O documento descreve o processo de separação e tratamento de petróleo, gás e água extraídos do subsolo. Inclui a separação inicial dos fluidos usando gravidade, força centrífuga ou aglutinação de partículas, seguido pelo tratamento térmico ou químico para remover impurezas antes do armazenamento e transporte. Também explica os principais equipamentos como separadores, bombas, compressores e tanques usados no processo.

1. Processamento Primário de Petróleo Separação Equipamentos Sólidos Transporte

2. 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.

3. 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).

4. Fluxograma do Processamento Primário de Fluidos

5. Esquema do tratamento de água. Exemplo esquemático do funcionamento de um hidrociclone.

6. 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.

7. 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)

8. 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.

9. 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).

10. Elementos 2 Compressores: injetar gás produzido a baixa pressão em sistemas de exportação de gás a alta pressão (120 Kgf/cm 2 ) . Buster : capta o gás de baixa pressão (3 Kgf/cm 2 ) e joga na sucção de um turbo compressor (30 Kgf/cm 2 ). Gás de baixa : exportação ou flare.

11. 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).

12. 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.

13. 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

14. Sistemas 2 Separadores 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

15. Separador bifásico Esquema de um separador bifásico

17. 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

18. 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).

19. 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.

20. 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.

21. 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).