Elevacao Escoamento De Petroleo Elevacao Artificial

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Elevação e Escoamento de Petróleo 
Adolfo Puime Pires (puime@lenep.uenf.br)
André Duarte Bueno (bueno@lenep.uenf.br)
 
 
 
Gas Lift
Sumário
● Gas-Lift - Tipos GLC, GLI
● Gas-Lift - Sistemas 
● Gas-Lift - Tipos de instalações
● Gas-Lift - Válvulas 
● Gas-Lift - Descarga de um poço
● Gas-Lift - Contínuo
● Gas-Lift – Intermitente
● Gas-Lift - Comparação entre métodos
 
 
Gas-Lift – O que é?
•Quando ocorre?
● Quando a elevação natural não é mais suficiente para produção
•Força motriz?
● Utiliza a energia do gás comprimido para elevar fluidos (óleo e/ou água) 
para a superfície.
•Vantagens?
● Ampla faixa de vazões (1-1700m³/dia)
● Altas profundidades (até 2600m)
● Adequado para poços com alto teor de areia
● Elevada RGL
● Baixos investimentos
 
 
Gas-Lift – O que é?
•.
 
 
Gas-Lift – O que é?
•.
 
 
Gas-Lift - Tipos
● GLC - Gas Lift Contínuo: 
● funcionamento similar à elevação natural,
gaseifica a coluna de fluidos, do ponto de injeção até a superfície,
de forma contínua injetando gás a alta pressão
● com o aumento da quantidade de gás na coluna ocorre uma
redução na densidade dos “fluidos” da coluna, uma redução na pressão
no fundo do poço, e consequente aumento de vazão. 
● Aumento do gás → diminuição do gradiente médio
● Controle de injeção no poço → regulador de fluxo 
 
 
Gas-Lift - Tipos
● GLI - Gas Lift Intermitente: 
● desloca a coluna de fluidos através da injeção de golfadas de 
gás a alta pressão
● é executada de forma cíclica, e controlada por um intermitor de ciclo
e uma válvula
● tempos bem definidos
 
 
Gas-Lift - Sistemas
• (1) Compressores
• (2) Controle de 
injeção 
de gás (superfície)
• (3) Controle de 
injeção 
de gás (fundo)
• (4) Separação e 
armazenamento 
(4)
(1)
(2)
(3)
 
 
Gas-Lift - Sistemas
• (1) Compressores
• (2) Controle de 
injeção 
de gás (superfície)
• (3) Controle de 
injeção 
de gás (fundo)
• (4) Separação e 
armazenamento 
(4)
(1)
(2)
(3)
 
 
Gas-Lift - Tipos de Instalações
 
 
Gas-Lift – Instalações – Qual escolher?
• Tipo de gas lift
GLC ou GLI
• Tipo de completação 
do poço
• Possibilidade de 
produção de areia
• Comportamento 
futuro da IPR
• Poços no mar (custo 
elevado intervenções)
 
 
• Instalação aberta:
● Coluna suspensa
● sem packer
● sem válvula de pé
• Uso de instalação aberta:
● Quando é impossível descida de packer
● Poços com boa produtividade e elevada 
pressão de fundo
● Um selo de fluido no fundo do poço 
evita que o gás atinja extremidade 
da coluna de produção
Gas-Lift – Instalação Aberta
 
 
• Instalação semifechada:
● com packer para vedar
o espaço anular
● sem válvula de pé
•Uso de instalação semifechada:
● GLC ou GLI
•Vantagens:
● sem retorno para o anular
● nível de fluido no anular 
constante
Gas-Lift – Instalação Semi fechada
 
 
• Instalação fechada:
● com packer
● com válvula de pé
|
•Uso de instalação fechada:
● GLI
● sem retorno para o anular
● nível de fluido no anular 
constante
● a válvula de pé impede
que o gás entre no 
reservatório
Gas-Lift – Instalação Fechada
 
 
Gas-Lift - Válvulas
• O que são?
● Válvulas reguladoras de pressão
•Onde são instaladas?
● Instaladas entre a coluna e o
revestimento em profundidades
determinadas
•Uso
● Facilitar a descarga do poço, i.e
retirada do fluido de amortecimento
● Controlar o fluxo de gás do anular
para coluna
 
 
•Tipos?
● Válvulas de descarga e GLI
● Insertáveis, podem ser retiradas e
recolocadas com cabos, sem 
retirar a coluna
● Ficam alojadas dentro de mandris
● São operadas por pressão no anular
● Quando a pressão do gás fica
acima da pressão do nitrogênio
a válvula se abre
● Calibradas com nitrogênio
● Insertável de orifício
● Não possui partes móveis
● Usada em GLI
Gas-Lift - Válvulas
 
 
Gas-Lift - Descarga de um Poço
• Processo continuo e lento que envolve a injeção de gás para retirar o fluido 
de amortecimento da coluna e/ou anular para colocar o poço em produção
 Fase A: 
válvulas abertas,
líquido entra na 
coluna
● Fase B: 
fechamento da primeira
● Fase C: 
fechamento da segunda
● Fase D: 
abertura da última
válvula (operadora) 
e fechamento 
das demais
●
 
 
Gas-Lift - Descarga de um Poço
•O dimensionamento de uma
instalação de gas-lift é feita 
usando-se simuladores.
●Parâmetros: 
● profundidades, 
● pressões de calibração, 
● volumes de gás,
● vazões de líquido, 
● pressões na cabeça, 
● pressões no fundo do poço, 
● etc..
 
 
● Gas Lift Contínuo - GLC : 
● funcionamento similar à elevação natural,
gaseifica a coluna de fluidos, do ponto de injeção até a superfície,
de forma contínua, injetando gás a alta pressão
● com o aumento da quantidade de gás na coluna ocorre uma
redução na densidade dos “fluidos” da coluna, uma redução 
na pressão no fundo do poço, e consequente aumento de vazão
● Aumento do gás → diminuição do gradiente médio
● Controle de injeção no poço → regulador de fluxo 
Gas-Lift Contínuo - GLC 
 
 
Gas-Lift Contínuo - GLC 
 
 
Gas-Lift Contínuo - GLC 
•Diagrama de 
pressões
de um poço 
produzindo
por gas-lift 
contínuo.
 
 
( )vofbvofawhw LDGLGPP −++=
Assumindo gradientes médios acima e abaixo do ponto de injeção,
teremos:
Pw - pressão de fluxo no
 fundo do poço
Pwh - pressão de fluxo na
cabeça do poço
Gfa - gradiente dinâmico 
médio acima do ponto de 
injeção de gás
Gfb - gradiente dinâmico médio 
abaixo do ponto de injeção de gás
Lvo - profundidade da válvula 
operadora
D - profundidade dos canhoneados
Gas-Lift Contínuo - GLC 
 
 
● Limite econômico
● A produção depende de
uma série de parâmetros:
● Características do reservatório
● Características da completação
● Dimensionamento do sistema
de gas-lift.
● Custos operacionais.
● A figura mostra que existe 
um intervalo cujo uso
de gas-lift é econômico.
Gas-Lift Contínuo - GLC 
 
 
● desloca a coluna de fluidos 
através da injeção de 
golfadas de 
gás a alta pressão
● é executada de forma cíclica, e 
controlada por um intermitor de 
ciclo e uma válvula
● o gás passa pela válvula 
operadora, e eleva os fluidos
em tempos bem definidos
Gas-Lift Intermitente - GLI 
 
 
Gas-Lift 
Intermitente 
- GLI 
 
 
Gas-Lift Intermitente - GLI 
●Um ciclo de intermitência corresponde às 
fases que ocorrem para elevação de uma 
golfada de fluido até a superfície.
● Defini-se tempo de ciclo como o tempo
decorrido entre duas aberturas 
consecutivas da válvula operadora
(de minutos até horas), é dividido
em três períodos:
 
 
Gas-Lift Intermitente - GLI 
● a) Período de alimentação
● Controlador e válvula de 
injeção fechados
● Alimentação da coluna com 
fluido do reservatório
(válvula de pé aberta)
 
 
Gas-Lift Intermitente - GLI 
● b) Período de injeção/elevação
● Intermitor e 
válvula operadora abertos, 
válvula de pé fechada 
(evita injeção 
do fluido no reservatório)
● Deslocamento da golfada de
líquido em direção a superfície
 
 
Gas-Lift Intermitente - GLI 
● c) Período de redução da pressão
● Válvula intermitora fechada, 
e de pé aberta
● Com a redução da pressão
a válvula de pé se fecha
● Válvula de pé fechada até
despressurização da coluna
 
 
• Durante a elevação de uma golfada para a superfície ocorrem 
dois fenômenos que diminuem a eficiência do método:
 
• Perda por escorregamento: 
● Fração de líquido não produzido, varia de 1,5 a 2% 
a cada 100 m de elevação
• Perdapor penetração do gás: 
● Gás que entra na golfada, provocando a perda por 
escorregamento
• Nota: Técnicas operacionais tentam reduzir estas perdas criando 
uma interface entre o gás e o líqiudo
Gas-Lift Intermitente - GLI 
 
 
A vazão de um poço com GLI é função do número de ciclos 
e do volume por golfada. 
Tempo mínimo de um minuto para cada 100m de elevação
A ciclagem diária máxima é dada por
onde:
Nmáx - ciclagem máxima de um poço por GLI (ciclos/dia)
Lvo - profundidade da válvula operadora (m)
A vazão máxima é dada por:
onde:
qmáx - vazão máxima esperada para um poço por GLI
Vgf - volume da golfada produzida na superfície
( )100
1440
vo
máx L
N =
gfmáxmáx VNq =
Gas-Lift Intermitente - GLI 
 
 
Volume de cada golfada:
( ) 


−
−
=
100
1 t
s
wht
gf
CFB
G
PPV
Pt - pressão no interior da coluna de produção em frente à válvula
operadora no instante de sua abertura (kgf/cm2)
Pwh - pressão na cabeça do poço, normalmente considerada como
sendo a pressão do vaso separador (kgf/cm2)
Ct - capacidade volumétrica da coluna de produção por unidade de
comprimento (m3/m)
Gs - gradiente estático do fluido no poço (kgf/cm2/m)
FB - valor estimado do escorregamento do fluido (1,5 a 2%)
Gas-Lift Intermitente - GLI 
 
 
• Gas Lift Contínuo - GLC:
● IP > 1 m3/dia/kgf/cm2
● Pressão estática suficiente para suportar 40 a 70% 
da coluna de fluido do poço
● Injeção contínua proporcional à vazão de líquido
● Válvula com orifício relativamente pequena
● Não se aplica a poços com baixa pressão de fundo (alto ou baixo IP)
e poços com alta pressão de fundo mas baixo IP.
• Gas Lift Intermitente - GLI:
● Elevada vazão periódica de gás
● Grande velocidade ascendente à golfada
● Válvulas com maior orifício e abertura rápida
● Restrito a poços que produzem a baixas vazões, 
com baixa pressão de fundo (alto ou baixo IP)
e poços com alta pressão de fundo mas baixo IP.
Gas-Lift – Seleção do Método
 
 
Gas-Lift - Comparação entre Métodos
• Intermitente: 
● necessita de mais gás
• Contínuo: 
● expansão do gás e gaseificação ocorrem em toda a coluna
• Intermitente: 
● a pressão do gás sob a golfada é perdida quando a golfada 
chega na superfície, a energia do gás que vem do reservatório 
também é perdida
• Contínuo: 
● não é aplicado a poços com baixa pressão de fundo (qualquer IP)
e a poços com alta pressão de fundo e baixo IP 
(Intermitente resulta em vazão maior)
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