O documento apresenta uma introdução sobre engenharia de petróleo e gás, abordando tópicos como noções de geologia do petróleo, perfuração e completamento de poços, avaliação de formações e escoamento. Também define o papel do engenheiro de petróleo no desenvolvimento de técnicas para a exploração, produção e transporte de petróleo e gás de forma sustentável.

1. Introdução à Engenharia
de Petróleo e Gás

2. Roteiro
• Petróleo
• Noções de Geologia do Petróleo
• Prospecção de Petróleo
• Perfuração de Poços de Petróleo
• Completação de Poços de Petróleo
• Avaliação de Formações
• Fundamentos de Engenharia de Reservatórios
• Elevação e Escoamento
• Processamento Primário de Fluidos

3. Engenharia de Petróleo
Engenharia de
Reservatórios
SMS
Engenharia de
Produção
Engenharia de
Poço

4. Engenheiro de Petróleo
• O que faz ?
 Projetos de construção de Poços
 Procura e análise de novos reservatórios
 Desenvolvimento de técnicas de recuperação de petróleo
 Desenvolvimento, monitoramento e otimização de métodos de
perfuração de poços e de produção de óleo e gás
 Projeto de equipamentos
 Desenvolvimento de modelos computacionais para simulação
de processos.

5. Engenheiro de Petróleo
• O que faz ?
O engenheiro de petróleo deve estar preparado
para desenvolver e aprimorar tecnologias para
melhorar a recuperação de petróleo e reduzir custos
relacionados aos processos de perfuração,
produção e transporte.

6. Engenheiro de Petróleo
• O que faz ?
O engenheiro de petróleo deverá desempenhar todas as 18
atividades estabelecidas para o exercício profissional da
engenharia, "referentes a dimensionamento, avaliação e
exploração de jazidas petrolíferas, transportes e
industrialização do petróleo; serviços afins e correlatos”.
No Brasil, a profissão do Engenheiro de Petróleo é
reconhecida pelo CONFEA – Conselho Federal de
Engenharia, Arquitetura e Agronomia – na sua
Resolução nº 218, de 29 de junho de 1973.

7. Petróleo

8. Petróleo
• DEFINIÇÃO
– O petróleo pode ser tratado como uma
mistura sólida, líquida ou gasosa, complexa,
de ocorrência natural, formada
predominantemente por hidrocarbonetos e
outros compostos orgânicos com quantidades
significativas de nitrogênio, enxofre e
oxigênio.
(Tissot & Welte, 1984)

9. Principais Compostos Encontrados no
Petróleo
Hidrocarbonetos
Saturados
Hidrocarbonetos
Insaturados
Hidrocarbonetos
Aromáticos
Hidrocarbonetos
Heteroatômicos
NSO
Resinas &
Asfaltenos

10. Hidrocarbonetos Saturados
• Também denominados alcanos ou parafinas, são
aqueles cujos átomos de carbono são unidos
somente por ligações simples, constituindo
cadeias lineares, ramificadas e cíclicas.

11. Exemplos
METANO ETANO PROPANO
ISOBUTANO
OU
METIL-PROPANO
NEOPENTANO
OU
2,2-METIL-PROPANO
CICLOPROPANO
METIL-CICLOPROPANO

12. Hidrocarbonetos Parafínicos Normais
• São os alcanos de cadeias lineares.
METANO ETANO PROPANO BUTANO
• Fórmula Geral : CnH2n+2
• Nas condições de 1 ATM a 25oC:
– C1 – C4 : Gasoso;
– C5 – C15 : Líquido;
– C16 em diante: Sólido

13. • São os alcanos que apresentam ramificações em
um ou mais átomos de carbono;
• Também são conhecidos por Isoparafinas,
isoalcanos ou parafinas ramificadas;
• Destaque para os hidrocarbonetos isoprenóides.
Hidrocarbonetos Parafínicos Ramificados

14. Classe dos Isoprenóides
(C5) 2-metil-butano
(C10) 2,6- dimetil-octano
(C10) 2-metil-3-etil-heptano
(C15) 2,6,10-trimetil-dodecano
(C16) 2,6,10-trimetil-tridecano
(C17) 2,6,10- trimetil-tetradecano

15. (C19) Pristano
2,6,10,14-tetrametil-pentadecano
(C20) Fitano
2,6,10,14-tetrametil-hexadecano
(C18) 2,6,10-trimetil-pentadecano

16. Hidrocarbonetos Parafínicos Cíclicos
• São compostos de cadeias carbônicas
cíclicas ou fechadas;
• Fórmula Geral : CnH2n
• São conhecidos por ciclo-parafinas ou
hidrocarbonetos naftênicos.

17. Esteranos e os Triterpanos
• Família dos Esteranos
H
Colestano (C27)
H
Ergostano (C28)
H
Sistostano (C29) 24-n-propil-colestano (C30)

18. Fragmentograma de massas de um óleo
californiano - USA

19. Hidrocarbonetos Insaturados
• No petróleo cru....
– São instáveis e muito
reativos.
– São encontrados em
pequena quantidade.
• Na matéria orgânica...
– Presentes em estruturas
moleculares da matéria
orgânica precursora do
petróleo.
– São biologicamente
metabolizados e dificilmente
preservados na natureza.
– Precursores de compostos
saturados e aromáticos do
petróleo.

20. Hidrocarbonetos Aromáticos
• São compostos que apresentam ligações
duplas e simples que se alternam em 6
átomos de carbono;
• Apresentam alta estabilidade devido ao
fenômeno da ressonância;
• Apresentam odor acentuado....

21. Exemplos de Hidrocarbonetos Aromáticos
Benzeno
C6H6
Tolueno
(Metil-Benzeno)
C7H8
Nafteno
C10H8
Antraceno
C14H10 Fenantreno
C14H10

22. Compostos Heteroatômicos
• Os compostos heteroatômicos de interesse
para a geoquímica do petróleo são aqueles
que contém um ou mais átomos de
nitrogênio, enxofre e oxigênio (NSO).

23. Grupamentos Sulfurados
• Tiol (mercaptana)
– - SH
• Tioéter (sulfetos)
– R – S – R’
• Ditioéter (dissulfetos)
– R-S-S-R’
Compostos sulfurados encontrados no
petróleo cru.
Tissot & Welte, 1984.

24. Grupamentos Nitrogenados
- Amina -NH2
- Nitrila -CN
Compostos nitrogenados encontrados no petróleo cru.
Tissot & Welte, 1984.

25. Compostos Oxigenados
Compostos oxigenados encontrados
no petróleo cru.
Tissot & Welte, 1984.

26. Resinas e Asfaltenos
• As resinas e os asfaltenos constituem uma
fração pesada do petróleo, que engloba
diferentes compostos:
S
N
o
N
O
2
Estrutura hipotética do asfalteno
de um óleo californiano.
(CH2)7
(CH2)6 CH3
4
Estrutura hipotética da resina de
um óleo americano.

27. Petróleo: Características Básicas e
Questões Mais Comuns

28. Composição Elementar do Petróleo
Elemento % em peso
Carbono
Hidrogênio
Enxofre
Nitrogênio
Oxigênio
Metais ( Fe, Ni, V etc.)
83 a 87
11 a 14
0,06 a 8
011 a 1,7
0,50
0,30
A composição elementar varia muito pouco porque o óleo
cru é composto por séries homólogas de hidrocarbonetos.

29. Outras Definições
• Petróleo
Todo e qualquer hidrocarboneto líquido em
seu estado natural, a exemplo do óleo cru e
condensado.(ANP)
• Petróleo
Todo e qualquer hidrocarboneto líquido em
seu estado natural, a exemplo do óleo cru e
condensado.(Petrobras)

30. • Óleo
– Porção do petróleo existente na fase líquida nas
condições originais do reservatório e que
permanece líquida nas condições de pressão e
temperatura de superfície.
• Gás Natural
– Todo hidrocarboneto ou mistura de
hidrocarbonetos que permaneça em estado
gasoso nas condições atmosféricas normais,
extraído diretamente a partir de reservatórios
petrolíferos ou gaseíferos, incluindo gases úmidos,
secos e residuais.

31. O “Ouro Negro” poucas vezes é negro.....
• Negro
• Marrom
• Castanho
• Marrom esverdeado
• Amarelado
• Quase Incolor
• Etc.

33. Outras Características
Físicas:
• Cheiro característico
(de derivados).
• Elevada viscosidade.
• Iridescência sobre
água.

35. Cuidado!
Geralmente o Petróleo é Combustível.

37. O petróleo é mais leve que a água.
• Densidade em torno de
0,8.
• Medida em APIº
• American Petroleum
Institute.

38. Densidade - APIo
5,131
5,141


API

39. Vantagens do Petróleo Leve
• Apresentam maior valor de mercado (deles se
obtém uma maior quantidades de derivados
leves numa simples “destilação”);
• Elevada abundância de n-parafinas;
• Possuem menor teor de enxofre;
• Possuem menos impurezas.
• São mais claros.
• Fácil refinamento.

40. Composição Química do Petróleo Típico
Parafinas Normais 14%
Parafinas Ramificadas 16%
Parafinas Cíclicas 30%
Aromáticos 30%
Resinas e Asfaltenos 10%

41. Classificação do Petróleo
Classe
Parafínica Óleos leves; d < 0.85; baixo teor de
resinas e asfaltenos.
Bacias do Nordeste
Parafínico-
naftênico
Teor de resinas e asfaltenos entre 10 e
15%; maior densidade e viscosidade.
Bacia de Campos
Naftênico Originado por alteração bioquímica;
baixo teor de enxofre.
América do Sul, Rússia e Mar do Norte

42. Classificação do Petróleo
Classe
Aromática
Intermediária
Óleos pesados; d > 0.85; teor de
resinas e asfaltenos entre 10 e 30%.
Oriente Médio, Venezuela, Califórnia e
África Ocidental.
Aromático-
naftênica
Parafinas ausentes por
biodegradação; teor de resinas e
asfaltenos > 25%.
África Ocidental
Aromático-
asfáltica
Alto teor de resinas e asfaltenos
Canadá e Venezuela.

44. Esquema de Uma Coluna de Dstilação

45. Hidráulica de uma Torre de Destilação

46. Esquema de Refino

47. Uso das Frações do Petróleo
Fração Temperatura de
Ebulição (ºC)
Composição
aproximada
Usos
Gás Residual - C1-C2 Gás Combustível
Gás Liquefeito
de Petróleo - GLP
Até 40 C3-C4 Gás Combustível
engarrafado, uso
doméstico e industrial
Gasolina 40-175 C5-C10 Combustível de
automóveis, solvente.
Querosene 175-235 C11-C12 Iluminação, combustível
de aviões
a jato
Gasóleo leve 305-400 C13-C17 Diesel, fornos
Gasóleo pesado C18-C25 Combustível, matéria-
prima para lubrificantes
Lubrificantes 400-510 C26-C38
Óleos lubrificantes
Resíduo Acima de 510 C38
+ Asfalto, piche,
impermeabilizantes