação dos voláteis, o mesmo começa aumentar significativamente na produção, pois é mais leve e na depleção o óleo vai se tornando cada vez mais viscoso e pesado, tornando a produção economicamente inviável, pois o gás tem menor valor e interesse do que o óleo, fazendo com que o reservatório entre num ciclo vicioso, ocasionando a depredação da jazida que é intolerante hoje no Brasil e a ANP se reserva no direito de proibir a concessionária de produzir, ou seja, retira a concessão. 
É recomendável não deixar o reservatório atingir o ponto de bolha, ou seja, injetar água para manter os voláteis em solução no óleo dentro do reservatório.
A RGO cresce rapidamente, atinge o pico e depois começa a cair gerando um fator de recuperação (FR) de 20%, essa porcentagem é de todo volume encubado, de todo volume de óleo in place. Isso significa que 80% se perderam (Ineficiência) economicamente para sempre.
RESERVATÓRIO – CAPA DE GÁS - O gás está liberado
‘’O fluido de interesse é sempre o óleo’’
O gás possui alta compressibilidade e por ser permitido esse fenômeno, ele guarda muita energia, garantido manutenção de pressão.
A depleção é menor em reservatório Capa de Gás do que em gás em solução.
O óleo é saturado.
Mecanismo segregado, com o gás na parte superior (mais leve), o óleo na parte inferior.
Não se produz o gás, pois além de economicamente inviável, leva consigo a energia.
Quanto maior a capa de gás, maior a energia e a capacidade de produção de óleo.
A RGO é ascendente de forma gradativa
Fator de Recuperação (FR) fica entre 20% a 30%
RESERVATÓRIO – INFLUXO DE ÁGUA – Possui grande aquífero
O fato de o reservatório de Influxo de Água ter maior energia é devido ao aquífero que pode ser estruturado de forma subjacente ou lateral, para que isso seja real o aquífero precisa ser de grandes dimensões, pois conforme vai sendo produzido, a água vai deslocando-se para cima ajudando a empurrar o óleo.
A RGO é constante, isso quer dizer que o ponto de bolha não foi tocado, e o óleo continua com todos os seus voláteis em solução.
Da rocha para o poço entra óleo íntegro, na elevação/escoamento que os voláteis vão sendo liberados	
Tem-se como efeito colateral a produção crescente de água difícil reversão. 
A RGO é constante porém pode ser crescente porque o reservatório cria uma pequena capa de gás desprezível.
Fator de Recuperação (FR) pode oscilar entre 30% e 40% 
RAO crescente
Para considerar o aquífero grande, ele tem que ter uma escala de 10 / 1, ou seja, 10 vezes maior que o volume de óleo no reservatório. Considerado o melhor mecanismo que existe, ao contrário do Gás em Solução que é o mecanismo menos valorizado.
COMPORTAMENTO DO RESERVATÓRIO
A partir do comportamento dos poços tem como saber o mecanismo atuante.
Além da pressão outras variáveis do reservatório permitem além de determinar o mecanismo de produção rastrear o comportamento do reservatório.
As principais variáveis são: 
 RGO (Razão Gás Óleo) FÓMULA : RGO = Qg/Qo m³std/m³std
RAO (Razão Água Óleo) FÓRMULA: RAO = Qa/Qo m³std/m³std
 BSW (Basic Sediment Water) FÓRMULA: BSW = Qw/Qo+Qw ou Qw/Ql (%)
‘’BSW é um termo que pertence à refinaria, a indústria da petroquímica’’.
Fator de Recuperação: FR= Np/N (%) = Quantos % saiu do reservatório
Np – (Todo volume que foi produzido).
N – Todo volume que se encontra na rocha.
N = Volume de óleo original in place ( Encubado) VOOIP
W= Volume de água original in place (Encubado) VWOIP
G= Volume de gás original in place (Encubado) VGOIP
Np= ∑ Qo → Somatório das vazões/acumulado da produção
Wp= ∑ Qw → Produção acumulada de água
Gp= ∑ Qg → Produção acumulada de gás
We= ?
‘’Rs = Razão Solubilidade : Quantidade de voláteis dissolvido na fase óleo’’
Aula: 06/03/2013
‘’Mecanismo de produção de reservatório é diferente de mecanismo de produção de poço’’
Mecanismo de Produção de Reservatório:
Gás em Solução
Capa de Gás
Influxo de Água
Mecanismo de Produção de Poço:
BCS- Bombeio Centrífugo Submerso
BM- Bombas Mecânicas (cavalo mecânico)
BCP - Bombeio por Cavidade Progressiva
GRÁFICO: Energia X Vazão
 ( Figura 8)
P = Pressão ao longo do tempo
Pi = Pressão inicial
No eixo da ordenada é representada a energia de 0% a 100%.
No eixo da abscissa é representada a quantidade de óleo que será colocado para fora numa escala de 0% a 100% 
‘’Lembrando que a eficiência nunca será plena.’’
Gás em Solução: Percebe-se uma grande perda de energia para produzir pouco óleo.
Capa de Gás: Um gasto maior em energia cai rapidamente e tedar um pouco mais óleo
Influxo de Água: O reservatório gasta pouca energia e concede muito óleo, podendo chegar a fatores muito altos.
Ainda tem muita energia para ser explorada, porém viveria o efeito colateral que seria produzir água.
MECANISMO COMBINADO
‘’Apresenta mais de um mecanismo ou os três simultaneamente’’
Podemos dizer que o reservatório passará por mais de um mecanismo por toda sua vida, ou seja, começa sua vida produtiva com um mecanismo e termina com outro.
Ex. O reservatório pode iniciar-se com aquífero atuante (Influxo de Água), ele começa a perder forças	e passa ter o domínio por uma capa de gás.
MECANISMO DE SEGREGAÇÃO GRAVITACIONAL
‘’Não é um mecanismo propriamente dito, é na realidade um agente responsável pela melhoria dos outros mecanismos’’.
Está diretamente associado à capacidade da rocha de não atrapalhar a força da gravidade na segregação dos fluidos, isso acontece através da pressão capilar.
No entanto algumas rochas criam zonas de transição entre óleo/água e gás/óleo
(Figura 9)
‘’Capilaridade: é a capacidade que um meio sólido tem em puxar o fluido para ele’’
Algumas rochas não possuem fronteiras delimitadas, possui uma nuvem, chamada de zona de transição. (Eng. de Reservatório I)
A mineralogia e o tipo de óleo influenciam na espessura da zona de transição, então a gravidade atua tentando tonar esta zona delgada para ter o contato mais definido.
De modo resumido, podemos dizer que o Mecanismo de Segregação Gravitacional tem como objetivo diminuir esta o universo da zona de transição, lembrando que não é um mecanismo pela qual o reservatório põe óleo para fora. Esta segregação é inversamente proporcional à força capilar	 (Quanto menor a força, maior a definição de separação).
‘’A perfilagem é responsável em saber a espessura desta zona de transição’’
EXERCÍCIOS:
Questão Petrobras
N° (56) Mecanismos de produção de reservatórios influenciam sobre maneira o comportamento da vazão dos poços ao longo do tempo. Considerando os 3 principais mecanismo de produção dos reservatórios de petróleo, é correto afirmar que:
Reservatórios que operam com fortes influxos de água apresentam pequena redução de pressão estática do reservatório como a produção acumulada.
Reservatórios que produzem exclusivamente pelo mecanismo de gás em solução apresentam uma razão gás/óleo de produção sempre crescente com o aumento da produção acumulada.
O mecanismo de produção que proporciona a maior vazão média por poço quando a fração de água produzida é elevada é o bombeio centrífugo submerso.
O mecanismo de produção de reservatórios gás lift apresenta uma razão crescente gás/óleo de produção para altos fatores de recuperação de reservatórios.
Os poços de reservatórios cujo principal mecanismo de produção é a expansão da capa de gás apresentam uma razão gás/óleo de produção aproximadamente constante com a produção acumulada
Questão ANP
N°(45) Qual dos gráficos seguintes representa o comportamento da pressão, da razão gás/óleo e da razão água/óleo com o tempo, para o mecanismo de produção de gás em solução?
(Figura 10)