Antes de mais nada, para garantir que todos os métodos de elevação de petróleo sejam claros para você, precisamos contextualizar algumas coisas básicas.
Primeiramente, no contexto da indústria petrolífera, o termo “elevação” é usado para descrever o processo de ascensão do fluido (gás, óleo, areia, água, etc.) de um reservatório poroso até a superfície.
Ou seja, é o processo através do qual conseguimos remover o petróleo e o gás do subsolo e trazê-lo até a unidade de processamento. Porém, existem uma série de características a serem observadas uma vez que se examina um poço.
Pressão, viscosidade, temperatura e profundidade são apenas algumas dessas características. Vamos entender mais sobre cada um dos métodos e entender quando um deles é mais bem utilizado?
O que são os métodos de elevação de petróleo?
O segundo ponto é entendermos o que precisa acontecer para que o fluido possa sair do reservatório e chegar à superfície.
Considere o esquema abaixo:
A imagem abaixo mostra o esquema simplificado de um processo de extração de Petróleo.
Esquema simplificado da cadeia de extração do petróleo
Agora para entendermos melhor como se dá o processo de extração de petróleo e gás precisamos entender que existem diversos tipos de pressões envolvidas nesse esquema.
No reservatório temos a Pressão Estática ou Pressão do Reservatório (Pe); no final da extensão do poço temos a pressão do fundo do poço (Pwf); na válvula Choke, temos a pressão onde os líquidos se encontram ao chegar na superfície, chamada de Pwh e por fim temos a pressão ao chegar na Unidade de Processamento (Psep).
Para que o fluido possa escoar desde o poço até a cabeça do poço é necessário que a pressão estática no reservatório seja maior que a pressão no fundo do poço.
De maneira análoga à pressão do fundo do poço deverá ser maior que a pressão na cabeça do poço. Dessa forma, temos uma elevação natural onde o óleo é extraído do reservatório pelo diferencial da pressão natural dele.
Porém, não é sempre que o reservatório possui uma pressão natural suficiente para realizar esse caminho em vazões consideráveis. Nesse caso, são utilizados os métodos de elevação artificial.
Os métodos de elevação artificial atuam de maneira a atingir um de dois pontos:
- Diminuição da pressão requerida para elevar o fluido:
- Gas Lift.
- Aumento da pressão disponível no reservatório:
- Bombeio Mecânico (BM);
- Bombeio de Cavidades Progressivas (BCP);
- Bombeio Centrífugo Submerso (BCS).
Além dos exemplos citados, existem outros como bombeio hidráulico a jato, Plunger Lift, entre outros, mas no conteúdo de hoje nosso foco será nesses quatro citados por serem os mais utilizados.
Vamos conhecer mais a fundo cada um desses métodos de elevação artificial?
Quais os tipos de Métodos de Elevação Artificial?
Antes de falarmos especificamente de cada um dos métodos, é importante ressaltar que para que algo seja considerado um método de elevação, ele deve ser aplicado na coluna de produção.
É esse o fator que define o rebombeamento (boosting) não se encaixar como um dos métodos de elevação de petróleo. Este é um rebombeamento que ocorre entre a cabeça do poço e o meu sistema de escoamento, esse booster irá criar uma contrapressão, não sendo considerado um sistema de elevação.
Gas Lift
O Gas Lift é o processo que utiliza a energia contida em um gás comprimido para elevar fluidos até a superfície.
O gás tem o papel de gaseificar o óleo que sai do reservatório, diminuindo significativamente sua densidade. Esse método de elevação pode utilizar o próprio gás gerado no poço para diminuir a pressão requerida na elevação do fluido.
Existem dois modelos de uso do Gas Lift o contínuo e o intermitente:
- Gas Lift Contínuo: Nesse modelo, o gás a alta pressão é injetado continuamente na coluna;
- Gas Lift Intermitente: Nesse método o gás é aplicado por golfadas na coluna, de maneira análoga o deslocamento do fluido também se dá por golfadas de óleo que se acumulam na base do poço.
Entre as vantagens de um sistema de Gas Lift pode-se mencionar a sua aplicabilidade para grandes faixas de vazão; aplicável em grandes profundidades; as dimensões reduzidas de equipamentos que devem ser aplicados na cabeça do poço e a confiabilidade por, entre todos os métodos de elevação, ser aquele mais aplicado em poços marítimos, sendo o responsável pela maior parte da produção mundial entre todos os outros métodos de elevação.
Porém, ele apresenta desvantagens por ter um alto custo de investimento com o sistema de compressão de gás. Além de ser ineficiente para óleos muito pesados e altas frações de água e potencializar o risco de formação de hidrato, substância que pode obstruir o poço e diminuir vazões, gerando em alguns pontos a obstrução total.
Bombeio Mecânico (BM)
O bombeio mecânico atua com a transformação do movimento rotativo de um motor (elétrico ou a combustão) em um movimento alternativo, essa transformação é feita por uma unidade de bombeio localizada próxima a cabeça do poço.
Esse movimento alternativo é transmitido para o fundo do poço através de uma coluna de hastes, acionando uma bomba que eleva os fluidos do reservatório para a superfície.
O bombeio mecânico é o método de elevação mais utilizado do mundo, além de ser facilmente aplicado em poços rasos com vazões médias. Ele também apresenta vantagem para locais que não possuem plantas de gás para fornecer injeção ou energia elétrica, funcionando bem com motores à combustão interna.
Além de tudo isso, ele se apresenta como o método com maior simplicidade operacional entre os demais e baixo custo de manutenção.
Porém, ele é limitado exclusivamente a aplicações onshore e limitado em baixas vazões para poços de grandes profundidades perdendo grande parte de sua efetividade. Além de ser contraindicado em poços desviados, com grande produção de areia associada ou aqueles que possuem produção de óleo parafinado.
Bombeio por Cavidades Progressivas (BCP)
Esse método pode ser descrito pelo uso de uma bomba de deslocamento positivo que funciona imersa em um poço de petróleo. Essa bomba é constituída por um rotor helicoidal (parafuso sem fim) e um estator.
O movimento do rotor na camisa estacionária do estator produz um movimento axial progressivos das cavidades do rotor, dessa forma gerando uma sucção que promove a elevação do fluido.
Esse é um método aplicado a poços não muito profundos e tem como um limitador muito impactante o diferencial de pressão sobre a bomba.
Esse é um dos métodos de elevação com menor investimento inicial, com uma elevada eficiência energética, além de ter equipamentos de superfície com dimensões reduzidas, de maneira que pode ser aplicado em campos com espaços limitados.
Além disso, esse é um dos métodos de elevação que são mais indicados para o trabalho com fluidos abrasivos e viscosos, e se torna ainda mais eficiente com óleos parafínicos.
Mas por ser um método para poços não muito profundos, está limitado a aplicações onshore além de estar limitado a baixas vazões, sendo também inadequados para poços desviados. E por fim, também é preciso se atentar a temperatura do fundo do poço e a ação desgastante do fluido sobre o elastômero que forma o rotor.
Bombeio Centrífugo Submerso (BCS)
Um cabeamento transmite energia por toda extensão do poço até o fundo, fornecendo energia para um motor de subsuperfície conectado a uma bomba centrífuga, transformando a energia elétrica em energia mecânica.
Essa bomba fornece energia ao fluido através desse movimento centrífugo diminuindo sua pressão e, como nos demais métodos de elevação dessa categoria (BM e BCP) aumentando a pressão disponível no reservatório.
Entre suas vantagens podemos destacar a sua grande aplicabilidade em poços profundos, além daqueles com alta RAO (razão água-óleo). Possui uma alta resistência à corrosão e é um dos métodos de elevação mais economicamente viáveis para poços com fluidos de alta viscosidade e poços com altas temperaturas.
Entre os pontos de observação desse método é preciso se atentar ao seu custo inicial relativamente alto entre os demais métodos de elevação.
Além disso, ele apresenta problemas em poços com alta RGL (Razão Gás-Líquido) e poços com uma produção de areia considerável, além de ser preciso uma fonte de eletricidade confiável e estável para o processo.
Quais deles são os mais utilizados no Brasil?
Como falamos ao longo do texto, o Brasil possui uma exploração predominantemente terrestre, sendo o Bombeio Mecânico, entre os demais métodos de elevação, aquele que mais se destaca justamente por causa disso.
Dessa maneira, é importante estudar as características do seu reservatório, saber sua profundidade, o tipo de óleo, composição, entre outras coisas é fundamental para optar pelo método de elevação correto, quando ele for necessário.
Estar preparado para usar qualquer um dos métodos e saber trabalhar com ele é fundamental para você e para todas as suas ferramentas de gestão da produção, caso queira conhecer um sistema supervisório multimétodo é só dar uma olhada no MAP!
Conclusão
E assim vamos encerrando mais um conteúdo no nosso blog!
Espero que você tenha conseguido entender cada um dos métodos de elevação do petróleo e quando eles são necessários para sua produção.
Caso tenha alguma dúvida não deixe de falar conosco no comercial@rntecnologia.com.br ou ligando no (84) 2020 – 5758, e estaremos prontos para te ajudar.
