Jennys Lourdes Meneses Barillas PRH14 UFRN M
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Jennys Lourdes Meneses Barillas PRH14 UFRN M


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Dissertação de Mestrado 
 
 
 
ESTUDO DO PROCESSO DE DRENAGEM 
GRAVITACIONAL DE ÓLEO COM INJEÇÃO 
CONTÍNUA DE VAPOR EM POÇOS 
HORIZONTAIS 
 
 
 
Jennys Lourdes Meneses Barillas 
 
 
 
 
Natal, fevereiro de 2005 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO 
 
 
ESTUDO DO PROCESSO DE DRENAGEM 
GRAVITACIONAL DE ÓLEO COM INJEÇÃO 
CONTÍNUA DE VAPOR EM POÇOS HORIZONTAIS 
 
 
JJeennnnyyss LLoouurrddeess MMeenneesseess BBaarriillllaass 
 
 
 
 
Orientador: Prof. Ph.D. Tarcilio Viana Dutra Junior 
Co-Orientador: Prof. Dr. Wilson da Mata 
 
 
 
 
Natal / RN 
 FEVEREIRO / 2005 
 
Universidade Federal do Rio Grande do Norte 
Centro de Tecnologia 
Departamento de Engenharia Química 
Programa de Pós Graduação em Engenharia Química 
 
 
 
 
 
 
 
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO 
 
 
 
 
 
 
 
ESTUDO DO PROCESSO DE DRENAGEM 
GRAVITACIONAL DE ÓLEO COM INJEÇÃO 
CONTÍNUA DE VAPOR EM POÇOS HORIZONTAIS 
 
 
 
 
JJeennnnyyss LLoouurrddeess MMeenneesseess BBaarriillllaass 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Dissertação Apresentada ao Corpo Docente do 
Programa de Pós-graduação em Engenharia Química 
 da Universidade Federal do Rio Grande do Norte 
como Requisito Parcial para a Obtenção do 
Título de Mestre em Engenharia Química. 
Dissertação de Mestrado PPGEQ-UFRN 
 
Jennys Lourdes Meneses Barillas ii
BARILLAS, Jennys Lourdes Meneses - Estudo do processo de drenagem gravitacional de 
óleo com injeção contínua de vapor em poços horizontais. Dissertação de Mestrado, UFRN, 
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química. Área de Concentração: Pesquisa e 
Desenvolvimento de Tecnologias Regionais \u2013 Engenharia de Processos. Sub Área: 
Modelagem e Simulação de Processos, Natal-RN, Brasil 
 
Orientadores: 
 Professor: Ph.D. Tarcilio Viana Dutra Junior 
 Professor: Dr. Wilson da Mata 
 
RESUMO 
 Vários métodos térmicos para aumentar a produção de óleos pesados têm sido 
teoricamente e experimentalmente testados. Hoje em dia a injeção a vapor, e muitas de suas 
variações, é o IOR mais próspero para óleos pesados. Algumas destas variações incluem o uso 
de poços horizontais para injeção cíclica e contínua. O Steam Assisted Gravity Drainage 
(SAGD) ou a injeção de vapor por drenagem gravitacional é o processo que usa dois poços 
horizontais: o injetor de vapor no topo do reservatório e o produtor na base do reservatório. O 
objetivo deste método é criar uma câmara de vapor, enquanto promove uma melhor varredura 
dos fluidos do reservatório. Um modelo foi idealizado para estudar a sensibilidade de alguns 
parâmetros do reservatório e de parâmetros de operação na recuperação final de óleo. Os 
resultados do estudo da sensibilidade destes parâmetros mostraram a dependência de todos 
eles no fator de recuperação final do bloco estudado, além de promover uma melhor 
compreensão física do processo SAGD, possibilitando melhores dimensionamentos de futuros 
pilotos de campo na indústria de petróleo. 
 
Palavras-Chave 
SAGD, IOR, simulação de reservatórios, modelagem, métodos térmicos. 
Banca Examinadora 
 
Presidente: _____________________________________________ 
Prof. Ph.D. Tarcilio Viana Dutra Junior - UFRN (DEQ) 
 
Membros: _____________________________________________ 
Prof. Dr. Wilson da Mata - UFRN (DEE) 
 
 _____________________________________________ 
Prof. Dr. Aderson Farias do Nascimento - UFRN (DF) 
 
 _____________________________________________ 
Prof. Ph.D. Denis J. Schiozer \u2013UNICAMP 
 
Data de defesa da dissertação: 28-02-2005
Dissertação de Mestrado PPGEQ-UFRN 
 
Jennys Lourdes Meneses Barillas iii
 
ABSTRACT 
 
Several methods for increasing heavy oil production by applying thermal recovery 
have been theoretically and experimentally tested. Nowadays steam injection, in many 
variations of the basic process, is the most successful improved oil recovery (IOR) for heavy 
oils. Some of these variations include the use of horizontal wells for cyclic and continuous 
injection. The steam assisted gravity drainage (SAGD) process uses two horizontal wells: the 
steam injector at the top of the reservoir and the producer in the bottom. The purpose of this 
design is to create a steam chamber, providing a better sweep of the reservoir. A model was 
idealized to study the sensibility of some reservoir and operational parameters in the oil 
recovery using the SAGD process. The sensibility study results showed the dependence of all 
these parameters on the final recovery factor of the studied block, providing a better physical 
comprehension of the SAGD process and aiding in designing field pilots in the petroleum 
industry. 
 
Keywords: 
SAGD, IOR, reservoir simulation , thermal recovery. 
 
Dissertação de Mestrado PPGEQ-UFRN 
 
Jennys Lourdes Meneses Barillas iv
 
Dedicatória 
 
 
 
A meu filho e marido que estiveram sempre acompanhando-me na realização deste trabalho 
A meus pais, meus irmãos, meus sobrinhos. 
 
Dissertação de Mestrado PPGEQ-UFRN 
 
Jennys Lourdes Meneses Barillas v
Agradecimentos 
 
Para realizar um trabalho sempre é necessário a ajuda de outras pessoas ou instituições 
que oferecem novas idéias, nos ajudam com suporte financeiro, ou técnico ou simplesmente 
nos dão uma ajuda emocional, permitindo assim um projeto melhor em todos os sentidos. Por 
isso eu quero agradecer a todos os que de alguma maneira colaboraram na execução deste 
trabalho: 
A meus orientadores Prof. Tarcilio e Prof. Wilson, por: sua paciência, colaboração 
técnica, por suas idéias, e por seu entusiasmo na realização deste trabalho. 
A Gertrudes, que aprendemos juntas o uso do simulador e me ajudou nas rodadas das 
simulações. 
A todos os professores que oferecem as disciplinas do PPGEQ que têm colaborado na 
compreensão de novos conceitos, necessários para o conhecimento geral da Engenharia de 
Processos. 
À Petrobrás que financiou parte de meu mestrado por meio de uma bolsa de projeto. 
Ao PPGEQ e à UFRN instituições muito valiosas pelo seu nível acadêmico que deram 
para mim a oportunidade de aprender algo novo e interessante. 
Ao departamento de Física e ao Professor Aderson que emprestaram o programa 
STARS e me deram apoio técnico. 
Ao NUPEG e ao PRH-ANP 14 que me deram também apoio técnico e a infra-estrutura 
necessária para a elaboração do trabalho. 
A todos os que não me conheciam, mas acreditaram em min. 
A todos os que me incentivaram e apoiaram nos momentos mais difíceis. 
 
 
Dissertação de Mestrado PPGEQ-UFRN 
 
Jennys Lourdes Meneses Barillas vi
 
ÍNDICE 
 
Capítulo I 
 
1 Introdução geral ...................................................................................................................2 
 
Capítulo II 
 
2 Aspectos teóricos .................................................................................................................6 
2.1 Propriedades básicas dos reservatórios e dos fluidos....................................................6 
2.1.1 Compressibilidade ..................................................................................................7 
2.1.2 Porosidade ..............................................................................................................8 
2.1.3 Saturação ................................................................................................................9 
2.1.4 Permeabilidade absoluta .......................................................................................10 
2.1.5 Permeabilidade