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Estudo de caso de poço com múltiplas MME NUPETRO Eng. Sênior Andersands Flauzino ESTRUTURA DA APRESENTAÇÃO Eng. Andersands Flauzino, Aracaju-SE. Comentários e discursão Apresentação do problema Análise e aprofundamento Primeiro MME Segundo MME Apresentação do problema • Recém graduado(a) em Eng. de Petróleo; • Tem treinamentos em excel, banco de dados, inglês etc; • Teve contato com simuladores de elevação: S-ROD,Q-ROD, PC-PUMP, AUTOGRAPH; • Contratado para ser responsável pela elevação de poços de petróleo do campo da UFS. Eng. Andersands Flauzino, Aracaju-SE. Apresentação do problema Eng. Andersands Flauzino, Aracaju-SE. Missão passada pelo gerente: Maximizar a produção e reduzir custos para melhorar o resultado financeiro da concessão Apresentação do problema Primeira ideia para otimização: - Acessou o banco de dados de MTTF dos poços da empresa e fez uma planilha, onde ranqueou os poços por menores MTTFs; - Acessou o banco de dados de produção e submergência da empresa e estimou a perda por ineficiência de bombeio por poço e ranqueou por maiores perdas. Concluiu que: O poço 7-UFS-30D-SE é o segundo poço que mais falha e o quarto poço com maior submergência do campo de petróleo. Apresentação do problema Poço 7-UFS-30D-SE: Poço com 8 anos de perfurado; Produziu por BM desde o início da sua vida; Tem MTTF médio de 4 meses; Já passou por mais de 12 intervenções para reestabelecer a produção por BM; Eng. Andersands Flauzino, Aracaju-SE. Apresentação do problema Eng. Andersands Flauzino, Aracaju-SE. PERFIL DE PRODUÇÃO Data Qw (mᶟ/d) Qo (mᶟ/d) BSW (%) RGO (mᶟ/mᶟ) jul/18 64,9 7,4 89,8% 37 abr/18 65,9 6,6 90,9% 40 jan/18 66,7 6,6 91,0% 33 out/17 68,6 8,1 89,4% 35 jul/17 58,7 4,4 93,0% 16 abr/17 60,5 5,5 91,7% 34 jan/17 63,9 9,9 86,6% 35 out/16 73,9 4,6 94,1% 34 jul/16 62,9 3,5 94,7% 38 abr/16 65,9 7,3 90,0% 34 jan/16 66,5 2,6 96,2% 38 . . . abr/10 121 12,1 90 47 jan/10 127,1 12,2 90,4 46 out/10 147,4 5,6 96,2 47 jul/10 101,3 7,9 92,2 49 Apresentação do problema Eng. Andersands Flauzino, Aracaju-SE. Prof. Medida Inclinação Direção Prof. Vert. 6,55 0,00 0,00 6,55 28,00 1,18 349,24 28,00 56,00 4,08 311,09 55,99 84,00 6,54 306,79 83,90 112,00 8,70 305,91 111,72 139,00 10,76 307,14 138,40 167,00 12,87 308,63 165,90 195,00 14,89 307,75 193,20 222,00 17,09 304,94 219,28 250,00 18,94 305,82 246,05 275,00 19,47 305,20 269,80 305,00 19,20 305,47 298,28 334,00 20,43 306,00 325,73 363,00 22,46 305,03 352,90 393,00 24,13 304,50 380,65 422,00 26,50 304,68 407,08 451,00 27,38 305,12 433,16 481,00 27,47 304,68 460,02 510,00 27,64 305,03 485,96 539,00 27,56 305,47 511,89 568,00 27,64 305,20 537,83 601,00 27,82 302,13 567,30 619,00 27,82 302,13 583,36 Apresentação do problema Eng. Andersands Flauzino, Aracaju-SE. ESQUEMA DE PRODUÇÃO Subsuperfície Equipamentos Profundidade (m) HASTE POLIDA BM 1 1/4`` X 19` AÇO LIGA 4140 SM 3,3 COLUNA DE HASTES BM 7/8'' KD CL1 DS GUIA HELICOIDAL 339,7 COLUNA DE HASTES BM 3/4'' KD CL0 DS GUIA HELICOIDAL 485,5 PISTÃO P/ BOMBA BM 2 3/4´´ X 3´ 485,6 BOMBA DE FUNDO TUBULAR 30-275 THM 15-3-3-0 BF3 485,8 COLUNA DE PRODUÇÃO 3 1/2'' NU N80 9,3 LB/PE S/C 485,8 TUBO TELADO P/ CONTENÇÃO DE AREIA 3 1/2'' NU 495,1 Superfície Equipamentos Profundidade (m) UNIDADE DE BOMBEIO LFK-456-305-144 REG. 100x6 0,3 CABEÇA PA2+PA3 7 1/16`` x 7`` BT - 3000 PSI - 120.C -0,8 SUSPENSOR DE PRODUÇÃO 7.1/16´´ X 3.1/2´´ EU 0 ADAPTADOR CP 11`` x 7 1/16`` - 10.000 ADAPT 0 STUFFING BOX SIMPLES 3´´ LP X 1 1/4´´ X 2000 PSI -1,1 2 VALV. GV 2000 psi -0,8 Zona Profundidade (m) IP (m3/kgf/cm2) AJU-1 447,5 - 452 0,512 AJU-2 468 - 492 1,201 AJU-3 501 - 515,5 0,233 AJU-EM 560 - 576 0,113 Apresentação do problema Eng. Andersands Flauzino, Aracaju-SE. . . . Histórico de contaminantes Data Contaminante/concentração H2S (ppm) CO2 (%) Salinidade (ppm) 17/06/2018 8 33 233411 02/03/2018 5 21 211138 28/12/2017 3 17 198892 09/09/2017 4 27 256721 05/10/2010 0 25 154890 01/07/2010 0 18 161543 Data Subm. (m) jun-18 218 mar-18 220 dez-17 218 set-17 222 . . . out-10 20 jul-10 18 Reservatório carbonático com boa porosidade e permeabilidade média, com presença de argilas. Petróleo de 25° API Apresentação do problema Apresentação do problema Histórico de falhas Data da falha Elemento em falha Motivo Agente da falha jul/18 Rasgo no Corpo do Tubo Desvio do poço/Material das guias Guias jun/18 Rosca do tubo furado Desvio do poço Hastes mai/18 Pistão preso Mudança de regime Incrustação jul/17 Furo na camisa Corrosão CO2 mar/17 Pistão preso Parada prolongada Incrustação jul/11 Coluna de produção partida Incrustação CaCO3 abr/10 Haste partida Defeito de fabricação Trinca jan/10 Baixa eficiência da BF Corrosão CO2 . . . • Analisando o esquema de produção atual do poço e verificando se existem melhorias a serem implementadas: Análise e aprofundamento •Simulador Análise e aprofundamento •Real Análise e aprofundamento Furo no revestimento Análise e aprofundamento Data Subm. (m) jun-18 4 mar-18 0 dez-17 8 set-17 2 . . . out-10 20 jul-10 18 •Simulador Qrod Análise e aprofundamento •Real •Simulador SROD Análise e aprofundamento •Real Adicionado o direcional do poço, enchimento da bomba, calculado os fatores de fricção, Após novo balanceamento Análise e aprofundamento PROPOSTA DE INTERVENÇÃO Programa de intervenção: Retirar equipamentos do poço, corrigir furo no revestimento, condicionar revestimento com broca, inserir equipamentos solicitados. ESQUEMA DE PRODUÇÃO Subsuperfície Equipamentos Profundidade (m) HASTE POLIDA BM 1 1/4`` X 19` AÇO LIGA 4142 SM 3,3 COLUNA DE HASTES BM 1'' KD CL1 SM GUIA HELICOIDAL 339,7 COLUNA DE HASTES BM 7/8'' KD CL0 SM GUIA HELICOIDAL 495,5 PISTÃO P/ BOMBA BM 2 3/4´´ X 3´ C/ ON-OFF 495,6 BOMBA DE FUNDO TUBULAR 30-275 THM 15-3-3-0 BF5 495,8 COLUNA DE PRODUÇÃO REV. POLIETILENO/POLIAMIDA 3 1/2'' EU N80 9,3 LB/PE S/C 495,8 UMBILICAL DE ¼’’ INOX 3000 PSI 510,1 TUBO TELADO DUPLO P/ CONTENÇÃO DE AREIA 3 1/2'' EU 515,1 Superfície Equipamentos Profundidade (m) UNIDADE DE BOMBEIO LFK-456-305-144 REG. 100x6 0,3 CABEÇA PA2+PA3 7 1/16`` x 7`` BT - 3000 PSI - 120.C -0,8 SUSPENSOR DE PRODUÇÃO 7.1/16´´ X 3.1/2´´ EU 0 ADAPTADOR CP 11`` x 7 1/16`` - 10.000 ADAPT 0 STUFFING BOX SIMPLES 3´´ LP X 1 1/4´´ X 2000 PSI -1,1 2 VALV. GV 2000 psi -0,8 Análise e aprofundamento Análise e aprofundamento RESULTADO DA INTERVENÇÃO - Poço teve 2 intervenções em 11 meses com MTTF médio de 5,5 meses; - Uma falha no conector ON-OFF e outra furo na luva da coluna de produção; - Corrigido furo no revestimento. Resultado financeiro BM Anterior: • Custo de intervenção anual = (12/4)*120 mil = R$ 360 mil • Perda de produção do esquema anualmente = (12/4)*15d*7,4m3/d*6,29bbl/m3*71,83U$$/bbl*3,76 R$/U$$ = R$ 565,7 mil • Total dos custos anuais = R$ 925,7 mil. Resultado financeiro BM Atual: • Custo de intervenção anual anteriormente = (12/5,5)*133 mil = R$ 290 mil • Perda de produção do esquema anterior anualmente= (12/5,5)*15d*7,4m3/d*6,29bbl/m3*71,83U$$/bbl*3,76 R$/U$$ = R$ 411,4 mil • Total dos custos anuais = R$ 701,4 mil. • Economia final de R$ 224,3 mil por ano. Primeiro MME Eng. Andersands Flauzino, Aracaju-SE. Não satisfeito com a economia alcançada, o engenheiro estudou possíveis mudanças de métodos de elevação para elevar o MTTF Primeiro MME Eng. AndersandsFlauzino, Aracaju-SE. Primeiro MME - Analisado outros poços da concessão e visto que os poços equipados com BCP têm média de MTTF de 7,5 meses, com isso fez uma análise da mudança de método para BCP e chegou a seguinte conclusão: • Custo para se instalar a infraestrutura necessária para o método BCP (quadro, painel, automação, cabeçote, ANC, etc): R$ 101 mil. • Custo médio da intervenção: R$ 122 mil. CI (R$ mil) 1 ano 2 ano 3 ano 4 ano 5 ano BM R$ 701,40 R$ 731,21 R$ 760,46 R$ 789,36 R$ 828,82 BCP R$ 597,90 R$ 505,20 R$ 525,40 R$ 545,37 R$ 572,64 VP (R$ mil) VPBM R$ 3.266,24 TR 8% VPBCP R$ 2.369,96 ECON R$ 896,28 Primeiro MME PC-PUMP Primeiro MME ESQUEMA DE PRODUÇÃO Subsuperfície Equipamentos Profundidade (m) HASTE POLIDA BM 1 1/2`` X 19` AÇO LIGA 4142 SM 3,3 COLUNA DE HASTES BM 1'' KD CL1 SM GUIA HELICOIDAL 495,5 ÂNCORA DE TORQUE 7’’ 23-29LB/PE P/ COL 3 ½’’ 6H 495,5 ROTOR BCP NTZ 400*180DT58 NBR 495,6 BOMBA BCP TUBULAR NTZ 400*180DT58 NBR 495,8 COLUNA DE PRODUÇÃO REV. POLIETILENO/POLIAMIDA 3 1/2'' EU N80 9,3 LB/PE S/C 495,8 UMBILICAL DE ¼’’ INOX 3000 PSI 501,5 TUBO TELADO DUPLO P/ CONTENÇÃO DE AREIA 3 1/2'' EU 515,1 PROPOSTA DE INTERVENÇÃO Programa de intervenção: Retirar equipamentos do poço, condicionar revestimento com broca e testar estanqueidade, inserir equipamentos solicitados. Superfície Equipamentos Profundidade (m) CABEÇOTE BCP VERTICAL V-09-15/60 NDH060GH20 HB-M 0,3 CABEÇA PA3+PA3 7 1/16`` x 7`` BT - 3000 PSI - 120.C -0,8 SUSPENSOR DE PRODUÇÃO 7.1/16´´ X 3.1/2´´ EU 0 ADAPTADOR CP 11`` x 7 1/16`` - 10.000 ADAPT 0 STUFFING BOX SIMPLES 3´´ LP X 1 1/2´´ X 2000 PSI -1,1 2 VALV. GV 2000 psi -0,8 Primeiro MME Primeiro MME RESULTADO DA INTERVENÇÃO - Poço teve 2 intervenções em 16 meses com MTTF médio de 8 meses; - Uma falha por inchamento do estator e outra furo na conexão da BF; - Revestimento com pressurização positiva. Resultado financeiro com BM: • Custo de intervenção anual anteriormente = (12/5,5)*133 mil = R$ 290 mil. • Perda de produção do esquema anterior anualmente = (12/5,5)*15d*7,4m3/d*6,29bbl/m3*71,83U$$/bbl*3,76 R$/U$$ = R$ 411,4 mil. • Total dos custos anuais = R$ 701,4 mil. Resultado financeiro com BCP: • Custo de intervenção anual anteriormente = (12/8)*121 mil = R$ 181,5 mil + R$ 101 mil. • Perda de produção do esquema anterior anualmente= (12/8)*16d*7,4m3/d*6,29bbl/m3*71,83U$$/bbl*3,76 R$/U$$ = R$ 301,7 mil. • Total dos custos anuais primeiro ano = R$ 584,2 mil. • Total dos custos anuais demais anos = R$ 483,2 mil. • Economia final de R$ 218,2 mil por ano. Segundo MME - Ainda não satisfeito com o resultado, decidiu inovar e testar o método BCS (Bombeio Centrífugo Submerso). Avaliou que o investimento inicial é maior que o de BM e BCP e que apresenta um risco de ter o motor ou bomba travada por incrustação ou furada por corrosão, mas apresenta o benefício de ter um indicativo de alto MTTF (Campos de características similares apresentam MTTF de até 2 anos) por não termos a haste de bombeio e não sofrer influência do direcional do poço. • Custo para se instalar a infraestrutura necessária para o método BCS (quadro, painel, automação, inversor, ANC, TE, TR, etc): R$ 215 mil. • Custo médio da intervenção: R$ 180 mil. CI (R$ mil) 1 ano 2 ano 3 ano 4 ano 5 ano BCP R$ 585,70 R$ 492,48 R$ 512,18 R$ 531,64 R$ 558,22 BCS R$ 495,50 R$ 0,00 R$ 291,72 R$ 0,00 R$ 294,53 VP (R$ mil) VPBCP R$ 2.313,15 TR 8% VPBCS R$ 962,09 ECON R$ 1.351,06 Segundo MME Autograph Segundo MME Autograph Segundo MME Autograph Segundo MME ESQUEMA DE PRODUÇÃO Subsuperfície Equipamentos Profundidade (m) COLUNA DE PRODUÇÃO REV. POLIETILENO/POLIAMIDA 3 1/2'' EU N80 9,3 LB/PE S/C 560,2 ÂNCORA DE COLUNA 7´´ 23LB/PÉ p/ 3 ½’ 560,2 PUMP, ESCP B 538-100 33 STG CP CT HSS TA MT 561,1 INTAKE BCS INTEGRADO ADAPTADOR SÉRIE 100 565,1 SELO MOD SCH TAM 80-40, ANEL TP ``O`` INTERNO 567,6 MOTOR ELÉTRICO BCS SERIE 562 168HP/1455V/74A tipo: MSP1XX 571,3 SENSOR DE FUNDO BCS ASSY OSIRIS 7 TR4 HEAD SST 572,1 CABO CHATO 2 AWD DE POLIETILENO COM AÇO GALVANIZADO 572,1 PROPOSTA DE INTERVENÇÃO Programa de intervenção: Retirar equipamentos do poço, condicionar revestimento com broca e testar estanqueidade, inserir equipamentos solicitados. Superfície Equipamentos Profundidade (m) CABEÇA DE PRODUÇÃO TC 7 1/16`` x 7`` BT - 2000 PSI - 120.C -0,8 SUSPENSOR DE PRODUÇÃO 7.1/16´´ X 3.1/2´´ EU 0 ADAPTADOR CP 11`` x 7 1/16`` - 10.000 ADAPT 0 2 VALV. GV 2000 psi -0,8 Segundo MME Segundo MME RESULTADO DA INTERVENÇÃO - Poço falhou 2 vezes em 20 meses com MTTF médio de 10 meses; - Uma falha por cabo partido e outra por rotor travado; - Revestimento com pressurização positiva. - Resultado financeiro BCP: • Custo de intervenção anual = (12/8)*121 +101 = R$ 282,5 mil. • Perda de produção do esquema anualmente= (12/8)*16d*7,4m3/d*6,29bbl/m3*71,83U$$/bbl*3,76 R$/U$$ = R$ 301,7 mil. • Total dos custos+perdas anuais primeiro ano = R$ 584,2 mil. • Total dos custos+perdas anuais demais anos = R$ 483,2 mil. Resultado financeiro BCS: • Custo de intervenção anual = (12/10)*180 mil + R$ 215 mil= R$ 431 mil. • Perda de produção do esquema anualmente= (12/10)*16d*7,4m3/d*6,29bbl/m3*71,83U$$/bbl*3,76 R$/U$$ = R$ 241,4 mil. • Total dos custos anuais primeiro ano = R$ 672,4 mil. • Total dos custos anuais demais anos = R$ 457,4 mil. Segundo MME - Resultado financeiro final para 5 anos: - Parecer final: Não foi vantajoso o MME CI (R$ mil) 1 ano 2 ano 3 ano 4 ano 5 ano BCP R$ 585,70 R$ 492,48 R$ 512,18 R$ 531,64 R$ 558,22 BCS R$ 672,40 R$ 466,58 R$ 485,24 R$ 503,68 R$ 528,87 VP (R$ mil) VPBCP R$ 2.313,15 TX 8% VPBCS R$ 2.309,01 ECON R$ 4,14 0,5 m3/d R$ 310 mil por ano ENGENHEIRO DE ELEVAÇÃO/ESCOAMENTO Eng. Andersands Flauzino, Aracaju-SE. PROJETOS DE ELEVAÇÃO E ESCOAMENTO SIMULAÇÃO OTIMIZAÇÃO ACOMPANHAMENTO OPERACIONAL NOVAS TECNOLOGIAS SMS INJEÇÃO DE PRODUTOS QUÍMICOS GARANTIA DE ESCOAMENTO GESTÃO DE MATERIAIS ENGENHEIRO DE ELEVAÇÃO/ESCOAMENTO Eng. Andersands Flauzino, Aracaju-SE. Comentários e discursão Eng. Andersands Flauzino, Aracaju-SE. Referencias Eng. Andersands Flauzino, Aracaju-SE. Noronha, F. A. F et al. BOMBEIO MECÂNICO – Alta competência. Brasil. Petrobras. Oliveira, P. S. et al. BOMBEIO CENTRÍFUGO SUBMERSO – Alta competência. Brasil. Petrobras. NETZSCH, O. P. Manual de Sistemas BCP. NETZSCH, 8. Revisão - Março 2012. Manuais de simuladores como o SROD, PC-PUMP, Q-ROD etc. Imagens retiradas do google imagens. OBRIGADO! Dúvidas? andersands@gmail.com