Apresentação tratamentos

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Processamento primário de petróleo
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Introdução
Guilbert Lima Ayub: Versão: 01 23/09/2014
EMENTA DO CURSO
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• Introdução – visão ampla das etapas necessárias para produção de petróleo,
situando o Processamento Primário de Petróleo na cadeia de petróleo;
• Visão geral dos processos – overview de todo o Processamento Primário de
Petróleo, com foco offshore;
• Tratamento de óleo – sistemas envolvidos na separação do óleo dos gases e
água produzida, e seu tratamento conforme especificação para venda;
• Tratamento de água produzida – sistema responsável pelo enquadramento
da água produzida para descarte no mar, conforme normas CONAMA;
• Tratamento de gás – remoção de gases ácidos e desidratação, que visa a
especificação para exportação;
• Tratamento de água do mar para injeção – sistema responsável pela
recuperação secundária de petróleo do reservatório.
PROCESSAMENTO PRIMÁRIO DE PETRÓLEO
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O que é petróleo?
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• Do latim Petra (pedra) e Oleum (óleo);
• Substância líquida mineral, mistura de hidrocarbonetos, de
coloração escura, cheiro pouco agradável, insolúvel em água,
solúvel em álcool absoluto, nas essências e óleos, que aparece
alojada em rochas sedimentares (arenito, areia, argila, calcário) –
Dicionário Michaelis.
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Do poço ao posto: a cadeia de produção de petróleo e 
derivados.
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Cadeia de produção de petróleo e derivados.
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIO DE PETRÓLEO
Exploração dos 
campos
Perfuração e 
completação de 
poços
Produção
Transporte
Processamento 
/ refino
Distribuição / 
revenda
Upstream
Downstream
Como é formado o petróleo?
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• O petróleo, conforme a teoria da origem orgânica, é formado pela
decomposição de grandes quantidades de material orgânica;
• Sob ação de pressão e calor gera misturas de compostos
constituídos majoritariamente por moléculas de carbono e
hidrogênio – os hidrocarbonetos;
• O processo geológico de formação do petróleo depende
essencialmente de 3 (três) tipos de rocha: rocha geradora ou
matriz; rocha reservatório e rocha capeadora.
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Como é formado o petróleo?
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• Rocha geradora ou matriz:
Rocha que tem as condições ideais para que a matéria orgânica,
sedimentada ao longo dos milhões de anos, sofra a reação necessária
para gerar hidrocarbonetos;
• Rocha reservatório:
Rocha que possui condições de porosidade adequadas para acumular
petróleo;
• Rocha capeadora:
Rocha impermeável que cerca a rocha reservatório, trapeando o óleo
no reservatório e gerando as acumulações/jazidas comerciais;
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Como está o petróleo no reservatório?
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Dependendo da pressão e do local em que se encontra o petróleo
acumulado, é comum encontrar o gás natural ocupando as partes mais
altas do interior do reservatório, e o petróleo (óleo) e a água salgada
ocupando as parte mais baixas.
Essa distribuição é função da diferença de densidade e da
imiscibilidade entre as fases.
PROCESSAMENTO PRIMÁRIO DE PETRÓLEO
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Como está o petróleo no reservatório?
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Por conta da configuração dos diferentes fluidos no reservatório e das
condições necessárias para a produção, não apenas petróleo e gás são
produzidos, mas também água e sedimentos em quantidades variadas.
Via de regra nenhuma destas fases é produzida isoladamente. Assim,
o gás é produzido em quantidade e composição variada e percorre as
tubulações de produção como bolhas arrastadas no óleo.
Alternativamente, gotículas de óleo podem ser arrastadas como névoa
no gás.
A água de formação pode ser levada pelo gás na forma de vapor.
Quando no estado líquido, pode ser produzida como água livre,
dissolvida ou emulsionada como gotículas dentro do óleo. Mesmo a
água livre separada, além dos sais presentes, contém sedimentos,
gases dissolvidos e óleo arrastado.
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Definições fundamentais
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• Emulsões água em óleo e óleo em água:
Uma emulsão é a mistura de dois líquidos imiscíveis, sendo um dos
quais disperso no outro, sob a forma de gotículas, que mantém-se
estabilizada pela ação de agentes emulsificantes.
Há, de um modo geral emulsões de dois tipos: óleo em água (O/A),
onde há óleo disperso na água, que é a fase contínua; e emulsões do
tipo água em óleo (A/O), onde há água dispersa no óleo, que é a fase
contínua nesse caso.
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Definições fundamentais
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• Agentes emulsificantes:
Substâncias cujas moléculas têm uma parte constituída de
heteroátomos com afinidade pela água (polar) e uma maior parte com
afinidade pelo óleo (apolar).
Devido a essa maior afinidade, a parte hidrofílica tende a migrar para
a superfície da gotícula de água, enquanto a maior parte (hidrofóbica)
tende a permanecer no óleo.
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Definições fundamentais
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• Basic Sediment and Water (BSW):
Avaliação do teor de água emulsionada no petróleo, de acordo com a
ASTM D96, expresso em porcentagem em volume. Ou seja, é a razão
entre o volume total de água mais sedimentos e o volume total da
amostra.
• Razão Água Óleo (RAO):
É o quociente entre a vazão instantânea de água pela vazão
instantânea de óleo estabilizado*, ambas medidas em condições
padrão de superfície.
*Óleo estabilizado = óleo separado da água e gás na condição padrão
de superfície.
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Definições fundamentais
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• Razão Gás Óleo:
É o quociente entre a vazão instantânea de gás e a vazão instantânea
de óleo, ambas medidas nas condições padrão de superfície.
Condições padrão de superfície: são condições definidas pela ANP.
Equivalem, aproximadamente, às chamadas condições standard norte-
americanas.
Condições básicas no Brasil (ANP): 1 atm e 20 °C
Condições standard nos EUA: 14,7 psia (1 atm) e 60 °F (15,5 °C)
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Definições fundamentais
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• Fator Volume de formação do óleo:
Razão entre o volume que a fase líquida (óleo + gás dissolvido) ocupa
em condições de P e T quaisquer (reservatório) e o volume que
permanece em fase líquida nas condições básicas (superfície).
• Teor de Óleos e Graxas (TOG):
É a razão entre a massa de óleos e graxas e o volume de amostra.
Pode ser dito também como o teor de oleosidade na água medido
através de espectofotometria ou gravimetria. Essa análise é realizada
geralmente na água produzida.
PROCESSAMENTO PRIMÁRIO DE PETRÓLEO
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Definições fundamentais
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• Recuperação primária e secundária de petróleo:
Recuperação primária de petróleo é a simples produção por depleção
(redução da pressão estática) e consequente diminuição do potencial
de produção do reservatório.
Recuperação secundária são métodos que visam mitigar a depleção e
manter o potencial de produção dos poços em patamares elevados.
Podemos citar os seguintes métodos: injeção de água do mar; injeção
de gás natural e injeção de vapor.
PROCESSAMENTO PRIMÁRIO DE PETRÓLEO
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Arranjo geral das instalações de superfície
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Porque dar ênfase à produção offshore?
• A área offshore é a que mais cresce no setor de petróleo e gás
nacional, impulsionados principalmentepelas descobertas na Bacia
de Santos;
• O processamento primário nas áreas onshore são bem simples, já
que não possuem a limitação de espaço e peso;
• A produção atual de petróleo offshore é em torno de 10 vezes
maior.
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Arranjo geral das instalações de superfície
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIO DE PETRÓLEO
Arranjo da cadeia de produção de petróleo.
Arranjo geral das instalações de superfície
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Área Classificada: Área na qual uma atmosfera explosiva de gás está
presente ou na qual é provável sua ocorrência, a ponto de exigir
precauções especiais para a instalação de equipamentos elétricos.
• Zona 0: Região onde uma atmosfera explosiva de gás está
continuamente presente ou por longos períodos. Ex: interior de um
tanque;
• Zona 1: Região onde uma atmosfera explosiva de gás tem
possibilidade de ocorrer em condições normais de operação. Ex:
imediações de uma válvula;
• Zona 2: Região onde uma atmosfera explosiva de gás não é
provável ocorrer em condições normais de operação, porém se
ocorrer, será por breve período. Ex: área geral da planta de
processo;
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Arranjo geral das instalações de superfície
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• Evidentemente a região segura da plataforma, deve ficar em área
não classificada (casario, piscina, churrasqueira...)
• A maior parte da planta de processo fica em área classificada.
• Sistemas de utilidades podem ficar em ambas as áreas, a depender
do risco que apresentem.
• Todo equipamento empregado em área classificada deve ser
aprovado para uso em ambientes explosivos, de acordo com as
normas e classificações pertinentes.
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Arranjo geral das instalações de superfície
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• Orientação da Unidade:
“A orientação da Unidade deve ser definida pelo projeto em função
da direção dos ventos predominantes, dos equipamentos da unidade
de produção, heliponto, lança do queimador. As faces que contêm os
guindastes, para transbordo de carga, devem ser posicionadas de
acordo com as condições predominantes de mar.”
PROCESSAMENTO PRIMÁRIO DE PETRÓLEO
Guilbert Lima Ayub: Versão: 01 23/09/2014
Acidente com a plataforma MHN – Mar da
Índia: Colisão de rebocador na jaqueta
da plataforma, rompendo risers.
Arranjo geral das instalações de superfície
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• Arranjo de equipamentos:
“As instalações de equipamentos de menor risco devem ser dispostas
na área mais a montante dos ventos predominantes, evoluindo
progressivamente para os de maior risco, que devem estar na área a
jusante dos ventos predominantes, de forma a manter os alojamentos
e equipamentos de menor risco recebendo ventos de áreas seguras,
isentos de gases e efluentes do processo de combustão em geral.”
PROCESSAMENTO PRIMÁRIO DE PETRÓLEO
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Arranjo geral das instalações de superfície
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• Arranjo de equipamentos:
“Não devem ser instalados tanques ou vasos interligados ao
processamento de óleo, gás ou água no interior de colunas, de
“pontoons” ou de outros ambientes confinados, independente do que
estiver estabelecido em quaisquer outros critérios, normas, regras ou
regulamentos internacionais.”
PROCESSAMENTO PRIMÁRIO DE PETRÓLEO
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Arranjo geral das instalações de superfície
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• Trens de produção:
Na maioria dos projetos, os equipamentos de separação e tratamento
de óleo estão divididos em dois “trens de produção” (trem A e trem
B). Ambos os trens são idênticos e têm a finalidade de dividir em duas
correntes o fluido a ser processado. Cada trem processa 50% da
capacidade total da planta.
• Trem de produção único: Maior risco de perda de produção (parada
de 100 %), mas prevê equipamentos críticos em standby;
• Dois trens de produção: Menor risco de perda de produção (parada
de 50 %), mas possui custos de construção maiores.
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Arranjo geral das instalações de superfície
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Fotografia de um FPSO mostrando a simetria dos dois trens de produção:
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIO DE PETRÓLEO
Conexões de importação e exportação de fluidos
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• Recebimento da produção:
Na chegada à plataforma os risers de produção são conectados aos
suportes de fixação, através dos quais ficam suspensos. Em um FPSO
ancorado através de spread mooring os risers são conectados em um
dos bordos da plataforma.
PROCESSAMENTO PRIMÁRIO DE PETRÓLEO
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Conexões de importação e exportação de fluidos
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No caso de FPSO’s ancorados por turret, os risers chegam à plataforma pelo 
interior do turret.
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Conexões de importação e exportação de fluidos
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIO DE PETRÓLEO
Em plataformas SS os risers são conectados através do spider deck, uma 
estrutura abaixo do convés principal que contém os equipamentos de conexão.
Conexões de importação e exportação de fluidos
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Recebimento da produção:
• O controle da vazão dos fluidos produzidos pelo poço é feito
através das válvulas choke.
• Após a válvula choke, os fluidos são direcionados ao manifold de
produção.
• A função do manifold é permitir o alinhamento dos diferentes
poços para os coletores (headers) de produção do trem A, trem B
ou para o separador de teste.
• Dessa forma, pode-se escolher quais poços serão alinhados para
cada trem de produção.
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Conexões de importação e exportação de fluidos
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Sistema de lançamento e recebimento de PIG:
• Sistema que permite o envio e chegada à UEP de raspadores
(PIG’s) que são utilizados para inspecionar e manter limpos os
oleodutos e gasodutos conectados à unidade.
PROCESSAMENTO PRIMÁRIO DE PETRÓLEO
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Pipeline Inspection Gauge (PIG):
• Ferramenta enviada através de um duto,
impulsionada pelo próprio fluido do duto
ou por fluidos especiais com finalidades
de: inspeção; limpeza ou tampão para
separação de fluidos diferentes.
Conexões de importação e exportação de fluidos
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIO DE PETRÓLEO
A depender da função, os PIG’s podem apresentar formatos variados.
Conexões de importação e exportação de fluidos
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIO DE PETRÓLEO
Remoção de parafina através da passagem de PIG.
Introdução
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FIM
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