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Vagner Reis & Eider Marcelo MÉTODOS DE ELEVAÇÃO ARTIFICIAL Arranjos Produtivos I GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE PETRÓLEO Fonte: OIL & GÁS, 2013. Fonte: GALP ENERGIA, 2011. Elevação Natural Elevação Artificial BMH INTRODUÇÃO Métodos de Elevação são utilizados para transportar determinado fluido de um ponto de maior pressão para o ponto de menor pressão. Estes subdividem-se em: natural e artificial. Métodos de Elevação tem por objetivo deslocar determinado fluido de um ponto de maior pressão para um ponto de menor pressão através de controle manual ou automático. INTRODUÇÃO “Quando o reservatório apresenta pressão suficiente para elevar esses fluídos até a superfície o poço é denominado surgente e produz por elevação natural.” Fonte: OIL & GÁS, 2013. Definição segundo LEONEZ (2011): INTRODUÇÃO Funcionamento do Método por Elevação Natural Fonte: THOMAS, 2004. INTRODUÇÃO Definição segundo LEONEZ (2011): “No caso do reservatório não possuir pressão suficiente para elevar esses fluidos até a superfície será utilizado métodos de elevação artificial.” MÉTODOS DE ELEVAÇÃO ARTIFICIAL 1. Gás Lift: Contínuo e Intermitente 2. Bombeio Centrífugo Submerso 3. Bombeio Mecânico com Haste 4. Bombeio por Cavidade Progressiva MÉTODOS DE ELEVAÇÃO ARTIFICIAL A seleção do melhor método de elevação artificial para um determinado poço ou campo depende de vários fatores. Os principais são: • Número de poços • Diâmetro do revestimento • Produção de areia • Razão gás-liquido • Vazão • Profundidade do reservatório • Viscosidade dos fluidos MÉTODOS DE ELEVAÇÃO ARTIFICIAL • Mecanismos de produção do reservatório • Disponibilidade de energia • Acesso aos poços • Distância dos poços as estações ou plataformas • Equipamentos disponíveis • Pessoal treinado • Investimento • Custo operacional • Segurança MÉTODOS DE ELEVAÇÃO ARTIFICIAL Definição segundo THOMAS (2004): “Esse método de elevação por ter um custo relativamente baixo para produzir em poços profundos, é bastante utilizado. ” GÁS-LIFT 1. Gás Lift Contínuo 2. Gás Lift Intermitente GÁS-LIFT “O gás lift contínuo consiste na injeção de gás a alta pressão continuamente na coluna de produção, tendo como objetivo de gaseificar o fluido desde o ponto de injeção até a superfície. ” Definição segundo LEONEZ (2011): GÁS-LIFT CONTINUO Fonte: Adaptações de SILVA, 2002. Sistema de GLC GÁS-LIFT CONTINUO “O gás lift intermitente é produzido através da injeção de gás a alta pressão, necessário para o deslocamento do petróleo a base das golfadas (fluxo para a superfície de forma inconstante).” Definição segundo LEONEZ (2011): GÁS-LIFT INTERMITENTE Fonte: Adaptações de SILVA, 2002. Sistema de GLI GÁS-LIFT INTERMITENTE GÁS-LIFT CONTÍNUO X GÁS-LIFT INTERMITENTE Comparativo entre GLC e GLI Gás Lift Contínuo Gás Lift Intermitente Válvula com Pequena Abertura; Válvula com Abertura Rápida; Não necessita de válvulas para controle de injeção de gás internamente; Necessita de duas válvulas para controle de injeção do gás internamente a coluna de produção; Controle de injeção feito somente na superfície Controle de injeção realizado na subsuperfície e na superfície Fonte: Adaptação de THOMAS (2004). SISTEMA DE GÁS-LIFT Fonte: THOMAS, 2004. Sistema de Gás Lift VANTAGENS E DESVANTAGENS Vantagens: • Podendo ser utilizado em áreas de produção onshore e offshore; • Utilizado para grandes teores de areia e razão gás – líquido (RGL); • Baixo custo operacional; • Pode ser utilizado em poços direcionais; • Método mais utilizado na indústria petrolífera VANTAGENS E DESVANTAGENS Desvantagens: • Só irá funcionar com a injeção de gás comprimido; • O gás a ser trabalhado não poderá ser corrosivo; • Não pode trabalhar com grande distância entre o poço e os compressores que irão fornecer gás comprimido BOMBEIO CENTRÍFUGO SUBMERSO Fonte: Adaptações de SILVA, 2002. Sistema de Bombeio Centrífugo Submerso 1. Quadro de Comandos 2. Transformador 3. Cabeça de Produção 4. Caixa de Ventilação 5. Válvula de Retenção 6. Válvula de Drenagem 7. Bomba Centrífuga 8. Admissão da Bomba 9. Motor Elétrico 10. Protetor 11. Cabo Elétrico BOMBEIO CENTRÍFUGO SUBMERSO Partes responsáveis pelo BCS VANTAGENS E DESVANTAGENS Vantagens: • Trabalha com poços que produzam alto teor de água e baixa razão entre gás – óleo (RGO); • Tem flexibilidade quanto sua utilização em variados tipos de poço; • Produz poços com fluidos viscosos e com alta temperatura ; Desvantagens: • Não trabalha com poços que produzam areia; • Não é apropriado para poços que produzam H₂S; • Na retirada para manutenção da bomba é necessário bastante cuidado com o cabo elétrico; • Há deposição de detritos na bomba VANTAGENS E DESVANTAGENS BOMBEIO MECÂNICO COM HASTE Fonte: THOMAS, 2004. Sistema por Elevação Artificial de BMH (Cavalo de Pau) Partes responsáveis pelo BM BOMBEIO MECÂNICO COM HASTE 1. Bomba de Subsuperfície 2. Coluna de Hastes 3. Unidade de Bombeio 4. Contrapesos 5. Caixa de Redução 6. Motor Fonte: Adaptações de SILVA, 2002. Bomba de Subsuperfície BOMBEIO MECÂNICO COM HASTE Vantagens: • Utilizado em poços terrestres; • Utilizados em poço com médias vazões ou baixas vazões e grandes profundidades; • Baixo custo operacional; • Pode trabalhar com fluidos de diferentes composições químicas VANTAGENS E DESVANTAGENS VANTAGENS E DESVANTAGENS Desvantagens: • Não pode ser utilizado em poços direcionais; • Sua utilização não é apropriada para poços com alto teor de areia; • Utilização não apropriada para poços com alto teor de gás BOMBEIO POR CAVIDADE PROGRESSIVA Fonte: LOPES, 2009. Sistema por Elevação Artificial de BCP Partes responsáveis pelo BCP BOMBEIO POR CAVIDADE PROGRESSIVA 1. Cabeçote 2. Motor 3. Quadro de Comandos 4. Bomba de Subsuperfície 5. Coluna de Hastes Vantagens: • Utilizado em poços com pequenas profundidades; • Trabalha com bombas por cavidade progressiva imersas ao fluido em questão; • Possui dois acionamentos: um na superfície e outro na subsuperfície; • Possui um sistema de freio mecânico para travar o cabeçote caso haja uma parada no processo VANTAGENS E DESVANTAGENS VANTAGENS E DESVANTAGENS Desvantagem: • Possui uma limitação em relação a pressão que é formada na bomba por cavidade progressiva; • Não pode trabalhar com poços direcionais; • Não é apropriado para trabalhar em poços com alta produção de areia; • Não trabalha com poços em altas temperaturas Tabela 1 – Principais Métodos de Elevação utilizados no Brasil Fonte: Adaptação de PETROBRÁS (2010) Método de Elevação Artificial Número de Aplicações Surgente 238 Gás Lift Contínuo 538 Gás Lift Intermitente 543 Bombeio Mecânico 5.849 Bombeio Centrífugo Submerso 278 Bombeio por Cavidade Progressiva 898 Outros 130 Total 8.474 MÉTODOS POR ELEVAÇÃO ARTIFICIAL MAIS UTILIZADO NO BRASIL •LEONEZ, R. C. L. Métodos de Elevação Utilizados na Engenharia de Petróleo: Uma Revisão de Literatura. Rio Grande do Norte, UFERSA, 2011. •THOMAS, J. E. Fundamentos de engenhariade petróleo. 2. ed. Rio de Janeiro: Interciência, 2004. •BEZERRA, M. V. Avaliação de Métodos de Elevação Artificial de Petróleo utilizando Conjuntos Nebulosos. São Paulo, Unicamp, 2002. Disponível em: <www.bibliotecadigital.unicamp.br>. Acesso em: 18 de mar de 2013. •JUNIOR, E. Métodos de Elevação de Petróleo. 2012. Disponível em: <www.simonsen.br>. Acesso em: 10 de mar de 2013. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS •NUNES, J. S. Estudos, Modelagem e Simulação de Instalações de Produção de Petróleo no Simulador PIPESIM com ênfase na Otimização de “Gás Lift” Contínuo. UFES, Espírito Santo, 2008. Disponível em: <www.prh29.ufes.br>. Acesso em: 18 de mar de 2013. •LOPES, J. P. A. P. Elevação Artificial. Rio Grande do Norte, UFRN, 2009. Disponível em: <dc340.4shared.com>. Acesso em: 25 de mar de 2013. •SILVA, W. M.; SANTOS, J. C. Elevação Artificial em Poços de Petróleo. Sergipe, ETFSE, 2002. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS