Aula 4 Propriedades dos fluidos Parte 1

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PROPRIEDADES DOS 
FLUIDOS 
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Prof. Patricia Braga 
Disciplina: Engenharia de Petróleo e Gás 
2 
 servem para informar o comportamento dos 
reservatórios. 
 devem ser obtidas de forma experimental, 
porém podem ser correlacionadas com equações 
de estado. 
Propriedades dos fluidos 
Mateus Coelho
Nota
Pressão, Temperatura e Volume.
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 Petróleo: mistura de HC’s naturais que pode ser encontrada 
no estado sólido, líquido ou gasoso a depender das condições 
de pressão e temperatura. 
 Petróleo pode ocorre em uma única fase ou em mais de uma 
fase em equilíbrio. 
 Em uma mesma acumulação de petróleo, as características 
físico-químicas dos fluidos podem variar de ponto para ponto, 
pois dependem das condições de pressão dentro do 
reservatório. 
Propriedades dos fluidos 
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 Óleo: parte que permanece no estado líquido quando uma 
mistura líquida de HC’s é levada das condições de 
reservatório para as condições de superfície. 
 Gás Natural: nome dado a misturas de HC’s que, quando 
estão nas condições de superfície se apresentam na forma 
gasosa. No reservatório estas misturas podem se apresentar 
tanto na forma gasosa como dissolvidas no óleo. 
Propriedades dos fluidos 
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 está baseado nas constantes condições de 
pressão e temperatura que as misturas são 
submetidas tanto para o material que está sendo 
retirado e trazido até a superfície como para o 
material que permanece na rocha. 
Comportamento de fases 
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Comportamento de fases – substância pura 
Figura 1. Vaporização de uma substância pura. 
1. Aumento contínuo de T 
até o ponto 2. 
2. Início da vaporização 
(temperatura de ebulição = 
ponto de ebulição = ponto 
de bolha). 
3. Pequena porção de 
substância no estado 
líquido. P e T iguais ao 
estágio 2. 
4. Aumento de T com vapor 
superaquecido. 
7 
Comportamento de fases – substância pura 
Figura 2. Diagrama de fase de uma 
substância pura. 
 Ponto crítico: maior valor 
de pressão em que as duas 
fases coexistem. 
 Cada substância possui 
seu diagrama de fase. 
 Ponto de bolha = Ponto 
de Orvalho (Pontos 2 e 3). 
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Comportamento de fases – substância pura 
Figura 3. Diagrama pressão versus volume 
de uma substância pura. 
 Linha EFGH: vaporização da 
substância a T1. 
 Ponto F: ponto de bolha 
 Ponto G: ponto de orvalho 
 Encontro das linhas FC e GC: 
região de duas fases. 
 Linha FCG: envelope de fases 
ou envoltória. 
 
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Comportamento de fases – mistura 
Figura 4. Vaporização de uma mistura. 
1. Aumento contínuo de T 
até o ponto 2. 
2. Início da vaporização 
(temperatura de ebulição = 
ponto de ebulição = ponto 
de bolha). 
3. Aumento da T para 
permitir que as moléculas 
mais pesadas se vaporizem. 
4. Aumento de T com vapor 
superaquecido. 
Mateus Coelho
Nota
T2 < T3
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Figura 5. Diagrama de fase de uma mistura. 
 Ponto de bolha  Ponto 
de orvalho 
Comportamento de fases – mistura 
11 Figura 6. Diagrama de fase de uma mistura. 
Comportamento de fases – mistura 
Maior T que as 
duas fases 
coexistem 
Maior P que 
as duas fases 
coexistem 
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Tipos de Reservatórios de Petróleo 
 Acumulações de petróleo podem se apresentar 
totalmente líquidas, totalmente gasosas ou ainda com 
uma parte líquida e uma parte gasosa em equilíbrio. 
 Tipos de reservatório: 
 reservatório de óleo 
 reservatório de gás 
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Reservatórios de Óleo 
 Dependendo da posição que ocupa no diagrama de 
fase, a mistura líquida pode receber o nome de: 
 óleo saturado em gás ou óleo saturado 
 óleo subsaturado 
Mateus Coelho
Nota
Óleo Saturado em Gás ou não: Quando uma pqna variação de pressão leva a uma vaporização da mistura. nullnullÓleo subsaturado: para ocorrer vaporização deve-se reduzir a pressão até o ponto de bolha para que a mistura comece a ser vaporizada. 
14 Figura 7. Reservatório de óleo. 
Óleo saturado 
Reservatórios de Óleo 
Óleo subsaturado 
Curva RS: comportamento 
do fluido desde as 
condições iniciais do 
reservatório até as 
condições de superfície. 
60% HC’s líquidos e 40% 
de HC’s gasosos. 
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Reservatórios de Óleo 
 Em decorrência da liberação de gases da passagem 
das condições de reservatório para as condições de 
superfície, o óleo pode ser: 
 óleo de alta contração ou óleo volátil: libera 
grandes quantidades de frações leves 
 óleo de baixa contração: libera pequenas 
quantidades de frações leves 
16 Figura 8. Reservatórios de óleo (a) alta contração e (b) baixa contração. 
Reservatórios de Óleo 
(a) (b) 
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Reservatórios de Gás 
 Contém mistura de HC’s que se encontra no estado 
gasoso nas condições de reservatório. 
 Podem ser: 
 reservatórios de gás seco 
 reservatórios de gás úmido ou de gás 
condensado 
 reservatórios de gás retrógrado 
Mateus Coelho
Nota
Reservatorio de Gas Seco: Quando apos redução da pressão não ocorre formação de frações liquidas ou a quantidade de liquido é desprezível.nullnullGas Umido/Condensado: Quando apos redução da pressão ocorre a formação de frações liquidas economicamente viaveis.nullnullGas Retrogrado: Quando a temperatura do reservatório está entre a temperatura crítica e a nullcricondenterma. 
18 Figura 9. Reservatórios de gás (a) seco e (b) úmido. 
Reservatórios de Gás 
(a) (b) 
19 Figura 10. Reservatório de gás retrógrado. 
Reservatórios de Gás Retrógrado 
 Temperatura do reservatório entre Tc e 
Cricondenterma. 
 Ao produzir fluido, a pressão vai se 
reduzindo, mantendo a temperatura 
constante até chegar ao ponto 1. 
 Diminuindo a pressão, a quantidade 
de líquido aumenta até atingir um valor 
máximo, até que o líquido começa a 
retornar para a fase vapor. 
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Reservatórios de Gás Retrógrado 
O fenômeno de condensação retrógrada é 
o fato de uma redução de pressão causar 
a condensação de um gás, quando o que 
se espera são vaporizações de líquidos. 
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Classificação de Reservatórios de Petróleo 
RGL: razão gás/líquido de produção 
Std: volumes medidos nas chamadas condições-standard ou padrão de pressão e 
temperatura. Nos EUA, por exemplo, são 14,7 psia e 60 ºF, enquanto no Brasil as 
condições-básicas são de 1 atm e 20 ºC. 
Reservatório Quantidade de RGL (m3 std/m3 std) 
Óleo RGL  900 
Gás Condensado 900 < RGL < 18.000 
Gás Seco RGL ≥ 18.000 
Tabela 1. Tipos de reservatórios a partir da RGL. 
22 Figura 11. Envoltória p versus T típica de uma mistura de hidrocarbonetos. 
Classificação de Reservatórios de Petróleo 
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Figura 12. Reservatório de óleo com capa de gás. 
Reservatórios de Petróleo 
24 
Figura 13. Reservatório de gás. 
Reservatórios de Petróleo 
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Propriedades Básicas dos Fluidos 
 Volume molar: 
 volume ocupado por 1 mol de substância 
 No Brasil: 1 mol-g ocupa 22,4 L e nos EUA: 
1 mol-lb ocupa 379 ft3. 
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Propriedades Básicas dos Fluidos 
 Coordenadas reduzidas: 
 
 
 
 
pc, Tc e Vc são pressão, temperatura e volume críticos 
de um fluido, respectivamente. 
c
r
p
p
p 
c
r
T
T
T 
c
r
V
V
V 
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Propriedades Básicas dos Fluidos 
 Compressibilidade Isotérmica: 
 variação fracional de volume do fluido por 
variação unitária de pressão. 
 
 
 
admitindo qua a T do fluido é constante. 
p
c





1