Prova P1 - Operação de Produção de Petróleo

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Operação da Produção de Petróleo – Resumo 
01. O comissionamento é uma importante atividade empregada em toda empresa/indústria onde se 
deseja elevar o padrão de suas atividades e produtos, bem como maximizar os lucros. (2,0 pontos). 
Desta forma, considerando o setor de petróleo e gás: 
A) Defina o conceito de comissionamento (0,5 ponto); 
Conjunto de atividades de práticas e procedimentos, os quais visam assegurar a operabilidade de forma 
ordenada, previsível, rentável, dentro dos padrões de qualidade e de acordo com o projeto de execução, 
identificando as melhores práticas, otimizando processos dentro dos padrões técnicos desejáveis. 
B) Defina as etapas de comissionamento e descreva suas funções (0,5 ponto); 
I. PLANEJAMENTO: 
� Quem faz o Quê, Quando e Como 
� Base de dados – base do planejamento! 
� Projeto detalhado 
� Custos 
� Elementos, sistemas 
� Pré-definição das atividades 
� Definição do que é controlável / não controlável 
� Grande tempo envolvido – investimento 
 
II. PREPARAÇÃO: 
� O que não se prepara, não se conhece, não se controla!! 
� Determinação das atividades/pessoas 
� O que comissionar, onde e em qual sequência 
o Custos e riscos envolvidos (fator de aceitação do teste) 
� Auditorias 
� Criação de VALORES (segurança, organização) 
� ANÁLISE DE RISCO – BARREIRA DE SEGURANÇA 
� Exemplo: preparação de teste em compressores 
 
III. EXECUÇÃO: 
� Círculo de execução 
o Processo 
o Itens da agenda de execução 
o Itens a serem seguidos 
o Interface com outros grupos 
� Conhecimento geral da estrutura 
� Ex.: teste de estanqueidade, teste em válvulas 
 
 
 
IV. DOCUMENTAÇÃO/ENTREGA
� Uma vez verificado e testado
� Relatório de comissionamento 
� Mapeamento de zona de risco 
o Observado 
o Sequência do esquema
o Falhas 
o Em acordo com o projeto detalhado
 
c. O gás lift é um método de 
conhecimentos nesse assunto e a Figura 01 abaixo, descreva como você efetuaria esse procedimento 
(1,0 ponto). 
Figura 01: Conceito simplificado de um sistema gás lfit. Extraída de Economides et al 
O comissionamento deve ser feito desde elementos até sistema, malhas. Para o caso em questão, 
considera-se que a coluna e a cabeça de produ
simplificado da Figura 01 mostra basicamente um compressor de gás, uma linha de serviço para injeção 
de gás, válvula de gás lift, um mandril de gás lift. Na execução do comissionamento, pede
elementos acima citados sejam testados e avaliados separadamente para antes da instalação, gerando 
dessa forma procedimentos mais seguros quanto a utilização dos mesmos. Após isso os elementos 
separadamente são instalados, testados e avaliados novamente.
 
 
 
 
 
DOCUMENTAÇÃO/ENTREGA. 
Uma vez verificado e testado 
comissionamento 
Mapeamento de zona de risco – como atuar! 
Sequência do esquema 
Em acordo com o projeto detalhado 
c. O gás lift é um método de elevação largamente utilizado no Brasil. Considerando seus 
conhecimentos nesse assunto e a Figura 01 abaixo, descreva como você efetuaria esse procedimento 
 
Figura 01: Conceito simplificado de um sistema gás lfit. Extraída de Economides et al 
O comissionamento deve ser feito desde elementos até sistema, malhas. Para o caso em questão, 
se que a coluna e a cabeça de produção já tenha sido avaliada em seus testes. O sistema 
simplificado da Figura 01 mostra basicamente um compressor de gás, uma linha de serviço para injeção 
de gás, válvula de gás lift, um mandril de gás lift. Na execução do comissionamento, pede
ementos acima citados sejam testados e avaliados separadamente para antes da instalação, gerando 
dessa forma procedimentos mais seguros quanto a utilização dos mesmos. Após isso os elementos 
testados e avaliados novamente. 
elevação largamente utilizado no Brasil. Considerando seus 
conhecimentos nesse assunto e a Figura 01 abaixo, descreva como você efetuaria esse procedimento 
Figura 01: Conceito simplificado de um sistema gás lfit. Extraída de Economides et al (1994) 
O comissionamento deve ser feito desde elementos até sistema, malhas. Para o caso em questão, 
ção já tenha sido avaliada em seus testes. O sistema 
simplificado da Figura 01 mostra basicamente um compressor de gás, uma linha de serviço para injeção 
de gás, válvula de gás lift, um mandril de gás lift. Na execução do comissionamento, pede-se que os 
ementos acima citados sejam testados e avaliados separadamente para antes da instalação, gerando 
dessa forma procedimentos mais seguros quanto a utilização dos mesmos. Após isso os elementos 
COMISSIONAMENTO E START UP (CSU) 
� FAMILIARIZAÇÃO COM NOVOS CONCEITOS, OPERAÇÕES E PROCEDIMENTOS 
� COMO OPERAR EM CONJUNTO? 
MECÂNICA + ELÉTRICA + INSTRUMENTAÇÃO + SISTEMA DE UTILIDADES 
� ESTRATÉGIA DE VERIFICAÇÃO/SOLUÇÃO DE PROBLEMAS (ANTECIPAÇÃO AO PROBLEMA) – 
GERÊNCIA DE RISCOS 
� ORGANIZAÇÃO DE PROCEDIMENTOS/REGRAS 
CONDICIONAMENTO - Conjunto de atividades que visa garantir a entrada em operação dos sistemas de 
um Projeto de Produção. É composto das etapas de recebimento, preservação, inspeção mecânica e 
inspeção funcional dos itens e materiais destes sistemas. Compreende as operações de limpeza e 
lubrificação, os testes mecânicos, pneumáticos, de estanqueidade, hidrostáticos e elétricos de 
equipamentos e sistemas, as verificações a quente e a frio dos alinhamentos e dos equipamentos 
mecânicos, os testes de válvulas de segurança, estanqueidade total e alívio, os testes de malha, a cura e 
a secagem de refratários, a carga inicial de produtos químicos, as operações de purga e a calibração de 
instrumentos e relés. 
COMISSIONAMENTO 
� MAIOR DESAFIO DA GESTÃO DE PROJETO - GESTÃO DA OPERAÇÃO 
� DIA DA PARTIDA - $$$ (FINANCEIRAMENTE ESTRATÉGICO) 
� ATRAZOS NO DIA DA PARTIDA = PERDAS EM ÓLEO PRODUZIDO, PERDAS FINANCEIRAS 
� DURANTE UM PERÍODO A EQUIPE DE COMISSIONAMENTO PERMANECE EM CAMPO – 
OPERAÇÃO ASSISTIDA 
RESULTADOS DO COMISSIONAMENTO 
� REDUÇÃO DE CUSTOS E RISCOS (OPERACIONAIS E HUMANOS) 
� AUMENTO DA PRODUTIVIDADE 
� REDUÇÃO DE PARADAS 
� REDUÇÃO DO CONSUMO DE ENERGIA ELÉTRICA 
� AUMENTO DE TEMPO DE VIDA ÚTIL DE EQUIPAMENTOS 
� AMBIENTE DE TRABALHO MAIS SEGURO 
� CONHECIMENTO AMPLO DA ATIVIDADE DE MODO LIGADO 
TESTES DE CONDICIONAMENTO 
� SISTEMAS, SUBSISTEMAS, MALHAS – ELEMENTOS COMISSIONÁVEIS 
� CADA UM COM SEU TESTE ESPECÍFICO 
� PARA AS MALHAS: 
� MALHA ELÉTRICA – TESTE DE MALHA ELÉTRICA 
� MALHA DE INSTRUMENTAÇÃO – TESTE DE MALHA DE INSTRUMENTAÇÃO 
� MALHA DE TUBULAÇÃO – TESTE DE MALHA DE TUBULAÇÃO 
 
� MALHA ELÉTRICA - CONJUNTO DE CABOS ELÉTRICOS. RECEBEM E ENVIAM SINAIS, 
GERENCIANDO E COMANDANDO SUAS OPERAÇÕES 
� TESTE DE MALHA ELÉTRICA – SIMULAM O SEU FUNCIONAMENTO. FEITO SOMENTE COM A 
TENSÃO DE CONTROLE, SEM OS EQUIPAMENTOS OPERANDO 
� MALHA DE INSTRUMENTAÇÃO - CONJUNTO DE SINAIS EMITIDOS OU RECEBIDOS POR 
INSTRUMENTOS. FAZEM O GERENCIAMENTO DO PROCESSO TOTAL OU PARTE DELE 
� TESTE DE MALHA DE INSTRUMENTAÇÃO - SIMULAÇÃO DO FUNCIONAMENTO DA MALHA, 
UTILIZANDO SOMENTE TENSÃO DE CONTROLE, SEM OS EQUIPAMENTOS OPERANDO 
� MALHA DE TUBULAÇÃO – CONJUNTO DE DUTOS OU TUBOS QUE COMPÕEM OS SISTEMAS OU 
SUBSISTEMAS OPERACIONAIS 
� TESTE DE MALHA DE TUBULAÇÃO – TESTES E VERIFICAÇÃO DE LINHAS. EX: TESTE 
HIDROSTÁTICO OU TESTE DE PRESSÃO E TESTE DE ESTANQUEIDADE 
 
TESTES DE PRESSÃO 
� TESTE DE PRESSÃO OU TESTE HIDROSTÁTICO – BASEADA EM NORMAS (EXEMPLO - API RP 1110 
“PRESSURE TESTING OF LIQUID PETROLEUM PIPELINES”) 
� USADA TANTO PARA DUTOS/TUBOS NOVOS COMO PARA REQUALIFICAÇÃO (TESTE E POSSÍVEL 
ACEITAÇÃO DE DUTOS/TUBOS EXISTENTES) 
� OBJETIVO – VERIFICAR A RESISTÊNCIA MECÂNICA DAS TUBULAÇÕES 
� UMA PRESSÃO INTERNA SUPERIOR À PRESSÃO MÁXIMADE OPERAÇÃO OU PRESSÃO DE 
PROJETO É APLICADA AO DUTO POR UM DADO PERÍODO DE TEMPO EM CONDIÇÕES 
ESTÁTICAS 
� FLUÍDO DE TRABALHO: ÁGUA PRESSURIZADA OU ÓLEO DE BAIXA PRESSÃO DE VAPOR 
 
TESTES DE CONDICIONAMENTO 
� TESTE DE ESTANQUEIDADE 
� FEITO SEMELHANTE AO TESTE DE PRESSÃO (DIFERENÇA – A PRESSÃO DE TESTE DO TESTE DE 
ESTANQUEIDADE É DE 1,1 A 1,2 A PRESSÃO DE PROJETO) 
� FEITO APÓS O TESTE DE PRESSÃO 
� CASO FALHAS E VAZAMENTOS FOREM DETECTADOS NO TESTE DE PRESSÃO – 
CONSERTO/REPARO IMEDIATO 
� OBJETIVO – TESTAR A LINHA NO INTUITO DE VERIFICAR SE EXISTE ALGUM VAZAMENTO POR 
CONEXÕES OU FALHAS 
 
START UP DA PRODUÇÃO 
DOIS IMPORTANTES TESTES: 
TESTE DE PERFORMANCE – VISA VERIFICAR EM CONDIÇÕES OPERACIONAIS SE O EQUIPAMENTE 
ATENDE OS REQUISITOS DE PROJETO E QUAL A SITUAÇÃO DESSE EQUIPAMENTO NESSAS CONDIÇÕES 
TESTE DE DESEMPENHO – VISA VERIFICAR O DESEMPENHO DO EQUIPAMENTO EM CONDIÇÕES 
OPERACIONAIS E SE ESTÁ EM ACORDO COM O PROJETO 
Partida de Operação - Fase subsequente ao Condicionamento das instalações caracterizada pela 
introdução gradativa de carga acompanhada dos necessários ajustes e regulagens, de modo a atingir 
condições estáveis de operação que permitam a execução dos testes de aceitação do processo. Esta fase 
está incluída na Operação Assistida. 
Operação assistida - Entende-se como operacionalidade o atendimento aos requisitos de desempenho, 
confiabilidade e segurança para os quais a unidade foi concebida. Nesta fase ocorre a permanência dos 
assistentes de operação da Contratada, por um período acordado com a Contratante. Fase que se inicia 
após o final do Condicionamento e que dura até a equipe de operação estar de acordo com a 
operacionalidade da instalação, de modo a dar a Aceitação Final. 
 
 
 
 
 
 
QUESTIONÁRIO - PLANTA DE PRODUÇÃO DE PETRÓLEO 
01. De acordo com a Portaria da ANP nº 90 de 31 de maio de 2000, a unidade de produção de petróleo 
é tida como “conjunto de instalações destinadas a promover a separação, tratamento, estocagem e 
escoamento dos fluídos produzidos e movimentados num campo de petróleo e gás natural”. Para o 
processamento primário, de uma forma simplificada, pretende-se separar as correntes de óleo, gás e 
água advindas dos fluídos produzidos. Tomando as considerações acima e dos seus conhecimentos no 
assunto, responda: 
a. Que tipo de propriedades físico-químicas dos fluídos devem ser consideradas para o conceito da 
separação? Elenque duas e descreva por quê. 
*Densidade (ligada ao separador que é de caráter gravitacional) e Viscosidade (Está diretamente ligada a 
perda de carga, à separação). 
As principais propriedades físico-químicas consideradas na separação são: 
• FÍSICAS: 
Massa específica; Viscosidade; BSW; Pressão; Temperatura; Volatilidade; Tensão superficial e interfacial; 
• QUÍMICAS: 
Massa molar; Fator de caracterização de Watson; Ligações iônicas; 
• Viscosidade: É a propriedade física que caracteriza a resistência de um fluido ao escoamento, a uma 
dada temperatura. É a propriedade associada à resistência que o fluido oferece a deformação por 
cisalhamento. 
• Massa molar: É a massa em gramas de um mol de entidades elementares – átomos, moléculas, 
íons, elétrons, outras partículas ou outros grupos específicos de tais partículas. É representada pela 
letra "M" e expressa na unidade g/mol. 
 
b. Considere a Figura 01 abaixo. De maneira simplificada, descreva o processo de separação primária, 
elencando o tipo de separador (vertical ou horizontal), (bifásico ou trifásico) que podem ser utilizados e as 
correntes de fluído de entrada e de saída. 
 
Figura 01 – Diagrama de processamento primário de fluídos. Extraída de Petrobras (2006) 
No processo de uma plataforma offshore existe a possível configuração de produção com três correntes 
de entrada e sete correntes de saída. 
1) ENTRADA: 
a. Header de produção de óleo, gás e água (separador trifásico horizontal); 
b. Header de produção de gás (desidratador bifásico vertical); 
c. Captação de água do mar para injeção (desaeradora vertical). 
2) SAÍDA: 
a. Offloading do óleo (bombeamento submerso em tanques de óleo); 
b. Exportação do gás (compressores horizontal, separador de condensado, desidratador 
vertical e compressor horizontal); 
c. Injeção de gás lift (compressores horizontal, separador de condensado, desidratador 
vertical e compressor horizontal); 
d. Injeção de água (bombas horizontais, desaeradora vertical, torre de dessulfuração 
vertical); 
e. Descarte da água produzida (hidrociclones verticais e flotador vertical); 
f. Queima do gás produzido-flare (compressores horizontal, separador de condensado, 
desidratador vertical, compressor horizontal e torre vertical); 
g. Produção de energia com gás produzido. 
 
02. Considere a Figura 02 do processo de separação e tratamento do óleo abaixo: 
 
Figura 02 – Diagrama de processo de separação e tratamento do óleo. Extraída de Petrobras (2006) 
 
a. Descreva, de forma geral, os processos envolvidos no processo de separação primária do óleo, 
elencando os tipos de separadores envolvidos (horizontal/vertical e trifásico/bifásico), como também as 
correntes de fluídos de petróleo envolvidas e as correntes de fluídos para troca térmica. 
O processo de separação primária de uma plataforma pode ser assim contextualizado: 
1) O fluido produzido sobe até a plataforma através dos risers/headers 
2) O fluido produzido chega aos manifolders de topside; 
3) Após o manifold o petróleo é alinhado com os pré aquecedores para ganhar em torno de 5°C; 
4) Após os pré aquecedores a corrente de petróleo é enviada para o trocador de calor casco duplo 
alimentado por uma corrente de água de 180° C para elevação da temperatura do óleo até 80°C 
; 
5) Após o óleo receber o calor da água e atingir a temperatura de 80°C óleo passará por outro 
trocador de calor a vapor onde o óleo atingirá a temperatura de 140°C. 
6) Opcionalmente o óleo poderá passar por outro trocador de calor antes de seguir para o 
separador trifásico, recebendo calor de uma corrente de óleo proveniente do tratador 
eletroestático. 
7) Na saída do trocador de calor o óleo é enviado para o separador primário de produção 
(horizontal). Neste vaso de pressão são controladas algumas variáveis como temperatura, 
pressão, níveis de interfacies óleo/água e gás/óleo e tempo de residência para termos as 
correntes de saída: óleo, água e gás; 
8) Vamos descrever as correntes individualmente: 
a. ÓLEO: 
II. A corrente óleo segue para o tratador de óleo (horizontal) onde será enquadrado o seu BSW 
(teor de água e sedimentos) em 1% (em volume) e teor de salinidade do óleo em 570 mg/l de 
NaCl; Para haver o desemulsionamento é feito por campo elétrico de corrente alternada 
provocando a ionização das moléculas e posterior coalescência das gotículas de água. 
III. Após a saída do tratador o óleo é resfriado em trocador de calor do tipo placa paralelas onde o 
fluido de resfriamento é a água do mar com o óleo atingindo a temperatura de 53° C. 
IV. O óleo chega no separador atmosférico (horizontal) que é o último estágio de estabilização do 
óleo, sendo enviado posteriormente aos tanques da plataforma. 
V. Após aproximadamente entre 7 a 10 dias de produção os tanques da plataforma são alinhados 
com o navio aliviador onde será realizado o offloading com a duração média de 24 horas. 
 
b. ÁGUA 
I. Após sair do separador primário de produção a água oleosa a 80° C vai para a bateria de 
hidrociclones (horizontal) para remoção de parte do óleo carreado. Este óleo é alinhado com o 
sistema de tratamento de óleo. 
II. A água com baixo teor de TOG vai trocar calor com a corrente de óleo inicial antes de entrar no 
flotador. 
i. No flotador é feito o enquadramento final da água, sendo enviada para um tanque de 
armazenamento naFPSO, onde será posteriormente descartada no mar. 
III. Para a água de injeção é inicialmente realizada a captação da água do mar por bombas de 
elevação. 
IV. Antes da corrente de água seguir para a torre desaeradora (vertical) passa por filtros para retirar 
partículas maiores que 80 micras. 
V. Na desaeradora é injeado gás para a retirada de oxigênio através de processo mecânico em 
paralelo com a injeção de sequestrante de oxigênio para a remoção química do oxigênio e cloro 
residual. 
VI. Na saída da torre desaeradora são injetados biodispersantes e biocidas. 
VII. Em seguida passa por filtros tipo cartuchos (horizontais) para retirar particulados maiores que 5 
micras. 
VIII. Na água de injeção também temos o controle o enxofre em torre de dessulfurização. 
 
c. GÁS 
I. Após sair do separador primário de produção o gás carreia uma quantidade de líquido que 
precisa ser retirado antes de chegar ao compressor. Este processo é realizado no desidratador 
(vertical) para separar o líquido do gás, minimizando o arraste de líquidos para os compressores 
evitando danos. 
II. Na chegada do gás no compressor (horizontal) é uma máquina operatriz (precisa de aporte de 
energia para funcionar). O skid de compressão é composto de um resfriador de gás e de vaso 
para separação do condensado. 
III. Após o compressor o gás vai para a torre de desidratação de gás (vertical) conhecida como torre 
de TEG. A água no gás é absorvida através da adição de TEG que tem afinidade com a água 
através da redução da temperatura e aumento da pressão. 
Após a saída da torre de TEG o gás segue para o último estágio de compressão. 
 
 
 
d. Caso o BSW não se enquadre dentro do especificado, menor que 10%, que tipo de procedimento deve 
feito? 
É necessário um trocador de calor a mais, que deverá estar alinhado com a corrente de óleo 
proveniente do trocador eletrostático. Este trocador de calor recebe a corrente de água proveniente da 
bateria de hidrociclones, e num segundo momento é aquecido com vapor proveniente da caldeira. 
 
e. Qual a temperatura necessária para que a corrente de óleo chegue ao separador? Que tipo de fluído é 
utilizado para o aquecimento da corrente de óleo? Onde esse fluído é gerado? 
A temperatura ideal para o processo de separação primária é de 130 °C. O fluido que troca calor com 
header de produção é a corrente de água com temperatura de 180° C proveniente da bateria de 
hidrociclones e antes de entrar no flotador envia para um novo trocador de calor, e num segundo 
momento é aquecido com vapor proveniente da caldeira. 
 
 
f. Elenque as funções do separador flash, tratador eletrostático, hidrociclones e flotadores. 
1. Separador flash: Pressão menor em relação ao primeiro separador favorece as retiradas das 
frações de condensado da corrente gasosa durante o processo de compressão do gás (são vários 
estágios de compressão de gás). O processo de retirada do condensado de gás da linha de gás. 
Para auxiliar na formação do condensado, o gás nos processos de compressão será resfriado. 
Assim um estágio completo é assim: 
• Troca de calor (retirada de calor do gás); 
• Separador flash (depurador - coleta de condensado); 
• Compressão. 
2. Tratador eletrostático: reduzir o teor de água emulsionada, a fim de enquadrar o óleo, nos 
padrões de qualidade estabelecidos para o refino, através de um campo elétrico. 
3. Hidrociclones: Utilizado para alcançar o limite máximo admissível de óleo na água a ser 
descartada ou injetada nos poços, através do aumento do parâmetro relativo à força de campo 
(incremento no valor de “g”). 
4. Flotadores: Equipamento para separação óleo/água que se baseia no aumento da velocidade de 
separação via aumento da diferença entre densidades das fases. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
*Se é calor latente ou sensível, se vai mudar de fase 
(temperatura constante para mudar de fase) ou se 
vai apenas aquecer (objetivo de apenas aumentar a 
temperatura – calor latente). No primeiro momento é 
fornecido calor apenas para aquecimento e num 
segundo momento com a temperatura constante, 
fornece calor para mudar a fase (calor sensível) 
03. Tome as seguintes Figuras 03 e 04 abaixo. Descreva o princípio de operação: 
a. Para o separador vertical trifásico. 
 
Figura 03 – Separador trifásico vertical. Extraída de Petrobras (2007) 
As principais vantagens destes separadores são a facilidade de remoção dos sólidos produzidos (os verticais 
têm uma geometria que permite a deposição localizada no fundo do vaso facilitando sua remoção) e a 
maior capacidade de absorver grandes variações de fluxo (golfadas). 
 
b. Para o separador horizontal trifásico. 
 
Figura 04 – Separador trifásico vertical. Extraída de Petrobras (2007) 
Por apresentarem uma maior área superficial de interface permitindo uma melhor separação 
líquido/gás e gás/líquido, os separadores horizontais são normalmente mais eficientes, sendo utilizados 
principalmente em sistemas que apresentem espumas e altas razões gás/óleo.