1º Seminario Petróleo, Derivados, Processos e Exploração

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O Petróleo, Seus Derivados, 
Processos e Metodologias de 
Exploração e Extração
Prof. Dr. Eduardo Prado Baston
Ana Carolina Ferreira Piazzi
Kaíque Souza G. C. Oliveira
Luiz Henrique Pacheco Marinho
Universidade Federal de São João Del Rei – Campus Alto Paraopeba
Ouro Branco – Abril 2015
PETRÓLEO 
• Breve Histórico 
Antiguidade
1850
James Young
1859
Edwin Drake
Torres de Perfuração,
Pensilvânia/EUA
No Mundo
Fonte: Opera Mundi.
2
1900
Processo 
Rotativo 
1960
Abundância 
de Petróleo.
1980-90
Avanços 
Tecnológicos
Atualmente
3
No Brasil
1858-1938
1ª Fase 
1939-1953
2ª Fase
1954-1996
3ª Fase
1996 –
Atualmente
3ª Fase
4
• O que é Petróleo?
• Mistura complexa de hidrocarbonetos, contaminantes
orgânicos e impurezas inorgânicas, tais como água, sais e
sedimentos.
• É uma emulsão constituinte por componentes no estado
líquido, no qual estão dispersos componentes no estado
sólido e gasoso.
5
• Origem e Formação
‐ Tem origem a partir da matéria orgânica depositada junto
com sedimentos;
‐ Interação dos fatores;
‐ Processo térmico;
 Diagênese;
 Catagênese;
 Metagênese;
 Metamorfismo.
Figura 1: Transformação termoquímica da
matéria orgânica e a geração do petróleo [1]
livro fundamentos de engenharia de petróleo.
6
• Gerado na rocha dita Geradora;
• Se acumula no reservatório;
• Rocha Selante;
Figura 2: Detalhe – rocha
reservatório [2].
Figura 3: Relações espaciais entre rochas
geradoras, reservatórios e selantes [2].
7
Aprisionamento;
Figura 4: Armadilhas
Estruturais [1].
Figura 5: Armadilhas estratigráficas e
paleogeomórficas [1].
Figura 6: Aprisionamento
paleogeográfico, Campo
Fazenda de Belém [1]. 8
Figura 7: Esquema da formação do Petróleo. 
9
• Constituintes
Hidrocarbonetos
Parafínicos Aromáticos
Normais Ramificados Cíclicos
10
Impurezas
Sulfurados Oxigenados
Nitrogenados Organometálicos
11
• Classificação
Classe Parafínica
Classe Parafínico -
Naftênica
Classe Naftênica
Classe Aromático 
Intermediária
Classe Aromático -
Naftênica
Classe Aromático -
Asfáltica
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CADEIA PRODUTIVA
• Divide-se em dois grandes blocos complementares:
– Upstream (exploração e produção)
– Downstream (transporte, refino e distribuição)
13Figura 8: Diagrama simplificado da cadeia (PETROBRÁS).
Extração do 
óleo bruto
Refino e 
Produção
Distribuição 
de derivados
Distribuidoras
Petroquímicas
Indústrias de 
Transformação
Postos de 
varejo
TRR’s
Produção de 
Oleofinas e 
Aromáticos
Produção de 
Polímeros
Processos: 
extrusão, 
sopro, injeção
CADEIA PRODUTIVA
Tabela 1: Descrição do processo da cadeia de petróleo e gás [3].
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Etapas Processo Principais Produtos
Exploração e 
produção (E&P)
Descoberta de novas reservas e sua
eventual extração.
Etano, propano, petróleo e líquidos de gás
natural
Refino
Conversão do petróleo cru em
produtos comercializáveis, além da
purificação o gás para consumo.
Gasolina, óleo diesel, querosene, nafta,
Solvente e GLP
Indústria 
Petroquímica
Produção de Olefinas
Aromáticos
Produção de Polímeros
Eteno e propeno
Benzeno e p-Xileno
Polietilenos, Polipropileno, 
Estireno/PS,PTA/PET, AA/SAP
Indústria de 
Transformação
Extrusão, sopro e
injeção.
Embalagens, filmes, componentes 
automotivos, fios, tubos, cabos, fibras, e 
eletrodomésticos
Transporte e 
armazenamento
Transporte e estocagem dos produtos extraídos por meio de dutos ou navios
para as centrais de processamento.
Distribuição
Distribuição e venda de gás, combustíveis e lubrificantes derivados por
atacadistas e varejistas.
EXPLORAÇÃO E 
PRODUÇÃO
• Prospecção
₋ É a procura da localização de petróleo.
₋ São realizados estudos das regiões em que há maior
probabilidade de se encontrar petróleo.
Figura 9: Métodos de localização de Petróleo.
₋ Visa dois objetivos:
1) Localizar dentro de uma bacia sedimentar
as situações geológicas que tenham condições para
a acumulação de petróleo
2) Verificar qual, dentre estas situações,
possui mais chance de conter petróleo.
• Descobrimos Petróleo! E agora?
• Há a necessidade de avaliar sua comercialidade.
• Várias atividades realizadas nesse sentido.
• Realiza-se o EVTE.
Perfuração dos Poços de 
Petróleo
• Para fazer o petróleo chegar à superfície é necessário
perfurar um poço que atinja o reservatório e o faça
chegar até a superfície.
• A perfuração pode ser onshore ou offshore.
• Objetivo prospecção do petróleo.
Figura 14: Exemplo de perfuração de
Petróleo.
• Os custos de perfuração são significativos.
• São realizadas através de uma sonda.
• Somente com a perfuração de um poço
que se comprovará a existência de
Petróleo na região de estudo.
Figura 15: Perfuração de um poço de
Petróleo [2].
Operações Normais de Perfuração
₋ Uma série de operações desempenham papel
importante no processo.
₋ Dentre elas temos:
 Alargamento e repassamento;
 Conexão, manobra e circulação;
Figura 16: Etapas de uma conexão
[1].
Figura 17: Etapas de uma
manobra [1].
Operações Normais de Perfuração
₋ Revestimento de poços de Petróleo;
₋ Cimentação de poços de Petróleo;
₋ Perfilagem;
₋ Movimentação de Sonda.
21
Figura 18: Esquema do
revestimento de poços [1].
Figura 19: Esquema de cimentação
[1].
• Perfuração Marítima
₋ Há dois tipos de unidades de perfuração marítima:
 BOP na superfície;
 BOP no fundo do mar.
₋ O emprego de cada uma fica condicionada:
 Lâmina d’água;
 Condições de mar;
 Relevo do fundo do mar;
 Finalidade do poço;
 Disponibilidade de apoio logistíco;
 Custo/benefício .
• Perfuração Marítima
₋ Unidades de perfuração marítima:
 BOP na superfície;
Plataformas fixas;
Plataformas auto-eleváveis;
Figura 20: Plataforma fica do Campo de Garoupa, na Bacia de Campos [1].
• Perfuração Marítima
₋ Unidades de perfuração marítima:
 BOP na superfície;
Plataformas submersíveis;
Plataformas flutuantes;
Plataformas Tension Leg.
Figura 21: Plataforma semi-
submersível [1].
Figura 22: Plataforma flutuante
semi-submersível [1].
Figura 23: Tension Leg [1].
• Perfuração Marítima
A perfuração de poços no mar apresenta dois
aspectos diferentes perfuração com o BOP:
na superfície;
na semi-superfície e navios.
Figura 24: Tipos de sondas marítimas [1]. 
Explotação
• Explotação (Perfuração + Produção):
• A fase explotatória do campo petrolífero engloba as
técnicas de desenvolvimento e produção da reserva
comprovada de hidrocarbonetos de um campo petrolífero.
A explotação corresponde a perfuração e posterior
produção do reservatório a partir do poço perfurado.
26
Explotação - Produção
Figura 25: Plataforma 
Fixa (até 100 m)
Figura 26: Plataforma 
Auto Elevável
27
Explotação - Produção
Figura 27: Plataforma Semi-
submersível (até 1000 m)
Navio Sonda
28
Óleo crú Dessalinização Separação Dest. Atom.
Dest. Vácuo
Conversão
Tratamento
Craq. Térmico e catalítico
Visco-redução, coqueamento retardado
Hidrotratamento, Merox, Dea
29
Refino do Petróleo
Figura 28: Etapas do refino do petróleo: Separação, Conversão e Tratamento
Refino do Petróleo
• SEPARAÇÃO:
– Processos de natureza física;
– Não alteram a natureza das moléculas.
– Segundo Abadie, 2003 [4] ocorrem por ação da:
• Energia: na forma de modificações de temperatura/e
ou pressão;
• Massa: na forma de relações de solubilidade a
solventes.
30
Refino do Petróleo
• SEPARAÇÃO:
– Processos: 
• Destilação (atmosférica, a vácuo)
• Desfaltação a propano
• Desaromatização a furfural
• Desparafinação/Desoleificaçãoa solvente MIBIC 
(Metil-isobutil-cetona)
• Extração de aromáticos
• Adsorção de N-parafinas
31
Refino do Petróleo
• CONVERSÃO:
– Processos de natureza química, envolvendo reações de
quebra, reagrupamento e reestruturação molecular.
– Função: Transformar frações pesadas em produtos mais
leves.
– Ocorrem por ação [3]:
• Temperatura + pressão
• Catalisador (processos catalíticos)
32
Refino do Petróleo
• CONVERSÃO:
– Processos: 
33
Catalíticos Não-Catalíticos
• Craqueamento Catalítico
• Hidrocraqueamento
(Catalítico e Catalítico 
Brando)
• Alcoilação
• Reformação
• Isomerização
• Craqueamento Térmico
• Viscorredução
• Coqueamento Retardado 
ou Fluido
Refino do Petróleo
• TRATAMENTO:
– Processos de natureza química;
– Objetivo: melhoria de qualidade de cortes semi-
acabados, eliminando ou reduzindo impurezas.
34
Refino do Petróleo
• TRATAMENTO:
– Processos: 
• Hidrotratamento
• Tratamento caústico
• Tratamento Dea (dietanolamina)
• Tratamento Merox (transformar compostos de 
enxofre)
35
Refino do Petróleo
• PROCESSOS AUXILIARES:
– Fornecimento de insumos à operação dos outros três
processos;
– Tratamento de rejeitos dos processos anteriores;
– Geração de Hidrogênio: fornecimento deste gás às
unidades de hidroprocessamento;
– Recuperação de Enxofre: produção desse elemento a
partir da queima do gás ácido rico em H2S;
– Utilidades: vapor, água, energia elétrica, ar comprimido,
distribuição de gás e óleo combustível, tratamento
deefluentes e tocha.
36
Refino do Petróleo
37
Figura 29: Processos catalíticos no refino do petróleo (ARAÚJO, 2005) [4].
Derivados do Petróleo
Energéticos
Não energéticos
Características dos Derivados 
Energéticos
• Volatilidade 
• Combustão
• Escoamento
• Estabilidade Química e Térmica 
• Emissão de Gases Poluentes
• Corrosividade
Figura 30: ANP
Volatilidade
• Faixa de temperatura de ebulição
Figura 31: Gráfico %Evaporado X temperatura.
• Pressão de vapor Reid
Figura 32: Analisador Automático de Pressão de Vapor (ANTON 
PAR, 2015).
• Ponto de Fulgor
• Intemperismo 
Combustível Ponto de Fulgor
Etanol (70%) 16.6 °C (61.88 °F)
Gasolina -42,8 °C (-45 °F)
Diesel >38 °C (101 °F)
Querosene de Aviação >60 °C (140 °F)
Querosene (Óleo de 
parafina)
>38°–72 °C (100°–162 °F)
Combustão
• Número de octano(NO);
• Número de cetano(NC); 
Figura 33: Os quatro tempos do ciclo Otto [5].
• Ponto de fuligem: 
Figura 34. Altura da chama
• Poder calorífico
Escoamento
• Ponto de congelamento (Ex: aeronaves)
• Ponto de entupimento
• Ponto de fluidez
Figura 35: Viscosidade 
Estabilidade Química e Térmica
• Teor de goma atual
• Goma Potencial
• Período de indução 
• Estabilidade à oxidação de combustíveis destilados
• Estabilidade termo-oxidativa do querosene de 
aviação(QAV)
Emissão de Gases Poluentes
• Pressão de vapor Reid
• Teor de enxofre
• Resíduo de carbono
• Ponto final de ebulição
Corrosividade
• Corrosividade ao cobre ou à prata
• Índice de acidez total
Figura 36: Derivados do Petróleo.
Gás Liquefeito de Petróleo (GLP)
• Hidrocarbonetos de 3 e 4 átomos de carbono;
• Podem ser liquefeitos por compressão;
• Comercializados como: propano, propeno, butano e
buteno;
• Inflamabilidade;
• Inodor;
• Utilizações: cocção de alimentos, combustível para
indústrias siderúrgica, de vidros, de cerâmica e
alimentícia, combustível automotivo(empilhadeiras).
Gasolina Automotiva
• Hidrocarbonetos de 5 a 10 átomos de carbono
• Composta por Naftas
• Empregada na operação do ciclo Otto
• Utilizações: combustível de automóveis, motocicletas,
pequenas embarcações, roçadeiras e motosserras.
Querosene de Aviação(QAV)
• Hidrocarbonetos de 9 a 15 átomos de carbono
Operação:
Figura 37: Turboélice [6]. Figura 38: Turbojato [6].
Óleo Diesel
• Hidrocarbonetos de 10 a 25 átomos de carbono
• Funcionamento no ciclo Diesel
• Utilizações: combustível de máquinas agrícolas, ferroviárias e 
marítimas, e também na geração de energia elétrica. 
Óleos Combustíveis Industriais
• Taxa de nebulização
• Sofre adição de gasóleos atmosféricos 
• Utilizações: indústrias de geração de energia, metalúrgicas, 
e de papel e celulose.
• Segurança
Coque de Petróleo
• Sólido, negro e forma granular
• Grupo: hidrocarbonetos pesados
• Utilização: produção do ferro gusa
Não 
energéticos
Nafta Petroquímica
• Leve fração obtida a partir da destilação do petróleo
• Teor de hidrocarbonetos variados
Figura 39: Nafta [7].
Óleos Lubrificantes
• Sintéticos: de origem petroquímica ou oleoquímica
• Minerais: originários do refino de petróleo
• Função: reduzir o atrito e o desgaste, proteger a máquina
contra corrosão.
Parafinas
• Construídas majoritariamente por alcanos
• Cadeias lineares, ou pouco ramificadas
• Mais de 18 átomos de carbono
• Forma de cristalização: microcristalinas e macrocristalinas
• Utilizações: velas, ceras, indústrias de fósforo, de papel e de
cosméticos.
Cimento Asfáltico de Petróleo(CAP)
• Semissólido a baixas temperaturas
• Viscoelástico à temperatura ambiente
• Líquido a altas temperaturas
• Utilização: formulação de asfaltos para a pavimentação
rodoviária e a impermeabilização industrial e residencial.
Polímeros
Técnicas de polimerização
Polimerização em Massa
• Vantagens: pureza dos produtos e baixo custo do processo
• Desvantagens: dificuldade em agitar o sistema e dissipar o 
calor produzido pela reação, devido ao aumento da 
viscosidade.
Polimerização em Solução
• Vantagens: facilidade na agitação do sistema e dissipação
do calor. É útil quando o polímero vai ser usado em
solução;
• Desvantagens: custo elevado na recuperação do solvente,
produção de polímeros de menor massa molecular e de
menor pureza.
Polímeros de Adição
Polipropilen
o
Poliestireno
Náilon
PVC
Sacolas
Polímeros de Condensação 
Polietilenotereftalato (PET)
Kevlar
Silicone
Conclusões
• O petróleo deve ser processado e transformado de maneira
conveniente, com o propósito de obter-se a maior
quantidade possível de produtos de maior qualidade e
valor comercial.
• As características dos petróleos têm ponderável influência
sobre a técnica adotada para a refinação e,
frequentemente, determinam os produtos que melhor
podem ser obtidos.
• A forte dependência entre os processos em uma refinaria
de petróleo representa um grande desafio científico e
tecnológico.
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Referências
[1] TRIGGIA, A. A., CORREIA, C. A., FILHO, C. V., XAVIER, J. A. D., MACHADO, C.
V., THOMAS, J. E., FILHO, J. E. de S., PAULA, J. L. de, ROSSI, N. C. M. de,
PITOMBO, N. E. S., GOUVRA, P. C. V. de M., CARVALHO, R. de S., BARRAGAN,
R. V. Fundamentos de Engenharia de Petróleo. Interciência, Rio de Janeiro,
2001.
[2] CARDOSO, L. C. Petróleo do Poço ao Posto. Qualitymark Editora Ltda, Rio
de Janeiro, 2006, 1ª ed.
[3] Apostila Cadeia Produtiva do Petróleo & Gás. Federação das Indústrias do
Paraná (Fiep). p. 2.
[4] ABADIE, E. Apostila sobre processos de refinação.
PETROBRAS/RH/UC/DTA. 2003.
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Referências
[5] O Motor ciclo Otto em 4 tempos. Disponível em:
http://www.antonioguilherme.web.br.com/Arquivos/motores.php. Acesso
em: 04.Abr.2015.
[6] Motor Turbojato e Turboelice. Disponível em:
http://pt.wikipedia.org/wiki/Turbojato. Acesso em: 04.Abr.2015.
[7] Nafta Petroquímico. Disponível em:
http://desv.petrobras.com.br/refap/produtos_npq.asp. Acesso em:
04.Abr.2015.
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