Recuperação suplementar
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O documento fornece uma introdução aos métodos de recuperação suplementar de petróleo, descrevendo os conceitos de recuperação primária, secundária e terciária. Detalha os principais métodos convencionais como injeção de água e gás e os métodos especiais como térmicos, miscíveis e químicos.
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- 1. PET 0402 – Métodos de Recuperação Suplementar Prof. Dr. Marcos Allyson Felipe Rodrigues Introdução à Recuperação Suplementar de Petróleo
- 2. Métodos de Recuperação Suplementar - Introdução As acumulações de petróleo possuem, na sua descoberta, uma certa quantidade de energia, denominada energia primária; Durante a produção há uma dissipação da energia; Para minorar os efeitos da dissipação da energia primária, são praticadas duas linhas de ação: - Suplementar com energia secundária; - Reduzir as resistências viscosas e/ou capilares por meios de métodos especiais; A quantidade de óleo retirada de um reservatório unicamente devido a suas energias naturais é chamada recuperação primária; Recuperação secundária é a quantidade adicional de óleo obtida por suplementação da energia primária com energia secundária;
- 3. Métodos de Recuperação Suplementar – Introdução Os métodos de recuperação foram desenvolvidos para se obter uma produção maior de petróleo, além de acelerar a produção; As primeiras experiências buscavam fornecer pressão ao reservatório por meio da injeção de fluidos. Entretanto, nem sempre o aspecto mais crítico era a baixa pressão e, com isso, surgiram diversos processos que se conhecem atualmente.
- 4. Métodos de Recuperação Suplementar – Definições gerais Recuperação Primária (Primary Recovery) Recuperação de óleo por mecanismos naturais: gás em solução, influxo de água, capa de gás, segregação gravitacional. . Recuperação Secundária (Secondary Recovery) Injeção de um fluido, água ou gás, cuja funções primárias são manter a pressão do reservatório e deslocar o óleo em direção aos poços produtores. Recuperação Terciária (Tertiary Recovery) Diversos processos ou injeção de fluidos outros que não água e gás com o objetivo de recuperar óleo adicional.
- 5. Métodos de Recuperação Suplementar – Definições gerais EOR (Enhanced Oil Recovery) ~ Métodos Especiais de Recuperação ~ Recuperação Terciária São termos usados indistintamente. EOR foi o termo foi usado pelo SPE nas décadas de 60 a 80, compreendendo tratamentos feitos em escala de reservatório. . IOR (Improved Oil Recovery) ~ Recuperação Avançada de Petróleo. Este termo passou a ser usado na década de 90 pelo SPE, para “revitalizar” a atividade, desgastada devido ao baixo preço do petróleo que a inviabilizava e a alguns fracassos técnicos, causados muitas vezes por “early breakthrough”. Compreende: EOR + injeção de água + injeção de gás
- 6. Métodos de Recuperação Suplementar – O que se ganha com o IOR?
- 7. Métodos de Recuperação Suplementar CONVENCIONAL – Injeção de Água – Injeção de Gás ESPECIAL – Térmicos – Miscíveis – Químicos
- 8. Métodos de Recuperação Suplementar
- 9. Esquemas de injeção Esquemas de injeção: Injeção periférica Injeção na base, Injeção no topo e Injeção em malhas. Para reservatórios planos, horizontais e de pouca espessura, pelo fato de não existirem pontos preferenciais para injeção de fluidos, os poços de injeção e produção são distribuídos de maneira homogênea em todo o reservatório. Métodos de Recuperação Suplementar
- 10. Esquemas de injeção - Injeção periférica Métodos de Recuperação Suplementar
- 11. Esquemas de injeção - Injeção no topo Métodos de Recuperação Suplementar
- 12. Esquemas de injeção - Injeção na base Métodos de Recuperação Suplementar
- 13. Esquemas de injeção - Injeção em malhas Malha five-spot Métodos de Recuperação Suplementar Malha nine-spot invertido
- 14. Mobilidade e Razão de mobilidade Para o deslocamento imiscível de um fluido por outro costuma-se definir as mobilidades dos fluidos e a razão de mobilidades. A mobilidade é definida como: i i i k Razão de mobilidade: o D M Se o fluido deslocante é a água: o w M Métodos de Recuperação Suplementar
- 15. Métodos de Recuperação Suplementar Eficiência de varrido horizontal Em qualquer projeto, independentemente do esquema escolhido, existe uma área total definida que está sujeita à influência da injeção. Por ex., em um esquema five-spot essa área total é a área da malha base, ou seja, um quadrado. Eficiência de varrido horizontal é a relação entre a área invadida pelo fluido injetado e a área total do meio poroso: tinvA A/AE
- 16. Eficiência Areal de Varrido Métodos de Recuperação Suplementar
- 17. Eficiência de Varrido Areal (ES) Métodos de Recuperação Suplementar
- 18. Eficiência de Varrido Vertical (EVV) ltransversaseçãodatotalverticalárea águapelainvadidaverticalárea Evv Métodos de Recuperação Suplementar
- 19. Eficiência Volumétrica (EV) Métodos de Recuperação Suplementar malhadatotalvolume águapelainvadidovolume Ev
- 20. Eficiência de Deslocamento (ED) É a fração do óleo móvel na zona varrida que foi deslocado. É função dos volumes injetados, da viscosidade dos fluidos e da permeabilidade relativa. ED varia entre zero no início da injeção e um, valor que seria obtido após um número muito grande (infinito) de volumes porosos injetados. p f piD SorSoi SoSoi )V(E Métodos de Recuperação Suplementar
- 21. Eficiência de Deslocamento (ED) Deslocamento Linear Tipo Pistão Sw 0 1 1 x Swc 1-Sor t1 t2 t3 Métodos de Recuperação Suplementar
- 22. Eficiência de Deslocamento (ED) Deslocamento Linear Tipo Pistão Sw 0 1 1 x Swc 1-Sor t1 t2 t3 Métodos de Recuperação Suplementar
- 23. Eficiência de Deslocamento (ED) Deslocamento Linear Tipo Pistão Sw 0 1 1 x Swc 1-Sor t1 t2 t3 Métodos de Recuperação Suplementar
- 24. Eficiência de Deslocamento (ED) Deslocamento Linear Tipo Pistão Sw 0 1 1 x Swc 1-Sor t1 t2 t3 Métodos de Recuperação Suplementar
- 25. Eficiência de Deslocamento (ED) Deslocamento Linear Tipo Buckley-Leverett Sw 0 1 1 x Swc 1-Sor t1 t2 t3 Métodos de Recuperação Suplementar
- 26. Eficiência de Deslocamento (ED) Deslocamento Linear Tipo Buckley-Leverett Sw 0 1 1 x Swc 1-Sor t1 t2 t3 Métodos de Recuperação Suplementar
- 27. Eficiência de Deslocamento (ED) Deslocamento Linear Tipo Buckley-Leverett Sw 0 1 1 x Swc 1-Sor t1 t2 t3 Métodos de Recuperação Suplementar
- 28. Métodos de Recuperação Suplementar
- 29. Recuperação Suplementar Convencional Métodos de Recuperação Suplementar
- 30. Métodos convencionais de recuperação avançada -Injeção de gás Métodos de Recuperação Suplementar
- 31. Métodos de Recuperação Suplementar Métodos especiais de recuperação avançada -Injeção de água
- 32. •Injeção de Gás Carbônico (CO2), •Nitrogênio (N2), •Gás Úmido (LGN) •Mecanismo: O fluido injetado é miscível com o óleo, que encontra-se em estado residual, retido por forças capilares. A saturação do novo fluido (óleo + fluido injetado) é maior e o fluido pode escoar. O CO2, mesmo quando injetado acima da pressão mínima de miscibilidade (CO2 miscível) causa um inchamento de até 20% no óleo e reduz sua viscosidade •Indicação: Reservatórios de óleo leve •Obstáculos à utilização: custos; disponibilidade de fluidos para injetar Métodos especiais –Métodos Miscíveis Métodos de Recuperação Suplementar
- 33. Distribuição das reservas mundiais de petróleo (Alboudwarej, 2007) Métodos de Recuperação Suplementar Métodos especiais –Métodos Térmicos
- 34. Métodos de Recuperação Suplementar Métodos especiais –Métodos Térmicos
- 35. Métodos de Recuperação Suplementar Métodos especiais –Métodos Térmicos Óleos pesados no RN
- 36. Injeção de Vapor Cíclico ou Contínuo •Indicação: Reservatórios de óleo viscoso; reservatórios rasos •Mecanismo: redução da viscosidade por fornecimento de calor ao reservatório •Obstáculos à utilização: segregação gravitacional em injeção contínua; perda de calor em ambientes offshore ou em reservatórios profundos; logística em ambientes offshore Combustão in situ •Indicação: Reservatórios de óleo viscoso •Mecanismo: redução da viscosidade; gases de combustão e fração leve do óleo vaporizada vão à frente deslocando o óleo •Obstáculos à utilização: controle da combustão; segurança Métodos de Recuperação Suplementar Métodos especiais –Métodos Térmicos
- 37. Injeção cíclica de vapor Cold Oil Steam Steam Injection Shut-In Hot Zone Cold Conduction Heating Partially condensed steam Soak Production Low oil recovery, high oil-steam ratio Métodos de Recuperação Suplementar Métodos especiais –Métodos Térmicos
- 38. Métodos de Recuperação Suplementar Métodos especiais –Métodos Térmicos Injeção Cíclica de vapor
- 39. Injeção Contínua de vapor Water Oil Steam residual oil Steam Zone Condensate Zone Oil Bank Flow 1000’s of field tests; successful for heavy or light oils; small well spacings, long steam injection periods, can be expensive, but profitable. High oil recovery, low oil-steam ratio Métodos de Recuperação Suplementar Métodos especiais –Métodos Térmicos
- 40. Combustão in situ Water Oil Steam Zone Oil Bank Flow Combustion Zone Hot Sand Air Gas Oil consumed as fuel >200 field tests; rarely economic; complex, difficult to control; dominated by gas flow; many mechanical problems; may have a special place. Métodos de Recuperação Suplementar Métodos especiais –Métodos Térmicos
- 41. Polímero •Mecanismo: correção da mobilidade •Obstáculos à utilização: custo; sensibilidade do polímero a água salgada da formação e à temperatura; água de mistura salgada e problemas de logística em ambientes offshore Tensoativos, Cáusticos (solução ASP) •Mecanismo: diminuição da tensão interfacial água-óleo com conseqüente diminuição das forças de retenção capilar; eventualmente, inversão da molhabilidade de reservatórios “oil- wet” •Obstáculos à utilização: custos Métodos de Recuperação Suplementar Métodos especiais –Métodos Químicos
- 42. Como implantar um projeto de IOR? •Fase 1: Screening •Que método é o mais adequado para um dado reservatório? •Fase 2: Simulação Física •Testes de laboratório são conduzidos para verificar se, em escala de laboratório, o método funciona, e para determinar parâmetros físicos do sistema rocha/fluidos injetados ou do comportamento da rocha frente ao processo utilizado •Fase 3: Simulação Matemática •Simulação matemática em escala do piloto de campo. A caracterização do reservatório tem um papel crucial •Fase 4: Estudo de Viabilidade Econômica •O “prêmio” (ΔSo) compensa o investimento e as despesas de custeio? •Fase 5: Piloto de Campo •Fase 6: Expansão para Escala de Campo •Havendo sucesso técnico (ΔSo) e econômico ($$$) repetem-se os passos 3 e 4 e passa-se para a escala de campo Métodos de Recuperação Suplementar