Aula 6 - petróleo

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História do petróleo
Alexandre o Grande: avistou grandes labaredas em uma 
exsudação em Kirkuk (Iraque)
O petróleo é usado para iluminação desde a antiguidade
Era da caça às baleias (1750 ‐ 1870)
cachalote
Herman Melville
Início da era do petróleo: Pensilvânia, EUA , 1859
Primeira fase da era do petróleo (1859 – 1911):
querosene de iluminação
d i já h i hi l d ól
querosene de iluminação
‐5 anos depois, já haviam 543 companhias explorando petróleo 
nos EUA
‐No início, o uso principal do petróleo era na obtenção de 
querosene para iluminação em substituição ao óleo de baleia ‐querosene para iluminação, em substituição ao óleo de baleia ‐
gasolina e diesel eram desprezados (queimados ou jogados nos 
rios)
Segunda fase da era do petróleo (1911 – ):
combustível para transporte
gasolina
1876 → invenção do motor a centelha (Nicolaus Otto)
1908 → entra em linha de produção o Model T da Ford
t f i i i i l d i dú t i t bilí ti‐ este foi o marco inicial da indústria automobilística
‐ foi também o marco do início da era da gasolina e do  desenvolvimento g
do refino (até então o refino do  petróleo era  voltado para querosene de 
iluminação)
1911 → as vendas de gasolina superam as de querosene de iluminação
Até a 1ª guerra mundial (1910) Após a 1ª guerra mundial
carvão petróleo
transporte
carvão
(trens e navios
a vapor)
petróleo
(gasolina,
diesel)a vapor)  diesel) 
iluminação carvão
( l t i id d )
petróleo
( ) (eletricidade) (querosene) 
1910
A era moderna do petróleo:
Os grandes choques petrolíferos:
1974 ‐ guerra do Yom Kipur
1981 ‐ revolução iraniana e guerra Irã ‐ Iraque
2003 invasão americana no Iraque2003 ‐ invasão americana no Iraque
Geopolítica do petróleo
Curva de Hubbert (M King Hubbert)
O FIM DA ERA DO PETRÓLEO?
Curva de Hubbert (M. King Hubbert)
A curva de Hubbert retrata uma estimativa da evolução da 
produção norte‐americana de petróleo 
A área debaixo da curva corresponde ao volume total de recursos recuperáveis
(EUR Ultimate Recoverable Resources)(EUR ‐ Ultimate Recoverable Resources) 
só pode ser conhecido com precisão ao final da vida útil de um campo
pico: 1970 pico: 2000
Era do PetróleoEra do Petróleo
1a metade 2a metade
produção de petróleo
com as tecnologias existentes hoje, mais da metade do petróleo existente 
l t ã d dno planeta não pode ser recuperada 
(será abandonado no subsolo após o poço ser fechado)
Operações na indústria do petróleo
Caracterização do petróleo
Definição de petróleo: 
Qualquer ocorrência ou concentração natural de 
hidrocarbonetos, qualquer que seja o estado físico 
em que se encontrem
Estado gasoso: gás naturalEstado gasoso: gás natural
Estado líquido: petróleo bruto (crude oil)Estado líquido: petróleo bruto (crude oil)
Estado sólido: betumes e asfaltosEstado sólido: betumes e asfaltos
Composição Química do Petróleo
HIDROCARBONETOS: APENAS CARBONO E HIDROGÊNIO
Classificação do petróleo de acordo com a densidade:
água (d = 1) → 0API = 10
petróleo leve:  0API > 32
petróleo intermediário:  22 < 0API < 32
petróleo pesado: 10 < 0API < 22petróleo pesado:  10 <  API < 22
petróleo ultra‐pesado:  0API < 10
Classificação do petróleo de acordo com a densidade:
Petróleos de referência:
Brent (0API = 38 3)Brent (0API = 38,3)
West Texas Intermediate (WTI) (0API = 39,6)
refino de petróleop
O refino de petróleo consiste em separar as suas frações e 
processá‐las, transformando‐o em produtos de maior valor 
agregado    
b í icombustíveis 
(gasolina, diesel, QAV, etc...) 
‐ 90% mundo
REFINARIA
petróleo
bruto
não combustíveis
(lubrificantes, asfalto, etc...) 
insumos petroquímicos
(etileno, benzeno, etc...)
destilação do petróleo
Óleos leves fornecem produtos de maior valor agregado
Destilados médios : querosene, diesel
Escuros: óleo combustível (fundo de barril) – alto teor de enxofre
Geologia do Petróleo g
Geologia do Petróleo
Como o petróleo foi formado?
Estima‐se que as jazidas petrolíferas mais novas têm menos de dois milhões de 
anos, enquanto as mais antigas estão em reservatórios com cerca de 500 milhões 
dde anos. 
condições redutoras!!
Bacias sedimentares  Calcareos (CaCO3)
Arenitos (SiO2)( 2)
Geração do petróleo: 60 a 175 oC (oil window)
Migração do petróleo:  migração primária
migração secundáriamigração secundária
Rocha mãe (ou geradora): argila (impermeável)
rocha selante ou capeadora (impermeável)
ex: argila, sal
reservatórios de petróleo e gás
‐ gás livre
‐ gás associado
prospecção de petróleoprospecção de petróleo
Estudos prévios antes de furar um poço pioneiro (wild cat) 
furar um poço tem alto custo e riscofurar um poço tem alto custo e risco 
prospecção sísmica terrestre
prospecção sísmica
prospecção sísmica
perfuração
Métodos de perfuração:Métodos de perfuração:
Percussão (antigo, utilizado no início da exploração do petróleo)
Rotativo (utilizado hoje em dia)
perfuração
A f ã é li d á i f
poço vertical
diâmetro 
A perfuração é realizada em várias fases
≈100 m66 cm
da broca
≈ 900 m44 cm
32 cm
≈ 2300 m
≈ 2600 m
22 cm
perfuração
Sonda rotatória
perfuração
Sonda rotatória
cabeça decabeça de 
injeção
perfuração
circulação de lama
Perfuração offshore
Produção de petróleoç p
fator de recuperação (Fr) = quantidade produzida                 
quantidade total (reservatório) 
t l i i t t h j i d t d d t ól i t tcom as tecnologias existentes hoje, mais da metade do petróleo existente 
no planeta não pode ser recuperada 
previsão otimista
Fr = 50%
previsão pessimista
Fr = 30%
Produção ‐ poços surgentes
poços surgentes:
a pressão do reservatório é 
suficiente para asuficiente para a 
elevação do petróleo
à superfície
Mecanismo de capa de gás ‐ recuperação até 30%
Mecanismo de influxo de água ‐ recuperação até 40%
Mecanismo combinado
métodos de elevação artificial:
‐ gas liftgas lift
‐ bombeio centrífugo submerso
‐ bombeio mecânico com hastes
‐ bombeio por cavidades progressivas
(Electrical Submersible Pump ‐ ESP)
curso ascendente 
(upstroke):( p )
valvula de pé aberta
valvula de passeio fechada
curso descendente 
(downstroke):
valvula de pé fechada
valvula de passeio aberta
Métodos de Recuperação Avançada
(E h d Oil R EOR)(Enhanced Oil Recovery – EOR)
‐Recuperação primária:Recuperação primária: 
‐energia natural do reservatório
‐elevação artificial
‐Recuperação secundária: 
‐injeção de água
‐injeção de gás
‐Recuperação terciária:Recuperação terciária: 
‐Métodos térmicos
‐Métodos miscíveis
Mét d í i‐Métodos químicos
‐Outros métodos
injeção de água: aquífero artificial
injeção de água
recuperação terciária: injeção de CO2
combustão in situ
Engenharia de reservatórios: 
anisotropia estruturalanisotropia estrutural