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Processamento Primário de Petróleo
SeparaçãoEquipamentos
Sólidos Transporte
Projeto de Explotação
Subsuperfície: depende do desempenho do reservatório; são dimensionadas pelos engenheiros de petróleo. Produção variável.
Superfície: depende das características e volumes dos fluidos envolvidos; são dimensionadas por engenheiros mecânicos, civis e de processos. Capacidade de produção constante.
Planta de Processamento na Superfície
Separar os fluidos produzidos em correntes de óleo, gás e água para a venda ou descarte.
Separação: – Ação da gravidade (gás e água); – Força centrífuga; – Aglutinação de partículas (impacto ou
agitação);– Separação inercial (mudança de velocidade
e direção de fluxo).
Esquema do tratamento de água.
Exemplo esquemático do funcionamento de um hidrociclone.
Funções das Facilidades de Produção
Óleo, Gás e a Água são separados por separadores trifásicos.
Traços de óleo são removidos da água produzida que é descartada no mar.
Gás produzido é desidratado para evitar hidratos e comprimido para terra.
Óleo é bombeado por oleodutos até estação em terra ou por linhas até FSO.
Separação dos fluidos
Processamento é simplificado para o caso de petróleo de baixa viscosidade e baixa densidade (não formam emulsão com a água).
Pressão ótima de separação: na qual fica retida na fase líquida o maior número de componentes.
(Função do Fator Volume de Formação)
Separação por Estágios
Processo no qual o óleo produzido é separado em líquido e vapor por duas ou mais vaporizações flash, a pressões sucessivamente menores.
A maior recuperação de líquido provém dos HC que ficariam na fase gasosa, se a separação fosse num só estágio.
Depende do grau API do óleo, da pressão de fluxo dos poços, pressão requerida para o gás separado.
Elementos 1
Vasos de pressão: – seções da linha de fluxo com maiores
diâmetros;– provoca a separação primária dos fluidos
por retenção, segregação gravitacional. Bombas:
– Centrífugas: grandes volumes e baixas pressões (movimentar líquidos na planta);
– Deslocamento Positivo: volumes menores e altas pressões (injeção de água).
Elementos 2
Compressores: injetar gás produzido a baixa pressão em sistemas de exportação de gás a alta pressão (120 Kgf/cm2) .
Buster: capta o gás de baixa pressão (3 Kgf/cm2) e joga na sucção de um turbo compressor (30 Kgf/cm2).
Gás de baixa: exportação ou flare.
Elementos 3
Tanques: estoque de óleo e água para a segregação gravitacional (onshore).
Linhas e Válvulas: para bloqueio ou controle.– Borboleta (bloqueio, menores pressões);– Esfera (bloqueio, maiores pressões);– Check Valve (fluxo só numa direção);– Globo (controle de vazão);– Gaveta (bloqueio).
Elementos 4
Medidores: de alta precisão, para os volumes exportados de óleo (tipo turbina) e gás (placa de orifício);de rotina, para os testes nos poços; de monitoramento e controle das pressões e vazões na planta de processo.
Sistemas 1
Linhas de produção: interliga a cabeça do poço às facilidades de tratamento.
Manifold: direciona os poços para os “headers”, (de produção ou de teste).
Piping Manifold
Sistemas 2Separadores de Gás:
primeiro equipamento da planta; separa o gás livre do líquido (bifásico); os horizontais são usados para altas RGO e os verticais para baixos volumes.
Retirar gás no início reduz os volumes
da jusante. Sistema ilustrativo de um separador trifásico
Sistemas 3
Separadores de Água e Gás: vasos de grande dimensões, compridos, que proporcionam um tempo de retenção adequado para a saída da água da emulsão. Segregação do gás remanescente.
Horizontal Free-water knockout
Quebra da Emulsão
Emulsão: é a mistura de dois líquidos insolúveis, com pequenas quantidades de um líquido disperso em formas de gotas dentro do outro, o qual forma uma fase contínua. Ex.: espuma.
Processos de Quebra de Emulsão:– Calor (reduz a vis. Óleo e coalesce gotas de
água);– Desemulsificante (detergente; injetado
header principal);– Potencial Elétrico (Desalgadora Elétrica);– Retenção (onshore).
Outros tratamentos
Tratadores Térmicos: separaradores trifásicos com serpentina de água quente.
Purificadores (Scrubber): retém impurezas da corrente de gás (sólidos ou gotas de líquido).
Desalgadoras: remove a salinidade do óleo cru.
Slug: prevenir golfadas na planta de processo.
Depósitos Sólidos
As Parafinas se solidificam antes dos naftenos e dos aromáticos quando o óleo é resfriado.– Solvente, Calor, revestimento plástico e “faca”.
Poços de Gás contêm vapor de água que condensa quando a P cai e o gás expande, resfriando. Hidratos: são compostos de gás e água (H, C, O) semelhantes a gelo que se solidificam a T acima da T de solidificação da água (60 F). – Solvente (metanol), P alta, aquecimento antes
choke.
Scales são depósitos de sal devido a queda de P.– difícil remoção.
Linhas
Transporte de Líquido e Gás.
Fluxo Bifásico até a planta: pode provocar slugs gás/líquido que acarretam danos aos equip. sep.
Pigs: esferas de aço ou espuma que têm o objetivo de remover líquidos e detritos (lançador-recebedor).
