Aula-01_Propriedades dos Fluidos_20180307-0219

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INTRODUÇÃO
• Bacia sedimentar: Lugar geológico de formação de rochas sedimentares
(principais rochas-reservatório).
• Rocha-reservatório: rocha porosa e permeável que armazena o
petróleo. Ex.:
– Arenitos;
– Calcarenitos.
• Campo de petróleo: conjunto de uma ou mais acumulações de petróleo.
• Reservatório ou Zona de Produção: conjunto de rochas que contém
petróleo em fase contínua, dentro de um mesmo campo.
– Um campo de petróleo pode ter um ou mais reservatórios (ou Zonas
de Produção).
PETRÓLEO
• Petróleo: é uma mistura constituída predominantemente de
hidrocarbonetos, que ocorre na natureza nos estados sólido,
líquido ou gasoso.
• Óleo: é o hidrocarboneto na fase líquida, nas condições
originais de reservatório, e que permanece na fase líquida em
superfície.
– Viscosidade menor ou igual a 10.000 cP.
Leve maior ou igual à 31 graus API
Médio entre 22 e 31 graus API
Pesado entre 10,0 e 21,9 graus API
Extrapesado menor à 10 graus API
Classificação quanto ao grau API
PETRÓLEO
Viscosidade (cP)
Água 1
Leite 10
Óleo vegetal 100
Suco de tomate
Óleo de carro 1.000
Mel
Cola
Maionese
10.000
Ketchup 100.000
Pasta de amendoim
Betume
Chocolate
1.000.000
Viscosidade: é a resistência
que um fluido oferece ao
escoamento.
PETRÓLEO
• Óleo vivo: óleo com gás em solução (fluido nas condições de
reservatório).
• Óleo morto: óleo nas condições de pressão e temperatura em
superfície, onde perdeu o gás em solução (óleo de tanque).
• Betume: porção do petróleo encontrado no estado sólido ou semi-sólido
nas condições de reservatório.
– No seu estado natural contém enxofre, metais e outros compostos
que não são hidrocarbonetos.
– Viscosidade > 10.000 cP (T original do reservatório e P da
superfície).
• Gás Natural: porção de petróleo que existe na fase gasosa ou em
solução no óleo, nas condições originais de reservatório, e que
permanece no estado gasoso nas condições atmosféricas de P e T.
PETRÓLEO
• Gás Associado: todo gás natural existente em reservatórios portadores
de óleo.
– Gás Livre Associado: é o gás natural livre (capa de gás) que se
encontra na fase gasosa, nas condições de pressão e temperatura
originais do reservatório portador de óleo.
– Gás em Solução Associado: é o gás natural que se encontra em
solução no óleo, nas condições de pressão e temperatura originais do
reservatório portador de óleo.
PETRÓLEO
• Gás Não Associado: todo gás natural existente em reservatórios não
portadores de óleo.
– Gás seco;
– Gás úmido.
• Condensado: líquido de gás natural, obtido no processo de separação
normal do campo, que é mantido na fase líquida na condição de P e T de
separação.
PETRÓLEO
• Brasil: Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis
(ANP).
– Pressão absoluta – 1 atm (1,033 kgf/cm²);
– Temperatura – 20 ºC.
• EUA: API (American Petroleum Institute).
– Pressão – 14,7 psia (1 atm)
– Temperatura – 60 ºF (15,6 ºC)
Condições Standard ou Padrão de P e T
PETRÓLEO
Condições de Reservatório e de Superfície
PETRÓLEO
Condições de Reservatório e de Superfície
Método Volumétrico
Volume Original de Óleo (N) Volume Original de Gás (G)
PETRÓLEO
Fluidos Produzidos por Reservatórios de Petróleo
PETRÓLEO
Fluidos Produzidos por Reservatórios de Petróleo
• Vazão de Óleo → Qo
• Vazão de Gás → Qg
• Vazão de Água → Qw
• Razão Gás-Óleo → RGO
• Razão Água-Óleo → RAO
• BSW (Basic Sediments and Water)
Indicadores da característica e 
produtividade do reservatório
PETRÓLEO
Histórico de Produção de um Reservatório
COMPORTAMENTO DE FASES
Vaporização de uma Substância Pura
Vaporização de uma substância pura
Diagrama de fases 
de uma substância puraPonto 2: T de ebulição ou Ponto de bolha.
Ponto 3: Ponto de Orvalho
Ponto de Bolha = Ponto de Orvalho
COMPORTAMENTO DE FASES
Vaporização de uma Mistura
Vaporização de uma mistura
Diagrama de fases de uma mistura
Ponto 2: Ponto de bolha.
Ponto 3: Ponto de Orvalho
Ponto de Bolha <> Ponto de Orvalho
COMPORTAMENTO DE FASES
Diagrama de Fases de uma Mistura
representa a maior
T em que ainda se tem a 
coexistência de duas fases 
Linhas de 
qualidade
representa a maior
P em que ainda se 
tem a coexistência 
de duas fases 
Indica a condição de 
pressão e temperatura 
criticas onde não é mais 
possível distinguir a 
transição de uma fase 
gasosa em uma fase líquida 
de uma mistura.
TIPOS DE RESERVATÓRIOS DE PETRÓLEO
1. Reservatório de Óleo.
– Óleo de alta contração: óleo leve / volátil;
– Óleo de baixa contração: óleo pesado;
– Óleo de média contração: óleo normal ou black-oil;
– Óleo quase crítico.
2. Reservatório de Gás
– Gás seco;
– Gás úmido;
– Gás retrógrado
3. Reservatório de Óleo e de Gás
TIPOS DE RESERVATÓRIOS DE PETRÓLEO
• Uma Fase
– Reservatório de Óleo
– Reservatório de Gás
• Duas Fases:
– Reservatório de Óleo com Capa de Gás
Quanto ao Número de Fases no Reservatório
TIPOS DE RESERVATÓRIOS DE PETRÓLEO
Diagrama de Fases de uma Mistura de Hidrocarbonetos
TIPOS DE RESERVATÓRIOS DE PETRÓLEO
Reservatório de Óleo
TIPOS DE RESERVATÓRIOS DE PETRÓLEO
• Reservatório de Óleo
– Óleo saturado;
– Óleo subsaturado.
TIPOS DE RESERVATÓRIOS DE PETRÓLEO
• Óleo de Baixa e Alta Contração
– A contração se deve basicamente à liberação das frações mais leves
de hidrocarbonetos (metano, etano e propano).
Óleo de baixa contração (óleo pesado) Óleo de alta contração (óleo leve)
TIPOS DE RESERVATÓRIOS DE PETRÓLEO
Reservatório de Gás
TIPOS DE RESERVATÓRIOS DE PETRÓLEO
• Reservatório de Gás Seco
TIPOS DE RESERVATÓRIOS DE PETRÓLEO
• Reservatório de Gás Úmido
TIPOS DE RESERVATÓRIOS DE PETRÓLEO
• Reservatório de Gás Retrógrado
TIPOS DE RESERVATÓRIOS DE PETRÓLEO
• Reservatório de Petróleo
– Ponto 1: Óleo;
– Ponto 2: Gás condensado retrógrado;
– Ponto 3: Gás não retrógrado.
TIPOS DE RESERVATÓRIOS DE PETRÓLEO
Reservatório de Óleo com Capa de Gás
TIPOS DE RESERVATÓRIOS DE PETRÓLEO
Classificação Simplificada dos Reservatórios de Petróleo
�Reservatório de Óleo:
• RGL <= 900 m³ std/m³ std;
� Reservatório de Gás Condensado:
• 900 m³ std/m³ std < RGL < 18.000 m³ std/m³ std
� Reservatório de Gás Seco:
• RGL >= 18.000 m³ std/m³ std
Razão Gás Líquido (RGL): razão entre vazão instantânea de gás 
e vazão instantânea de óleo.
PROPRIEDADES DOS FLUIDOS
Razão de Solubilidade - Rs
std
o
std
gdo
V
V
Rs =
PROPRIEDADES DOS FLUIDOS
Fator Volume de Formação do Óleo - Bo
std
o
tp
o
o
V
V
B
,
=
SISTEMA DE UNIDADES
Unidades Usadas na Indústria do Petróleo
���/�³
���/��²
PROPRIEDADES DOS FLUIDOS
Formulário
std
o
std
gdo
V
V
Rs =stdo
tp
o
o
V
V
B
,
=
std
w
tp
w
w
V
V
B
,
=
std
tp
Vg
Vg
Bg
,
=
std
o
std
w
q
q
RAO =
PROPRIEDADES DOS FLUIDOS
Exemplo-01
PROPRIEDADES DOS FLUIDOS
Solução do Exemplo-01
stdm
stdm
m
m
V
V
Rs std
o
std
dog
 ³
 ³
10
15
150
3
3
===
stdm
m
m
m
V
V
B
std
o
tp
o
o
 ³
 ³
100,1
15
5,16
3
3,
===
stdm
m
m
m
Vw
Vw
Bw
std
tp
 ³
 ³
020,1
0,1
02,1
3
3,
===
stdm
m
m
m
Vg
Vg
Bg
std
tp
 ³
 ³
0125,0
800
10
3
3,
===
PROPRIEDADES DOS FLUIDOS
Solução do Exemplo-01
stdm
stdm
stdm
stdm
V
VVV
RGO
std
o
std
gf
std
dwg
std
gdo
 ³
 ³
33,63
15
)150800(
3
3
=+=
++
=
stdm
stdm
stdm
stdm
VV
VVV
RGL
std
w
std
o
std
gf
std
gdw
std
gdo
 ³
 ³
38,59
 )115(
 )150800(
3
3
=
+
+=
+
++
=
%25,6100
)151(
1
100
3
3
=×
+
=×
+
=
m
m
VV
V
BSW
std
o
std
w
std
w