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Engenharia de Reservatórios• Estuda
– Caracterização das jazidas– Propriedades das rochas– Propriedades dos fluidos– Fluxo de fluidos nos meios
porosos– Mecanismos de recuperação
Abertura
– Mecanismos de recuperação
• Objetivo– Estimativa das reservas de
petróleo– Desenvolvimento das reservas de
petróleo– Otimizar a produção
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Referências Bibliográficas
• Fundamentos de Engenharia de Petróleo
Autor: Thomas, José Eduardo
Editora: Interciência
• Engenharia de Reservatórios de Petróleo
Autores: Rosa, Adalberto José; Carvalho, Renato de Souza; Xavier,
José Augusto Daniel
Editora: Interciência/
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Introdução
Engenharia de ReservatóriosEngenharia de Reservatórios
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O que é um Reservatório de Petróleo?
Introdução à Engenharia de Reservatórios
� Sistema formado por
� exemplo de tamanho : 10 km x 10 km x 100 mcom 50 poços
Rocha (porosa e permeável)
Fluido (gás, óleo, água)
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Estratégia de Explotação
� Quantos poços ?
� Onde posicionar os poços ?
� Quais tipos de poços ? (Verticais, Horizontais, Multilaterais) ?
� Injeção de água ? de gás ? de vapor ? etc.?
Introdução à Engenharia de Reservatórios
� Injeção de água ? de gás ? de vapor ? etc.
� Como operar os poços ?
� ...
� Recuperação final ?
� Curva de Produção ?
� Fluxo de caixa ?
?
?
$FR
m3
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Introdução
Aspectos Gerais dos Reservatórios de Aspectos Gerais dos Reservatórios de Petróleo
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Propriedades• Geometria:
– Espessura,
– Altos e Baixos Estruturais
– Estrangulamentos,
• Propriedades do Fluidos:
Aspectos Gerais
• Propriedades do Fluidos:
– Viscosidade
– Densidade,
– Compressibilidade,
– Rs,
– Pressão de Bolha,
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Propriedades
• Propriedades das Rochas.
– Tipos – Arenitos e Carbonatos.
– Porosidade,
– Permeabilidade,
Aspectos Gerais
– Permeabilidade,
– Compressibilidade,
– Saturações,
– Permeabilidade Relativa,
– Pressão Capilar.
![Page 10: Principais Características de um Reservatório](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081719/557212fd497959fc0b915d2c/html5/thumbnails/10.jpg)
Mecanismos de Produção
• Recuperação Primária,
– Gás em Solução.
– Capa de Gás.
– Influxo de Água.
Aspectos Gerais
– Influxo de Água.
– Mecanismo Combinado.
– Segregação Gravitacional.
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Mecanismos de Produção
• Recuperação Secundária Convencional:
– Injeção de Água,
– Injeção de Gás Imiscível,
• Métodos Especiais
Aspectos Gerais
• Métodos Especiais
– Injeção de Gás Miscível (CO2),
– Injeção de Vapor,
– WAG
– Injeção de Produtos Químicos (Polímeros, Surfactantes etc)
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grão
compactação
fluxo de fluidos
cimento
Porosidade Aos espaços vazios existentes no interior da rocha dá-se o nome de porosidade .
A porosidade depende da forma, da arrumação, da variação de tamanho dos grãos e do grau de cimentação da rocha.
Principais Características de um Reservatório
A porosidade é definida por:
sendo,
Vvazios = V poroso = volume poroso da rocha
Vtotal = volume total da rocha
Porosidade absoluta – é a relação entre o volume total de vazios de uma rocha e o volume total da mesma;
Porosidade efetiva - é a relação entre os espaços vazios interconectados de uma rocha e o volume total da mesma;
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� Redução de volume de um corpo quando submetido a uma compressão P.
� Compressibilidade efetiva da formação:
Principais Características de um Reservatório
Compressibilidade da Rocha
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Permeabilidade Quando os espaços vazios (poros) no interior da rochasão interconectados, diz-se que a rocha é permeável.
Poros interconectados rochas permeáveis
Principais Características de um Reservatório
Poros isolados rochas impermeáveis
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Permeabilidade absoluta (k) A medida da capacidade de uma rocha permitir fluxo de fluidos é chamada de “permeabilidade ”.
Quando existe apenas um único fluido saturando a rocha, esta propriedade recebe o nome de “permeabilidade
Principais Características de um Reservatório
nome de “permeabilidade absoluta ”.
A unidade de medida é o darcy, em homenagem ao francês Henry D’arcy, que formulou a equação de deslocamento de fluidos em meios porosos.
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Os espaços vazios da rocha podem estar preenchidos por 3 fluidos: óleo , gás e água .
A saturação de óleo, água e gás é o percentual do volume poroso (Vp) ocupado por cada uma destas fases.
Saturação de óleo: So = Vo/VpSaturação de gás: Sg = Vg/VpSaturação de água: Sw = Vw/Vp
Saturação de fluidos
Principais Características de um Reservatório
So + Sg + Sw = 1
Os reservatórios de petróleo sempre apresentam uma saturação de água irredutível, Swir .
A saturação de água inicial também é chamada de saturação de água conata, Swc.
Após a produção os reservatórios apresentam uma saturação de óleo irredutível, Sor , e podem apresentar uma saturação de gás irredutível, Sgr.
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Permeabilidade Efetiva (k o, kg e kw)Uma rocha reservatório sempre contém 2 ou mais fluidos.
A facilidade com que cada fluido se move é chamada “permeabilidade efetiva”.
As permeabilidades efetivas aos fluidos dependem das saturações de cada um dos fluidos no meio poroso.
Principais Características de um Reservatório
Permeabilidade Relativa (k ro, krg e krw)A permeabilidade relativa do óleo, gás ou água é o quociente entre a permeabilidade efetiva e a permeabilidade absoluta(k) do meio em que se encontra o fluido.
Permeabilidade relativa ao Óleo: kro = ko/kPermeabilidade relativa ao Gás: krg = kg/kPermeabilidade relativa à Água: krw = kw/k
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Mobilidade
É a relação existente entre a permeabilidade efetiva (k) e a viscosidade (µ) do fluido.Mobilidade do Óleo: λo = ko/µoMobilidade da Água: λw = kw/µw
A mobilidade do fluido também depende da saturação, e seu valor é importante para a eficiência da injeção de água no reservatório (que estudaremos adiante).
A razão de mobilidades é : M=λw/λo
Principais Características de um Reservatório
Quanto maior for a razão de mobilidades, menor será a eficiência de varrido do óleo.
Injeção de água Produção de óleo
Reservatório
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MA
Óleo
Pressão Capilar
É a pressão decorrente do equilíbrio entre as tensões interfaciais entre o óleo, a água e a rocha. No meio poroso, a pressão capilar introduz uma zona de transição entre a zona de óleo e água.
Principais Características de um Reservatório
Saturação de Água
Pro
fund
idad
e ÁguaP
ress
ãoC
apila
r
Contato o/a observado
Pc=0 (NAL)
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Como é feita a classificação dos reservatórios de petróleo?
É feita de acordo com o comportamento da mistura de hidrocarbonetos nele contida.
Apenas a composição da mistura não é suficiente para determinar seu estado físico. O
comportamento depende das condições de pressão e temperatura a que estiver
submetida no reservatório.
Como é o comportamento das Fases?
Existem dois tipos de substâncias: a pura e mistura.
A substância pura é aquela onde a vaporização total a uma determinada pressão
Classificação dos Reservatórios
A substância pura é aquela onde a vaporização total a uma determinada pressão constante se processa à temperatura constante.
Diagrama de fases Substância Pura
![Page 21: Principais Características de um Reservatório](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081719/557212fd497959fc0b915d2c/html5/thumbnails/21.jpg)
� Vaporização de uma substância pura
� T2 Temperatura de ebulição (Ponto de bolha ou de ebulição).
� T3 Temperatura de condensação, caminho inverso (ponto de orvalho = ponto de bolha para substâncias puras).
� Pressão crítica: maior pressão na qual as duas fases coexistem. Para P>Pcrit chamamos a mistura apenas de “fluido”.
� Se feito à T constante (Reservatórios de Petróleo): Pressão de bolha ou pressão de saturação.
Classificação dos Reservatórios
bolha ou pressão de saturação.
![Page 22: Principais Características de um Reservatório](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081719/557212fd497959fc0b915d2c/html5/thumbnails/22.jpg)
• Mistura de hidrocarbonetos• Vaporização total não se processa à temperatura constante.
• Ponto 2 – Ponto de bolha (inicio da vaporização – mais leves).
• Ponto 3 – Ponto de orvalho (toda a mistura no estado gasoso).
• Pb e Po são diferentes.
• Ligando-se os Pb e Po obtém-se
a curva dos pontos de bolha e dos
Produção no Reservatório
Classificação dos Reservatórios
a curva dos pontos de bolha e dos
pontos de orvalho respectivamente.
• As duas curvas se encontram no
ponto crítico
![Page 23: Principais Características de um Reservatório](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081719/557212fd497959fc0b915d2c/html5/thumbnails/23.jpg)
Cp
Pre
ssão
Ponto crítico
óleo+
Envelope de Fases (1)
Classificação dos Reservatórios
TTemperatura
Pre
ssão
óleo+
gás
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Tipos de reservatório
Em função das diferentes composições das misturas dos hidrocarbonetos e das diferentes condições de temperatura e pressão, existem três tipos de reservatórios: 1) Reservatório de óleo.2) Reservatório de gás .3) Reservatórios que possuem gás e óleo em equilíbrio (capa de gás).
Classificação dos Reservatórios
Reservatório de gás e óleo em equilíbrio Reservatório de óleo
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C
pR
Pre
ssão
LÍQUIDO
A
Ponto críticoB
Condições originais do reservatório
(pR,TR)Reservatório Black Oil
Classificação dos Reservatórios
TTemperatura
Pre
ssão
GÁS
D
TR
02550
75% líq
Ts, ps
S
óleo+ gás
![Page 26: Principais Características de um Reservatório](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081719/557212fd497959fc0b915d2c/html5/thumbnails/26.jpg)
C
p
Pre
ssão
LÍQUIDO
Ponto críticoB
D
Condições originais do reservatório
pR(pR,TR)A
75% líq
Reservatório de Óleo Volátil
Classificação dos Reservatórios
TTemperatura
Pre
ssão
GÁS
E
TR
0
50
25
FTs, ps
S
óleo+ gás
75% líq
![Page 27: Principais Características de um Reservatório](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081719/557212fd497959fc0b915d2c/html5/thumbnails/27.jpg)
• Reservatórios de gás
• Jazida de petróleo contendo uma mistura de hidrocarbonetos no estado gasoso
• Temperatura da mistura encontra-se ao lado direito da temperatura crítica
Classificação dos Reservatórios
direito da temperatura crítica
• Classificam-se em:
�Reservatórios de gás seco
�Reservatórios de gás úmido (ou gás condensado)
�Reservatórios de gás retrogrado
![Page 28: Principais Características de um Reservatório](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081719/557212fd497959fc0b915d2c/html5/thumbnails/28.jpg)
Reservatório de Gás Seco
p
ACondições originais do reservatório
LÍQUIDO
Ponto crítico
Classificação dos Reservatórios
T
GÁS
B
reservatório
75 50 25
%Líq.
Ts, psS
0
100
![Page 29: Principais Características de um Reservatório](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081719/557212fd497959fc0b915d2c/html5/thumbnails/29.jpg)
p
LÍQUIDO
%Líq.
Ponto crítico
ACondições originais do
Reservatório de Gás Úmido
Classificação dos Reservatórios
T
GÁS
100
75
50
25
%Líq.
0
B
originais do reservatório
TR
Ts,psS
![Page 30: Principais Características de um Reservatório](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081719/557212fd497959fc0b915d2c/html5/thumbnails/30.jpg)
C
óleo+
pCondições originais do reservatório
Condensação retrógrada
ÓLEO A
B
Reservatório de Gás Condensado ou Retrógrado
Classificação dos Reservatórios
+ gás
TGÁS
retrógrada
Vaporização normal
D
ES
Ts, ps
![Page 31: Principais Características de um Reservatório](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081719/557212fd497959fc0b915d2c/html5/thumbnails/31.jpg)
• Reservatórios de óleo e gás
– Apresentam as fases líquida e vapor em equilíbrio no reservatório.
– A fase vapor, menos densa,
Classificação dos Reservatórios
A fase vapor, menos densa,
se acumula nas partes mais
altas do reservatório,
formando o que se denomina
capa de gás.
![Page 32: Principais Características de um Reservatório](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081719/557212fd497959fc0b915d2c/html5/thumbnails/32.jpg)
Fluidos produzidos
Um comportamento padrão esperado para um reservatório é que ele produza óleo, gás natural e água.
Ao serem trazidos para a superfície, os fluidos do reservatório se dividem. À medida em que o fluido é elevado dentro da coluna de produção do poço, a pressão diminui e o gás que está dissolvido no óleo sai e o gás livre se expande. Por isso, nas
Fluidos Produzidos
Condição dos fluidos no reservatório
Condição dos fluidos na superfície
e o gás livre se expande. Por isso, nas condições de superfície, o volume de gás é maior e o volume de óleo menor. O óleo sofre um “encolhimento” quando o gás em solução se “desprende” dele.
As condições de superfície (standard), correspondem a pressão de 1 atm e temperatura de 20°C.
Vazões de produção normalmente são dadas em condição de padrão (standard): m3std/d ou stb/d
![Page 33: Principais Características de um Reservatório](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081719/557212fd497959fc0b915d2c/html5/thumbnails/33.jpg)
Produção de óleo: é a parte dos hidrocarbonetos que permanece no estado líquido quando a mistura é levada para a superfície.
Produção de gás: é proveniente dos hidrocarbonetos que, no reservatório já se encontram no estado gasoso (gás livre) e do gás que sai de solução do óleo, ou seja, se vaporizam quando a mistura é levada para a superfície.
Fluidos Produzidos
Produção de água: é proveniente da água de formação (conata na região com óleo ou aquífero) e da água de injeção, no caso de projetos onde a injeção de água é usada para aumentar a recuperação do campo.
![Page 34: Principais Características de um Reservatório](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081719/557212fd497959fc0b915d2c/html5/thumbnails/34.jpg)
Fluidos Produzidos
![Page 35: Principais Características de um Reservatório](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081719/557212fd497959fc0b915d2c/html5/thumbnails/35.jpg)
O que são RGO, RAO e BSW?
São indicadores muito utilizados para o acompanhamento da vida do reservatório.
A razão gás-óleo (RGO) é a relação entre as vazões instantâneas de gás e óleo.
A razão água-óleo (RAO) é a relação entre as vazões instantâneas de água e óleo.
Fluidos Produzidos
O BSW é a razão entre as vazões instantâneas de água mais os sedimentos que estão sendo produzidos e total de líquidos e sedimentos.
![Page 36: Principais Características de um Reservatório](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081719/557212fd497959fc0b915d2c/html5/thumbnails/36.jpg)
RGO, BSW e RAO
01/01/2009
01/01/2010?
01/01/2013?
01/01/2015?
Fluidos Produzidos
Qo Qg Qw RGO BSW RAO1/1/2009 3600 340000 0 94 0% 0.001/1/2010 3150 760000 0 241 0% 0.001/1/2013 2800 230000 700 82 20% 0.251/1/2015 1700 130000 1750 76 51% 1.03
![Page 37: Principais Características de um Reservatório](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081719/557212fd497959fc0b915d2c/html5/thumbnails/37.jpg)
Fator volume de formação do gás (Bg)
• Razão entre o volume que o gás ocupa numa condição de pressão e temperatura qualquer e o volume que ele ocupa nas condições padrão.
Fluidos Produzidos
![Page 38: Principais Características de um Reservatório](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081719/557212fd497959fc0b915d2c/html5/thumbnails/38.jpg)
Fator volume de formação do óleo (Bo)
Durante a elevação do óleo, a pressão diminui. Com isso há uma expansão do óleo até o
limite (Pb), onde o gás começa a se “desprender” do óleo, chegando na superfície em
duas fases (gás e óleo).
O fator volume de formação do óleo ou fator de encolhimento, expressa o volume da
mistura, numa condição de pressão e temperatura qualquer, que é necessário para se
obter uma unidade de volume de óleo nas condições de superfície. O Bo é sempre um
número ≥ 1,0. Quanto maior o B , menor volume de óleo teremos na superfície.
Fluidos Produzidos
número ≥ 1,0. Quanto maior o Bo, menor volume de óleo teremos na superfície.
Psat
![Page 39: Principais Características de um Reservatório](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081719/557212fd497959fc0b915d2c/html5/thumbnails/39.jpg)
VresBo
Vsup=
1,1
.
.
.
Fluidos Produzidos
pressãopsat1,0
1,1
![Page 40: Principais Características de um Reservatório](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081719/557212fd497959fc0b915d2c/html5/thumbnails/40.jpg)
Razão de solubilidade (Rs)
A Razão de Solubilidade do óleo, a uma certa condição de pressão e temperatura, é a
relação entre o volume de gás que está dissolvido (expresso em condições de superfície)
e o volume de óleo que será obtido da mistura.
A Rs é constante, da pressão original até a pressão de saturação (Pb), onde a partir daí o
gás se “desprende” do óleo. Durante a vida do reservatório, a pressão deste cai com a
Fluidos Produzidos
produção e até (Pb) só existe uma única fase no reservatório (óleo). Depois da (Pb), o
gás sai do óleo dentro do reservatório, formando duas fases (gás e óleo). É a partir daí
que ocorre um “estouro” de RGO.
Psat
![Page 41: Principais Características de um Reservatório](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081719/557212fd497959fc0b915d2c/html5/thumbnails/41.jpg)
VgásRs
Vóleo=
50
.
.
.
Fluidos Produzidos
pressãopsat0
50
![Page 42: Principais Características de um Reservatório](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081719/557212fd497959fc0b915d2c/html5/thumbnails/42.jpg)
Produção acima da Psat
(psep,Tsep) (pst,Tst)
+
Superfíciegás em solução
gás em sol.
(Vg sol)s
Fluidos Produzidos
separador
tanque
+
Vo s
gás em sol.
Vo r(Óleo + gás dissolvido)
Reservatório
![Page 43: Principais Características de um Reservatório](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081719/557212fd497959fc0b915d2c/html5/thumbnails/43.jpg)
Produção abaixo da Psat
(psep,Tsep)(pst,Tst)
+
(Vg livre)s+ (Vg sol)s
Superfíciegás livre
gás em solução (Vg sol
Fluidos Produzidos
separador
tanque
+
Vo s
gás em sol.
g sol )s
Vo r(Óleo + gás dissolvido)
Reservatóriogás livre
![Page 44: Principais Características de um Reservatório](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081719/557212fd497959fc0b915d2c/html5/thumbnails/44.jpg)
Res x Sup – acima da Psat
(psep,Tsep) (pst,Tst)
+
Superfíciegás em solução
Vgs
T
pCp
Fluidos Produzidos
separador
tanque
+
Vos
gás em sol.
Vor(Óleo + gás dissolvido)
Reservatório
(((( ))))os
ssolg
s V
VR
i====
so
roo V
VB ====
![Page 45: Principais Características de um Reservatório](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081719/557212fd497959fc0b915d2c/html5/thumbnails/45.jpg)
Res x Sup – abaixo da Psat
(psep,Tsep) (pst,Tst)
+(V
g livre )s + (Vg so
l
Superfíciegás livre
gás em solução
gás em sol.
(Vg so
l )s
V
T
pC
p
pi
Fluidos Produzidos
separador
tanque
+ g sol )s
Vo s
gás em sol.
Vor(Óleo gás dissolvido)
Reservatóriogás livre (((( )))) (((( ))))
os
ssolgsg
V
VVR livre
++++====
os
oro V
VB ====
(((( ))))os
ssolg
s V
VR ====
(((( ))))(((( ))))
slivreg
rlivreg
g V
VB ====
![Page 46: Principais Características de um Reservatório](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081719/557212fd497959fc0b915d2c/html5/thumbnails/46.jpg)
Mecanismos de Produção
A produção do reservatório ocorre devido a dois efeitos principais:
1) Descompressão (causando a expansão dos fluidos contidos no reservatórios e contração do volume poroso);
2) Deslocamento de um fluido por outro fluido (por exemplo, a invasão da zona de óleo por um aquífero).
Mecanismos de Produção
aquífero).
Ao conjunto de fatores que desencadeiam esses efeitos dá-se o nome de Mecanismos de Produção.
Os principais mecanismos de produção de reservatórios são: a) Mecanismo de gás em soluçãob) Mecanismo de capa de gás c) Mecanismo de influxo de águad) Mecanismo Combinadoe) Mecanismo de Segregação Gravitacional
![Page 47: Principais Características de um Reservatório](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081719/557212fd497959fc0b915d2c/html5/thumbnails/47.jpg)
Mecanismos de Gás em Solução
A produção de fluidos provoca redução na pressão, o que gera a expansão do fluido e a formação de bolhas de gás no reservatório.
Mecanismos de Produção
![Page 48: Principais Características de um Reservatório](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081719/557212fd497959fc0b915d2c/html5/thumbnails/48.jpg)
O gás é muito mais expansível que o óleo. Devido à expansão do gás, o óleo é deslocado para fora do reservatório.
A produção é o resultado da expansão do gás que, inicialmente, estava dissolvido no óleo e que vai saindo de solução.
Quanto mais a pressão cai, mais o gás se expande e mais óleo é produzido.
Mecanismos de Gás em Solução
Mecanismos de Produção
O gráfico abaixo ilustra o comportamento da pressão e RGO do reservatório com esse mecanismo de produção.
Instante em que aparece a primeira bolha de gás
Características marcantes:
• A Pressão declina rápida e
continuamente;
• A Razão Gás-Óleo é baixa no início, cresce
a níveis elevados e torna a cair;
• Baixo Fator de Recuperação (< 20%);
• Requer Elevação Artificial muito cedo;
• Pouca ou nenhuma Produção de Água;
• Potencial candidato à Recuperação
Secundária.
![Page 49: Principais Características de um Reservatório](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081719/557212fd497959fc0b915d2c/html5/thumbnails/49.jpg)
Mecanismo de Capa de Gás
Fases líquida e vapor em equilíbrio. Gás, menos denso, na parte superior
A zona de óleo é colocada em produção, o que acarreta uma redução na sua pressão. Essa queda de pressão se transmite para a capa de gás, que se expande deslocando gradativamente o óleo para fora do reservatório. Gás se expande rápido, mantendo a pressão do reservatório
Quanto maior o volume da capa de gás, maior será a sua atuação e conseqüentemente
Mecanismos de Produção
Quanto maior o volume da capa de gás, maior será a sua atuação e conseqüentemente a FR. Os poços são completados somente na zona de óleo.
![Page 50: Principais Características de um Reservatório](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081719/557212fd497959fc0b915d2c/html5/thumbnails/50.jpg)
Mecanismo de Capa de Gás
Características marcantes:
• A pressão declina lenta e continuamente;
• A Razão Gás-Óleo cresce devagar porém ocorrem picos nos poços no alto da estrutura;
• Fatores de Recuperação elevados (20% a 30%);
Mecanismos de Produção
• Poços surgentes por mais tempo;
• Pouca ou nenhuma Produção de Água.
![Page 51: Principais Características de um Reservatório](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081719/557212fd497959fc0b915d2c/html5/thumbnails/51.jpg)
Mecanismo de Influxo de Água
A redução da pressão causada pela produção de óleo, após um certo tempo, é transmitida ao aquífero, que responde através da expansão da água nele contida e da redução de seu volume poroso. Com a redução do volume poroso, a água excedente invade a zona de óleo. Essa invasão, que recebe o nome de “influxo de água”, desloca o óleo para os poços de produção. Para o mecanismo funcionar bem, o aquífero deve ter grandes proporções.
Mecanismos de Produção
![Page 52: Principais Características de um Reservatório](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081719/557212fd497959fc0b915d2c/html5/thumbnails/52.jpg)
Mecanismo de Influxo de Água
Características marcantes:
• A pressão declina lenta e continuamente;• RAO cresce continuamente;• RGO próxima à RS original;• Recuperações altas, entre 30% e 40%. • Poços Surgentes até a produção de água se tornar excessiva;
Mecanismos de Produção
![Page 53: Principais Características de um Reservatório](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081719/557212fd497959fc0b915d2c/html5/thumbnails/53.jpg)
Mecanismo Combinado
Trata-se da combinação dos três meios anteriormente mencionados.Todo reservatório, mais cedo ou mais tarde recebe contribuição do mecanismo de gás em soluçãoMesmo reservatórios com boa manutenção de pressão, em algum tempo da sua vida produtiva, terão sua pressão reduzida a valores inferiores à Psat
Mecanismos de Produção
![Page 54: Principais Características de um Reservatório](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081719/557212fd497959fc0b915d2c/html5/thumbnails/54.jpg)
Segregação gravitacional
O efeito da gravidade é um agente responsável pela melhoria do desempenho dos mecanismos de produção. A gravidade faz com que os fluidos tendam a se arranjar dentro do reservatório de acordo com as suas densidades.
Melhora o mecanismo de gás em solução criando uma capa de gás secundária.
Necessário vazões moderadas para permitir a segregação.Gás Acima
Mecanismos de Produção
Gás Acima Água Abaixo
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O que é reserva?
É a quantidade de fluido que ainda pode ser obtida de um reservatório de petróleo numa época qualquer da sua vida produtiva.
O que são estimativas de reservas?
São as atividades dirigidas à obtenção dos valores de fluidos que se podem retirar do reservatório até que ele chegue à condição de abandono. Essas estimativas são feitas não só no momento da descoberta da jazida, mas também ao longo da vida produtiva do campo.
Estimativa de Reservas
momento da descoberta da jazida, mas também ao longo da vida produtiva do campo.
A estimativa de reservas é importante para:• companhias de E&P; • compradores, vendedores e avaliadores de concessões; • bancos e outras instituições financeiras; • agências reguladoras (taxações); • agências governamentais; • investidores (leitura da saúde financeira da companhia); • disputas BID (lance em leilão).
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Estimativa de Reservas
Fonte: www.bp.com
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Fonte: www.bp.com
Estimativa de Reservas
![Page 58: Principais Características de um Reservatório](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081719/557212fd497959fc0b915d2c/html5/thumbnails/58.jpg)
Estimativa de Reservas
Fonte: www.bp.com
![Page 59: Principais Características de um Reservatório](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081719/557212fd497959fc0b915d2c/html5/thumbnails/59.jpg)
Estimativa de Reservas
Fonte: www.bp.com
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Estimativa de Reservas
Fonte: www.bp.com
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Definições dos Termos usados na Estimativas de Reservas
• Volume Original: quantidade de fluido existente no reservatório na época da sua descoberta.• Volume Recuperável: quantidade de óleo e gás que se espera produzir de uma acumulação de petróleo.• Fator de Recuperação (FR):é a razão entre volume recuperável e o volume original.• Produção Acumulada: é a quantidade de fluido que já foi produzida de um reservatório até determinado período.
Estimativa de Reservas
determinado período.• Fração Recuperada: é a razão, a cada instante, entre a produção acumulada e o volume original. • Reserva: é a quantidade de fluido que ainda pode ser obtida de um reservatório numa época qualquer da sua vida produtiva.
Na época da descoberta do poço, a reserva é igual ao volume recuperável, pois não houve produção ainda.
![Page 62: Principais Características de um Reservatório](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081719/557212fd497959fc0b915d2c/html5/thumbnails/62.jpg)
Reservas
RESERVA PROVADA - é o volume de petróleo, de reservatórios conhecidos,que pela análise dos dados de geologia e engenharia, pode ser estimadocom razoável certeza de ser recuperável comercialmente, sob condiçõeseconômicas, regulamentares e com métodos de operação vigentes naépoca da avaliação.
Estimativa de Reservas
RESERVA PROVÁVEL - é o volume de petróleo não provado, cuja análise dosdados de engenharia e geologia sugerem que há um maior risco na suarecuperação, em relação a reserva provada.
RESERVA POSSÍVEL - é o volume de petróleo não provado, cuja análise dosdados de engenharia e geologia sugerem que há um maior risco na suarecuperação, em relação a reserva provável.
![Page 63: Principais Características de um Reservatório](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081719/557212fd497959fc0b915d2c/html5/thumbnails/63.jpg)
Informações de Reservas
Estimativa de Reservas
![Page 64: Principais Características de um Reservatório](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081719/557212fd497959fc0b915d2c/html5/thumbnails/64.jpg)
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p:/
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Pico de Hubbert
Estimativa de Reservas
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![Page 65: Principais Características de um Reservatório](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081719/557212fd497959fc0b915d2c/html5/thumbnails/65.jpg)
ALTERAÇÕES NAS RESERVASAs mudanças das quantidades de reservas ocorridas durante cada
ano devem ser apresentadas, segundo as seguintes classes:
1. Revisão da estimativa Prévia
2. Recuperação Suplementar
Estimativa de Reservas
2. Recuperação Suplementar
3. Extensões, Descobertas e Novas Acumulações
4. Produção
5. Compra de Reservas
6. Venda de Reservas
![Page 66: Principais Características de um Reservatório](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081719/557212fd497959fc0b915d2c/html5/thumbnails/66.jpg)
RESERVAS →→→→ ABANDONO
O abandono ocorre quando o reservatório atinge o valor mínimo deprodução que paga os gastos com a operação.
- Função do Preço do Petróleo
Estimativa de Reservas
- Função dos Custos de Operação
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• Analogia– Antes do poço descobridor– Poucas informações – Não se tem comprovação da existência de acumulações de petróleo– Estimativas a partir de dados sísmicos e reservatórios nas proximidades
com características semelhantes ao que está sendo estudado
• Análise de risco
Métodos de Cálculo
Estimativa de Reservas
• Análise de risco– Também baseado em reservatórios análogos– Difere do método anterior pois os dados são estatisticamente tratados e
o resultado é dado não como um valor único mas uma faixa de resultados possíveis
• Método volumétrico– Volume de rocha: obtido a partir da sísmica– Porosidade e saturações: obtida dos perfis– Fator volume de formação: obtido em análises do óleo
![Page 68: Principais Características de um Reservatório](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081719/557212fd497959fc0b915d2c/html5/thumbnails/68.jpg)
• Performance do Reservatório– O comportamento futuro do reservatório depende do seu comportamento passado:
histórico de produção
a) Análise de declínio de produção• Utiliza-se apenas os dados de vazão, extrapolando sua tendência (desconsidera o
mecanismo, propriedades de rocha, leis de fluxo em meio poroso)
Métodos de Cálculo
Estimativa de Reservas
b) Equação do balanço de materiais• Relaciona a produção acumulada com a queda de pressão observada• Com esta equação estima-se a produção que ocorrerá no reservatório
c) Simulação matemática de reservatórios• Modelo de reservatório com dados geológicos, geofísicos, de rocha e de fluido• Quando o modelo honra o passado, está pronto para prever o futuro• Divisão do reservatório em células com propriedades diferentes• Resolução simultânea de um grande número de equações de fluxo em meio poroso
![Page 69: Principais Características de um Reservatório](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081719/557212fd497959fc0b915d2c/html5/thumbnails/69.jpg)
Curvas de Declínio
Estimativa de Reservas
![Page 70: Principais Características de um Reservatório](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081719/557212fd497959fc0b915d2c/html5/thumbnails/70.jpg)
Balanço de MateriaisRelação que AssociaConservação da Massa (Entra-Sai=Fica)à Variação de Pressão
Estimativa de Reservas
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Balanço de MateriaisRelação que AssociaConservação da Massa (Entra-Sai=Fica)à Variação de Pressão
oi eNp Bo N B p c= ∆Exemplo mais simples:
Estimativa de Reservas
oi e
![Page 72: Principais Características de um Reservatório](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081719/557212fd497959fc0b915d2c/html5/thumbnails/72.jpg)
Balanço de Materiais
oi eNp Bo N B p c= ∆Exemplo mais simples:
Relação que AssociaConservação da Massa (Entra-Sai=Fica)à Variação de Pressão
Estimativa de Reservas
oi e
Np ~ tpsat
pi
![Page 73: Principais Características de um Reservatório](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081719/557212fd497959fc0b915d2c/html5/thumbnails/73.jpg)
Simulação de Reservatórios
Modelo Funcional
Estimativa de Reservas
Modelo Representativo
EntradaEstratégiade Explotação
SaídaPrevisão deComportamento
ModeloSimulação deEscoamento
![Page 74: Principais Características de um Reservatório](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081719/557212fd497959fc0b915d2c/html5/thumbnails/74.jpg)
Simulação de Reservatórios
Estimativa de Reservas
![Page 75: Principais Características de um Reservatório](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081719/557212fd497959fc0b915d2c/html5/thumbnails/75.jpg)
Estimativa de Reservas
![Page 76: Principais Características de um Reservatório](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081719/557212fd497959fc0b915d2c/html5/thumbnails/76.jpg)
Modelagem Matemática
• Lei de Darcy:
• Lei da Conservação de Massa:
• Lei de Darcy + Lei da Conservação de Massa:
– Eq.1 Óleo oscob
ooro
xxc qSV
xZpk
Ak −
∂=∆
∂−∂∂− φγβ
? ?
accscoi mmmm =+− )()(
ll
rlc
kku Φ∇−=
rr
µβ
Estimativa de Reservas
– Eq.1 Óleo
– Eq. 2 Água
– Eq. 3 Gás
osco
o
c
bo
o
oo
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Btx
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x−
∂
=∆
∂
−∂∂
−α
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B
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x
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∂∂=∆
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g
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x
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x
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x
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∂∂=
∆
∂∂−
∂∂+
∂∂−
∂∂
∂∂−
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γµ
βγµ
β?
?
? ?
![Page 77: Principais Características de um Reservatório](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081719/557212fd497959fc0b915d2c/html5/thumbnails/77.jpg)
• Black Oil:
Eq.4 Eq. 5 Eq. 6
– Óleo
1=++ gwo SSS ( )wwocow Sfppp =−= ( )gogcgo Sfppp =−=
Modelagem Matemática
( )osc
o
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B
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x
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−−∂∂=∆
∂∂−
∂∂
∂∂−
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γµ
β
Estimativa de Reservas
– Água
– Gás
wscw
w
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rwxxc q
B
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x
Z
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p
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p
B
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∂∂=∆
∂∂−
∂∂−
∂∂
∂∂− φ
αγ
µβ
( )gsc
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g
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sroxxcg
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Z
x
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B
RkAk
x
Z
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p
x
p
B
kAk
x
−
−−+
∂∂=
∆
∂∂−
∂∂+
∂∂−
∂∂
−∂∂
∂∂−
1φφα
γµ
βγµ
β
![Page 78: Principais Características de um Reservatório](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081719/557212fd497959fc0b915d2c/html5/thumbnails/78.jpg)
• Por conta da natureza não linear, as equações não podem ser resolvidas analiticamente, sendo necessários métodos numéricos.
• As não linearidades ocorrem nas funções de saturação e pressão: kr, Pc, μ, B , γ, R e Φ.
Modelagem Numéricaosc
o
o
c
bo
o
oo
roxxc q
B
S
t
Vx
x
Z
x
p
B
kAk
x−
∂∂=∆
∂∂−
∂∂
∂∂− φ
αγ
µβ
Estimativa de Reservas
funções de saturação e pressão: kr, Pc, μ, Bl, γ, Rs e Φ.
• Existem diversos métodos para discretização das equações de fluxo, porém o mais comum na engenharia de reservatórios, e empregado no simulador utilizado neste trabalho, é o método das diferenças finitas.
![Page 79: Principais Características de um Reservatório](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081719/557212fd497959fc0b915d2c/html5/thumbnails/79.jpg)
Métodos de Recuperação
Os Métodos de Recuperação foram desenvolvidos para se obter uma produção maior do que aquela que se obteria caso apenas a energia natural do reservatório fosse utilizada.
Os métodos de recuperação são dois:
Métodos de Recuperação
Os métodos de recuperação são dois:
• Métodos Convencionais
• Métodos Especiais
![Page 80: Principais Características de um Reservatório](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081719/557212fd497959fc0b915d2c/html5/thumbnails/80.jpg)
• Recuperação primária
– Devida exclusivamente à energia natural do reservatório
• Técnicas amplamente difundidas e confiáveis
– Injeção de água
– Injeção de gás imiscível
• Ação mecânica: deslocar o óleo e manter a pressão ocupando os espaços
• É bastante comum, nos projetos de injeção de água, injetar direto na zona
Métodos convencionais de recuperação
Métodos de Recuperação
• É bastante comum, nos projetos de injeção de água, injetar direto na zona de óleo.
![Page 81: Principais Características de um Reservatório](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081719/557212fd497959fc0b915d2c/html5/thumbnails/81.jpg)
Fator de Recuperação
FR = Ev x Ed
Métodos de Recuperação
Eficiência de Varrido
Eficiência deDeslocamento
FR = Ev x Ed
Ed =Soi - Sor
Soi
![Page 82: Principais Características de um Reservatório](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081719/557212fd497959fc0b915d2c/html5/thumbnails/82.jpg)
Métodos de recuperação
Métodos de Recuperação
Fator de recuperação médio de 30% por métodos convencionais, como recuperar os outros 70%?
![Page 83: Principais Características de um Reservatório](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081719/557212fd497959fc0b915d2c/html5/thumbnails/83.jpg)
• Baixas recuperações dos métodos convencionais devido a dois fatores: altas viscosidades e tensões interfaciais
• Grande mobilidade dos fluidos injetados, que encontram caminhos preferenciais, deixando muito óleo para trás
• Métodos térmicos
Métodos especiais de recuperação
Métodos de Recuperação
– princípio: reduzir a viscosidade do óleo
– injeção de vapor
– combustão in-situ
– Ao ser aquecido, o óleo tem sua viscosidade
reduzida, permitindo o seu fluxo no meio poroso.
Um método bastante comum em campos
terrestres é a injeção de vapor.
![Page 84: Principais Características de um Reservatório](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081719/557212fd497959fc0b915d2c/html5/thumbnails/84.jpg)
• Métodos miscíveis
– princípio: reduzir ou eliminar as tensões interfaciais
– Mistura do fluido injetado com o óleo eliminando as tensões interfaciais
– CO2, gás natural ou Nitrogênio
– Trata-se da injeção de fluidos que sejam miscíveis com o óleo do reservatório, diminuindo as tensões interfaciais que prejudicam o fluxo do óleo. Um método bastante comum é a injeção de CO2.
Métodos especiais de recuperação
Métodos de Recuperação
bastante comum é a injeção de CO2.
![Page 85: Principais Características de um Reservatório](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081719/557212fd497959fc0b915d2c/html5/thumbnails/85.jpg)
• Métodos químicos
– Adição de polímeros à água de injeção, diminui a mobilidade da água, melhorando a eficiência de varrido
– Adição de tensoativos (substâncias que eliminam a tensão interfacial)
– Injeção de solução alcalina que reage com o óleo produzindo tensoativos dentro do próprio reservatório
Métodos especiais de recuperação
Métodos de Recuperação
tensoativos dentro do próprio reservatório
– São métodos que pressupõem interação química entre o fluido injetado e o óleo.
• Outros métodos
– Recuperação Microbiológica: microorganismos que produzem substâncias que aumentam a recuperação
– Ondas eletromagnéticas: aquecimento aplicando diferencial de potencial entre os poços do campo