Engenharia de Reservatórios_Prova 1 2020

Prévia do material em texto

CURSO ENGENHARIA DE PETRÓLEO 
DISCIPLINA: ENGENHARIA DE RESERVATÓRIOS I - ENG 1923 
Professor: Nelson Inoue 
G1 04 de maio de 2020 
 
 Detalhar e explicar os cálculos envolvidos nas soluções das questões. 
 Atenção com as unidades. 
 Materiais de consulta: notas de aula e livro Engenharia de Reservatório de Petróleo 
Adalberto José Rosa. 
 Data de entrega: 12/05/2020. 
 
Questão 1. Uma massa de 100 lb de uma certa substância está contida em um recipiente de 10 ft3 a 
uma certa temperatura. A massa específica da fase líquida L =25 lb/ft
3 e a massa específica da fase 
vapor é 
V = 0.05 lb/ft
3. Calcular os volumes e as massas de cada fase. 
 
Questão 2. Um reservatório de petróleo tem uma pressão e bolha 3000 psi e uma temperatura de 
130⁰ F. Estimar a viscosidade do líquido existente nesse reservatório a uma pressão de 4000 psi, 
sabendo-se que a sua razão de solubilidade nessas condições é igual a 120 SCF/STB e na superfície 
ele resulta em um óleo de 24⁰ API. 
 
Questão 3. Uma amostra de fluido em uma célula de PVT passou pelos estágios representados na 
figura abaixo. 
 
 
Calcule: 
a) Os fatores volume formação duas fases do óleo Bt1 eBt2. 
b) Os fatores volume-formação do gás Bg1 eBg2. 
c) A razão de solubilidade na pressão de bolha Rsb. 
d) Os fatores volume-formação do gás Bo1 eBo2. 
e) Os volumes de gás livre nas condições 1 e 2 (Vg1 e Vg2). 
 
Questão 4. Calcule a permeabilidade absoluta para cada teste apresentado na tabela seguinte. 
 
Teste 1 2 3 4 5 
Comprimento da amostra (cm) 5 5 5 5 5 
Diâmetro da amostra (cm) 2 2 2 2 2 
Viscosidade da água (cp) 1 1 1 1 1 
Volume de água escoada (cm3) 529 472 754 502 628 
Tempo de escoamento (s) 100 100 200 200 500 
Pressão de entrada (atm abs) 11 9 7 5 3 
Pressão de saída (atm abs) 1 1 1 1 1 
 
Questão 5. Uma tubulação horizontal de 200 cm de comprimento e 10 cm de diâmetro 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, determine: 
 
a) A velocidade aparente do óleo quando sujeito a 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 óleo se não restasse no meio poroso uma 
saturação residual desse fluido. 
e) A velocidade real de escoamento, usando para o cálculo o comprimento da tubulação e o tempo 
calculado no item d). 
f) A velocidade real de escoamento, usando para o 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 o 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 em g). 
 
Questão 6. Em um arenito com um comprimento de 1500 ft, largura de 300 ft e espessura de 12 ft, 
permeabilidade ao óleo de 345 md, porosidade de 32% e saturação de água irredutível de 17%, flui 
óleo com uma viscosidade de 3.2 cp e fator volume-formação de 1.25 bbl/STB. 
 
a) Se o fluxo ocorre acima da pressão de bolha, qual a queda de pressão necessária para que se 
escoem 100 bbl/d, medidos em condições de reservatório, admitindo que o óleo seja incompressível? 
b) Qual a velocidade aparente do óleo (ft/d) para uma vazão de 100 bbl/d? 
c) Qual a velocidade real média? 
d) Qual o tempo necessário para o completo deslocamento do óleo do arenito, admitindo que não 
haja saturação residual de óleo? 
e) Qual o gradiente de pressão existente no arenito durante o fluxo? 
f) Qual o efeito sobre o gradiente de pressão do aumento das pressões a montante e a jusante em 
1.000 psi? 
g) Considerando que o óleo seja compressível, com um coeficiente de compressibilidade de 6.5×10-5, 
quanto será a vazão na extremidade de jusante se a montante ela é de 100 bbl/d? 
 
Questão 7. Um poço com diâmetro de 23 cm e raio de influência de 229 m produz 19 m3 std/d (220 
cm3 std/s) de uma formação que possui uma permeabilidade média de 200 md e uma pressão de 
reservatório de 109 atm. A pressão nas paredes do poço é de 75 atm. Se a formação tem 9 m de 
espessura e a viscosidade do óleo é de 3 cp, calcule a permeabilidade relativa ao óleo, admitindo que 
o mesmo seja incompressível. 
 
Questão 8. Uma amostra cilíndrica de rocha reservatório tem as seguintes dimensões: 
 
Diâmetro = 3/4 in 
Comprimento = 2 1/8 in 
 
Essa amostra seca e limpa pesa 32.30 g. Quando 100% saturada com água, a amostra pesa 35.53 g. 
Em um experimento de laboratório, um óleo com densidade de 37⁰ API e viscosidade de 4 cp escoa 
juntamente com água através da amostra, fornecendo os resultados da tabela abaixo. 
 
 Peso da Amostra 
(g) 
Tempo 
(s) 
Volume de Água 
(cm3) 
Volume de Óleo 
(cm3) 
Diferencial de 
Pressão (psi) 
1 35.53 200 20.7 0 12 
2 35.49 250 24.1 0 14 
3 35.47 250 30.2 0.01 20 
4 35.43 250 22.2 0.2 20 
5 35.34 250 12.1 1.08 20 
6 35.3 300 11 2.74 25 
7 35.26 300 6.45 3.71 25 
8 35.22 300 2.26 5.32 25 
9 35.16 300 0.64 7.93 25 
10 35.11 300 0.05 11.4 25 
11 35.09 300 0 13.6 25 
 
a) Calcular a porosidade e a permeabilidade absoluta k da amostra. 
b) Calcular para todos os pesos de amostra (11), as saturações de água Sw e óleo So, as 
permeabilidades efetivas ao óleo e água, bem com as relações ko/kw. 
c) Construir um gráfico de ko/k, kw/k e ko/kw em função da saturação Sw. 
 
Questão 9. Calcule a permeabilidade absoluta da rocha para o seguinte cenário: 
 
Dados: Fator volume de formação B = 1.20 cm3/cm3 
Volume produzido em superfície = 0.0075 cm3 
Tempo de produção considerado = 0.01 s 
 
L
ppkA
q

21  (equação da vazão em condição de reservatório – Regime permanente) 
Permeabilidade absoluta k = ? 
Área da seção transversal A = 2 cm2 
Queda de pressão ppp  21 = 0.5 atm 
Viscosidade do fluido  = 0.025 cP 
Comprimento de fluxo L = 4 cm 
 
Questão 10. Um poço pioneiro encontrou um arenito saturado com óleo no intervalo 2000 m – 2010 
m. A saturação de 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 1500 m 
Viscosidade do óleo no reservatório 
o = 4 cP 
Viscosidade da água no reservatório 
w = 1 cP 
Fator volume-formação do óleo 
oB = 3 m³/m³std 
Fator volume-formação da água 
wB = 1 m³/m³std 
As curvas de permeabilidade relativa são mostradas na figura seguinte: 
 
 
ww
rw
w
LB
ppAkk
q

21  
 
oo
ro
o
LB
ppAkk
q

21  (Vazões em condição padrão) 
 
L
ppAkk
q
w
rw
w

21  
 
L
ppAkk
q
o
ro
o

21  (Vazões em condição de reservatório) 
Admitindo fluxo permanente no reservatório e sabendo que valores de RAO (Razão água/óleo, ou 
seja, relação entre as vazões de água e de óleo medidas em condição padrão) maiores que 5 são 
antieconômicas, pergunta-se: esse poço deve ser completado ou não?