MECANISMOS DE PRODUÇÃO DE RESERVATÓRIOS (VINCIUS, LUCAS)

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UNIVERSIDADE IGUAÇU – CAMPUS V
CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS
Curso de Graduação em Engenharia de Petróleo e Eng. Produção
Lucas de Paula Pessôa
Vinícius Barbosa Bastos
Trabalho apresentado ao professor Gustavo Rigueto da disciplina de Engenharia de Reservatórios, da turma do 6°período noturno, do curso de graduação em Engenharia de Petróleo, como requisito para P1.
Itaperuna ,RJ
Setembro/2017
1.Introdução
Mecanismos de produção de reservatórios
Os fluidos contidos em uma rocha-reservatório devem dispor de uma certa quantidade de energia para que possam ser produzidos. Essa energia, que recebe o nome de energia natural ou primária, é o resultado de todas as situações e circunstâncias pelas quais a jazida passou até se formar completamente.
Para conseguir vencer toda a resistência oferecida pelos canais porosos, com suas tortuosidades e estrangulamentos, e se deslocar para os poços de produção é necessário que os fluidos contidos na rocha tenham uma certa quantidade de pressão, que é a manifestação mais sensível da energia do reservatório. A situação atual do reservatório, levando-se em conta todo o ambiente composto pela rocha-reservatório e seus fluidos, bem como pelas suas vizinhanças, é que fornece a energia necessária para a produção de fluidos.
Para que haja produção de fluidos é necessário que outro material venha a substituir o espaço poroso ocupado pelos fluidos produzidos. De um modo geral a produção de fluidos é devida a dois efeitos principais: (1) a descompressão (que causa a expansão dos fluidos contidos no reservatório e a contração do volume poroso) e (2) o deslocamento de um fluido por outro fluido (por exemplo, a invasão da zona de óleo pela água de um aquífero). Ao conjunto de fatores que fazem desencadear esses efeitos dá-se o nome de mecanismos de produção de reservatórios.
São três os principais mecanismos de produção de reservatórios: mecanismo de gás em solução, mecanismo de capa de gás e mecanismo de influxo de água. Os dois primeiros são mecanismos exclusivamente de reservatório de óleo, enquanto o mecanismo de influxo de água pode ocorrer também em um reservatório de gás. Existe ainda o que se chama de mecanismo de segregação gravitacional, que na verdade é muito mais um efeito da gravidade que ajuda no desempenho dos outros mecanismos.
A partir da análise do comportamento de um reservatório, e da sua comparação com os comportamentos característicos de cada mecanismo, pode-se inferir o mecanismo dominante do reservatório sob investigação. Podem ocorrer situações em que mais de um mecanismo atuam simultaneamente no mesmo reservatório sem que um predomine sobre o outro. Nesse caso diz-se que existe um mecanismo combinado.
Além da pressão, o comportamento de várias outras características de um reservatório de petróleo deve ser acompanhado durante a sua vida produtiva, não só para que possam ser definidos os tipos de mecanismo de produção atuantes, mas também para que possa ser verificado se o Mecanismos de Produção de
Reservatórios, comportamento observado está compatível com o previsto nos estudos de reservatório realizados. Dentre essas características podem ser citadas:
Razão Gás/Óleo (RGO) − quociente entre as vazões instantâneas de gás e de óleo, medidas em condições-padrão.
Razão Água/Óleo (RAO) − quociente entre as vazões instantâneas de água e de óleo, medidas em condições-padrão.
“Cut” (Corte) de Água − fração ou porcentagem definida pelo quociente entre as vazões instantâneas de água e de líquidos (óleo + água), medidas em condições-padrão.
BSW (“Basic Sediments and Water”) − fração ou porcentagem definida pelo quociente entre as vazões instantâneas de água mais os sedimentos que eventualmente estejam sendo produzidos e de líquidos mais sedimentos (óleo + água + sedimentos), medidas em condições-padrão.
Fator de Recuperação − fração ou porcentagem do volume original de hidrocarbonetos (medido em condições-padrão) recuperada durante a vida produtiva de um reservatório de petróleo.
2. Desenvolvimento
Mecanismo de Influxo de Água
De acordo com Thomas (2001), um reservatório com mecanismo de influxo de água tem uma conexão hidráulica entre o reservatório e a rocha saturada com água, chamada aquífero, que pode se encontrar subjacente ou ligada lateralmente ao reservatório (Figura 1). Quando a pressão do reservatório é reduzida através da produção de óleo, a água que estava comprimida se expande, criando um mecanismo semelhante à injeção de água, porém natural, no limite entre o reservatório e o aquífero, que desloca o óleo para os poços de produção além de manter a pressão elevada na zona de óleo.
Figura1. Fonte: Pessoa, 2014.
Para que ocorra este tipo de mecanismo é necessário que a formação portadora de hidrocarbonetos, óleo ou gás esteja em contato direto com uma grande acumulação de água. Essas formações saturadas com água que recebem o nome de aquífero que podem se encontrar subjacentes ou ligadas lateralmente ao reservatório. Para que o mecanismo realmente atue é preciso que as alterações das condições do reservatório causem alterações no aquífero e vice-versa. Essas influências do reservatório sobre o aquífero e do aquífero sobre o reservatório só ocorrem se os dois estiverem intimamente ligados.
Outro motivo para se controlar a produção é se evitar a formação descaminhos preferenciais de água (cone de água) em direção ao poço produtor. Pois estes caminhos depois de formados dificilmente podem ser dissipados. Dando preferência sempre a canhonear na parte superior da formação, o mais longe possível da linha óleo/água. Como mostrado na figura 2, à medida que se produz os fluídos do reservatório a zona de água se expande, sendo necessário as vezes perfurar novos poços na parte superior da estrutura do reservatório.
Figura 2: Avanço da zona de água no canhoneado. Fonte: SANTANA, 2008
3. Óleo Aquífero
Como se apresenta os Reservatório com mecanismo de influxo de água
O mecanismo se manifesta da seguinte maneira: a redução da pressão do reservatório, causada pela produção de hidrocarbonetos, após um certo tempo é transmitida e se faz sentir no aquífero, que responde a essa queda de pressão através da expansão da água nele contida e da redução de seu volume poroso. O resultado dessa expansão da água, juntamente com a redução do volume dos poros, é que o espaço poroso do aquífero não é mais suficiente para conter toda a água nele contida inicialmente. Há portanto uma invasão da zona de óleo pelo volume de água excedente. Essa invasão, que recebe o nome de influxo de água, vai, além de manter a pressão elevada na zona de óleo, deslocar este fluido para os poços de produção.
Como tanto a compressibilidade da água como a da rocha são pequenas, para o mecanismo de influxo de água funcionar bem é necessário que o aquífero tenha grandes proporções. Apenas grandes volumes de água e rocha ao sofrerem os efeitos da redução de pressão, são capazes de produzir os grandes influxos de água necessários para manter a pressão do reservatório de óleo em níveis elevados e com boas vazões de produção. Este processo é contínuo, ou seja, a queda de pressão na zona de óleo causada pela produção desse fluido se transmite para o aquífero, que responde com uma invasão de água na zona de óleo, que acarreta a produção de mais óleo e assim por diante.
Uma característica marcante desse tipo de mecanismo, que já foi citada anteriormente, é que a pressão se mantém elevada por mais tempo do que em outros mecanismos, proporcionando “um período de surgência maior para os poços produtores. O fator de recuperação desse tipo de reservatório é normalmente alto, cerca de 30 a 40%, mas pode atingir valores consideravelmente mais altos, devidos principalmente ao fato de que a pressão permanecendo alta, além das vazões permanecerem altas as características dos fluidos se mantêm próximas das originais.’’ (Adalberto J. Rosa, Renato de S. Carvalho e José A. Daniel Xavier 5-7).
A razão água/óleo (RAO) cresce continuamente, começandopelos poços localizados nas partes mais baixas da estrutura. Obviamente os poços devem ser completados na zona de óleo e numa posição um pouco afastada do contato óleo/água para evitar a produção prematura desse último fluido. São comuns as intervenções, principalmente nos poços de produção localizados na parte mais baixa da estrutura, com a finalidade de corrigir razões água/óleo elevadas, que se manifestam desde os estágios iniciais da vida produtiva do reservatório. O período de surgência dos poços se encerra quando a razão água/óleo se torna excessiva. Como a pressão se mantém elevada por mais tempo, é normal a razão gás/óleo permanecer próxima à razão de solubilidade da mistura. Este tipo de reservatório não se caracteriza por grandes vazões de gás.
Como no mecanismo de capa de gás, a recuperação de um reservatório sujeito ao influxo de água é fortemente influenciada pelas vazões de produção. As reduções instantâneas no valor da razão água/óleo devem-se ao fechamento ou recompletação de poços que estavam produzindo com vazões de água excessivas.
Ou RAO; Pressão; Tempo Razão Água/Óleo. Características do mecanismo de influxo de água.
Deve-se mencionar que, ao contrário do que ocorre nos reservatórios de óleo, em reservatórios de gás a influência de um aquífero atuante pode ser maléfica em termos de recuperação dos hidrocarbonetos neles existentes.
REFERÊNCIAS
Clark, N. J.: Elements of Petroleum Reservoirs. Texas, USA, SPE of AIME, 1960. (1st edition.)
Dake, L. P.: Fundamentals of Reservoir Engineering. New York, Elsevier Scientific Publishing Company, 1978.
Xavier, J. A. D.: Mecanismos de Produção de Reservatórios. PETROBRAS/SEREC/CEN-NOR. (Apostila.)
http://www.repositorio.uff.br/jspui/bitstream/1/1407/1/Nicolle%20Lima.pdf
GADELHA DE SOUSA, K. Estudo de Sistemas: Petróleo/Água/Tensoativo para aplicação na recuperação avançada de petróleo. 2003, 61 f. Monografia de graduação, UFRN, Departamento de Engenharia Química. Natal, 2003.
PEREIRA, L. Simulação de fluxo em reservatórios sob efeito da compactação. 2007, 136 f. Dissertação (Mestrado em Ciências em Engenharia Civil). Universidade Federal do Rio de Janeiro. Rio de Janeiro, 2007.
THOMAS, J. Fundamentos de engenharia de petróleo. Rio de Janeiro: Editora Interciência, 2001
ROSA A. J. Carvalho, R. S.; Xavier J. A. D. Engenharia de reservatórios de petróleo. Rio de Janeiro: Interciência, 2006.