RESERVATÓRIOS

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Engenharia de reservatórios - Aula da pós graduação do MBA em Petróleo e Energias da Universidade estácio de sá.

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RESERVATÓRIOS

  1. 1. INTRODUÇÃO À ENGENHARIA DO RESERVATÓRIO ESCOAMENTO DE FLUIDOS EM MEIOS POROSOS
  2. 2. INTRODUÇÃO À ENGENHARIA DO RESERVATÓRIO ENGENHARIA DO RESERVATÓRIO Engenharia do reservatório é uma ramificação da engenharia de petróleo aplicada aos processos de exploração e produção de reservatórios de óleo e gás, visando maximizar a recuperação. DEFINIÇÃO
  3. 3. INTRODUÇÃO À ENGENHARIA DO RESERVATÓRIO OBJETIVOS a) Conhecer o fluido contido no reservatório (viscosidade, composição da mistura, densidade...); b) Conhecer as propriedades da rocha-reservatório (porosidade, permeabilidade, capilaridade, saturação...); c) Desenvolver um modelo teórico do reservatório que traduza o comportamento passado e possibilite a previsão futura do reservatório; d) Estudar e conhecer os mecanismos de produção do reservatório (gás em solução, capa de gás, influxo de água, mecanismo combinado, segregação gravitacional...); ENGENHARIA DO RESERVATÓRIO
  4. 4. INTRODUÇÃO À ENGENHARIA DO RESERVATÓRIO OBJETIVOS e) Gerenciar o reservatório, planejar, desenvolver e acompanhar os campos; f) Estudar e propor método de recuperação secundária e/ ou avançada de petróleo recuperação com injeção de água, injeção de gás, recuperação térmica com vapor, combustão “in situ”, com ação de polímeros); g) Estudar o comportamento do fluido no interior da rocha reservatório (como se comporta a pressão do reservatório durante a produção do fluido nele contido). ENGENHARIA DO RESERVATÓRIO
  5. 5. INTRODUÇÃO À ENGENHARIA DO RESERVATÓRIO Desenho esquemático de um reservatório e o acúmulo do petróleo.
  6. 6. INTRODUÇÃO À ENGENHARIA DO RESERVATÓRIO Segundo THOMAS (2001), a caracterização de um reservatório envolve a definição: • Rocha Geradora - rocha que gera o petróleo a partir de matéria orgânica; • Rocha Reservatório - rocha permoporosa que acumula o petróleo. Ela é uma rocha porosa e suficientemente permeável para que o petróleo possa ter chegado a ela; • Rocha Selante - rocha que mantém o petróleo em profundidade, dada suas características de porosidade e permeabilidade, e permite a preservação do óleo; ENGENHARIA DO RESERVATÓRIO
  7. 7. INTRODUÇÃO À ENGENHARIA DO RESERVATÓRIO • Soterramento - processo de aprofundamento da rocha rica em matéria orgânica (> 2%), que vai converter o querogênio em óleo, condensado ou gás termoquímico, pelo aumento da temperatura e da pressão; • Migração - processo que mobiliza o petróleo de sua zona de geração até a rocha reservatório; • Armadilha Estrutural ou "trapa" - arranjo estrutural- geométrico (dobras, falhas ou fraturas) de rochas que permite a acumulação de petróleo; • Tempo ou timing - sucessão cronológica dos eventos de geração, migração e acumulação do petróleo; ENGENHARIA DO RESERVATÓRIO
  8. 8. INTRODUÇÃO À ENGENHARIA DO RESERVATÓRIO POROSIDADE A porosidade φ é a medida do armazenamento nos espaços vazios numa rocha, a qual pode estar interconectada ou não. Equação 1 Φ = Vp/Vt O volume total da rocha é dado pela soma do volume poroso Vp e do volume da parte sólida Vs. Equação 2 Vt = Vp + Vs PROPRIEDADES DO RESERVATÓRIO
  9. 9. INTRODUÇÃO À ENGENHARIA DO RESERVATÓRIO PERMEABILIDADE A medida da capacidade de uma rocha permitir o fluxo de fluidos. TIPOS • Permeabilidade absoluta que consiste apenas em um fluido saturando a rocha; • Permeabilidade efetiva que é a comparação entre a facilidade de movimento dos fluidos existentes na rocha em relação ao fluido considerado; • Permeabilidade relativa que se dá ao normalizar os dados de permeabilidade, ou seja, dividir todos os valores de permeabilidade efetiva por um mesmo valor de permeabilidade escolhido como base. PROPRIEDADES DO RESERVATÓRIO
  10. 10. INTRODUÇÃO À ENGENHARIA DO RESERVATÓRIO - A permeabilidade k é uma constante de proporcionalidade característica do meio poroso. - fluxo linear - fluido que tem viscosidade μ e o meio poroso tem um comprimento L e a seção reta A. - A vazão q através do meio poroso é diretamente proporcional à área aberta ao fluxo, ao diferencial de pressão (P1-P2) e inversamente proporcional ao comprimento e à viscosidade. Fluxo Linear
  11. 11. ESCOAMENTO EM MEIOS POROSOS Um meio poroso como um meio sólido que contém poros. Poros são espaços "vazios", que podem ser distribuídos de diversas maneiras no meio. Um meio ou material poroso é um material contendo poros (vazios ou espaços ditos ocos). A porção esquelética do material é frequentemente chamada "matriz" ou "estrutura". Os poros são tipicamente preenchidos com um fluido. O material esquelético é normalmente um sólido, mas estruturas como espumas são frequentemente analisadas usando-se conceitos de meios porosos. MEIOS POROSOS
  12. 12. ESCOAMENTO EM MEIOS POROSOS A lei de Darcy que calcula a vazão Q em um meio poroso é dada pela relação entre a permeabilidade do meio, a queda de pressão (pb - pa), a viscosidade do fluido μ, ao longo de uma distância L e área de seção transversal A. MEIOS POROSOS LEI DE DARCY – LEI DO REGIME DE ESCOAMENTO
  13. 13. ESCOAMENTO EM MEIOS POROSOS O modelo de fluido ideal supõe viscosidade nula. Os escoamentos onde se desprezam os efeitos da viscosidade são denominados não-viscosos. Os regimes de escoamentos viscosos são classificados em laminar ou turbulento, tendo por base a sua estrutura. REGIME LAMINAR - a estrutura do escoamento é caracterizada pelo movimento suave em camadas. MEIOS POROSOS REGIME DE ESCOAMENTO
  14. 14. ESCOAMENTO EM MEIOS POROSOS REGIME TURBULENTO - a estrutura do escoamento no regime turbulento é caracterizada por movimentos aleatórios, tridimensionais e transientes, de partículas fluidas, adicionais ao movimento principal. MEIOS POROSOS REGIME DE ESCOAMENTO
  15. 15. ESCOAMENTO EM MEIOS POROSOS Quando a pressão de um reservatório é suficientemente elevada para permitir que os fluidos nele contidos alcancem a superfície, sem o auxílio de nenhum método de elevação artificial, diz-se que a produção ocorre por elevação natural ou surgência. Certa quantidade de energia é exigida para vencer a resistência do fluxo através da rocha, que se manifesta numa queda de pressão na direção do fluxo, para o poço. Pr − Pwf MEIOS POROSOS ÍNDICE DE PRODUTIVIDADE
  16. 16. ESCOAMENTO EM MEIOS POROSOS Onde q = vazão; / Pe = Pressão estática (ou média) do reservatório; / PW = Pressão de fluxo do poço. O IP nos dá a informação de quanto de vazão se pode conseguir do reservatório, para cada (kgf/cm2) que consigamos reduzir na contrapressão à formação. MEIOS POROSOS ÍNDICE DE PRODUTIVIDADE
  17. 17. ESCOAMENTO EM MEIOS POROSOS q = vazão; / Pe = Pressão estática (ou média) do reservatório; / PW = Pressão de fluxo do poço. MEIOS POROSOS ÍNDICE DE PRODUTIVIDADE Curva Disponível da Unidade Produtiva ou Inflow Performance Relationship (IPR), representada por uma reta, que é a relação entre a pressão de fluxo no fundo do poço e a vazão de líquido. FIM

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