seminÁrio recursos energÉticos do brasil: petróleo e...
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Petróleo e Gás:Recuperação Secundária em Campos de Produção
Expositor: Alberto Sampaio de Almeida – Gerente Geral de Reservas eReservatório de Engenharia de Produção, Diretoria de E & P, Petrobras
Parceria na Divulgação dos Resultados:
Economia e Energiahttp://ecen.com
SEMINÁRIORECURSOS ENERGÉTICOS DO BRASIL:PETRÓLEO, GÁS, URÂNIO E CARVÃORio de Janeiro 30 de setembro de 2004 - Clube de Engenharia
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Recuperação Secundária em Campos de Produção de Petróleo
Seminário Recursos Energéticos do Brasil: Petróleo, Gás, Urânio e Carvão - Clube de Engenharia
30/09/2004
Alberto Sampaio de [email protected]
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Sumário
IntroduçãoConceitos/Definições/Terminologia
• Panorama da Recuperação de Petróleo no Brasil
• Iniciativas para a aumento da Recuperação de Petróleo no Brasil
• Considerações Finais
Recuperação Secundária em Campos de Petróleo
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Condições do Reservatório Temperatura (Gradiente Geotérmico)
Pressão (Temperatura, gás dissolvido, hidráulica)
Reservatório
Migração e Acumulação por Gravidade
Arenitos
Carbonatos
Tipos de Rocha Reservatório
Conceitos/Definições/Terminologia
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Porosidade = =Volume Poroso (VP)
Volume Poroso + Volume de Rocha
Petró
leo
φ(VB)
Capacidade de Acumular Fluídos
Conceitos/Definições/Terminologia
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Permeabilidade = K = ƒ(vazão/diferença de pressão)
Conceitos/Definições/Terminologia
Capacidade de Escoar Fluídos
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Reservas = VRec – NP
Oleo Residual
Reservas
Produção Acumulada
(NP)
Volume Originalde Oleo(VOOIP)
Volume Recuperável Final (VRec)
FR =Produção acumulada de óleo (NP)Volume original de óleo (VOOIP)
Processo de DeslocamentoMultifásico de Fluídos
Fluídos deslocando óleo
Produção de PetróleoFator de Recuperação (FR)
Conceitos/Definições/Terminologia
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Utiliza a energia natural do reservatório
Recuperação Primária de Petróleo
• Aqüífero Natural Ativo• Expansão de Capa de Gás • Gás em Solução
Conceitos/Definições/Terminologia
Mecanismos de produção (exemplos):
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Aqüífero Natural Ativo
Água Água
Óleo
PoçosProdutores
Recuperação Primária de Petróleo
Conceitos/Definições/Terminologia
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Expansão de Capa de Gás
PoçosProdutores
Óleo
Capa de Gás
PoçoProdutor
PoçoProdutor
Recuperação Primária de Petróleo
Conceitos/Definições/Terminologia
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O petróleo é produzido mediante a suplementação da energia natural do reservatório.
Recuperação Secundária de Petróleo
• Injeção de Água• Injeção de Gás
Conceitos/Definições/Terminologia
Métodos utilizados:
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Poço Produtor Poço Injetor
Frente de
Injeção
Óleo
Conceitos/Definições/Terminologia
Recuperação Secundária por Injeção de Água
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PoçoProdutor
PoçoInjetor
Óleo
Recuperação Secundária por Injeção de Gás
Conceitos/Definições/Terminologia
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O petróleo é produzido de forma assistida por outras fontes de energia e/ou efeitos físicos, químicos e biológicos.
Recuperação Terciária de Petróleo
• Térmicos (injeção de vapor, combustão in situ)• Mísciveis (injeção deCO2, GLP, N2)• Biológicos (injeção de microorganismos)• Químicos (Polímeros, tensoativos, Álcalis)
Conceitos/Definições/Terminologia
Métodos utilizados:
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Poço InjetorGerador de Vapor
Poço ProdutorEstação coletora de
óleo, água e gás
Vapor + Água
ÁguaQuente
Bancode
Óleo
Zona comas
saturaçõesorigiinais de Óleo
Recuperação Terciária por Injeção de Vapor
Conceitos/Definições/Terminologia
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Gás Carbônico Poço Injetor
Poço Produtor
Bombainjetorade água
Estação coletora de óleo, água e gás
água águaCO2 CO2
ZonaMis-cível
Bancode
Óleo
Recup.de
Óleo
Conceitos/Definições/Terminologia
Recuperação Terciária por Injeção de Gás Miscível
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Poço Injetor
BombaInjetora
Bactériase
NutrientesPoço Produtor
Poço Injetor
Bactériase
Nutrientes
Bactériase
Nutrientes
FluídoMotor
Banco de
nutri-entes
Banco de
Bactérias
Agentesde
recup.produzido
spelas
bactérias
Banco de
óleorecup.
Banco de
águabranda
Conceitos/Definições/Terminologia
Recuperação Terciária por Injeção de Microorganismos
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Recuperação Primária 5% - 15%
Recuperação Secundária 15% - 45%
45% - 65%
Processos de Recuperação FR Típicos
Recuperação Terciária
Conceitos/Definições/Terminologia
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Primária e Secundária recuperação convencional• injeção de água• injeção de gás
Terciária recuperação não convencional
• Químicos (tensoativos, alcalis, polímeros) • Misciveis (CO2, Solventes em geral)• Térmicos (Vapor, Combustão in situ, Eletromagnetismo)• Microbiológicos• Vibratórios
Terminologia
Designações primária, secundária e terciária seqüência temporal
iniciar a produção de um campo utilizando algum tipo de processo de recuperação adicional
Atual
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Desenvolvimento/Operação
Tempo (Anos)
Fases na Vida de um Campo
Exploração DelimitaçãoAvaliação
Desenvolvimento complementar
AbandonoDescobertaDeclaração de
Comercialidade
Conceitos/Definições/Terminologia
Pico/Platô de Produção
DeclínioNatural
Métodos de Recuperação
Iníc
io d
a Pr
oduç
ãoVazã
o
0 3 5 9 15 3220
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1993: Início do projeto PRAVAP1993: Início do projeto PRAVAP1994: Aumento das cotas de inje1994: Aumento das cotas de injeçção (Otimizaão (Otimizaçção da injeão da injeçção de ão de áágua)gua)2000: Estimulação de poços produtores2000: Estimulação de poços produtores
Otimização da Injeção de água Otimização da Injeção de água Implantação de Projetos de Ampliação da injeção de águImplantação de Projetos de Ampliação da injeção de água(Bordas)a(Bordas)Perfuração de PoçosPerfuração de Poços
Vazã
o de
Óle
o (m
3 /d)
Vazã
o de
Inj.
de Á
gua
(m3 /d
)Oleo
Injeção de àgua
1960 1970 1980 1990 2000tempo (anos)
0
1000
2000
3000
0
10000
20000
30000
A Experiência de Carmópolis
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Recuperação de Petróleo no Brasil
Sumário
• IntroduçãoConceitos/Definições/Terminologia
Panorama da Recuperação de Petróleo no Brasil
• Iniciativas para a aumento da Recuperação de Petróleo no Brasil
• Considerações Finais
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• Produção de Óleo: 1.550.337 bpd• Rec. Primária: 27,0 %• Injeção de Água: 70,0 %• Injeção de Vapor: 2,0 %• Outros: 1,0 %
• Número de Projetos: 341• Injeção de Água: 247• Injeção de Vapor: 66• Injeção de Gás: 17• Injeção de CO2: 4• Polímeros: 4• Aquec. Eletromagnético: 3
276 Concessões de Produção- 234 em produção- 42 em desenvolvimento
Unidades de Negócio da Petrobras
Recuperação de Petróleo no Brasil
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Produção de Óleo: 60.432 bpd• Rec. Primária: 100%
11 Concessões de Produção- 3 em produção- 8 em desenvolvimento
Panorama de Recuperação de Petróleo no Brasil
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Produção de Óleo: 92.868 bpd• Rec. Primária: 26%• Injeção de Água: 56%• Injeção de Vapor: 17%• Outros: 1%Número de Projetos: 120• Injeção de Água: 68• Injeção de Vapor: 43• Injeção de Gás: 6• Aquec. Eletromagnético: 3
69 Concessões de Produção- 58 em produção- 11 em desenvolvimento
Panorama de Recuperação de Petróleo no Brasil
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Produção de Óleo: 52.992 bpd• Rec. Primária: 31%• Injeção de Água: 51%• Injeção de Vapor: 10%• Outros 8%
Número de Projetos: 37• Injeção de Água: 18• Injeção de Vapor: 11• Injeção de Gás: 4• Injeção de Polímero: 4
25 Concessões de Produção- 23 em produção- 2 em desenvolvimento
Panorama de Recuperação de Petróleo no Brasil
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Produção de Óleo: 52.459 bpd• Rec. Primária: 14%• Injeção de Água: 86%
Número de Projetos: 149• Injeção de Água: 138• Injeção de Vapor: 1• Injeção de Gás: 6• Injeção de CO2: 4
80 Concessões de Produção- 69 em produção- 11 em desenvolvimento
Panorama de Recuperação de Petróleo no Brasil
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Produção de Óleo: 36.311 bpd• Rec. Primária: 84%• Injeção de Água: 1%• Injeção de Vapor: 15%
Número de Projetos: 20• Injeção de Água: 9• Injeção de Vapor: 11
44 Concessões de Produção- 39 em produção- 5 em desenvolvimento
Panorama de Recuperação de Petróleo no Brasil
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Produção de Óleo: 912.204 bpd• Rec. Primária: 28%• Injeção de Água: 72%
Número de Projetos: 10• Injeção de Água: 9• Injeção de Gás: 1
32 Concessões de Produção- 32 em produção
Panorama de Recuperação de Petróleo no Brasil
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Produção de Óleo: 345.071 bpd• Rec. Primária: 3%• Injeção de Água: 97%
Número de Projetos: 5• Injeção de Água: 5
15 Concessões de Produção- 10 em produção- 5 em desenvolvimento
Bacia de Campos
Bacia de Santos
Panorama de Recuperação de Petróleo no Brasil
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Sumário
• IntroduçãoConceitos/Definições/Terminologia
• Panorama da Recuperação de Petróleo no Brasil
Iniciativas para a aumento da Recuperação de Petróleo no Brasil
• Considerações Finais
Recuperação de Petróleo no Brasil
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De Gestão
TecnológicasProgramas
Tecnológicos Corporativos
Iniciativas para aumentar a Recuperação de Petróleo
Iniciativas na Petrobras
RECAGE
Programas
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Objetivos
Estruturar corporativamente o acompanhamento sistemático de iniciativas das Unidades de Negócio do E&P que tenham foco no aumento dos níveis de produção dos campos com alto grau de explotação, através de geração e gestão de projetos de desenvolvimento da produção e na otimização dos custos de extração.
RECAGE
Revitalização de Campos com Alto Grau de Explotação
Iniciativa Estratégica do E&P:Busca e Disseminação de Tecnologias e Melhores Práticas
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1. Otimização dos Custos acompanhamento sistemático corporativo.
2. Gestão de Risco de Projetosaperfeiçoar sistemática de avaliação de risco para permitir inclusão e gestão de projetos de risco na carteira e tratamento diferenciado em função dos produtos.
3. Aumento da Produçãofomentar a geração de projetos de desenvolvimento em
concessões com alto grau de explotação visando reduzir o declínio e/ou antecipar a produção.
Temas do RECAGE
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Criado em 1993. Desafio: prover tecnologias para aumentar FR dos campos brasileiros e produzir camposconsiderados subcomerciais por limitaçõestecnológicas
Criado em 2002. Desafio: prover tecnologiaspara produzir acumulaçõesde óleo pesado offshore
Criado em 1986. Desafio: Prover tecnologias para produzir óleo de camposde petróleo com profundidade de água de até 3000m
Iniciativas Tecnológicas
PROPES
Programas Tecnológicos Corporativos
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Carteira de Projetos
PRAVAP 13 Representação do Reservatório
PRAVAP 14 Avaliação de Projetos de Desenvolvimento da Produção sob Incertezas
PRAVAP 15 Tratamento de Poços
PRAVAP 16 Gerenciamento de Águas
PRAVAP 17 Revitalização de Campos Maduros
PRAVAP 19 Sísmica Aplicada a Reservatórios
PRAVAP 20 Injeção de CO2 na Bacia do Recôncavo
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Desafio 1:Representar adequadamente as geometrias complexas de poço e dereservatório nos simuladores de fluxo.
Resultados:Diretrizes para utilização de poços horizontais em simuladoresDiretrizes para cálculo de IP de poços
Linha de trabalho ativa:Ajuste automático de histórico
Ajuste automático de histórico para o campo de Benfica
CONDOR
Ajuste convencional
Dados Observados
Modelo inicial
Representação do Reservatório
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Desafio 2:Caracterizar, no que diz respeito às propriedades de fluxo, os reservatórios falhados, e representá-los no simulador de fluxo.
Resultados:Principal resultado: modelagem detransmissibilidade de fraturas considerandoo estado de tensões e não apenas rejeito eteor de folhelhos. Aplicações a Roncador e Jubarte.
Modelagem de Falhas em Roncador
Representação do Reservatório
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Resultados Preliminares:Poço HRMF (horizontal, revestido e multifraturado), perfurado no campo de Carmópolis , com 5 fraturas ao longo do trecho horizontal, apresenta produtividade 4 vezes maior que poços horizontais comuns.
Poço HRMF no Campo de Carmópolis
Desafio: Poços horizontais de conceito inovador e baixo custo para o aumento do fator de recuperação em campos maduros.
Poços Especiais
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DesafiosAntecipar produção, reduzir custos e aumentar o fator de recuperação a partir de tratamentos em escala de poços
Fraturamento de Poço Terrestre
Tratamento de Poços
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Objetivos:Reduzir os custos de operações em poços satélite (milhões de dólares por intervenção).
Resultados em poços-satélite:Acidificações remotas em 6 poços injetores na Bacia de campos (1 em Linguado, os demais em Marlim).
Desafio:Divergência em poços horizontais.
Esquema de Poço Satélite
Tratamento de Poços com ANM
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Incrustações salinas aparecem quandoa água do mar injetada, rica em sulfato,mistura-se com a água da formação,rica em bário e estrôncio. O sal pode até parar a produção de poços.
Scale em tela de gravel pack
Resultados:Tratamentos remotos de remoção química de incrustação para os poços verticais e inclinados em Marlim e Voador. Custo médio das operações US$ 70.000,00/poço. Custo de intervenção com sonda US$ 3 milhões.
Desafio:Divergência no tratamento de poços horizontais.
Incrustações Salinas
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O Tratamento de água para injeção ou reinjeção é caro e ocupa espaço em plataforma
Projeto RWI:Desenvolvimento de protótipo para injeção submarina de água com tratamento primário. O equipmento será locado sobre o solo marinho. Aágua será filtrada até 50 micra, não será desoxigenada, e receberá cloro através de um umbilical.
Projeto Conceitual do RWI
Desafio:Construção do protótipo para qualquer profundidade de água.
RWI (Raw Water Injection)
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Courtesy ChevronTexaco
Desafios:• Associar injeção cíclica com solventes apropriados• Melhorar o fator de recuperação em projetos de injeção contínua
Recuperação de Óleos Pesados
Resultados Anteriores:• 12 projetos de campo deinjeção cíclica e contínua de vapor
• O vapor é o mais importante método de recuperação terciáriade petróleo no Brasil e no exterior
Onshore
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Resultados:
• Piloto de injeção microbiológica depetróleo no campo de Carmópolis
• Bactéria injetada com água, seguida por um nutriente, gerandobiopolímeos, que desviam o fluxo deágua para áreas ainda não-varridas,deslocando mais óleo MEOR no campo de
Carmópolis, Sergipe
Recuperação Micorbiológica - MEOR
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Sumário
• Conceitos/Definições/Terminologia
• Panorama da Recuperação de Petróleo no Brasil
• Ações Tecnológicos e de Gestão na Petrobras relativas à Recuperção de Petróleo
Considerações Finais
Recuperação de Petróleo no Brasil
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A maximização da Recuperação de Petróleo compreende uma série de atividades multidisciplinares, abrangendo vários ramos das ciências e da engenharia, cujo desafio é aumentar o fator de recuperação, a produção e a vida útil de campos produtores de petróleo.
Os Métodos de Recuperação Secundária e Terciária de Petróleopodem ajudar decisivamente a atingir os objetivos nacionais de obterautosuficiência no suprimento de petróleo, explorar racionalmente osrecursos minerais brasileiros, impulsionar o desenvolvimento científico-tecnológico nacional e diminuir as desigualdades regionais.
A Petrobras tem desenvolvido esforços consideráveis no sentido de aumentar a recuperação de seus campos seja através de seus programas de gestão seja através dos programas tecnológicos
Considerações Finais
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Obrigado pela atenção