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PET 0402 Métodos de Recuperação Suplementar Prof. Dr. Marcos Allyson Felipe Rodrigues Introdução à Recuperação Suplementar de Petróleo

Recuperação suplementar

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  • PET 0402 Mtodos de Recuperao Suplementar

    Prof. Dr. Marcos Allyson Felipe Rodrigues

    Introduo Recuperao Suplementar de Petrleo

  • Mtodos de Recuperao Suplementar - Introduo

    As acumulaes de petrleo possuem, na sua descoberta, uma certa quantidade de energia, denominada energia primria;

    Durante a produo h uma dissipao da energia;

    Para minorar os efeitos da dissipao da energia primria, so praticadas duas linhas de ao:

    - Suplementar com energia secundria;

    - Reduzir as resistncias viscosas e/ou capilares por meios de

    mtodos especiais;

    A quantidade de leo retirada de um reservatrio unicamente devido a suas energias naturais chamada recuperao primria;

    Recuperao secundria a quantidade adicional de leo obtida por suplementao da energia primria com energia secundria;

  • Mtodos de Recuperao Suplementar Introduo

    Os mtodos de recuperao foram desenvolvidos para se obter uma produo maior de petrleo, alm de acelerar a produo;

    As primeiras experincias buscavam fornecer presso ao reservatrio por meio da injeo de fluidos. Entretanto, nem sempre o aspecto mais crtico era a

    baixa presso e, com isso, surgiram diversos processos que se conhecem

    atualmente.

  • Mtodos de Recuperao Suplementar Definies gerais

    Recuperao Primria (Primary Recovery)

    Recuperao de leo por mecanismos naturais: gs em soluo, influxo de gua, capa de gs, segregao gravitacional.

    . Recuperao Secundria (Secondary Recovery)

    Injeo de um fluido, gua ou gs, cuja funes primrias so manter

    a presso do reservatrio e deslocar o leo em direo aos poos produtores.

    Recuperao Terciria (Tertiary Recovery)

    Diversos processos ou injeo de fluidos outros que no gua e gs com o objetivo de recuperar leo adicional.

  • Mtodos de Recuperao Suplementar Definies gerais

    EOR (Enhanced Oil Recovery) ~ Mtodos Especiais de Recuperao ~ Recuperao Terciria

    So termos usados indistintamente. EOR foi o termo foi usado pelo SPE nas dcadas de 60 a 80, compreendendo tratamentos feitos em escala de

    reservatrio.

    . IOR (Improved Oil Recovery) ~ Recuperao Avanada de Petrleo.

    Este termo passou a ser usado na dcada de 90 pelo SPE,

    para revitalizar a atividade, desgastada devido ao baixo preo do petrleo que a inviabilizava e a alguns fracassos tcnicos, causados

    muitas vezes por early breakthrough.

    Compreende: EOR + injeo de gua + injeo de gs

  • Mtodos de Recuperao Suplementar O que se ganha com o IOR?

  • Mtodos de Recuperao Suplementar

    CONVENCIONAL

    Injeo de gua

    Injeo de Gs

    ESPECIAL

    Trmicos

    Miscveis

    Qumicos

  • Mtodos de Recuperao Suplementar

  • Esquemas de injeo

    Esquemas de injeo:

    Injeo perifrica

    Injeo na base,

    Injeo no topo e

    Injeo em malhas.

    Para reservatrios planos, horizontais e de pouca espessura, pelo fato de

    no existirem pontos preferenciais para injeo de fluidos, os poos de

    injeo e produo so distribudos de maneira homognea em todo o

    reservatrio.

    Mtodos de Recuperao Suplementar

  • Esquemas de injeo - Injeo perifrica

    Mtodos de Recuperao Suplementar

  • Esquemas de injeo - Injeo no topo

    Mtodos de Recuperao Suplementar

  • Esquemas de injeo - Injeo na base

    Mtodos de Recuperao Suplementar

  • Esquemas de injeo - Injeo em malhas

    Malha five-spot

    Mtodos de Recuperao Suplementar

    Malha nine-spot invertido

  • Mobilidade e Razo de mobilidade

    Para o deslocamento imiscvel de um fluido por outro

    costuma-se definir as mobilidades dos fluidos e a razo de

    mobilidades.

    A mobilidade definida como: i

    ii

    k

    Razo de mobilidade: o

    DM

    Se o fluido deslocante a gua:

    o

    wM

    Mtodos de Recuperao Suplementar

  • Mtodos de Recuperao Suplementar

    Eficincia de varrido horizontal

    Em qualquer projeto, independentemente do esquema escolhido, existe uma rea total definida que est sujeita influncia da injeo. Por ex., em

    um esquema five-spot essa rea total a rea da malha base, ou seja, um

    quadrado.

    Eficincia de varrido horizontal a relao entre a rea invadida pelo fluido injetado e a rea total do meio poroso:

    tinvA A/AE

  • Eficincia Areal de Varrido

    Mtodos de Recuperao Suplementar

  • Eficincia de

    Varrido Areal (ES)

    Mtodos de Recuperao Suplementar

  • Eficincia de Varrido Vertical (EVV)

    ltransversaseodatotalverticalrea

    guapelainvadidaverticalreaEvv

    Mtodos de Recuperao Suplementar

  • Eficincia Volumtrica (EV)

    Mtodos de Recuperao Suplementar

    malhadatotalvolume

    guapelainvadidovolumeEv

  • Eficincia de Deslocamento (ED)

    a frao do leo mvel na zona varrida que foi deslocado.

    funo dos volumes injetados, da viscosidade dos fluidos e da permeabilidade relativa.

    ED varia entre zero no incio da injeo e um, valor que seria obtido aps um nmero muito grande (infinito) de volumes porosos

    injetados.

    p

    fpiD

    SorSoi

    SoSoi)V(E

    Mtodos de Recuperao Suplementar

  • Eficincia de Deslocamento (ED) Deslocamento Linear Tipo Pisto

    Sw

    0 1

    1

    x

    Swc

    1-Sor

    t1 t2 t3

    Mtodos de Recuperao Suplementar

  • Eficincia de Deslocamento (ED) Deslocamento Linear Tipo Pisto

    Sw

    0 1

    1

    x

    Swc

    1-Sor

    t1 t2 t3

    Mtodos de Recuperao Suplementar

  • Eficincia de Deslocamento (ED) Deslocamento Linear Tipo Pisto

    Sw

    0 1

    1

    x

    Swc

    1-Sor

    t1 t2 t3

    Mtodos de Recuperao Suplementar

  • Eficincia de Deslocamento (ED) Deslocamento Linear Tipo Pisto

    Sw

    0 1

    1

    x

    Swc

    1-Sor

    t1 t2 t3

    Mtodos de Recuperao Suplementar

  • Eficincia de Deslocamento (ED) Deslocamento Linear Tipo Buckley-Leverett

    Sw

    0 1

    1

    x

    Swc

    1-Sor

    t1 t2 t3

    Mtodos de Recuperao Suplementar

  • Eficincia de Deslocamento (ED) Deslocamento Linear Tipo Buckley-Leverett

    Sw

    0 1

    1

    x

    Swc

    1-Sor

    t1 t2 t3

    Mtodos de Recuperao Suplementar

  • Eficincia de Deslocamento (ED) Deslocamento Linear Tipo Buckley-Leverett

    Sw

    0 1

    1

    x

    Swc

    1-Sor

    t1 t2 t3

    Mtodos de Recuperao Suplementar

  • Mtodos de Recuperao Suplementar

  • Recuperao Suplementar Convencional

    Mtodos de Recuperao Suplementar

  • Mtodos convencionais de recuperao avanada -Injeo de gs

    Mtodos de Recuperao Suplementar

  • Mtodos de Recuperao Suplementar

    Mtodos especiais de recuperao avanada -Injeo de gua

  • Injeo de Gs Carbnico (CO2),

    Nitrognio (N2),

    Gs mido (LGN)

    Mecanismo: O fluido injetado miscvel com o leo, que

    encontra-se em estado residual, retido por foras capilares. A

    saturao do novo fluido (leo + fluido injetado) maior e o

    fluido pode escoar.

    O CO2, mesmo quando injetado acima da presso mnima de

    miscibilidade (CO2 miscvel) causa um inchamento de at 20%

    no leo e reduz sua viscosidade

    Indicao: Reservatrios de leo leve

    Obstculos utilizao: custos; disponibilidade de fluidos para

    injetar

    Mtodos especiais Mtodos Miscveis

    Mtodos de Recuperao Suplementar

  • Distribuio das reservas mundiais de petrleo

    (Alboudwarej, 2007)

    Mtodos de Recuperao Suplementar

    Mtodos especiais Mtodos Trmicos

  • Mtodos de Recuperao Suplementar

    Mtodos especiais Mtodos Trmicos

  • Mtodos de Recuperao Suplementar

    Mtodos especiais Mtodos Trmicos

    leos pesados no RN

  • Injeo de Vapor Cclico ou Contnuo

    Indicao: Reservatrios de leo viscoso; reservatrios rasos

    Mecanismo: reduo da viscosidade por fornecimento de calor ao reservatrio

    Obstculos utilizao: segregao gravitacional em injeo contnua; perda de calor em ambientes offshore ou em reservatrios profundos; logstica em ambientes offshore

    Combusto in situ

    Indicao: Reservatrios de leo viscoso

    Mecanismo: reduo da viscosidade; gases de combusto e frao leve do leo vaporizada vo frente deslocando o leo

    Obstculos utilizao: controle da combusto; segurana

    Mtodos de Recuperao Suplementar

    Mtodos especiais Mtodos Trmicos

  • Injeo cclica 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

    Mtodos de Recuperao Suplementar

    Mtodos especiais Mtodos Trmicos

  • Mtodos de Recuperao Suplementar

    Mtodos especiais Mtodos Trmicos

    Injeo Cclica de vapor

  • Injeo Contnua de vapor

    Water

    Oil

    Steam

    residual oil

    Steam Zone Condensate

    Zone Oil B ank

    Flow

    1000s 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

    Mtodos de Recuperao Suplementar

    Mtodos especiais Mtodos Trmicos

  • Combusto in situ

    Water

    Oil

    Ste

    am

    Zo

    ne

    Oil Bank

    Flow

    Co

    mbu

    stio

    n

    Zo

    ne

    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.

    Mtodos de Recuperao Suplementar

    Mtodos especiais Mtodos Trmicos

  • Polmero

    Mecanismo: correo da mobilidade

    Obstculos utilizao: custo; sensibilidade do polmero a gua salgada da formao e temperatura; gua de mistura salgada e problemas de logstica em ambientes offshore

    Tensoativos, Custicos (soluo ASP)

    Mecanismo: diminuio da tenso interfacial gua-leo com conseqente diminuio das foras de reteno capilar; eventualmente, inverso da molhabilidade de reservatrios oil-wet

    Obstculos utilizao: custos

    Mtodos de Recuperao Suplementar

    Mtodos especiais Mtodos Qumicos

  • Como implantar um projeto de IOR?

    Fase 1: Screening Que mtodo o mais adequado para um dado reservatrio?

    Fase 2: Simulao Fsica Testes de laboratrio so conduzidos para verificar se, em escala de laboratrio, o mtodo funciona, e para determinar parmetros fsicos do sistema rocha/fluidos injetados ou do comportamento da rocha frente ao processo utilizado

    Fase 3: Simulao Matemtica Simulao matemtica em escala do piloto de campo. A caracterizao do reservatrio tem um papel crucial

    Fase 4: Estudo de Viabilidade Econmica O prmio (So) compensa o investimento e as despesas de custeio?

    Fase 5: Piloto de Campo Fase 6: Expanso para Escala de Campo

    Havendo sucesso tcnico (So) e econmico ($$$) repetem-se os passos 3 e 4 e passa-se para a escala de campo

    Mtodos de Recuperao Suplementar