ANÁLISE ECONÔMICA BASEADA NA SIMULAÇÃO DE RESERVATÓRIO NÃO CONVENCIONAL

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1 ANÁLISE ECONÔMICA BASEADA NA SIMULAÇÃO DE RESERVATÓRIO NÃO CONVENCIONAL Matheus Chaves Prata; Guilherme Augusto Rigueira Ferreira; Pedro Felipe Galha Silvino; Renan Galvão Osório Universida Feral do Ceará, Universida Feral do Ceará, Centro Tecnologia, Departamento Engenharia Química Universida Feral do Espírito Santo, Departamento Engenharias e Tecnologia guilherming@gmail.com Universida Feral do Ceará, Centro Tecnologia, Departamento Engenharia Química pfgsilvino@gmail.com Universida Feral do Ceará, Universida Feral do Ceará, Centro Tecnologia, Departamento Engenharia Química nan.ozorio@hotmail.com RESUMO Com o avanço na tecnologia senvolvimento softwares relacionados a engenharia petróleo, vem sendo possível realizar uma representação computacional mais talhada reservatórios hidrocarbonetos. Tal fato, vem contribuindo positivamente para o aprimoramento e criação estudos referentes a simulação computacional reservatórios petróleo. Primeiramente, nesse trabalho, foi iniciada a molagem um reservatório real, localizado em Sheridan County, Montana, Estados Unidos da América. O processo molagem foi realizado utilizando-se do simulador Petrel da empresa Schlumberger, no qual se po introduzir todas as propriedas petrofísicas do reservatório, propriedas molo fluído e dos poços perfurados, bem como as condições dimensão do reservatório. Partindo um arquivo básico, o primeiro passo consistiu na simulação sse reservatório sendo submetido a diferentes cenários, variando, por exemplo, a quantida poços horizontais e função sses poços, seja como injetor água/gás ou produtor óleo. Baseando-se nos resultados da simulação e utilizando uma tabela com os custos implementação e manutenção, foi possível a realização uma análise econômica, a qual mostra a diferença do lucro obtido em cada cenário específico. Dessa forma, permitiu-se a indicação do cenário mais apropriado para esse molo. Palavras-chave: Representação computacional, molagem, petrofísicas, análise econômica, custos.. INTRODUÇÃO estudos ciência e tecnologia na indústria do Com a intensificação do processo petróleo. industrial, tornou-se evinte a importância Dentre as subáreas da engenharia das energias provenientes hidrocarbonetos petróleo, existe a engenharia reservatório pelo fato essa ser uma das mais eficientes que se utiliza informações sobre as ntre Nesse propriedas das rochas e fluidos contidos nas contexto, gerou-se uma maior quantida formações portadoras petróleo, ssa investimentos na área petrolífera, acarretando, forma tendo como principal objetivo a ssa forma, no aumento consirável nos intificação do potencial produção das as energias disponíveis. (8). contato@conepetro.com

2 rochas portadoras petróleo e aplicação poços perfurados. métodos que possam maximizar os ganhos a explanação todas estas propriedas pelo serem obtidos na exploração campos fato isso influenciar no processo petrolíferos [ROSA, 6]. recuperação do óleo. De acordo com Coats [987], a simulação consiste Thomas necessária [], a os na reservatórios, cujos mecanismos são pouco construção e operação um molo que eficientes, e que por consequência retêm representa o reservatório Segundo Faz-se real grans quantidas hidrocarbonetos após molo é a exaustão da sua energia natural, são fortes geralmente matemático, sendo um conjunto candidatos ao emprego uma série equações que, sujeitas a terminadas processos que visam à obtenção uma consirações que screvem os processos recuperação adicional. terminado comportamento reservatório. O físicos do reservatório. Além disso, o processo Logo, existem diversos tipos e simulação tem como objetivo estimar a processos que otimizam a recuperação óleo performance um reservatório, por exemplo e a escolha terminado método pen o diretamente percentual recuperação do óleo, submetido a diferentes cenários. Dentre os mecanismos simulação, das características do reservatório, bem como as do fluído a ser produzido. Dá-se o nome Métodos existe aquele que o processo é totalmente Convencionais Recuperação para os executado computacionalmente, permitindo processos que utilizam injeção água ou que as simulações diferentes cenários (por gás. exemplo variações nas propriedas fluido) para um mesmo reservatório sejam. METODOLOGIA realizadas maneira rápida e eficiente... Molo do reservatório Tal trabalho propõe a construção do O reservatório a ser representado como molo um reservatório óleo não um molo convencional, localizado em Sheridan County, 6ft Montana, Estados Unidos. Irá ser explanado referencial a Kelly Bushing, e com uma todo o processo molagem, como as elevação superfície ft acima do características do molo do reservatório, das nível do mar. Suas dimensões x, y e z propriedas petrofísicas, do molo fluido consistem e, por fim, as características e disposições dos respectivamente. apresenta aproximadamente profundida em 8ft, O tendo 6ft como e ft reservatório foi (8). contato@conepetro.com

3 representado por uma cartesiana Após contendo, e divisões nas direções x, mostrados, y e z, respectivamente, totalizando mil visualmente a disposição da permeabilida e blocos porosida em cada camada, sendo mostradas iguais. malha Portanto, o molo do reservatório era composto por camadas, as a configuração foi-se dos possível valores observar nas figuras e a seguir: quais tinham diferentes propriedas. O topo do reservatório contém, inicialmente, uma pressão reservatório psi. Amais, o reservatório não apresenta capa gás, contendo uma razão solubilida gás/óleo 9 scf/stb. Faz-se necessário, stacar a ausência aquífero nesse reservatório estudado... Propriedas petrofísicas A compressibilida da rocha igual a,6x- psi-. A porosida e permeabilida eram constantes ao longo Figura : Disposição Porosida nas cinco camadas. uma camada. Porém, cada camada tem valores diferentes em relação as outras. Os valores porosida e permeabilida nas cinco camadas estão disponíveis na Tabela a seguir: Tabela: Valores porosida e permeabilida cada camada. Permeabili Permeabil Camada Porosida da ida Horizontal Vertical Figura : Disposição permeabilida horizontal nas cinco camadas. (8). contato@conepetro.com

4 Tabela : Propriedas do gás e do óleo em relação a água Sg Figura : Disposição permeabilida vertical nas cinco camadas... Molo do Fluido O molo fluido utilizado (fornecido pelo professor Ph.D. Todd Hoffman University of Montana Tech.) foi importado duas etapas no software (Petrel). Na primeira etapa, o arquivo foi importado com o objetivo consirar as permeabilidas relativas. Na segunda, o objetivo era contabilizar outras características do fluido. Tabela : Propriedas da água e do óleo em relação a água Sw Propriedas Krw Kro-w contidas no arquivo: Pc Saturação água, gravida específica, pressão do gás Krg kro-g Pc Tabela : Outras propriedas da água e nsida dos fluidos. Ref-Pres 6 ρw (lb/ft³) 6.8 Bwi (bbl/stb). ρo (lb/ft³) Cw (psi) μw (cp).e-6 ρg (lb/ft³).9 Tabela : Propriedas do gás seco Pr (psia) Bg(rb/Mscf) μ (cp) seco, nsida e viscosida. Todas estas pom ser observadas nas tabelas a. (8). contato@conepetro.com

5 .. Poços O primeiro poço entrou em ativida O caso básico consiste em seis poços no dia primeiro Janeiro. O perfurados horizontalmente ft segundo poço tornou-se ativo seis meses comprimento. Cada poço apresenta um pois, ou seja, dia primeiro Julho. espaçamento 76ft em relação ao outro O mesmo aconteceu com os outros quatro poço. Porém, os poços número um e seis poços, os quais foram ativados seis meses estavam a uma distância 88ft das após outro anterior ter sido ativado. No caso fronteiras oeste e leste respectivamente. A básico, todos os seis poços foram signados disposição dos poços para o caso básico po a serem poços produtores e possuem uma ser observada na Figura. A disposição visual pressão fundo poço psi. no simulador po ser analisada na Figura. Figura : Disposição dos poços no caso básico. Na Tabela 6, po-se visualizar todos os dados referentes à média produção óleo (em bbl/dia) dos poços com um intervalo seis meses. Esses dados (também fornecidos pelo professor Hoffman) são úteis no processo configuração do molo no software. Tabela 6: Produção óleo no intervalo seis meses. Figura : Representação visual dos poços do caso básico no Petrel. Jan Jul Jan Jul Poço Jan Jul Jan Jul Jan 6 8. Diferentes Cenários... Caso (8). contato@conepetro.com Jul 9

6 Além do caso básico, o qual foi ativados. Os poços injetores são configurados explanado na seção anterior, ocorreram as com uma pressão fundo poço 6 simulações psi. Além disso, finiu-se como produtores três outros casos. Primeiramente, no Caso, foram adicionados os cinco novos. novos poços, cada poço inserido entre cada Assim como no Caso, os cinco dois existentes, tendo, como mostrado na novos poços são introduzidos no dia primeiro figura 6, um total onze poços com um janeiro 6. espaçamento 88ft entre eles.... Caso Figura 6: Disposição dos poços no Caso. No Caso, assim como nos casos e, são introduzidos cinco novos poços produtores, os quais se tornam ativos no dia primeiro janeiro 6. Contudo, os seis primeiros poços que tem a função produtor passam a ser poços injetores gás natural nesta mesma data. Os poços injetores são estabelecidos com uma pressão fundo poço 6 psi. Para o Caso, os cinco novos poços tornam-se ativos no dia primeiro janeiro. RESULTADOS E DISCUSSÃO 6, tendo a simulação estendida por mais.. Caso Básico z anos. Todos são signados a serem poços Utilizando o Petrel, foi-se possível produtores. Portanto, tem-se total onze realizar a simulação do Caso Básico, tendo poços produtores. como principal objetivo realizar uma comparação com os outros casos simulados... Caso Após o término da simulação, a qual No Caso, também são adicionados ocorreu no período julho até os cinco novos poços semelhantes ao Caso. janeiro 6, obteve-se gráficos que Porém, os seis primeiros poços têm suas pom ser usados para fazer uma análise funções alteradas produtores para poços quantitativa. Como po ser observado na injetores água no dia primeiro janeiro Figura 6, data que os cinco novos poços são relativamente alta no início da simulação. 7, a produção óleo está (8). contato@conepetro.com

7 Porém, a produção todos os poços cai, consiravelmente, sendo estabilizada por volta STB/dia. Outro importante gráfico obtido ssa simulação consiste na produção acumulada óleo no reservatório (consirando a produção Figura 7: Gráfico produção dos seis poços no caso básico. todos os poços), mostrado na figura 8. Através da análise sse gráfico, percebe-se, novamente, a estabilização da inclinação da curva produção. Além disso, a quantida total óleo produzida foi STB... Caso Ao final da simulação do Caso, notase novamente uma alta produção todos os poços no início do tempo produtivo, como visto na figura 9, seguido uma queda A convergência da produção para esse consirável a qual se estabiliza por volta terminado valor po ser entendida pelo STB/dia ( STB/dia a menos em relação fato ao caso básico. todos estabelecidos os poços com uma terem mesma sido pressão constante fundo poço. Figura 8: Produção acumulada óleo Figura 9: Gráfico produção dos seis poços no caso. no reservatório para o caso básico. (8). contato@conepetro.com

8 Analisando, nesse momento, a Figura, é possível perceber que, se comparada a cerca STB/dia, o qual é consirado alto em relação aos casos anteriores. do caso básico, a produção acumulada óleo Figura : Gráfico produção dos seis aumentou, mostrando que o caso é mais poços no caso. produtivo vido a implementação dos novos seis poços produtores. A quantida total óleo produzida foi STB. Figura : Produção acumulada óleo no reservatório para o caso. Por meio da análise gráfico produção acumulada óleo, mostrado na figura, percebe-se o aumento da produção óleo se comparada aos casos anteriores. Isso po ser explicadopela utilização dos poços.. Caso Figura : Produção acumulada óleo Diferentemente dos dois casos já vistos, no reservatório para o caso. utiliza-se, no Caso, o método injeção água que tem como objetivo o aumento da produção e consequentemente do lucro obtido. Assim como ocorrido na análise dos casos anteriores, utilizando-se da Figura, nota-se uma gran produção no início da simulação, seguido uma queda e uma consequente estabilida por volta do ano. O valor produção estabilizado foi (8). contato@conepetro.com

9 injetores água, fazendo que fator Durante este período, é notado um pico recuperação óleo fosse acrescido a partir produção STB/dia por volta do primeiro janeiro 6. O valor total meio do ano 7. Todavia, produção essa óleo produzido no reservatório foi que é reduzida e estabilizada em baixas taxas..9.8, STB. Novamente, utilizando-se do gráfico produção acumulada óleo em todo o.. Caso reservatório (Figura ), é possível observar Por fim, ocorreu a simulação do um intenso aumento na curva produção cenário no qual se utilizou da injeção gás óleo após o início da injeção gás. Tal fato por meio dos seis poços originais, iniciando mostra que esse método recuperação é bem no dia primeiro janeiro 6, tendo eficiente se comparado ao injeção água como o objetivo aumentar a produção. no caso. O total óleo produzido foi Contudo, é possível observar um 7..9, STB. comportamento diferente da produção óleo após o início da injeção gás. Através da figura, consegue-se ver uma enorme Figura : Produção acumulada óleo no reservatório para o caso. produção entre os períodos julho 6 e o final, a qual certamente é vido ao método injeção usado. Figura : Gráfico produção dos seis poços no caso... Análise Econômica De fato, o número total óleo produzido em cada um dos cenários mostrados é uma importante informação projeto para se cidir qual é o caso mais viável. Porém, a realização uma análise econômica que consire todos os valores (8). contato@conepetro.com

10 custos do processo é essencial para terminar qual é o caso mais lucrativo para esse terminado reservatório. Dessa forma, uma análise econômica foi realizada baseando-se nos dados produção cada simulação, os quais foram exportados do Petrel, e em dados custos operação fornecidos pelo professor Todd Hoffman, mostrados na Tabela 7. ( poços) Lucro $7,67,88. Tabela 9: Análise para o caso. Caso Total óleo produzido,9,8. (STB) Total óleo produzido $67,89,6. (STB) em dólares Custo total poços + Mecanismo $6,,. injeção água Lucro $,89,6. Tabela 7: Dados custos operação. Tabela Custos Custo construção um $.. poço Mecanismo injeção $.. água Mecanismo injeção gás Preço STB óleo $.. $ Os resultados da análise econômica pom ser observados nas seguintes tabelas a seguir: Tabela 8: Análise para o caso básico. Caso Básico Total óleo produzido,7,77.66 (STB) Total óleo produzido $,6,. (STB) em dólares Custo total ( 6 poços) $6,,. Lucro $8,6,. Tabela : Análise para o caso. Caso Total óleo 7,,9. produzido (STB) Total óleo produzido (STB) em $8,68,86. dólares Custo total poços + Mecanismo $,,. injeção água Lucro $7,68,86. Analisando os resultados presente nas tabelas anteriores, nota-se uma diferença significativa nos valores lucro obtido. Por exemplo, obteve-se um lucro $7,67,88. no caso, que é menor do que o do que foi obtido no caso básico. Tal fato evincia que mesmo tendo uma maior quantida óleo não implica em um maior Tabela 9: Análise para o caso. Caso Total óleo produzido,9,89.9 (STB) Total óleo produzido $8,67,88. (STB) em dólares Custo total $,,. lucro gerado. Faz-se necessário ressaltar, também, o gran aumento produção óleo no caso.. CONCLUSÕES (8). contato@conepetro.com

11 Todo o processo molagem não gás, manter a produção em níveis elevados consiste em tarefa simples, tendo em vista que com a utilização outro mecanismo a utilização correta do simulador Petrel requer recuperação ou até mesmo, se viável, a um certo nível conhecimento prévio. estimulação do reservatório. Entretanto, a representação do molo do reservatório foi realizada com êxito,. AGRADECIMENTOS mostrando que o software é extremamente útil À Montana Tech University e, em para a realização simulação computacional. especial, ao Ph.D. B. Todd Hoffman pelos De fato, os resultados obtidos da dados fornecidos e pela disponibilida simulação contribuíram significativamente realização do projeto. para o alcance do objetivo principal que Além disso, agraço à oportunida consistia na realização da análise econômica ter participado como bolsista do programa e, consequentemente, a cisão qual seria o intercâmbio Ciência Sem Fronteiras. caso mais viável para esse reservatório no intervalo tempo terminado. Baseado nos resultados mostrados na 7. NOMENCLATURA Krw Permeabilida relativa da água seção anterior, percebe-se que a realização da (Darcy) análise econômica foi útil pelo fato Krg Permeabilida relativa do gás (Darcy) evinciar que nem sempre a quantida Krow Permeabilida relativa do óleo em produzida óleo implica em um maior lucro relação à água (Darcy) obtido, como ocorre na comparação entre o Krog Permeabilida relativa do óleo em caso e o caso básico. Também, conclui-se relação ao gás (Darcy) que o caso é o mais favorável a ser Sw - Saturação água (%) implementado no reservatório vido ao fato Sg - Saturação gás (%) esse ter sido o caso em que o maior lucro So - Saturação óleo (%) foi gerado. Isso po ser explicado pelo fato Pc - Pressão Crítica (Psia) esse reservatório ser favorável a injeção Cw Compressibilida da água (psi-) gás, método que foi fundamental para o Bwi Fator volume formação inicial da aumento do fator recuperação do óleo. água (bbl/stb) Logo, poria ser discutida para o Bg Fator volume formação gás futuro sse reservatório uma maneira, (RB/scf) após o período viabilida da injeção ρw Densida da água (lb/ft³) (8). contato@conepetro.com

12 ρg Densida do gás (lb/ft³) ρo Densida do óleo(lb/ft³) 6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS COATS, K.H. Reservoir Simulation, Petroleum Engineering Handbook, H.B. Bradley, SPE, Richardson, Texas, 987. MATTAX, C.C. and DALTON, R.L. Reservoir simulation. SPE Monograph Series, Vol, Society of Petroleum Engineers, Richardson, TX, 99. ROSA, Adalberto José; CARVALHO, Renato Souza; XAVIER, José Augusto Daniel. Engenharia reservatórios Petróleo. Rio Janeiro: Interciência. Petrobras, 6. STAGGS, H.M. Reservoir Simulation Engineering and Overview. HERBECK, E.F. Mols An J.Pet Tech., December: 8-. Trans. AIME. THOMAS, J. E. Fundamentos Engenharia Petróleo. Interciência,. (8).