Aula 01 Definições técnicas

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AULA 01: DEFINIÇÕES TECNICAS - APRESENTAÇÃO DA DISCIPLINA 
Engenharia de reservatórios de petróleo I 
ENGENHARIA DE RESERVATÓRIOS DE PETRÓLEO I 
Aula 01: Definições técnicas - Apresentação da 
disciplina 
AULA 01: DEFINIÇÕES TECNICAS - APRESENTAÇÃO DA DISCIPLINA 
Engenharia de reservatórios de petróleo I 
Abrangência da engenharia de reservatórios / objetivos / atividades/ 
sistemas unidades /pt 
1. Abrangência da Engenharia de Reservatórios de Petróleo; 
2. Objetivos da Engenharia de Reservatórios de Petróleo; 
3. Atividades da Engenharia de Reservatórios de Petróleo; 
4. Produtos da Engenharia de Reservatórios de Petróleo; 
5. Engenharia de Reservatório I e II na Estácio de Sá; 
6. Objetivos da disciplina de Reservatórios I; 
7. Sistemas de Unidades e Conversões; 
8. Pressão e Temperatura do Reservatório. 
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Engenharia de reservatórios de petróleo I 
Abrangência da engenharia de reservatórios de petróleo 
1. Conceituação da Engenharia de Reservatórios 
 
 É um ramo da Engenharia de Petróleo que estuda o escoamento dos fluidos (hidrocarbonetos ) no 
interior das rochas porosas; 
 
 Ela é essencial para o desenvolvimento dos campos de petróleo; 
 
 A Engenharia de Reservatório opera um processo contínuo que se inicia com o descobrimento e 
termina quando dá-se o abandono de um campo/ reservatório; 
 
 A Engenharia de Reservatórios é uma atividade multidisciplinar que engloba conhecimentos de várias 
especialidades como: Física, Química, Geologia, Engenharia, Matemática, Ciência da Computação. 
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Engenharia de reservatórios de petróleo I 
Objetivos da engenharia de reservatórios 
2. Objetivos Primordiais 
 
 Planejar o desenvolvimento de um campo de petróleo, prever seu desempenho durante toda a sua 
vida produtiva, analisar seu comportamento e propor correções para otimizar seu desempenho; 
 
 Desenvolver e produzir campos de petróleo de modo a obter a máxima lucratividade das operações, 
ou, a depender do ambiente econômico e sociocultural, o máximo fator de recuperação que equivale 
a denominar-se de “ótima recuperação”. 
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Engenharia de reservatórios de petróleo I 
Atividades da engenharia de reservatórios 
3. Atividades a serem desenvolvidas pelo engenheiro de petróleo tendo como base o conhecimento da 
Engenharia de Reservatório de Petróleo: 
 
 Analisar e prever o desempenho do reservatório durante toda sua vida produtiva; 
 Estabelecer as bases para o Plano de Explotação de um campo de petróleo; 
 Acompanhar seu desempenho; 
 Definir as técnicas ou processos de revitalização do campo em sua maturidade; 
 Elaborar o plano de desenvolvimento do campo (ex.: quantidade e localização dos poços); 
 Realizar as previsões da produção; 
 Recomendar: a completação, a estimulação, os testes de formação e perfuração de poços; 
 Elaborar os estudos de aumento da recuperação (ex.: injeção de água). 
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Produtos da engenharia de reservatório 
4. Com os produtos obtidos se alcançam os seguintes resultados : 
 
 Estimar os volumes de hidrocarbonetos; 
 O Projeto de Desenvolvimento do reservatório/campo de petróleo; 
 A previsão da produção ao longo da vida produtiva do reservatório/campo; 
 O cálculo do fator de recuperação dos hidrocarbonetos presentes no reservatório/campo; 
 As correções dos desvios que aconteçam durante a produção; 
 A Implantação de melhorias . 
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Engenharia de reservatórios de petróleo I 
Produtos da engenharia de reservatórios 
4. Um dos produtos é o Projeto de Explotação / Plano do desenvolvimento de um reservatório/campo que deve 
responder as seguintes questões: 
 
 Quantos poços devem ser perfurados para a explotação do campo/reservatório? 
 Que tipos de poços serão utilizados ? 
 Qual a malha de distribuição desses poços e sua localização de cada um deles na área de abrangência 
do reservatórios/campo? 
 Qual(is) método(s) de recuperação a ser(em) utilizado(s)? 
 Quando cada um desses métodos quando devem ser iniciados? 
 Quantas plataformas marítimas ou sondas de superfície serão necessárias? 
 Como deve se aproveitar o gás e qual a utilização da água produzida? 
 Definir os parâmetros econômicos do projeto. 
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Engenharia de reservatórios I e II na Estácio de Sá 
5. Temas estudados na disciplina Engenharia de Reservatórios I 
 
 Sistemas de Unidades e a conversão das mesmas na indústria de petróleo; 
 Estudo das propriedades das rochas e dos fluidos (métodos de determinação e correlações empíricas 
para a estimativa delas); 
 Teoria fundamental do fluxo de fluidos: líquidos e gasosos nos meios porosos; 
 Análise do comportamento do reservatório e mecanismos de produção; 
 Mecanismos de produção normal nos reservatórios: gás em solução, capa de gás, influxo de água, 
mistos. 
Esta disciplina é pré-requisito para a Engenharia de Reservatórios II. 
Fornece os conceitos básicos. 
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Engenharia de reservatórios de petróleo I 
Engenharia de reservatórios I e II na Estácio de Sá 
5. Temas da disciplina Engenharia de Reservatórios II 
 
 Balanço de materiais nos reservatórios de gás; 
 Balanço de materiais nos reservatórios de óleo; 
 Previsão do comportamento dos reservatórios usando a equação de balanço de materiais; 
 Declínio da produção; 
 Métodos convencionais de recuperação; 
 Métodos especiais de recuperação; 
 Fluxo de liquido e de gases em meios porosos; 
 Simulação numérica de reservatórios. 
Abrangem as disciplinas de Engenharia de Reservatórios II e III do antigo programa. 
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Engenharia de reservatórios de petróleo I 
Objetivos da engenharia de reservatório I 
6. Conhecimento básicos a serem alcançados com esta disciplina: 
 
 Conhecer os sistemas de unidades usados na indústria de petróleo e conversão das unidades; 
 As propriedades físicas das rochas – reservatórios: porosidade, permeabilidade, saturação, 
molhabilidade... e os métodos de determinação dessas propriedades; 
 As propriedades dos fluidos presentes nas rochas-reservatórios através do estudo dos diagramas de 
fase e diagramas de PVT; 
 Os diferentes tipos de depósitos de hidrocarbonetos; 
 Os mecanismo de produção presentes nos reservatórios de hidrocarbonetos; 
 O estudo dos fluxo dos fluídos (gasosos e líquidos) dentro dos reservatórios. 
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Sistema de unidades e conversões 
7. Sistemas de Unidades 
 
 Sistema Internacional de Unidades SI foi adotado oficialmente pelo Brasil em 1962; tomou força de lei 
pelo Decreto Lei 240 28/02/1967. Definiu-se o Sistema Brasileiro Legal de Unidade em 1968; 
 Na indústria de petróleo, que é de âmbito mundial, persiste o uso de outros sistemas como o sistema 
inglês /americano; 
 Decorre disso a necessidade do engenheiro estar familiarizado com ambos sistemas e das conversões 
de unidades entre esses sistemas; 
 Importante é o conhecimento da nomenclatura das unidades, isto é, sua grafia mormente do SI que 
define com muita precisão no uso de índices, subíndices, tipos: itálicos, romanos. 
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Sistema de unidades 
7. Exemplo de alguns parâmetros ou variáveis usados na indústria de petróleo 
Variável SI Darcy Petrobras Inglês/Americano 
Comprimento m cm m ft 
Massa kg g kg Lb 
Temperatura absoluta K K K R 
Tempo s s h h 
Permeabilidade m² Darcy md Md 
Pressão Pa atm Kgf/cm² Psi 
Viscosidade Pa.s cp cp cp 
Vazão de óleo m³/s cm³/s 10³m³/d bbl/d 
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Engenharia de reservatórios de petróleo I 
Grafia no sistema internacional de unidades 
7. Exemplo da simbologia usada na Engenharia de Reservatório 
Variável Símbolo Observações 
Permeabilidade relativa ao gás 
krg 
Os subscritos impressos em 
tipos romanos verticais 
Pressão pseud. crítica ppc O símbolo da variável em 
itálico maiúscula 
Saturação de água no ponto de 
bolha 
 Swb 
Volume de óleo nas condições 
iniciais 
 Voi 
Vazão de gás medida nas 
condições padrão 
 
 Qg 
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Exemplo de conversões de unidades mais frequentes 
7. Pressão (para outras variáveis ou parâmetros consultar a bibliografia em “Saiba mais”) 
Kgf/cm² kPa Lbf/in²(psi) Atmosfera atm dina/cm² 
1 98,0665 14,22334 0,9678411 0,9806x10⁶ 
0,01019716 1 0,1450377 0,009869233 0,99995x10⁴ 
0,07030695 6,894757 1 0,06804596 6,8944x10⁴ 
1,033227 101,3250 14,69595 1 1,0132x10⁶ 
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Exemplo de conversões de unidades mais frequentes. Outras vide “Saiba mais” 
7.- Viscosidade (para outras variáveis ou parâmetros consultar a bibliografia em “Saiba mais”) 
Centipoise (cp) Pascal-segundo (Pa∙s) dinas∙s/cm² 
1 1x10ˉ³ 1x10ˉ² 
1000 1 10 
100 0,1 1 
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Exemplo de conversões de unidades mais frequentes. Outras vide “Saiba mais” 
7.- Temperatura (para outras variáveis ou parâmetros consultar a bibliografia em “Saiba mais”) 
De Para Fórmula 
Fahrenheit kelvin Tk= Tf + 459,67 )/1,8 
Rankine kelvin Tk = TR/1,8 
Fahrenheit Rankine TR = Tf + 459,67 
Fahrenheit Celsius Tc = ( Tf - 32) /1,8 
Celsius kelvin Tk = Tc + 273,15 
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Pressão do reservatório 
8. Pressão do Reservatório 
 
 A Pressão do Reservatório representa a energia primária a ser utilizada na extração do petróleo na 
fase inicial. Designada também como Pressão Estática do Reservatório PER; 
 A pressão do reservatório, em parte, decorre da sobrecarga de sedimentos overburden , soma das 
pressões da matriz e dos fluidos presentes nos poros; 
 A Pressão Normal pode ser calculada para uma dada profundidade usando-se critérios de gradiente de 
pressão: 
 Exemplo : 1000mprof.x0,106kgfcm²/m (gradiente da agua salgada) PER Normal 106kgfcm² 
 Reservatórios podem estar anormalmente pressurizados positiva ou negativamente 
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Pressão do reservatório 
8. Pressão Anormal nos Reservatórios e Petróleo 
 
Os reservatórios podem estar anormalmente pressurizados positiva a ou negativamente: 
 A migração secundária nos aquíferos acarreta elevação da pressão normal da sobrecarga; 
 Falhamentos dos reservatórios já formados tornam no bloco que 
 ascendeu, a pressão positivamente anômala, e no bloco que desceu, negativa; 
 Efeitos térmicos expansão ou contração de água; 
 Esgotamento de reservatório selado devido à produção dentro do reservatório; 
 Mudança de fase: gesso em anhydrita. 
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Pressão do reservatório 
8. Medição da Pressão 
 
 Testes de formação em poço aberto como em poços revestidos permitem a medida da PER 
fornecendo gráficos Pressão x Tempo e pode essa medição durar vários dias; 
 Durante a perfuração é indispensável estimar essa pressão para controle da pressão da lama de 
perfuração e para se prevenir de possíveis kicks. 
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Temperatura do reservatório 
8. Temperatura 
 
 A temperatura no reservatório decorre normalmente da sua profundidade na bacia sedimentar 
obedecendo ao gradiente geotérmico aceito para as bacias : 1 grau C/30m de profundidade; 
 Durante o tempo de sua explotação a temperatura é considerada constante; 
 A presença de rochas intrusivas na bacia tem aumentado temporariamente essa temperatura 
provocando transformações na composição dos reservatórios já formados. Exemplos: as bacias de 
Solimões, Amazonas, Paraná, Parnaíba; 
 A temperatura que alcançam as rochas geradoras de petróleo é determinante para a evolução da 
matéria orgânica em petróleo. 
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Temperatura do reservatório 
8. Temperatura versus Pressão 
 
 Essas duas propriedades condicionam os tipos de 
reservatórios de óleo ou de gás presentes nas bacias 
sedimentares. Na figura ao lado, as Condições 
Iniciais T vs. P definem o tipo de reservatório, no 
caso de óleo normal ou óleo preto; 
 Os reservatórios são estudados através dessas duas 
propriedades na forma de Diagrama de Fases que 
permitem prever o comportamento dos 
hidrocarbonetos na etapa produtiva. Na figura, o 
separador representa a condição de chegada dos HC, 
na superfície, na composição de 30% de gás e 70% 
de óleo. 
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Engenharia de reservatórios de petróleo I 
• BRASIL, Nilo Índio do. Sistema 
internacional de unidades. Rio de 
Janeiro: Interciência, s/d. 
• ROSA, Adalberto Jose et ali. Apêndice L 
. Sistema de Conversões e Unidades e 
Nomenclatura e símbolos gregos, 
subscritos e sobrescritos In: 
Engenharia de reservatórios de 
petróleo. Rio de Janeiro: Interciência, 
2006. 
Saiba mais 
Sistemas de Unidades e Conversões 
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VAMOS AOS PRÓXIMOS PASSOS? 
 
 
Propriedades Físicas das Rochas –
Reservatórios; 
 
Porosidade, tipos , fatores, 
medições. 
AVANCE PARA FINALIZAR 
A APRESENTAÇÃO.