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Recuperação Avançada de Petróleo pela Injeção de Glicerina Bruta em
Reservatórios de Múltiplas Camadas
Delaynne T.G.F. Garcia, Carlos Alexandre Pedrosa, Laboratório de Engenharia e Exploração de Petróleo, CCT, UENF,
27925-310, Macaé, RJ
E-mail: [email protected], [email protected],
Adolfo P. Pires, Laboratório de Engenharia e Exploração de Petróleo, CCT, UENF,
27925-310, Macaé, RJ
E-mail: [email protected]
Palavras-chave: Engenharia de Reservatórios, equações hiperbólicas, Recuperação Avançada de
Petróleo
Resumo: A recuperação avançada de petróleo é caracterizada pela injeção de fluidos estranhos ao
reservatório. Recentemente, foi demonstrado, em laboratório, a viabilidade técnica da injeção de
glicerina bruta em reservatórios de óleo como método de recuperação avançada. Complementando os
resultados laboratorias, este trabalho utiliza a teoria de Buckley-Leverett para obter soluções
analíticas para o sistema de equações que governa o fluxo bifásico de óleo e uma solução aquosa de
glicerina em meios porosos. Além disso, a solução é estendida para o modelo de reservatórios com
múltiplas camadas. A injeção contínua de glicerina em um reservatório com saturação de água inicial
constante é um problema de Riemann que pode ser resolvido através da introdução de uma variável
auto-similar. As soluções aqui desenvolvidas são aplicadas a modelos sintéticos e os resultados
comparados com a injeção de água, método de recuperação de petróleo largamente utilizado na
indústria.
1 Introdução
O aumento da eficiência de varrido de um reservatório pode ser alcançado quando certos
compostos químicos são adicionados à água de injeção. Esta melhora se deve ao controle de
mobilidades, obtido através do aumento da viscosidade da solução. Portanto, mais óleo é recuperado e
a produção é antecipada. A glicerina bruta, subproduto da síntese do biodiesel, por ser muito viscosa,
mostrou-se capaz de aumentar o fator de recuperação de reservatórios de petróleo em substituição à
água (Quintella et al., 2007). Neste trabalho, modela-se o fluxo 1D bifásico de óleo e glicerina em
meios porosos em reservatórios de múltiplas camadas.
2 Modelagem Matemática
O modelo considera um reservatório homogêneo, isotrópico, fluxo isotérmico, fases imiscíveis e
incompressíveis. As forças gravitacionais, capilares e efeitos dispersivos são desprezados.
Matematicamente, a solução desse problema é similar ao caso da injeção de polímero sem adsorção. A
conservação da água e de um produto químico dissolvido leva ao seguinte sistema de equações:
(2.1)
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onde é a porosidade, é a saturação de água, é a velocidade total, é a função fluxo fracionário,
é a concentração de polímero na solução aquosa, e é a massa de polímero adsorvida.
Aplicando as variáveis adimensionais:
(2.2)
onde é o comprimento total do reservatório, a posição adimensional e o número de volumes
porosos injetados, no sistema (2.1) obtemos o seguinte conjunto de equações
(2.3)
No sistema (2.3) foi considerado que a glicerina não é adsorvida pela rocha reservatório. A injeção
contínua de uma solução de glicerina em um meio poroso com saturação de água inicial constante está
relacionada às seguintes condições iniciais e de contorno:
(2.4)
sendo a saturação de água na condição inicial, a concentração inicial e a concentração de
injeção.
O sistema admite solução auto-similar:
(2.5)
(2.6)
Para um reservatório de múltiplas camadas, o tempo de chegada da frente de avanço da
glicerina pode ser escrito como uma função das propriedades do fluido e do reservatório e
do número de volumes porosos injetados. Supõe-se que a variação de pressão entre os poços
produtor e injetor seja constante, e o tempo de chegada será diferente para cada camada:
(2.7)
onde é definido como a razão entre as mobilidades da fase deslocante e deslocada.
A integral que aparece na equação do tempo de chegada será dividida com base nos instantes em
que ocorrem os choques e . Então:
(2.8)
e é o valor da saturação no choque de concentração.
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(2.9)
3 Resultados
As propriedades de um modelo com três camadas encontram-se na Tabela 1.
Camada 1
Camada 2
Camada 3
Tabela 1: Propriedade das camadas.
A Figura 1 mostra que, para o caso de injeção de glicerina, o fator de recuperação é superior
(Figura 1) ao caso da injeção de água, e também se verifica, através da análise do comportamento da
produção de água (Figura 2), que o fluido de injeção começa a ser produzido depois.
Figura 1: Fator de recuperação total.
Figura 2: Produção de água.
4 Conclusão
A solução apresentada nesse trabalho mostra que a injeção de glicerina aumenta o volume de óleo
recuperado e atrasa a produção de fluidos indesejados quando comparado ao caso de injeção de água.
5 Referências Bibliográficas
[3] C. M. Quintella; A. M. V. Almeida; S. M. S. Borges; A. P. S. Musse; P. P. Mousino, “Recuperação
avançada de óleo pesado e completação de reservatórios de campos maduros utilizando o subproduto
(glicerina bruta) da produção do biodiesel”, 2007.
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