277749573-Exercicios-de-Reservatorio

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EXERCÍCIOS
AULAS 01-06
2015/02
Marcelo Aiolfi Barone
1
Introdução à Engenharia de Reservatório
MCA 8689
Exercício – Propriedades dos Fluidos
2
• Exercício 01: Uma mistura gasosa de densidade 0,862 está sujeita a uma
temperatura de 200 ºF e a uma pressão de 2000 psia. Calcular o fator de
compressibilidade do gás nessas condições.
• Exercício 02 (Exemplo 1.2 – 45): Considere 1 lb-mol de uma mistura gasosa, cuja
composição está indicada na tabela.
a. A massa molecular.
b. A densidade.
c. O volume molar a 60ªF e 14,7 psia.
d. A massa específica a 60ªF e 14,7 psia.
e. A pressão parcial do propano a uma pressão total de 500 psia, admitindo a mistura como ideal
f. O volume parcial do etano (ft³/lb-mol) nas condições 60ºF e 14,7 psia.
g. As frações em massa de cada componente na mistura.
h. A temperatura pseudocrítica.
i. A pressão pseudocrítica.
j. O fator de compressibilidade a 222,5ºF e 500 psia.
Componente Fração Molar
Metano 0,10
Etano 0,20
Propano 0,30
N-Butano 0,40
Total 1,00
Exercício – Propriedades dos Fluidos
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• Exercício 03 (Exercício 1.1 – 86): Uma mistura gasosa tem a seguinte composição
(porcentagem em mol):
• Metano = 68%; Etano = 22%; Propano = 10%.
• Calcular a porcentagem em massa de cada componente.
• Exercício 04 (Exercício 1.2 – 86): Estimar o fator de compressibilidade do metano
utilizando o gráfico desse composto, nas condições de 1200 psia e 32ºF.
• Exercício 05 (Exercício 1.3 – 86): Calcular o volume específico do metano a 1000 psia
e 68ºF.
• Exercício 06 (Exercício 1.5 – 86): Cum gás natural tem massa molecular aparente
igual a 21,5. Calcular a massa específica desse gás a uma pressão de 1560
psia e a uma temperatura de 80ºF.
• Exercício 07 (Exemplo 1.11 – 87): Calcular a massa
específica nas condições-standard da mistura líquida
cuja composição está na tabela.
Componente Fração Molar
N-butano 0,15
N-pentano 0,20
N-hexano 0,30
N-heptano 0,35
Exercício – Propriedades dos Fluidos
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• Exercício 08 (Exemplo 1.6 – 33): Determinar o fator de
compressibilidade Z da mistura de
hidrocarbonetos cuja composição encontra-se
na tabela, para um pressão de 20 atm e uma
temperatura de 524 K.
• Exercício 09 (Exemplo 1.7 – 34): Considere uma
mistura de gases, cuja composição é dada na
tabela, submetida a uma pressão de 30 atm e
uma temperatura de 400 K. Calcule o fator de
compressibilidade dessa mistura.
• Exercício 10 (Exemplo 1.9 – 39): Calcular o fator volume-formação de um gás natural
de densidade 0,68 (ar=1,0) a uma temperatura de 532 R para os seguintes
valores de pressão: 2000, 1500, 1000 e 500 psia.
Componente (Ci) Fração Molar (yi)
Metano 0,332
Etano 0,412
Propano 0,175
Nitrogênio 0,081
Mistura 1,000
Componente (Ci) Fração Molar (yi)
C3 0,20
n-C4 0,30
n-C5 0,50
Mistura 1,00
Exercício – Propriedades dos Fluidos
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• Exercício 11 (Exercício 1.6 – 86): A mistura gasosa de hidrocarbonetos, cuja
composição está indicada na tabela, está sujeita à pressão de 1338 psia e à
temperatura de 180 ºF. Calcular para a mistura:
a. Massa molecular aparente;
b. Pressão pseudocrítica;
c. Temperatura pseudocrítica;
d. Densidade;
e. Volume ocupado por 103,8 lb do gás.
• Exercício 12 (Exercício 1.15 – 88): Uma amostra de fluido em uma célula PVT passou
pelos seguintes estágio:
a. Bt1 e Bt2;
b. Bg1 e Bg2;
c. Rsb;
d. Bo1 e Bo2;
e. V. de gás livre (Vg1 e Vg2);
Componente Fração Molar
Metano 0,80
Etano 0,10
Propano 0,06
N-butano 0,04
Exercício – Propriedades das Rochas
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• Exercício 01 (Exercício 2.4 – 165): Calcular o volume de óleo, medido em condições-
padrão, originalmente existente em um reservatório com as seguintes
características:
• Volume total do reservatório: .................................................................. 109 𝑚3
• Porosidade da formação: ........................................................................ 15%
• Saturação de Água Conata: .................................................................... 30%
• Fator Volume-Formação do Óleo (Bo): .................................................... 1,3
• Exercício 02 (Exercício 2.5 – 165): Calcular a produção acumulada, medida em m³ std, de
um reservatório com as seguintes características:
• Área: ............................................................................................................... 3,2 × 106 𝑚2
• Espessura média: ......................................................................................... 10,0 𝑚
• Porosidade média: ........................................................................................ 15%
• Permeabilidade média:. ................................................................................ 200 md
• Saturação de água conata média: ............................................................... 30%
• Pressão original: ............................................................................................ 140 𝑘𝑔𝑓 𝑐𝑚²
• Pressão de bolha: .......................................................................................... 120 𝑘𝑔𝑓 𝑐𝑚²
• Fator volume formação do óleo (Bo) à pressão original: ............................ 1,3
• Fator volume formação do óleo à pressão atual: ....................................... 1,2
• Saturação de óleo média atual: ................................................................... 50%
Exercício – Propriedades das Rochas
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• Exercício 03 (Exemplo 2.4 – 108): Uma amostra de testemunho com 2 cm de
comprimento e 1 cm de diâmetro apresentou uma vazão de água (𝜇=1 𝑐𝑝) de
60 cm³/min com pressão a montante de 2,3 atm e pressão a jusante de 1,0
atm. Calcular a permeabilidade da amostr
• Exercício 04 (Exemplo 2.5 – 109): Calcular a vazão de gás, medida nas condições-
padrão de 60ºF e 1 atm, relativa aos seguintes dados de laboratório:
• Permeabilidade absoluta da rocha .................................................. 150 md
• Área da base da amostra (cilíndrica) ............................................... 2 cm²
• Comprimento da amostra ................................................................. 4 cm
• Pressão a montante ......................................................................... 1,5 atm abs
• Pressão a jusante ............................................................................. 1,0 atm abs
• Viscosidade do gás ........................................................................... 0,025 cp
• Temperatura do fluxo ........................................................................ 60ºF
• Exercício 05 (Exemplo 2.6 – 111): Um sistema radial tem um raio externo de 300m e
um raio de poço igual a 30cm. Admitindo que o fluido seja incompressível, para
que valor deve o raio do poço ser aumentado para se dobrar a vazão?
Exercício – Propriedades das Rochas
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• Exercício 06 (Exemplo 2.7 – 113): Uma amostra de rocha reservatório, com 4 cm de
comprimento e composta por três camadas horizontais, cujas características
estão na tabela, foi submetida ao fluxo de água. Admitindo que não haja fluxo
cruzado entre as camadas e que o fluxo ocorra em paralelo nas várias
camadas, sob uma queda de pressão de 0,802 atm, calcular a vazão total
através da amostra. Dado adicional 𝜇á𝑔𝑢𝑎 = 1 𝑐𝑝.
• Exercício 07 (Exemplo 2.8 – 117): Um poço tem um raio igual a 10cm e um raio de
drenagem de 400 m. Se a pressão externa é de 200 kgf/cm² e a pressão
dinâmica de fundo de poço é de 150 kgf/cm², qual é a pressão em um raio de
2m, admitindo fluido incompressível? Qual é o gradiente de pressão no raio de
2m?
Camada Permeabilidade (md) Largura (cm) Altura (cm)
1 100 1 1
2 200 1 2
3 300 1 3
Exercício – Propriedades das Rochas
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• Exercício 08 (Exercício – 164): Calcular o raio da zona afetada pela injeçãode certa
solução em um poço de petróleo localizado em um reservatório com as
características da tabela. Sabe-se que a referida solução desloca metade do
óleo existente na zona afetada para fora da mesma, não alterando, todavia, a
saturação de água existe.
• Volume de solução injetado (desprezando o que ficou no interior do poço) ......... 1641 L
• Espessura média da formação .........................................................10 m
• Raio do poço ...................................................................................... 7 cm
• Porosidade da formação ................................................................... 15%
• Saturação de água conata................................................................ 30%
• Pressão estática da formação .......................................................... 120 kgf/cm²
• Pressão de bolha ............................................................................... 100 kgf/cm²
Exercício – Propriedades das Rochas
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• Exercício 09 (Exercício 2.11 – 166): Uma tubulação horizontal de 200 cm de comprimento e 10 cm
de diâmetro interno está completamente cheia com uma areia de porosidade igual a 25%. A
areia possui uma saturação de água irredutível de 25% e, para essas condições, a
permeabilidade efetiva ao óleo é de 400 md. Sabendo-se que a viscosidade do óleo é de 0,65
cp, pede-se para determinar:
a. A velocidade aparente do óleo quando sujeito à ação de um diferencial de pressão de 10
kgf/cm².
b. A vazão de óleo.
c. O volume de óleo contido na tubulação.
d. O tempo que seria necessário para produzir todo o óleo se não restasse no meio poroso
uma saturação residual desse fluido.
e. A velocidade real de escoamento, usando para este cálculo o comprimento da tubulação e
o tempo calculado no item (d).
f. A velocidade real de escoamento, usando para este cálculo a velocidade aparente, a
porosidade e a saturação de água irredutível.
g. As velocidades aparente e real no caso em que o óleo é deslocado da tubulação por meio
de injeção de água a uma vazão de 2,356 cm³/s, de tal modo que uma saturação de 25%
de óleo é deixada na tubulação como óleo residual.
h. O volume de óleo que será recuperado nas condições do item (g).
i. O tempo necessário para produzir todo o óleo recuperável nas condições estabelecidas
pelo item (g).
Exercício – Propriedades das Rochas
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• Exercício 10 (Exercício 2.13 – 167): A vazão de um poço de petróleo é de 50m³ std/d,
proveniente de um arenito de 10 m de espessura e permeabilidade efetiva de
200 md. A viscosidade do óleo é de 0,65 cp, o fator volume-formação de 1,62
m³/m³std, a pressão no limite externo do reservatório de 200 kgf/cm², a
porosidade média de 16%, a saturação de água de 24% e o raio do poço de 10
cm. Admitindo fluxo permanente, com um raio de drenagem de 150 m,
determinar
a. A pressão em um raio de 3m.
b. O diferencial de pressão.
c. A diferença entre as quedas de pressão verificadas nos intervalos de 150m–15m e
15m–1,5m.
d. O gradiente de pressão em um raio de 3m.
e. Quanto tempo será necessário para que o óleo situado em um raio de 150m chegue
até o poço.
Exercício – Propriedades das Rochas
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• Exercício 11 (Exercício 2.31 – 173): Um poço pioneiro encontrou um arenito saturado com óleo
no intervalo 2000m – 2010m. A saturação do óleo média, obtida através de perfis
elétricos corridos no poço, é de 30%. O reservatório, que se encontra subsaturado,
apresenta ainda as seguintes características.
• Topo do intervalo ............................................................................................ 1500m
• Viscosidade do óleo no reservatório ............................................................. 4 cp
• Viscosidade do água no reservatório ............................................................ 1 cp
• Fator volume-formação do óleo ..................................................................... 3 m³/m³std
• Fator volume-formação da água .................................................................... 1,0 m³/m³std
• Curvas de permeabilidade relativa ............................................................... Figura 2.76
• Admitindo fluxo permanente no reservatório e sabendo
que valores de RAO (relação entre as vazões de água e
de óleo medidas em condições-padrão) maiores que 5
são antieconômicas, pergunta-se: esse poço deve ser
completado ou não.