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AULA 07: MECANISMOS DE PRODUÇÃO DOS RESERVATÓRIOS DE PETRÓLEO Engenharia de reservatórios de petróleo I ENGENHARIA DE RESERVATÓRIOS DE PETRÓLEO I Aula 07: Mecanismos de produção dos reservatórios de petróleo AULA 07: MECANISMOS DE PRODUÇÃO DOS RESERVATÓRIOS DE PETRÓLEO Engenharia de reservatórios de petróleo I Apresentação do conteúdo da aula 1. Mecanismo de produção dos reservatórios de petróleo: • Mecanismos de gás em solução; • Mecanismo de capa de gás; • Mecanismo sob influxo de água; • Mecanismo combinado; • Mecanismo de segregação gravitacional; • Mecanismo por compactação. AULA 07: MECANISMOS DE PRODUÇÃO DOS RESERVATÓRIOS DE PETRÓLEO Engenharia de reservatórios de petróleo I Mecanismos de produção seu significado Conceituação • Mecanismos são fenômenos físicos responsáveis pela movimentação dos fluídos do reservatório até alcançar o canal de produção conduzindo-os até os separadores; • Os mecanismos de produção desencadeiam dois efeitos nos fluídos: descompressão (expansão dos fluídos e contração do volume poroso) e o deslocamento de um fluído por outro; • A energia dos fluídos no reservatório é denominada de energia primária ou natural manifestada na forma de pressão; • O reservatório pode ter várias fontes de energia que respondem por essa energia primária ou energia motriz como resultado dos processos naturais que evolui o mesmo ao longo dos tempos geológicos; • Dos vários mecanismos ou fontes de energia um pode ser predominante e o caracterizará. AULA 07: MECANISMOS DE PRODUÇÃO DOS RESERVATÓRIOS DE PETRÓLEO Engenharia de reservatórios de petróleo I Tipos de mecanismos de produção ou motrizes do reservatório Principais mecanismos de produção • Mecanismo de gás em solução ou gás dissolvido. Transporte e produção de fluídos pela energia do gás dissolvido no fluído; • Mecanismo de capa de gás ou impulsão por cobertura do gás; • Mecanismo de influxo de água ou de produção com aquífero ou impulso de água do aquífero subjacente; • Mecanismo combinado ou e impulso combinado; • Mecanismo de segregação gravitacional; • Mecanismo de produção por compactação. AULA 07: MECANISMOS DE PRODUÇÃO DOS RESERVATÓRIOS DE PETRÓLEO Engenharia de reservatórios de petróleo I Mecanismos de produção Objetivo do estudo dos mecanismos motrizes dos reservatórios • Comportamento do reservatório ao longo da vida produtiva, características de produção; • Determinar o declínio de pressão no reservatório; • Estimar o fator de recuperação primário; • Determinar a razão gás/óleo RGO; razão água/óleo RAO; corte de água Cut; razão dos líquidos e o volume sedimentos (sólidos inertes) produzidos BSW; • Melhoria da recuperação primária. AULA 07: MECANISMOS DE PRODUÇÃO DOS RESERVATÓRIOS DE PETRÓLEO Engenharia de reservatórios de petróleo I Mecanismos de produção de gás dissolvido Impulso inicial pela expansão dos fluídos e depois pelo Gás dissolvido no fluído • Ocorre em reservatórios que não contêm capa de gás inicial e aquífero ativo subjacente, isto é, sem interferência do ambiente externo; • A energia está na zona de óleo, cuja força motriz é a expansão do óleo (principal) e da água conata acrescida pela compactação (ambas secundárias ou pequenas); Figuras 5.1 e 5.2 reproduzidas de A J Rosa el ali op.cit em “saiba mais” AULA 07: MECANISMOS DE PRODUÇÃO DOS RESERVATÓRIOS DE PETRÓLEO Engenharia de reservatórios de petróleo I Mecanismos de produção de gás dissolvido • Com a produção, a pressão interna do reservatório diminui e os fluídos se expandem (óleo e água) e o volume dos poros diminui; • Duas condições surgem: a)óleo no reservatório está na condição de subsaturado e b)quando chega a condição de saturado gerando gás em solução. Vide figuras ao lado. Figuras 5.1 e 5.2 reproduzidas de A J Rosa el ali op.cit em “saiba mais” AULA 07: MECANISMOS DE PRODUÇÃO DOS RESERVATÓRIOS DE PETRÓLEO Engenharia de reservatórios de petróleo I Mecanismos de produção de gás dissolvido Perfil de produção característico do mecanismo de gás dissolvido • A expansão do gás desloca o líquido fora dos poros, quanto mais queda de pressão, mais o gás se expande e mais líquido é produzido; • Queda rápida de pressão, grande liberação de gás de solução e RGO cresce rapidamente atingindo valor máximo que corresponde a nível baixo pressão; • Contínuo decréscimo de pressão, a vazão do gás se reduz e também a razão gás/óleo; • Como não está associado a grandes aquíferos, a produção de água é quase nula. Figura 9.3 reproduzidas de F Jahn et ali op.cit em “saiba mais” AULA 07: MECANISMOS DE PRODUÇÃO DOS RESERVATÓRIOS DE PETRÓLEO Engenharia de reservatórios de petróleo I Mecanismos de produção gás em solução • Principais características • Pressão declina rapidamente até a pressão de bolha, passando a cair mais lentamente; • RGO cresce rapidamente; • FR varia de 5 a 20%; • Poços necessitam de elevação artificial; • Adequado para recuperação secundária; • Vida Curta; • Surgente por pouco tempo. AULA 07: MECANISMOS DE PRODUÇÃO DOS RESERVATÓRIOS DE PETRÓLEO Engenharia de reservatórios de petróleo I Mecanismos de produção por capa de gás Características do mecanismo de capa de gás • A fase vapor acumula nas partes mais altas do reservatório formando a capa de gás, responsável pelo mecanismo do reservatório; • A zona de gás é preservada pois é a fonte de energia do reservatório; • A zona de líquido é colocada em produção, vai acarretando redução de pressão; essa queda se transmite à capa de gás que se expande penetrando na zona de óleo; • O gás com compreensibilidade alta, sua expansão ocorre sem queda substancial de pressão; • O tamanho da capa de Gás tem maior importância. Figura 5.4 reproduzidas de A J Rosa el ali op.cit em “saiba mais” AULA 07: MECANISMOS DE PRODUÇÃO DOS RESERVATÓRIOS DE PETRÓLEO Engenharia de reservatórios de petróleo I Mecanismos de produção, seu significado Perfil de produção do mecanismo de capa de gás • Quanto maior o tamanho relativo da capa de gás, por mais tempo será mantida uma pressão adequada à recuperação; alta compressibilidade do gás fornece a energia para a produção; • RGO cresce nos poços completados próximos à capa de gás; • O mecanismo leva a 20-60% de recuperação do óleo originalmente existente na formação, influenciados pela inclinação e tamanho da capa; Figura 9.6 reproduzida de F Jahn et ali op.cit em “saiba mais” AULA 07: MECANISMOS DE PRODUÇÃO DOS RESERVATÓRIOS DE PETRÓLEO Engenharia de reservatórios de petróleo I Mecanismos de produção, seu significado • Transmissão da pressão deve ser gradual, altas vazões de óleo podem levar ao “cone de gás”; • Os poços são surgentes por mais tempo que no caso do gás em solução. Figura 9.6 reproduzida de F Jahn et ali op.cit em “saiba mais” AULA 07: MECANISMOS DE PRODUÇÃO DOS RESERVATÓRIOS DE PETRÓLEO Engenharia de reservatórios de petróleo I Mecanismos de produção com influxo de água Características do mecanismo de impulsão de água • O impulso natural de água provém do aquífero grande (dez até cem vezes o volume de óleo) visto a compreensibilidade da água ser baixa. O aquífero pode ser subjacente ou com ligação lateral ao reservatório, devendo ser ativo, assim as alterações são mútuas; • À queda de pressão pela produção de óleo, o aquífero responde lentamente, se expandindo com redução do volume de poros; a água se movimenta para ocupar o volume de óleo produzido. É um processo contínuo; • Com a expansãoda água e a contração do volume poroso, o espaço poroso do aquífero não é suficiente para toda água nele contida e ela invade a zona de óleo, daí o influxo de água. Figura 5.6 reproduzida deA J Rosa el ali op.cit em “saiba mais” AULA 07: MECANISMOS DE PRODUÇÃO DOS RESERVATÓRIOS DE PETRÓLEO Engenharia de reservatórios de petróleo I Título do conteúdo desta tela Perfil de Produção do reservatório com influxo de água • O período de surgência é maior; • Não se caracteriza por grandes vazões; • O Fator de Recuperação é de 30% até 40% e quando é injetado com água atinge 70%. É incentivo a esse processo de recuperação; • RAO cresce continuamente e poderá permanecer se a pressão do reservatório for mantida acima do ponto de bolha; • A resposta à injeção de água proporcionará longo período com RAO estável e lento declínio da produção; • RAO tem grande aumento com a produção sendo causa fundamental do abandono. Figura 9.8 reproduzida de F Jahn et ali op.cit em “saiba mais AULA 07: MECANISMOS DE PRODUÇÃO DOS RESERVATÓRIOS DE PETRÓLEO Engenharia de reservatórios de petróleo I Mecanismo combinado Características do reservatório combinado capa de gás aquífero • Produção resultante de mais de um mecanismo sem predominância de um deles, daí ser considerado um mecanismo combinado; • Esses mecanismos podem atuar simultaneamente, sendo mais comum o impulso de capa de gás e do aquífero natural. Figura 5.8 reproduzida deA J Rosa el ali op.cit em “saiba mais” AULA 07: MECANISMOS DE PRODUÇÃO DOS RESERVATÓRIOS DE PETRÓLEO Engenharia de reservatórios de petróleo I Mecanismo de segregação gravitacional Características da Segregação Gravitacional • Efeito gravitacional não é um mecanismo de produção no sentido estrito, e sim agente responsável pela melhora do desempenho de outros mecanismos; • Ocorre uma segregação de fluídos se dispondo no meio poroso em função das suas densidades; • Esse mecanismo pode melhorar o mecanismo de gás em solução. O gás resultante desse processo migrando para partes altas do reservatório provoca uma capa de gás secundária; • O Fator de Recuperação pode aumentar valores acima de 40%. Figura 5.9 reproduzida deA J Rosa el ali op.cit em “saiba mais” AULA 07: MECANISMOS DE PRODUÇÃO DOS RESERVATÓRIOS DE PETRÓLEO Engenharia de reservatórios de petróleo I Mecanismo por compactação Características do mecanismo por compactação • A pressão de sobrecarga overburden exercida pelas rochas sobre o reservatório aumenta a tensão efetiva no meio poroso e a própria pressão entre os grãos, resultando na compactação do reservatório; • Esse mecanismo consiste na expulsão dos fluídos do reservatório pela redução dinâmica do volume poroso, e será significativo se a compreensibilidade dos poros for grande; • Em reservatórios pouco profundos, esse mecanismo é importante e também em arenitos muito porosos e pouco compactos; • A figura ilustra a compactação ao longo da história do reservatório, incluindo a etapa produtiva. Figura 3.12 reproduzida de L P Dade op.cit em “saiba mais AULA 07: MECANISMOS DE PRODUÇÃO DOS RESERVATÓRIOS DE PETRÓLEO Engenharia de reservatórios de petróleo I Mecanismo de produção Importância na Engenharia de Reservatório • Reconhecer o mecanismo a que está sujeito o reservatório é uma tarefa importante desde a fase inicial, desde sua descoberta, pois permitirá elaborar o planejamento da produção da engenharia de processo a que os fluídos serão submetidos na etapa de extração; • Na Avaliação do Reservatório a fim de determinar-se os volumes de hidrocarbonetos nele contidos, igualmente o tipo desse mecanismo estará envolvido nas equações pertinentes a esses cálculos. AULA 07: MECANISMOS DE PRODUÇÃO DOS RESERVATÓRIOS DE PETRÓLEO Engenharia de reservatórios de petróleo I DARKE, L. P. Engenharia de reservatórios. Fundamentos. Rio de Janeiro: Elsevier, 2014. JAHN, F et ali. Introdução à Exploração e Produção de Hidrocarbonetos. Rio de Janeiro: Elsevier, 2012. ROSA, Adalberto Jose et ali. Engenharia de reservatórios de petróleo. Rio de Janeiro: Interciência, 2006. Saiba mais Mecanismos de Produção AULA 07: MECANISMOS DE PRODUÇÃO DOS RESERVATÓRIOS DE PETRÓLEO Engenharia de reservatórios de petróleo I VAMOS AOS PRÓXIMOS PASSOS? Propriedades básicas dos fluídos; • Volume molar; • Coordenadas Reduzidas; • Compressibilidade isotérmica. AVANCE PARA FINALIZAR A APRESENTAÇÃO.
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