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AULA 02c Petróleo • Universidade Federal de Ouro Preto– UFOP • GEO119 – Engenharia Ambiental Prof. Sergio Jr. S. Fachin fachinjr@gmail.com Ouro Preto-MG – 2° Semestre/2014 AULA 02c - Recursos Energéticos Não Renováveis GEO119-Engenharia Ambiental Bacias Sedimentares Brasileiras O termo bacia sedimentar é usado para se referir a qualquer feição geográfica que exibe subsidência e consequentemente preenchimento por sedimentos Como os sedimentos são acumulados, eles estão sujeitos a um aumento de pressão e temperatura levando a um processo de litificação Esse soterramento forma as sucessões estratigráficas O que é uma bacia sedimentar? Uma bacia sedimentar é o resultado do processo de subsidência de uma placa tectônica, que permite o acúmulo e a preservação dos sedimentos: cessando a subsidência, cessa a sua história deposicional A subsidência pode ser de caráter local, quando causada pela distensão e ruptura da litosfera, ou regional, quando causada por mecanismos de manutenção do equilíbrio isostático A subsidência pode ser classificada como mecânica, quando é resultante da deformação ou ruptura crustal, ou térmica, quando é resultado da alteração do estado térmico da litosfera Províncias produtoras brasileiras Mapa com a distribuição de petróleo e gás no Brasil CLASSIFICAÇÃO DE BACIAS SEDIMENTARES A cenário tectônico para a formação da maioria das bacias sedimentares se enquadra em uma das categorias abaixo (maioria associadas a margens de placas tectônicas): Margens Construtivas (BACIAS EXTENSIONAIS): produzem uma série genética de bacias iniciando em um vale em rift e terminando em bacias oceânicas Margens Destrutivas (BACIAS COLISIONAIS): produzem bacias associadas a zonas de subducção, bacias de expansão intra-arcos, bacias de expansão de contra-arcos, bacias de empurrão de contra-arco Margens Transformantes (BACIAS TRANSTENSIONAIS): bacias são formadas por deslocamentos laterais dos blocos ao longo de falhas transformantes BACIAS INTRA-CRATÔNICAS: formadas em locais distantes das margens continentais, com subsidência aparentemente relacionada a movimentos do manto Cadeia Produtiva da Indústria do Petróleo Cadeia Produtiva da Indústria do Petróleo (Básica) UPSTREAM DOWNSTREAM Descoberta (Reservas) Petróleo Gás Nat. Gasolina Nat. Derivados de Petróleo. Venda de Derivados e Serviços Macroprocesso Produtivo Produto (A) EXPLORAÇÃO (B) PRODUÇÃO1 2 (C) REFINO 3 (D) DISTRIBUIÇÃO 4 (X) Upstream - exploração, perfuração e produção Midstream - refinamento Downstream - Logística - Transporte dos produtos da refinaria até os locais de consumo Cadeia Produtiva da Indústria do Petróleo (Básica) Para avaliar o potencial petrolífero de uma bacia sedimentar é necessário proceder a análise da bacia sob diversos focos: A EXPLORAÇÃO DO PETRÓLEO A reconstrução da história geológica de uma área, através da observação de rochas e formações rochosas, determina a probabilidade da ocorrência de rochas reservatório A utilização de medições gravimétricas, magnéticas e sísmicas, permitem o mapeamento das estruturas rochosas e composições do subsolo A definição do local com maior probabilidade de um acúmulo de óleo e gás é baseada na sinergia entre a Geologia, a Geofísica e a Geoquímica, destacando-se a área de Geo-Engenharia de Reservatórios MÉTODOS DE PESQUISA Indicações Diretas Métodos Geofísicos Métodos Geológicos Métodos de Pesquisa: Métodos Sísmicos Reflexão Métodos Geoquímicos Métodos Gravimétricos E Magnéticos Refração Os poços exploratórios são aqueles que visam a descoberta de novos campos ou novas jazidas de petróleo e são divididos em : PIONEIROS: são perfurados com o objetivo de descobrir baseados em indicadores obtidos por métodos geológicos e/ ou geofísicos ESTRATIGÁFICOS: são perfurados visando obter dados sobre disposição sequencial das rochas de sub- superfície DE EXTENSÃO: são perfurados fora dos limites provados de uma jazida visando ampliá-la ou delimitá- la PIONEIRO ADJACENTE: perfurado após a delimitação preliminar do campo visando descobrir novas jazidas adjacentes Os poços explotatórios servem para extrair o óleo da rocha reservatório , podendo ser : DE DESENVOLVIMENTO : perfurados dentro dos limites do campo para drenar racionalmente o petróleo (atendo aos preceitos econômicos e de espaçamento) DE INJEÇÃO : perfurados com a intenção de injetar fluidos na rocha reservatório para ajudar na recuperação do petróleo Os poços especiais são todos os que são perfurados sem objetivo de procurar e produzir petróleo e que não estejam enquadrados nas categorias anteriores . Ex. poço para produção de água QUANTO A PROFUNDIDADE FINAL Os poços de petróleo podem ser classificados com rasos , médios e profundos Raso – Poço com a Profundidade final menor que 1500m Médio – Poço com Profundidade final entre 1.500 a 2500m Profundos – Poço com a Profundidade final maior que 2500m TIPOS DE POÇOS CONFIGURAÇÃO DE UM POÇO MARÍTIMO Perfuração com 23”Poço de 30” Revestimento de superfície de 26” e cimentação Revestimento Intermediário de 18,625” e cimentação Perfuração com 17,5” Revestimento Intermediário de 13,375” e cimentação SEQUÊNCIA DE PERFURAÇÃO E DESCIDA DE REVESTIMENTO EM UM POÇO Sonda de Perfuração Existem dois tipos de bacias petrolíferas Onshore Ocorre quando a bacia encontram-se em terra. São originadas de antigas bacias sedimentares marinhas Offshore Ocorre quando a bacia está na plataforma continental ou ao longo da margem continental A maioria das bacias petrolíferas brasileiras encontram-se offshore. A exploração de petróleo onshore é muito reduzida no Brasil, devido ao baixo potencial de nossas bacias em terra. DEFINIÇÕES Volume original: quantidade de fluido existente no reservatório na época de sua descoberta Volume recuperável: quantidade de óleo e gás que se espera produzir de uma acumulação de petróleo. Fator de recuperação: é a razão entre o volume recuperável e o volume original, ou seja, é o percentual do volume original que se espera produzir Produção acumulada: é o nome que se dá à quantidade de fluido que já foi produzida de um reservatório até determinada época Fração recuperada: é o quociente, a cada instante, entre a produção acumulada e o volume original Reserva: é a quantidade de fluido que ainda pode ser obtida de um reservatório de petróleo numa época qualquer da sua vida produtiva Recuperação de um Poço de Petróleo O petróleo é produzido mediante a suplementação da energia natural do reservatório Métodos utilizados: Injeção de Água Injeção de Gás Recuperação de um Poço de Petróleo (Métodos especiais de recuperação) O petróleo é produzido de forma assistida por outras fontes de energia e/ou efeitos físicos, químicos e biológicos. Métodos utilizados: Térmicos (injeção de vapor, combustão in situ) Mísciveis (injeção de CO2, GLP, N2) Biológicos (injeção de microorganismos) Químicos (Polímeros, tensoativos, Álcalis) Classificação do petróleo segundo o Grau API* O grau de API permite classificar o petróleo em: Petróleo leve ou de base Parafínica: Possui ºAPI maior que 31,1. Contém, além de alcanos, uma porcentagem de 15 a 25% de cicloalcanos Petróleo médio ou de base Naftênica: Possui ºAPI entre 22,3 e 31,1. Além de alcanos, contém também de 25 a 30% de hidrocarbonetos aromáticos. Petróleo pesado ou de base Aromática: Possui ºAPI menor que 22,3 e é constituído, praticamente,só de hidrocarbonetos aromáticos Petróleo extra-pesado: Possui ºAPI menor que 10 Quanto maior o grau API, maior o valor do produto no mercado * American Petroleum Institute RESERVAS BRASILEIRAS Society of Petroleum Engineers BBL - Barril, equivalente a 0,159 m3 BOE - Barris de óleo equivalente. Normalmente usado para expressar volumes de petróleo e gás natural na mesma unidade de medida (barris) pela conversão do gás à taxa de 1.000 m3 de gás para 1 m3 de petróleo. 1 m3 de petróleo = 6,289941 barris de petróleo. LGN - LÍQUIDO DE GÁS NATURAL Reserva Provada - SPE Volume (bilhões de boe) % Brasil 15,283 96 Internacional 0,703 4 Total 15,986 100 Em 31 de dezembro de 2010, as Reservas Provadas de óleo, condensado e gás natural atingiram 15,986 bilhões de barris de óleo equivalente (boe), aumento de 7,5 % em relação ao ano anterior Durante 2010 foram apropriados 1,990 bilhão de boe às Reservas Provadas e produzidos 869 milhões de boe o que resultou num aumento de 1,121 bilhão de boe em relação às reservas de 2009 (14,865 bilhões de boe). O aumento das reservas Petrobras se deve à incorporação das novas áreas descobertas do Pré-Sal da Bacia de Santos e de Campos, a novas descobertas nas demais Bacias e a projetos implantados nos campos maduros nas Bacias do Brasil e do exterior TRANSFORMAÇÃO DO PETRÓLEO E GÁS NATURAL A Estrutura da Indústria Petroquímica Empresas de Primeira Geração Empresas de Segunda Geração Empresas de Terceira Geração Produtos Petroquímicos Básicos Polímeros Produtos Finais Eteno Propeno Benzeno PVC PEBD, PEAD PP PET Embalagens Peças e Componentes Tubos, Esquadrias Fios e Tecidos, etc O refino do petróleo constitui-se da série de beneficiamentos pelos quais passa o mineral bruto, para obtenção de produtos determinados Refino: compreende uma série de operações físicas e químicas interligadas que garantem o aproveitamento pleno de seu potencial energético através da geração dos cortes, ou produtos fracionados derivados, de composição e propriedades físico-químicas determinadas Refinar petróleo é, portanto, separar suas frações e processá-las, transformando-o em produtos de grande utilidade Operações Preliminares nas Refinarias de Petróleo: Armazenamento do petróleo em tanques após ser transportado por via marítima ou terrestre Análise da composição do petróleo a destilar Petróleo Ácido alto percentual de enxofre (>380ml de H2S /100 litros) Petróleo Doce não contém H2S Hidrotratamento (remoção de S, N e metais com H2) Refino Apesar da separação da água, óleo, gás e sólidos produzidos, ocorrer em estações ou na própria unidade de produção, é necessário o processamento e refino da mistura de hidrocarbonetos proveniente da rocha reservatório, para a obtenção dos componentes que serão utilizados nas mais diversas aplicações (combustíveis, lubrificantes, plásticos, fertilizantes, medicamentos, tintas, tecidos, etc..) A primeira tarefa do processo de refino é o reconhecimento do tipo de petróleo a ser processado, pois este pode variar sua composição química e também seu aspecto físico. Esse reconhecimento é feito através de análises químicas Nas refinarias, o petróleo é submetido a uma destilação fracionada, sendo o resultado desse processo separado em grupos. Nesta destilação encontramos os seguintes componentes: De 20 a 60 °C -> éter de petróleo De 60 a 90 °C -> benzina De 90 a 120 °C -> nafta De 40 a 200 °C -> gasolina De 150 a 300 °C -> querosene De 250 a 350 °C -> gasóleo (PT) ou óleo diesel (BR) De 300 a 400 °C -> óleos lubrificantes Resíduos -> asfalto, piche e coque Subprodutos -> parafina e vaselina REFINARIAS Na instalação de uma refinaria, diversos fatores técnicos são obedecidos, destacando-se sua localização, as necessidades de um mercado e o tipo de petróleo a ser processado. A refinaria pode, por exemplo, estar próxima a uma região onde haja grande consumo de derivados e/ou próxima a áreas produtoras de petróleo Os produtos finais das refinarias são finalmente encaminhados às distribuidoras, que os comercializarão em sua forma original ou aditivada REFINARIAS Parque de Refino Brasileiro ✔ Refinaria Landulpho Alves - (Rlam) - Mataripe, Bahia Refinaria Presidente Bernardes - (RPBC) - Cubatão, São Paulo Refinaria Duque de Caxias - (Reduc) - Campos Elíseos, Rio de Janeiro Refinaria Gabriel Passos - (Regap) - Betim, Minas Gerais Refinaria Alberto Pasqualini - (Refap) - Canoas, Rio Grande do Sul – assoc. Com YPF Refinaria de Paulínia - (Replan) - Paulínia, São Paulo – maior (18,1%) Refinaria de Manaus - (Reman) - Manaus, Amazonas Refinaria de Capuava - (Recap) - Mauá, São Paulo Refinaria Presidente Getúlio Vargas (Repar) - Araucária, Paraná Refinaria Henrique Lage - (Revap) - São José dos Campos, São Paulo Lubrificantes e Derivados de Petróleo do Nordeste - (Lubnor) - Fortaleza, Ceará (Em construção) Refinaria Abreu & Lima – Pernambuco-PB Refinaria Premium I – Bacabeiras-MA Complexo Petroquímico do RJ (Comperj) – Itaboraí-RJ Mais 2 refinarias particulares: Ipiranga/RS – Companhia Brasileira de Petróleo Ipiranga Manguinhos/RJ – Repsol-YPF e Grupo Peixoto de Castro Parque de Refino Brasileiro Ano de 2006 (Fonte: Anuário Estatístico Brasileiro de Petróleo e GN 2007, ANP): As 13 refinarias somaram uma capacidade de refino de 320,6 mil m3/dia Foram processados 1,7 milhões de barris/dia de petróleo (639 milhões de barris/ano) Reduc (RJ) e Rlam (BA) processam LGN (44,5 mil barris/dia) 78,6% do petróleo processado foi de origem nacional Do petróleo importado, os países que mais exportaram para o Brasil foi a Nigéria (44,2%), seguido da Arábia Saudita (18,2%) e Argélia (13,8%) Impactos Ambientais do Petróleo IMPACTOS AMBIENTAIS Qualquer alteração das propriedades físicas, químicas e biológicas do meio ambiente causada por qualquer forma de matéria ou energia resultante das atividades humanas que direta ou indiretamente afetam: a saúde, a segurança e o bem-estar da população; as atividades sociais e econômicas; a biota; as condições estéticas e sanitárias do meio ambiente; a qualidade dos recursos ambientais. As operações de exploração e produção de petróleo e gás têm potencial para uma variedade de impactos ambientais Esses impactos dependem do estágio do processo e tamanho e complexidade do projeto, natureza e sensibilidade do meio circunvizinho e da eficiência do planejamento, prevenção de poluição, e técnicas de atenuação e controle Problemas ambientais causados pelo Petróleo Além dos hidrocarbonetos, o petróleo contem em pequenas quantidades, substâncias contendo nitrogênio, oxigênio e ENXOFRE. Este último é a pior impureza existente no petróleo, sendo responsável pelo mau cheiro dos produtos da queima, atrapalha o funcionamento do motor, e um dos responsáveis pelo fenômeno conhecido como chuva ácida, que causa danos a agricultura, monumentos, etc. Efeito estufa, aumenta com a poluição dos gases emitidos pelos combustíveis fósseis, pois aumentam a concentração de gases como CO, CO2, CH4, na atmosfera Problemas ambientais causados pelo Petróleo Acidentes com derramamento de petróleo, no mar ou em rios, devido ao sucateamento dos navios e refinarias, como acidente ocorrido em Araucária, causam danos à flora e a fauna Em 16 de julho de 2000, quatro milhões de litros de óleo foram despejados nos rios Barigui e Iguaçu, no Paraná; Petrobras é condenada,13 anos depois, a pagar cerca de R$ 1,4 bi por derramamento de óleo. Em 28 de Novembro de 2013 explosão na refinariaProblemas ambientais causados pelo Petróleo Preservação do Meio Ambiente Cuidados na Perfuração: deve interferir o mínimo possível no ambiente natural e nas comunidades vizinhas Cuidados na Exploração: representada basicamente por levantamentos sismográficos quase não interfere nas condições naturais Preservação do Meio Ambiente Cuidados na Produção: Válvulas de Bloqueio Tratamento da água descartada Tratamento dos resíduos de petróleo Cuidados no Refino: Sistemas de tratamento de Efluentes Tratamento dos resíduos líquidos Renovação das refinarias Preservação do Meio Ambiente Cuidados no Transporte: Rigorosas medidas de prevenção e controle Cuidados na Distribuição Cuidados com o Mar Impacto Ambiental do Petróleo nos Recursos Marinhos Com exceção do petróleo, a exploração de recursos minerais marinhos tem sido pontual e descontínua Porém, a produção de petróleo em campos submarinos representou quase 83% da produção nacional no ano de 2000 Impacto Ambiental do Petróleo nos Recursos Marinhos Principais problemas: Rejeitos oriundos de refinarias e reservatórios de petróleo próximos à costa No processo de perfuração de poços são descartadas lamas oleosas Há sempre riscos de derramamentos e de incêndios Impactos Ambientais da Etapa de Exploração Licenciamento no PETRÓLEO & GÁS Licenciamento no Petróleo O licenciamento ambiental é um procedimento administrativo através do qual o órgão ambiental competente licencia a localização, a instalação, a ampliação e a operação de empreendimentos que utilizam os recursos do meio ambiente que são bens da nação Licenciamento no Petróleo No caso é de responsabilidade do IBAMA e executado pela Coordenação Geral de Licenciamento de Petróleo e Gás (CGPEG), instalada nas dependências Superintendência do IBAMA no Rio de Janeiro As atividades de exploração de petróleo englobam a fase de sísmica, exploração, explotação, produção, transporte e distribuição, através de uma cadeia bastante complexa Atividades da Cadeia Licenciamento no Petróleo Estão regulamentados pelas Resoluções CONAMA n° 237/97, nº 23/94 e nº 350/04. As licenças referentes a essa tipologia de licenciamento são: Licença de Pesquisa Sísmica (LPS) Licença Prévia para Perfuração (LPper) Licença Prévia de Produção para Pesquisa (LPpro) Licença de Instalação (LI) Licença de Operação (LO) Licença de Pesquisa Sísmica (LPS) Deve ser solicitada ao IBAMA para a realização de atividades de aquisição de dados sísmicos marítimos e em zona de transição A atividade pode ser classificada em três tipos distintos, conforme a sensibilidade ambiental da área LPS – Classe 1 (Procedimento) Estabelece a elaboração de EIA/RIMA e realização de Audiência Pública LPS – Classe 2 (Procedimento) Estabelece a elaboração de Estudo Ambiental de Sísmica/Relatório de Impacto Ambiental de Sísmica - EAS/RIAS e, caso necessário, a realização de Reunião Técnica Informativa LPS – Classe 3 (Procedimento) Estabelece a elaboração de Informações Complementares e pressupõe a existência de um Plano de Controle Ambiental de Sísmica – PCAS aprovado Licença Prévia para Perfuração (LPper) Autoriza a perfuração de poços para identificação de jazidas e suas extensões, mediante apresentação e aprovação de Relatório de Controle Ambiental - RCA Licença Prévia de Produção para Pesquisa (LPpro) Autoriza a produção para pesquisa da viabilidade econômica da jazida, mediante apresentação e aprovação de Estudo de Viabilidade Ambiental (EVA) Licença de Instalação (LI) Autoriza a instalação das unidades e sistemas necessários à produção e ao escoamento, mediante apresentação e aprovação de estudo de Impacto Ambiental - EIA ou Relatório de Avaliação Ambiental - RAA Licença de Operação (LO) Autoriza o início da operação do empreendimento ou das suas unidades, instalações e sistemas integrantes, mediante apresentação e aprovação de Projeto de Controle Ambiental - PCA Slide 1 Slide 2 Slide 3 Slide 4 Slide 5 Slide 6 Slide 7 Slide 8 Slide 9 Slide 10 Slide 11 Slide 12 Slide 13 Slide 14 Slide 15 Slide 16 Slide 17 Slide 18 Slide 19 Slide 20 Slide 21 Slide 22 Slide 23 Slide 24 Slide 25 Slide 26 Slide 27 Slide 28 Slide 29 Slide 30 Slide 31 Slide 32 Slide 33 Slide 34 Slide 35 Slide 36 Slide 37 Slide 38 Slide 39 Slide 40 Slide 42 Slide 44 Slide 46 Slide 48 Slide 50 Slide 51 Slide 52
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