Aula 07 Mecanismos de produção dos reservatórios de petróleo

Prévia do material em texto

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.