Tratamento de água do mar para injeção

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Processamento primário de petróleo
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Tratamento de água para injeção
Guilbert Lima Ayub: Versão: 01 23/09/2014
Tratamento de água do mar para injeção 
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Objetivos da injeção de água:
 Manter a energia interna do reservatório, através da reposição do
fluido produzido (petróleo) por outro (água do mar e/ou água
produzida);
 Fazer a varredura do reservatório;
 Aumentar a recuperação de petróleo.
PROCESSAMENTO PRIMÁRIO DE PETRÓLEO
Guilbert Lima Ayub: Versão: 01 23/09/2014
Tratamento de água do mar para injeção 
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIO DE PETRÓLEO
Guilbert Lima Ayub: Versão: 01 23/09/2014
CAMPO DE MARLIM - FATOR DE RECUPERAÇÃO
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COM INJEÇÃO DE ÁGUA
DEPLEÇÃO
CAMPO DE MARLIM - FATOR DE RECUPERAÇÃO
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COM INJEÇÃO DE ÁGUA
DEPLEÇÃOSEM INJEÇÃO DE ÁGUA
Fator de recuperação de um campo com e sem injeção de água.
Tratamento de água do mar para injeção 
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIO DE PETRÓLEO
Guilbert Lima Ayub: Versão: 01 23/09/2014
Volume de óleo recuperado em um campo com e sem injeção de água.
Tratamento de água do mar para injeção 
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Objetivos do tratamento da água para injeção:
 Evitar Tamponamento da formação devido à precipitação de sais,
sólidos suspensos e partículas com consequente perda de
injetividade e produção de petróleo;
 Evitar danos aos equipamentos, linhas e coluna de injeção, devido
à ação de agentes corrosivos;
 Evitar acidificação do reservatório (formação de H2S).
PROCESSAMENTO PRIMÁRIO DE PETRÓLEO
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Tratamento de água do mar para injeção 
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Requisitos para injeção de água:
 Baixo teor de sólidos suspensos, TSS;
 Baixa contagem de partículas, NP, com potencial de
tamponar o reservatório, faixa de diâmetro de 5 a 400 mm;
 Baixo teor de óleo e graxas, TOG, no caso de reinjeção.
 Baixa contagem de bactérias, BANHT e BRS;
 Ausência de gases dissolvidos (O2,CO2,H2S), TOD e TSS;
 Compatibilidade com a água da formação;
 Não incrustar nas condições de operação;
 Não causar inchamento de argilas;
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Tratamento de água do mar para injeção 
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Porblemas da interação água de injeção – água de formação:
 Água do mar é rica em sulfato, 2.800ppm;
 Água da formação pode ser rica nos cátions Bário, Estrôncio, e
Cálcio.
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Tratamento de água do mar para injeção 
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Porblemas relacionados à presença de bactérias:
 Plugueamento do reservatório;
 Corrosão de linhas e coluna de injeção, devido ao seu metabolismo
gerar H2S;
 Acidificação do reservatório, consumo de sulfato gerando H2S;
 Redução na qualidade de óleo produzido, devido ao cadeias
lineares de HC pelas bactérias, e do gás produzido devido à
geração de H2S.
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Tratamento de água do mar para injeção 
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIO DE PETRÓLEO
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Problemas relacionados à presença de bactérias na água de injeção.
Corrosão sob depósito
DeposiçãoCorrosão
Biofilme
Tratamento de água do mar para injeção 
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIO DE PETRÓLEO
Guilbert Lima Ayub: Versão: 01 23/09/2014
Diagrama de blocos do tratamento de água de injeção mais 
utilizado na atualidade.
DISTRIBUIÇÃO
DESAERAÇÃO
CAPTAÇÃO
BOMBEIO 
AUXILIAR
FILTRAÇÃO 
GROSSA
BOMBEIO 
PRINCIPAL
POÇOS 
INJETORES
URS
FILTRAÇÃO 
DE 
POLIMENTO
Tratamento de água do mar para injeção 
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIO DE PETRÓLEO
Guilbert Lima Ayub: Versão: 01 23/09/2014
Diagrama de blocos do tratamento de água de injeção com URS.
VACCUM PUMPS
2 X 100% 
COARSE 
FILTERS
3 X 50% 
CARTRIDGE 
FILTERS
1 X 100% 
DEAREATOR
6 X 
16.7% SR 
TRAIN
P
R
E
-
T
R
E
A
T
M
E
N
T
 
D
U
M
P
BIOCID
E
SB
S
ANTI-SCALE
NON-
OXIDISING 
BIOCIDE
B
IO
C
ID
E
 X
 
2
4 X 33% 
SR 
BOOSTE
R 
PUMPS
INJECTION 
WATER
Tratamento de água do mar para injeção -
Eletrocloração
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIO DE PETRÓLEO
Guilbert Lima Ayub: Versão: 01 23/09/2014
Injeção de hipoclorito na captação a fim de evitar a formação de
“cracas” e microorganismos, atua como bactericida no trecho aerado
do tratamento.
Geração de hipoclorito in situ com teor de cloro livre na água captada
de 0,6 a 1,0 ppm.
 
CAIXA DE 
MAR 
eletroclorador 
hipoclorito 
(NaClO) 
hipoclorito para 
outras aplicações 
filtro cesta de 
500 m 
 
Tratamento de água do mar para injeção – Filtração
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIO DE PETRÓLEO
Guilbert Lima Ayub: Versão: 01 23/09/2014
A filtração tem início logo após a captação, onde se encontram filtros
de malhas metálicas de 200, 500 ou 1000 µm.
A água captada segue para o topside da plataforma, onde passa pelo
primeiro sistema de filtração, geralmente utilizando filtros
autolimpantes. Essa filtração mais grosseira vai depender do projeto
da unidade.
Podemos ter um (1) ou dois (2) estágios de filtração grossa.
Atualmente os projetistas optam por apenas um (1) estágio de
filtração grossa de 25 µm.
Entretanto, há plataformas com apenas um (1) estágio de filtração
grossa de 80 µm e com dois estágios de filtração, o primeiro de 80 µm
e o segundo de 25 µm.
Tratamento de água do mar para injeção - Filtração
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIO DE PETRÓLEO
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Filtros grossos autolimpantes ou Coarse filters.
Tratamento de água do mar para injeção - Filtração
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIO DE PETRÓLEO
Guilbert Lima Ayub: Versão: 01 23/09/2014
Após a filtração grossa, há a necessidade de um maior polimento da
água do mar. Para isso são utilizados filtros do tipo cartucho absoluto,
geralmente de polietileno ou polipropileno.
Existem duas principais tecnologias de elementos cartucho:
 Filtração interna -> externa;
 Filtração externa -> interna.
A orientação do vaso poderá variar também, podendo ser encontrado
vaso vertical e horizontal. Entretanto, há uma preferência atual por
vasos do tipo horizontal, pela facilidade de troca dos elementos
filtrantes.
Em projetos que não possuem URS é comum que essa etapa ocorra
após a desaeração e siga para injeção.
Tratamento de água do mar para injeção - Filtração
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PROCESSAMENTOPRIMÁRIO DE PETRÓLEO
Guilbert Lima Ayub: Versão: 01 23/09/2014
Filtros do tipo cartucho, horizontais e verticais.
Tratamento de água do mar para injeção - Remoção de 
sulfato
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIO DE PETRÓLEO
Guilbert Lima Ayub: Versão: 01 23/09/2014
A depender do projeto, a água do mar filtrada pode seguir para a URS
ou desaeradora (a desaeradora pode ser a montante ou jusante da
URS).
Na URS, a água filtrada passa por membranas de dessulfação que
reduzem o teor de sulfato para 100 a 50 ppm. O processo de
dessulfatação é através da nanofiltração, e a membrana possui alta
tecnologia para repelir os íons sulfato.
Durante o processo são produzidas duas correntes, o permeado, com
baixo teor de sulfato, e o rejeito, alto teor de sulfato. A fração
permeado alimentação é de 50%.
A maioria dos projetos adota mais de um estágio de dessulfatação
com o objetivo de aumentar a fração global de permeado. Dessa
forma, o rejeito do primeiro estágio é enviado como alimentação do
segundo estágio.
Tratamento de água do mar para injeção – Remoção de 
sulfato
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIO DE PETRÓLEO
Guilbert Lima Ayub: Versão: 01 23/09/2014
Unidades de remoção de sulfato (URS) e membrana de remoção de sulfato.
Tratamento de água do mar para injeção - Remoção de 
sulfato
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIO DE PETRÓLEO
Guilbert Lima Ayub: Versão: 01 23/09/2014
Vantagens:
Operação em condições brandas de T e P;
Modular;
Acoplamento simples com processo convencionais;
Não há mudança de fase dos fluídos = economia de energia
Limitações:
Seletividade e fluxo reduzidos;
Susceptibilidade à incrustação;
Limitada resistência química das membranas. Existem estudos de
fornecedores em andamento no sentido de aumentar a resistência das
mesmas a agentes químicos com maior potencial oxidante, tais como
cloro e THPS.
Tratamento de água do mar para injeção - Desaeração
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIO DE PETRÓLEO
Guilbert Lima Ayub: Versão: 01 23/09/2014
Unidades de remoção de sulfato (URS) e membrana de remoção de sulfato.
O sistema de injeção possui uma desaeradora a jusante ou montante
dos trens de membranas.
A sua função é baixar os níveis de Oxigênio dissolvido para
concentrações na faixa de 10ppb.
A redução da concentração de Oxigênio dissolvido minimiza corrosão
no sistema de injeção, além de evitar a proliferação de bactérias
aeróbicas no poço e no reservatório.
A desaeradora opera por gas stripping com razão gás/água = 0.7-1.0
(kg/m3) ou por bombas à vácuo.
Tratamento de água do mar para injeção 
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIO DE PETRÓLEO
Guilbert Lima Ayub: Versão: 01 23/09/2014
Unidades de remoção de sulfato (URS) e membrana de remoção de sulfato.
Tratamento de gás natural
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FIM
Guilbert Lima Ayub: Versão: 01 23/09/2014