Recuperação Avançada de Petróleo

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Adolfo Puime Pires
� Introdução
� Objetivo
� Conceitos básicos em engenharia de 
reservatórios
� Métodos de recuperação avançada de 
petróleo
� Utilização da recuperação avançada de 
petróleo
� Métodos químicos
� Métodos térmicos
� Métodos miscíveis
� Considerações finais
� O que é recuperação avançada de petróleo?
� Por que usar métodos de recuperação 
avançada de petróleo?
� Matriz energética mundial
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� Estratégias de produção
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� Recuperação primária: energia natural do 
reservatório
� Recuperação secundária: manutenção de 
pressão (injeção de água ou gás miscível)
� Recuperação terciária: mobilização de parte 
do óleo residual após a recuperação 
secundária
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pollyanaferreira
Realce
IMISCÍVEL
� A recuperação avançada de petróleo 
caracteriza-se pela injeção de materiais 
normalmente estranhos aos presentes no 
reservatório (Lake, 1989)
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� A recuperação avançada de petróleo é todo 
processo empregado para incrementar a 
recuperação final de hidrocarbonetos, com 
exceção da injeção de água e gás, para 
manutenção da pressão (Green & Willhite, 
1998)
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� Interações entre os fluidos do reservatório e 
os fluidos injetados
� Interações rocha-fluido
� Manutenção de pressão
� Não é aplicada em um período específico da 
produção do campo
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� O método de recuperação mais indicado 
depende das características do sistema 
rocha-fluido, do histórico de produção do 
campo e dos custos
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� Apresentar os principais métodos de 
recuperação avançada de petróleo
� Diagrama P-T
� Diagrama ternário
� Diagrama ternário
� Diagrama ternário
� Viscosidade do óleo
� Densidade do óleo
5,131
5,141 −=
o
d
API
w
o
od ρ
ρ=
� Porosidade das rochas reservatório
� Saturação dos fluidos
� Permeabilidade absoluta
L
H
CAQ
∆=
L
P
A
K
Q
∆=
µ
� Pressão capilar
� Molhabilidade
� Permeabilidade relativa
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� Métodos miscíveis
� Métodos térmicos
� Métodos químicos
� Outros
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� Métodos miscíveis
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� Métodos térmicos
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� Métodos químicos
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� Por que usar EOR?
1. EOR é aplicável a reservatórios conhecidos, 
não precisam ser descobertos
2. Infraestrutura e mercados disponíveis
3. Tecnologia madura e acessível (custos)
4. Aproximadamente 65 % do óleo permanece 
no reservatório após a recuperação 
secundária
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� Histórico dos métodos miscíveis
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� Histórico dos métodos térmicos
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� Histórico dos métodos térmicos
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� Histórico dos métodos químicos
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� Somente na Califórnia, em 1988, foram 
produzidos mais de 71.000 m3/dia de petróleo 
por injeção de vapor
� Injeção de vapor é o método térmico mais 
utilizado para recuperação avançada de 
petróleo
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� Canadá
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• Óleos extrapesados e betume (API de 8 a 12)
• Baixas temperaturas no reservatório (10 a 15
C)
• Viscosidade superior a 10,000 cP, podendo
chegar a 5,000,000 cP (imóvel)
• Areias homogêneas inconsolidadas
• Altas permeabilidades (1 a 10 D)
• Processo mais utilizado: mineração (60%)
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� Venezuela
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• Óleos extrapesados e betume (API de 8 a 12)
• Temperaturas moderadas no reservatório (40
a 50 C)
• Viscosidade superior a 1,000 cP
• Areias inconsolidadas
• Altas permeabilidades (1 a 15 D)
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� Brasil
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• Sergipe / Alagoas
1. Viscosidade óleo morto: 500 cP a 3000 cP
2. Permeabilidade média: 200 a 2000 mD
3. Injeção contínua, eventuais injeções cíclicas
4. Qualidade do vapor: 75%
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• Sergipe / Alagoas
1. 52 poços injetores de vapor
2. Razão vapor/óleo (SOR): 6,7 m3/m3
3. RAO: 6,5 m3/m3
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• Rio Grande do Norte / Ceará
1. Viscosidade do óleo no reservatório: 1000 cP
2. Permeabilidade média: 1000 mD
3. Injeção cíclica, com pilotos de injeção 
contínua
4. Qualidade do vapor: 75 a 80%
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• Rio Grande do Norte / Ceará
1. 1480 injetores de vapor
2. 1750 produtores
3. Razão vapor/óleo (SOR): 4 a 5 m3/m3
4. RAO: 10 a 30 m3/m3
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• Espírito Santo
1. Viscosidade do óleo no reservatório: 500 a 
10000 cP
2. Permeabilidade: 100 to 2000 mD
3. Injeção cíclica
4. Qualidade do vapor: 80 a 85%
5. RAO: 0 to 5 m3/m3
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� Deslocamento de óleo por um fluido miscível, 
reduzindo a tensão interfacial
� Indicado para reservatórios contendo óleos 
leves
� Altos custos
� Disponibilidade dos fluidos para injetar
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� Banco de fluido miscível deslocado por outro 
fluido
� Injeção de hidrocarbonetos: GLP, gás rico, gás 
pobre a alta pressão
� Injeção de CO2
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� Diagrama ternário
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� Injeção de banco de GLP
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� Processo de deslocamento
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� Aplicação:
1. Profundidade mínima para garantir MMP
2. Fluido do reservatório de baixa viscosidade
3. Reservatórios pouco espessos
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� Vantagens:
1. Desloca o óleo residual
2. Pode ser aplicada em reservatórios rasos
� Desvantagens:
1. Baixa eficiência de varrido
2. Dispersão do banco
3. Segregação gravitacional
4. Alto custo
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� Injeção de gás enriquecido
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� Processo de deslocamento
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� Aplicação:
1. Óleo com pequena quantidade de 
intermediários
2. Fluido do reservatório de baixa viscosidade
3. Reservatórios pouco espessos
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� Vantagens:
1. Desloca o óleo residual
2. Pode ser aplicada em reservatórios rasos
3. Custo menor que injeção de GLP
� Desvantagens:
1. Baixa eficiência de varrido
2. Formação de fingers
3. Segregação gravitacional
4. Alto custo
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� Injeção de gás seco a alta pressão
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� Processo de deslocamento
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� Injeção de CO2:
1. Injeção contínua
2. Injeção de banco deslocado por água
3. Injeção de banco deslocado por gás de 
hidrocarbonetos
4. Injeção alternada de CO2 e água
5. Injeção de banco deslocado por injeção 
alternada de água e gás de hidrocarbonetos
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� Geralmente gás nas condições de 
reservatório
� Dissolve no óleo causando vaporização e 
inchamento
� Miscibilidade desenvolvida através de 
múltiplos contatos
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� Aplicação:
1. API superior a 25
2. Pressão entre 100 e 400 bar
3. Profundidade compatível com o 
desenvolvimento da miscibilidade sem 
fraturar a formação
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� Vantagens:
1. Boa eficiência de varrido
2. Alta eficiência de deslocamento
� Desvantagens:
1. Disponibilidade
2. Reage com a água da formação formando 
ácido carbônico (corrosivo)
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� Injeção de fluidos quentes
1. Injeção de água quente
2. Injeção contínua de vapor
3. Injeção cíclica de vapor
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� Injeção de um fluido quente aumenta a 
temperatura do óleo e reduz a sua 
viscosidade
� Expansão do fluido do reservatório
� Deslocamento imiscível
� Fluido aquecido na superfície e injetado 
transportando o calor para o reservatório
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� Indicado para reservatórios contendo óleo 
pesado e/ou viscoso
� Reservatórios rasos
� Segregação gravitacional
� Perda de calor
� Logística
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� Injeção contínua de vapor
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� Injeção cíclica de vapor
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� Injeção cíclica de vapor
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� Combustão in situ: ar aquecido é injetado 
com o objetivo de gerar uma reação de 
combustão controlada de parte do óleo do 
reservatório. O calor gerado diminui a 
viscosidade do óleo do reservatório
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� Aplicação:
1. Reservatórios de óleo viscoso
� Limitações:
1. Controle da combustão
2. Danos aos equipamentos por calor e 
corrosão
3. Segurança
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� Injeção de polímeros
� Injeção de surfactantes
� Injeção de soluções ASP (álcali-surfactante-
polímero)
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� Polímero
1. Substância química de alto peso molecular 
formada pela reação de pequenas moléculas 
(monômeros)
2. Usado na indústria do petróleo em diversos 
segmentos (produção, perfuração, etc.) 
como viscosificante, floculante e 
estabilizante, entre outros
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� Polímeros naturais
1. Derivados de recursos naturais (plantas, 
animais, fermentação bacteriana)
2. Estrutura complexa
3. Mais estáveis (temperatura)
4. Menor tolerância à biodegradação 
(ecológico)
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� Polímeros sintéticos
1. Obtidos a partir de moléculas menores em 
reatores
2. Menos estáveis
3. Tolerantes à biodegradação
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� Polímeros naturais modificados1. Sintetizados a partir de um polímero natural 
através da modificação de sua estrutura por 
uma reação química
2. A hidroxietilcelulose (solúvel em água) é 
obtida da celulose (polímero natural 
insolúvel em água) através da reação de 
etoxilação de seus grupos hidroxílicos
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� Goma xantana
1. Polissacarídeo aniônico produzido por 
linhagens de Xanthomonas campestris
descoberta nos anos 50 pelo Departamento 
de Agricultura dos Estados Unidos
2. Amplamente utilizada como agente de 
suspensão, espessante, emulsionante e 
estabilizante, principalmente na indústria de 
alimentos
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� Goma xantana
93
� Poliacrilamidas
1. Elevada massa molar e parcialmente 
hidrolisadas, foram introduzidas em 1960 e 
têm apresentado excelentes resultados 
como agentes de controle de mobilidade da 
água
2. Diminui a permeabilidade relativa à água 
sem afetar a permeabilidade relativa ao 
óleo, são utilizadas em cerca de 95% das 
aplicações em campo
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� Poliacrilamidas
1. Podem ser encontradas sob duas formas: pó 
ou líquida. Comumente, é mais utilizada em 
pó
2. Parcialmente hidrolisada exibe uma alta 
viscosidade devido à expansão da molécula 
em água, mas não possui estabilidade 
significativa na presença de cátions 
multivalentes, podendo ocorrer precipitação
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� Vantagens:
1. Aumenta a viscosidade da água, 
melhorando a razão de mobilidades 
favoravelmente ao óleo (deslocamento 
uniforme)
2. Retarda a chegada da água nos poços 
produtores
3. Aumenta a eficiência de recuperação
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� Desvantagens:
1. Degradação com a temperatura
2. Sensibilidade à água salgada
3. Custo
4. Logística
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� Injeção de surfactantes
1. Solução de tensoativos
2. Solução micelar
99
� Injeção de tensoativos
1. Reduzir (ou idealmente eliminar) as tensões 
interfaciais entre a água e o óleo
2. Remover o óleo residual
3. Deslocamento miscível
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� Injeção de solução micelar (microemulsões)
1. Reduzir (ou idealmente eliminar) as tensões 
interfaciais entre a água e o óleo
2. Remover o óleo residual
3. Deslocamento miscível
4. Controle da viscosidade
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� Injeção de fluidos alcalinos
1. Compostos adicionados à água (hidróxido 
de sódio, silicato de sódio e carbonato de 
sódio) reagem com os ácidos orgânicos 
presentes em alguns óleos e produzem, 
dentro do próprio reservatório, o tensoativo
2. Reduz as tensões interfaciais entre a água e 
o óleo
3. Remove o óleo residual
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� Vantagens:
1. Alta eficiência de deslocamento
� Desvantagens:
1. Alto custo
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� Métodos que não se encaixam nas categorias 
descritas:
1. Microbiológicos
2. Eletromagnéticos
3. Vapor-solvente...
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� Métodos microbiológicos
1. Injeção de bactérias seguida por nutrientes
2. Microorganismos produzem substâncias 
tensoativas ou biopolímeros no reservatório
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� Métodos eletromagnéticos
1. Aquece o reservatório por meio de ondas 
eletromagnéticas geradas pela aplicação de 
uma diferença de potencial entre os poços 
do campo
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� Vapor-solvente
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� SAGD (Steam Assisted Gravity Drainage)
108
� SAGD (Steam Assisted Gravity Drainage)
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� THAI (Toe-to-Heel-Air-Injection)
1. Injeção de ar através de um poço vertical e a 
produção através de um poço horizontal
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� Métodos miscíveis
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� Métodos térmicos
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� Métodos químicos
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