http://www.lenep.uenf.br/~bueno/Disciplina-ElevacaoEscoamento
André Duarte Bueno ([email protected])
Elevação e Escoamento de Petróleo
Elevação e Escoamento de Petróleo
http://www.lenep.uenf.br/~bueno/Disciplina-ElevacaoEscoamento
André Duarte Bueno ([email protected])
Elevação e Escoamento de Petróleo
Principais fontes de consulta
Material de aula de Maurício Prado,University of Tulsa.
Livro Fundamentos de Engenharia de Petróleo, José Eduardo Thomas, Interciência, 2nd, Rio de Janeiro, 2001.
Adolfo Puime Pires ([email protected])
André Duarte Bueno ([email protected])
http://www.lenep.uenf.br/~bueno/Disciplina-ElevacaoEscoamento
André Duarte Bueno ([email protected])
Elevação e Escoamento de Petróleo
● Introdução
● Modelos e Análise Nodal
● Elevação Natural e Artificial
• Sistemas de gás Lift
• Bombeio Centrífugo Submerso
• Bombeio Mecânico com Hastes
• Processamento Primário
Sumário
http://www.lenep.uenf.br/~bueno/Disciplina-ElevacaoEscoamento
André Duarte Bueno ([email protected])
Elevação e Escoamento de Petróleo
● Introdução
● Modelos e Análise Nodal
● Elevação Natural e Artificial
• Sistemas de gás Lift
• Bombeio Centrífugo Submerso
• Bombeio Mecânico com Hastes
• Processamento Primário
Sumário
http://www.lenep.uenf.br/~bueno/Disciplina-ElevacaoEscoamento
André Duarte Bueno ([email protected])
Elevação e Escoamento de Petróleo
• Os fluidos que estão armazenados no reservatório precisam ser elevados e escoados até as facilidades na superfície (até o separador).
• De um modo geral este processo de elevação e escoamento é dividido em três etapas:
• Recovery - recuperação
• Lift - elevação
• Gathering - escoamento
Introdução
http://www.lenep.uenf.br/~bueno/Disciplina-ElevacaoEscoamento
André Duarte Bueno ([email protected])
Elevação e Escoamento de Petróleo
Fluxo no Meio Poroso
• Recovery - recuperação:Refere-se ao fluxo de fluidos do reservatório até o fundo do poço.
http://www.lenep.uenf.br/~bueno/Disciplina-ElevacaoEscoamento
André Duarte Bueno ([email protected])
Elevação e Escoamento de Petróleo
Fluxo na coluna de produção
• Lift - elevação: Refere-se ao fluxo de fluidos do fundo do poço até a superfície (topo de poço).
http://www.lenep.uenf.br/~bueno/Disciplina-ElevacaoEscoamento
André Duarte Bueno ([email protected])
Elevação e Escoamento de Petróleo
Fluxo no regulador de fluxo
• Gathering - escoamento:Refere-se ao fluxo de fluidos do topo do poço, passando pelo regulador de fluxo, e indo até o separador.
http://www.lenep.uenf.br/~bueno/Disciplina-ElevacaoEscoamento
André Duarte Bueno ([email protected])
Elevação e Escoamento de Petróleo
Fluxo na linha de produção
• Gathering - escoamento:Refere-se ao fluxo de fluidos do topo do poço, passando pelo regulador de fluxo, e indo até o separador.
http://www.lenep.uenf.br/~bueno/Disciplina-ElevacaoEscoamento
André Duarte Bueno ([email protected])
Elevação e Escoamento de Petróleo
A vazão do sistema depende da energia disponível e da energia perdida:
• no reservatório, • na coluna de produção, • no regulador de fluxo e • na linha de produção.
Introdução
http://www.lenep.uenf.br/~bueno/Disciplina-ElevacaoEscoamento
André Duarte Bueno ([email protected])
Elevação e Escoamento de Petróleo
● Para manter ou aumentar a produção é necessário usar sistemas para incrementar o nível de energia
ou facilitar o fluxo dos hidrocarbonetos. Estes sistemas podem ser aplicados:
● No reservatório● Na coluna de produção● Na linha de produção
Introdução
http://www.lenep.uenf.br/~bueno/Disciplina-ElevacaoEscoamento
André Duarte Bueno ([email protected])
Elevação e Escoamento de Petróleo
● Introdução
● Modelos e Análise Nodal
● Elevação Natural e Artificial
• Sistemas de gás Lift
• Bombeio Centrífugo Submerso
• Bombeio Mecânico com Hastes
• Processamento Primário
Sumário
http://www.lenep.uenf.br/~bueno/Disciplina-ElevacaoEscoamento
André Duarte Bueno ([email protected])
Elevação e Escoamento de Petróleo
Modelos e Análise Nodal
● Fatores a serem
considerados
http://www.lenep.uenf.br/~bueno/Disciplina-ElevacaoEscoamento
André Duarte Bueno ([email protected])
Elevação e Escoamento de Petróleo
• Quando trabalhamos com um sistema operando em fluxo monofásico, fazemos uma análise de cada componente do sistema.
• Quando trabalhamos com fluxo bifásico (multifásico), trabalhamoscom análise nodal, que é a análise integral do sistema considerando a vazão e pressão ao longo de 2 trechos, inflow (curva IPR) e outflow (curva OPR).
Modelos e Análise Nodal
http://www.lenep.uenf.br/~bueno/Disciplina-ElevacaoEscoamento
André Duarte Bueno ([email protected])
Elevação e Escoamento de Petróleo
Modelos aproximados para fluxo bifásico - correlações
Modelos e Análise Nodal
http://www.lenep.uenf.br/~bueno/Disciplina-ElevacaoEscoamento
André Duarte Bueno ([email protected])
Elevação e Escoamento de Petróleo
Modelos e Análise Nodal
http://www.lenep.uenf.br/~bueno/Disciplina-ElevacaoEscoamento
André Duarte Bueno ([email protected])
Elevação e Escoamento de Petróleo
Modelos e Análise Nodal
Fluxo no Reservatório:- IPR de Vogel (1968)
http://www.lenep.uenf.br/~bueno/Disciplina-ElevacaoEscoamento
André Duarte Bueno ([email protected])
Elevação e Escoamento de Petróleo
Padrões de Fluxo Vertical Multifásico
Bolha Golfada Transição Anular
Bubble Slug Annular
Modelos e Análise Nodal
http://www.lenep.uenf.br/~bueno/Disciplina-ElevacaoEscoamento
André Duarte Bueno ([email protected])
Elevação e Escoamento de Petróleo
Padrões de Fluxo Vertical Multifásico
Bolha Golfada Transição Anular
Modelos e Análise Nodal
http://www.lenep.uenf.br/~bueno/Disciplina-ElevacaoEscoamento
André Duarte Bueno ([email protected])
Elevação e Escoamento de Petróleo
Fluxo Através do Regulador de Fluxo•Objetivos:
● Provocar uma perda de cargaque restringe a vazão de fluidono sistema. Controlar a vazão do sistema.
● Utilizado para atender solicitaçõesdo engenheiro de reservatório.
● Fluxo crítico: ● velocidade do fluxo
igual ou superior à velocidade dosom no meio, garante que variações na linha não passempara coluna.
JM PP 2≥
Modelos e Análise Nodal
http://www.lenep.uenf.br/~bueno/Disciplina-ElevacaoEscoamento
André Duarte Bueno ([email protected])
Elevação e Escoamento de Petróleo
Padrões de Fluxo Horizontal Multifásico
Modelos e Análise Nodal
http://www.lenep.uenf.br/~bueno/Disciplina-ElevacaoEscoamento
André Duarte Bueno ([email protected])
Elevação e Escoamento de Petróleo
Padrões de Fluxo Horizontal Multifásico
Modelos e Análise Nodal
http://www.lenep.uenf.br/~bueno/Disciplina-ElevacaoEscoamento
André Duarte Bueno ([email protected])
Elevação e Escoamento de Petróleo
● Introdução
● Modelos e Análise Nodal
● Elevação Natural e Artificial
• Sistemas de gás Lift
• Bombeio Centrífugo Submerso
• Bombeio Mecânico com Hastes
• Processamento Primário
Sumário
http://www.lenep.uenf.br/~bueno/Disciplina-ElevacaoEscoamento
André Duarte Bueno ([email protected])
Elevação e Escoamento de Petróleo
• Lembre-se, do ponto de vista do engenheiro de reservatório a recuperação de hidrocarbonetos é classificada em:
• Primária: Usa energia do reservatório.
• Secundária: Requer o uso de métodos tradicionais para elevar a energia do reservatório.
• Terciária: Requer o uso de métodos avançados para elevar a energia do reservatório.
Elevação Natural e Artificial
http://www.lenep.uenf.br/~bueno/Disciplina-ElevacaoEscoamento
André Duarte Bueno ([email protected])
Elevação e Escoamento de Petróleo
• Do ponto de vista do engenheiro de elevação e escoamento, o escoamento pode ocorrer por:
• Fluxo Natural: Usa energia natural do reservatório.
• Elevação Artificial - gás Lift: Usa processos para incrementar a energia do sistema, com a injeção de gás lift (colocado na coluna de produção).
• Elevação Artificial - Bombeio: Usa processos para incrementar a energia do sistema (colocado na linha de produção)
Elevação Natural e Artificial
http://www.lenep.uenf.br/~bueno/Disciplina-ElevacaoEscoamento
André Duarte Bueno ([email protected])
Elevação e Escoamento de Petróleo
Em resumo
● Pressão Elevada no Reservatório →
Elevação Natural
● Diminuição da Pressão, ou Produção de Fluidos Mais Pesados, ou
Manutenção da Pressão→
Elevação Artificial
Elevação Natural e Artificial
http://www.lenep.uenf.br/~bueno/Disciplina-ElevacaoEscoamento
André Duarte Bueno ([email protected])
Elevação e Escoamento de Petróleo
Elevação Natural
• Quando ocorre?
● Início da vida produtiva do reservatório.● Poços surgentes.
• Força motriz?
● O fluxo de fluidos, óleo, água e gás, esta associado a energia do reservatório.
• Vantagens?
● Menores problemas operacionais. ● Equipamentos mais simples.● Menores custos operacionais.
Elevação Natural e Artificial
http://www.lenep.uenf.br/~bueno/Disciplina-ElevacaoEscoamento
André Duarte Bueno ([email protected])
Elevação e Escoamento de Petróleo
Elevação Artificial
• Quando ocorre?● Quando a pressão do reservatório não é mais
suficiente.
• Força motriz?● Uso de gás lift ou bombeio.
• Vantagens?● Mantém o reservatório produzindo.
• Desvantagens?● Custo elevado de operação, consumo de gás,
energia elétrica.
Elevação Natural e Artificial
http://www.lenep.uenf.br/~bueno/Disciplina-ElevacaoEscoamento
André Duarte Bueno ([email protected])
Elevação e Escoamento de Petróleo
● Principais Métodos de elevação artificial
● Gás Lift Contínuo e Intermitente
● Bombeio Centrífugo Submerso
● Bombeio Mecânico com Hastes
● Bombeio por Cavidades Progressivas
Elevação Natural e Artificial
http://www.lenep.uenf.br/~bueno/Disciplina-ElevacaoEscoamento
André Duarte Bueno ([email protected])
Elevação e Escoamento de Petróleo
● Introdução
● Modelos e Análise Nodal
● Elevação Natural e Artificial
• Sistemas de gás Lift
• Bombeio Centrífugo Submerso
• Bombeio Mecânico com Hastes
• Processamento Primário
Sumário
http://www.lenep.uenf.br/~bueno/Disciplina-ElevacaoEscoamento
André Duarte Bueno ([email protected])
Elevação e Escoamento de Petróleo
Sistemas de gás Lift
• Quando ocorre?● Quando a elevação natural não é mais
suficiente para produção.
• Força motriz?● Utiliza a energia do gás comprimido para elevar
fluidos (óleo e/ou água) para a superfície.
• Vantagens?● Ampla faixa de vazões (1-1700m³/dia).● Altas profundidades (até 2600m).● Adequado para poços com alto teor de areia.● Elevada RGL.● Baixos investimentos.
http://www.lenep.uenf.br/~bueno/Disciplina-ElevacaoEscoamento
André Duarte Bueno ([email protected])
Elevação e Escoamento de Petróleo
Sistemas de gás Lift
http://www.lenep.uenf.br/~bueno/Disciplina-ElevacaoEscoamento
André Duarte Bueno ([email protected])
Elevação e Escoamento de Petróleo
Sistemas de gás Lift
http://www.lenep.uenf.br/~bueno/Disciplina-ElevacaoEscoamento
André Duarte Bueno ([email protected])
Elevação e Escoamento de Petróleo
Tipos de Instalações de gás Lift
Sistemas de gás Lift
http://www.lenep.uenf.br/~bueno/Disciplina-ElevacaoEscoamento
André Duarte Bueno ([email protected])
Elevação e Escoamento de Petróleo
Gás Lift Contínuo
Sistemas de gás Lift
● Funcionamento similar à elevação natural,gaseifica a coluna de fluidos, do ponto de injeção até a superfície, de forma contínua injetando gás a alta pressão
● Com o aumento da quantidade de gás na coluna ocorre uma redução na densidade dos “fluidos” da coluna, uma redução na pressão no fundo do poço, e consequente aumento de vazão.
● Aumento do gás → diminuição do gradiente médio
● Controle de injeção no poço → regulador de fluxo
http://www.lenep.uenf.br/~bueno/Disciplina-ElevacaoEscoamento
André Duarte Bueno ([email protected])
Elevação e Escoamento de Petróleo
Gás Lift Contínuo
Sistemas de gás Lift
http://www.lenep.uenf.br/~bueno/Disciplina-ElevacaoEscoamento
André Duarte Bueno ([email protected])
Elevação e Escoamento de Petróleo
Gás Lift Intermitente
Sistemas de gás Lift
● Desloca a coluna de fluidos através da injeção de golfadas de gás a alta pressão
● é executada de forma cíclica,
● é controlada por um intermitor de ciclo e uma válvula
● tempos bem definidos
http://www.lenep.uenf.br/~bueno/Disciplina-ElevacaoEscoamento
André Duarte Bueno ([email protected])
Elevação e Escoamento de Petróleo
Gás Lift Intermitente
Sistemas de gás Lift
http://www.lenep.uenf.br/~bueno/Disciplina-ElevacaoEscoamento
André Duarte Bueno ([email protected])
Elevação e Escoamento de Petróleo
● Introdução
● Modelos e Análise Nodal
● Elevação Natural e Artificial
• Sistemas de gás Lift
• Bombeio Centrífugo Submerso
• Bombeio Mecânico com Hastes
• Processamento Primário
Sumário
http://www.lenep.uenf.br/~bueno/Disciplina-ElevacaoEscoamento
André Duarte Bueno ([email protected])
Elevação e Escoamento de Petróleo
Bombeio Centrífugo Submerso
Equipamentos de subsuperfície
• Bomba
• Admissão da bomba
• Protetor
• Motor elétrico
• Cabo elétrico
http://www.lenep.uenf.br/~bueno/Disciplina-ElevacaoEscoamento
André Duarte Bueno ([email protected])
Elevação e Escoamento de Petróleo
Bombeio Centrífugo Submerso
Equipamentos de superfície
• Quadro de comandos• Fonte de energia● Transformador • Cabeça de produção• Caixa de ventilação• Válvula de retenção• Válvula de drenagem• Sensor de pressão e temperatura de fundo
http://www.lenep.uenf.br/~bueno/Disciplina-ElevacaoEscoamento
André Duarte Bueno ([email protected])
Elevação e Escoamento de Petróleo
● Introdução
● Modelos e Análise Nodal
● Elevação Natural e Artificial
• Sistemas de gás Lift
• Bombeio Centrífugo Submerso
• Bombeio Mecânico com Hastes
• Processamento Primário
Sumário
http://www.lenep.uenf.br/~bueno/Disciplina-ElevacaoEscoamento
André Duarte Bueno ([email protected])
Elevação e Escoamento de Petróleo
Bombeio Mecânico com Hastes
● Característica: é o método de elevação mais utilizado em todo o mundo.
Quando é usado?● Poços rasos → vazões médias
● Poços profundos → vazões baixas
Tem problemas com produção de areia, poços desviados e poços com presença de muito gás.
http://www.lenep.uenf.br/~bueno/Disciplina-ElevacaoEscoamento
André Duarte Bueno ([email protected])
Elevação e Escoamento de Petróleo
Bombeio Mecânico com Hastes
● Elementos de umbombeio mecânicocom hastes
http://www.lenep.uenf.br/~bueno/Disciplina-ElevacaoEscoamento
André Duarte Bueno ([email protected])
Elevação e Escoamento de Petróleo
Bombeio Mecânico com Hastes
● Funcionamento: o movimento rotativo de um motor elétrico ou de combustão interna é transformado em movimento alternado.
● Uma coluna de hastes transmite o movimento alternado para o fundo do poço, acionando uma unidade de bombeio localizada próxima à cabeça do poço.
● A unidade de bombeio eleva os fluidos produzidos pelo reservatório para a superfície.
http://www.lenep.uenf.br/~bueno/Disciplina-ElevacaoEscoamento
André Duarte Bueno ([email protected])
Elevação e Escoamento de Petróleo
● Introdução
● Modelos e Análise Nodal
● Elevação Natural e Artificial
• Sistemas de gás Lift
• Bombeio Centrífugo Submerso
• Bombeio Mecânico com Hastes
• Processamento Primário
Sumário
http://www.lenep.uenf.br/~bueno/Disciplina-ElevacaoEscoamento
André Duarte Bueno ([email protected])
Elevação e Escoamento de Petróleo
Processamento Primário de Fluidos● Objetivo: Separar as fases gás, óleo e água.
● Fases:Separação, compressão, desidratação, processamento de
gás, tratamento da água e e tratamento do óleo .
http://www.lenep.uenf.br/~bueno/Disciplina-ElevacaoEscoamento
André Duarte Bueno ([email protected])
Elevação e Escoamento de Petróleo
Processamento Primário de Fluidos
http://www.lenep.uenf.br/~bueno/Disciplina-ElevacaoEscoamento
André Duarte Bueno ([email protected])
Elevação e Escoamento de Petróleo
Processamento Primário de Fluidos
Separação trifásica
http://www.lenep.uenf.br/~bueno/Disciplina-ElevacaoEscoamento
André Duarte Bueno ([email protected])
Elevação e Escoamento de Petróleo
Processamento Primário de Fluidos
Separação trifásica
Principais fontes de consulta
Material de aula de Maurício Prado,University of Tulsa.
Livro Fundamentos de Engenharia de Petróleo, José Eduardo Thomas, Interciência, 2nd, Rio de Janeiro, 2001.