O documento fornece uma introdução aos métodos de recuperação suplementar de petróleo, descrevendo os conceitos de recuperação primária, secundária e terciária. Detalha os principais métodos convencionais como injeção de água e gás e os métodos especiais como térmicos, miscíveis e químicos.

1. PET 0402 – Métodos de Recuperação
Suplementar
Prof. Dr. Marcos Allyson Felipe Rodrigues
Introdução à Recuperação Suplementar de Petróleo

2. Métodos de Recuperação Suplementar - Introdução
 As acumulações de petróleo possuem, na sua descoberta, uma certa
quantidade de energia, denominada energia primária;
 Durante a produção há uma dissipação da energia;
 Para minorar os efeitos da dissipação da energia primária, são praticadas
duas linhas de ação:
- Suplementar com energia secundária;
- Reduzir as resistências viscosas e/ou capilares por meios de
métodos especiais;
 A quantidade de óleo retirada de um reservatório unicamente devido a suas
energias naturais é chamada recuperação primária;
 Recuperação secundária é a quantidade adicional de óleo obtida por
suplementação da energia primária com energia secundária;

3. Métodos de Recuperação Suplementar – Introdução
 Os métodos de recuperação foram desenvolvidos para se obter uma
produção maior de petróleo, além de acelerar a produção;
As primeiras experiências buscavam fornecer pressão ao reservatório por
meio da injeção de fluidos. Entretanto, nem sempre o aspecto mais crítico era a
baixa pressão e, com isso, surgiram diversos processos que se conhecem
atualmente.

4. Métodos de Recuperação Suplementar –
Definições gerais
 Recuperação Primária (Primary Recovery)
Recuperação de óleo por mecanismos naturais: gás em solução,
influxo de água, capa de gás, segregação gravitacional.
. Recuperação Secundária (Secondary Recovery)
Injeção de um fluido, água ou gás, cuja funções primárias são manter
a pressão do reservatório e deslocar o óleo em direção aos poços produtores.
Recuperação Terciária (Tertiary Recovery)
Diversos processos ou injeção de fluidos outros que não água e gás
com o objetivo de recuperar óleo adicional.

5. Métodos de Recuperação Suplementar –
Definições gerais
 EOR (Enhanced Oil Recovery) ~ Métodos Especiais de
Recuperação ~ Recuperação Terciária
São termos usados indistintamente. EOR foi o termo foi usado pelo
SPE nas décadas de 60 a 80, compreendendo tratamentos feitos em escala de
reservatório.
. IOR (Improved Oil Recovery) ~ Recuperação Avançada de
Petróleo.
Este termo passou a ser usado na década de 90 pelo SPE,
para “revitalizar” a atividade, desgastada devido ao baixo preço do
petróleo que a inviabilizava e a alguns fracassos técnicos, causados
muitas vezes por “early breakthrough”.
Compreende: EOR + injeção de água + injeção de gás

6. Métodos de Recuperação Suplementar – O que se
ganha com o IOR?

7. Métodos de Recuperação Suplementar
CONVENCIONAL
– Injeção de Água
– Injeção de Gás
ESPECIAL
– Térmicos
– Miscíveis
– Químicos

8. Métodos de Recuperação Suplementar

9. Esquemas de injeção
Esquemas de injeção:
Injeção periférica
Injeção na base,
Injeção no topo e
Injeção em malhas.
Para reservatórios planos, horizontais e de pouca espessura, pelo fato de
não existirem pontos preferenciais para injeção de fluidos, os poços de
injeção e produção são distribuídos de maneira homogênea em todo o
reservatório.
Métodos de Recuperação Suplementar

10. Esquemas de injeção - Injeção periférica
Métodos de Recuperação Suplementar

11. Esquemas de injeção - Injeção no topo
Métodos de Recuperação Suplementar

12. Esquemas de injeção - Injeção na base
Métodos de Recuperação Suplementar

13. Esquemas de injeção - Injeção em malhas
 Malha five-spot
Métodos de Recuperação Suplementar
 Malha nine-spot invertido

14. Mobilidade e Razão de mobilidade
Para o deslocamento imiscível de um fluido por outro
costuma-se definir as mobilidades dos fluidos e a razão de
mobilidades.
A mobilidade é definida como: i
i
i
k

 
Razão de mobilidade:
o
D
M



Se o fluido deslocante é a água:
o
w
M



Métodos de Recuperação Suplementar

15. Métodos de Recuperação Suplementar
Eficiência de varrido horizontal
 Em qualquer projeto, independentemente do esquema escolhido, existe
uma área total definida que está sujeita à influência da injeção. Por ex., em
um esquema five-spot essa área total é a área da malha base, ou seja, um
quadrado.
 Eficiência de varrido horizontal é a relação entre a área invadida pelo
fluido injetado e a área total do meio poroso:
tinvA A/AE 

16. Eficiência Areal de Varrido
Métodos de Recuperação Suplementar

17. Eficiência de
Varrido Areal (ES)
Métodos de Recuperação Suplementar

18. Eficiência de Varrido Vertical (EVV)
ltransversaseçãodatotalverticalárea
águapelainvadidaverticalárea
Evv 
Métodos de Recuperação Suplementar

19. Eficiência Volumétrica (EV)
Métodos de Recuperação Suplementar
malhadatotalvolume
águapelainvadidovolume
Ev 

20. Eficiência de Deslocamento (ED)
É a fração do óleo móvel na zona varrida que foi deslocado.
É função dos volumes injetados, da viscosidade dos fluidos e da
permeabilidade relativa.
ED varia entre zero no início da injeção e um, valor que seria
obtido após um número muito grande (infinito) de volumes porosos
injetados.
p
f
piD
SorSoi
SoSoi
)V(E



Métodos de Recuperação Suplementar

21. Eficiência de Deslocamento (ED)
Deslocamento Linear Tipo Pistão
Sw
0 1
1
x
Swc
1-Sor
t1 t2
t3
Métodos de Recuperação Suplementar

22. Eficiência de Deslocamento (ED)
Deslocamento Linear Tipo Pistão
Sw
0 1
1
x
Swc
1-Sor
t1 t2
t3
Métodos de Recuperação Suplementar

23. Eficiência de Deslocamento (ED)
Deslocamento Linear Tipo Pistão
Sw
0 1
1
x
Swc
1-Sor
t1 t2
t3
Métodos de Recuperação Suplementar

24. Eficiência de Deslocamento (ED)
Deslocamento Linear Tipo Pistão
Sw
0 1
1
x
Swc
1-Sor
t1 t2
t3
Métodos de Recuperação Suplementar

25. Eficiência de Deslocamento (ED)
Deslocamento Linear Tipo Buckley-Leverett
Sw
0 1
1
x
Swc
1-Sor
t1 t2 t3
Métodos de Recuperação Suplementar

26. Eficiência de Deslocamento (ED)
Deslocamento Linear Tipo Buckley-Leverett
Sw
0 1
1
x
Swc
1-Sor
t1 t2 t3
Métodos de Recuperação Suplementar

27. Eficiência de Deslocamento (ED)
Deslocamento Linear Tipo Buckley-Leverett
Sw
0 1
1
x
Swc
1-Sor
t1 t2 t3
Métodos de Recuperação Suplementar

28. Métodos de Recuperação Suplementar

29. Recuperação Suplementar Convencional
Métodos de Recuperação Suplementar

30. Métodos convencionais de recuperação avançada -Injeção de gás
Métodos de Recuperação Suplementar

31. Métodos de Recuperação Suplementar
Métodos especiais de recuperação avançada -Injeção de água

32. •Injeção de Gás Carbônico (CO2),
•Nitrogênio (N2),
•Gás Úmido (LGN)
•Mecanismo: O fluido injetado é miscível com o óleo, que
encontra-se em estado residual, retido por forças capilares. A
saturação do novo fluido (óleo + fluido injetado) é maior e o
fluido pode escoar.
O CO2, mesmo quando injetado acima da pressão mínima de
miscibilidade (CO2 miscível) causa um inchamento de até 20%
no óleo e reduz sua viscosidade
•Indicação: Reservatórios de óleo leve
•Obstáculos à utilização: custos; disponibilidade de fluidos para
injetar
Métodos especiais –Métodos Miscíveis
Métodos de Recuperação Suplementar

33. Distribuição das reservas mundiais de petróleo
(Alboudwarej, 2007)
Métodos de Recuperação Suplementar
Métodos especiais –Métodos Térmicos

34. Métodos de Recuperação Suplementar
Métodos especiais –Métodos Térmicos

35. Métodos de Recuperação Suplementar
Métodos especiais –Métodos Térmicos
Óleos pesados no RN

36. Injeção de Vapor Cíclico ou Contínuo
•Indicação: Reservatórios de óleo viscoso; reservatórios rasos
•Mecanismo: redução da viscosidade por fornecimento de calor ao
reservatório
•Obstáculos à utilização: segregação gravitacional em injeção
contínua; perda de calor em ambientes offshore ou em
reservatórios profundos; logística em ambientes offshore
Combustão in situ
•Indicação: Reservatórios de óleo viscoso
•Mecanismo: redução da viscosidade; gases de combustão e fração
leve do óleo vaporizada vão à frente deslocando o óleo
•Obstáculos à utilização: controle da combustão; segurança
Métodos de Recuperação Suplementar
Métodos especiais –Métodos Térmicos

37. Injeção cíclica de vapor
Cold Oil
Steam
Steam Injection
Shut-In
Hot
Zone
Cold
Conduction
Heating
Partially
condensed
steam
Soak Production
Low oil recovery, high oil-steam ratio
Métodos de Recuperação Suplementar
Métodos especiais –Métodos Térmicos

38. Métodos de Recuperação Suplementar
Métodos especiais –Métodos Térmicos
Injeção Cíclica de vapor

39. Injeção Contínua de vapor
Water
Oil
Steam
residual oil
Steam Zone
Condensate
Zone
Oil Bank
Flow
1000’s of field tests; successful for heavy or light
oils; small well spacings, long steam injection
periods, can be expensive, but profitable.
High oil recovery, low oil-steam ratio
Métodos de Recuperação Suplementar
Métodos especiais –Métodos Térmicos

40. Combustão in situ
Water
Oil
Steam
Zone
Oil Bank
Flow
Combustion
Zone
Hot Sand
Air
Gas
Oil consumed
as fuel
>200 field tests; rarely economic; complex,
difficult to control; dominated by gas flow; many
mechanical problems; may have a special place.
Métodos de Recuperação Suplementar
Métodos especiais –Métodos Térmicos

41. Polímero
•Mecanismo: correção da mobilidade
•Obstáculos à utilização: custo; sensibilidade do polímero a água
salgada da formação e à temperatura; água de mistura salgada e
problemas de logística em ambientes offshore
Tensoativos, Cáusticos (solução ASP)
•Mecanismo: diminuição da tensão interfacial água-óleo com
conseqüente diminuição das forças de retenção capilar;
eventualmente, inversão da molhabilidade de reservatórios “oil-
wet”
•Obstáculos à utilização: custos
Métodos de Recuperação Suplementar
Métodos especiais –Métodos Químicos

42. Como implantar um projeto de IOR?
•Fase 1: Screening
•Que método é o mais adequado para um dado reservatório?
•Fase 2: Simulação Física
•Testes de laboratório são conduzidos para verificar se, em escala de
laboratório, o método funciona, e para determinar parâmetros físicos do
sistema rocha/fluidos injetados ou do comportamento da rocha frente ao
processo utilizado
•Fase 3: Simulação Matemática
•Simulação matemática em escala do piloto de campo. A caracterização
do reservatório tem um papel crucial
•Fase 4: Estudo de Viabilidade Econômica
•O “prêmio” (ΔSo) compensa o investimento e as despesas de custeio?
•Fase 5: Piloto de Campo
•Fase 6: Expansão para Escala de Campo
•Havendo sucesso técnico (ΔSo) e econômico ($$$) repetem-se os
passos 3 e 4 e passa-se para a escala de campo
Métodos de Recuperação Suplementar