SEMINÁRIO RECURSOS ENERGÉTICOS DO BRASIL: PETRÓLEO, GÁS, URÂNIO E CARVÃO Rio de Janeiro 30 de setembro de Clube de Engenharia

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1 Petróleo e Gás: Recuperação Secundária em Campos de Produção SEMINÁRIO RECURSOS ENERGÉTICOS DO BRASIL: PETRÓLEO, GÁS, URÂNIO E CARVÃO Rio de Janeiro 30 de setembro de Clube de Engenharia Expositor: Alberto Sampaio de Almeida Gerente Geral de Reservas e Reservatório de Engenharia de Produção, Diretoria de E & P, Petrobras Parceria na Divulgação dos Resultados: Economia e Energia

2 Seminário Recursos Energéticos do Brasil: Petróleo, Gás, Urânio e Carvão - Clube de Engenharia Recuperação Secundária em Campos de Produção de Petróleo Alberto Sampaio de Almeida asampaio@petrobras.com.br 30/09/2004

3 Recuperação Secundária em Campos de Petróleo Sumário Introdução Conceitos/Definições/Terminologia Panorama da Recuperação de Petróleo no Brasil Iniciativas para a aumento da Recuperação de Petróleo no Brasil Considerações Finais

4 Conceitos/Definições/Terminologia Migração e Acumulação por Gravidade Tipos de Rocha Reservatório Arenitos Carbonatos Reservatório Condições do Reservatório Temperatura (Gradiente Geotérmico) Pressão (Temperatura, gás dissolvido, hidráulica)

5 Conceitos/Definições/Terminologia Capacidade de Acumular Fluídos Petróleo φ Porosidade = = Volume Poroso (VP) Volume Poroso + Volume de Rocha (VB)

6 Conceitos/Definições/Terminologia Capacidade de Escoar Fluídos Permeabilidade = K = ƒ(vazão/diferença de pressão)

7 Conceitos/Definições/Terminologia Fator de Recuperação (FR) Produção de Petróleo Reservas Volume Original de Oleo (VOOIP) Produção Acumulada (NP) Volume Recuperável Final (VRec) Processo de Deslocamento Multifásico de Fluídos Fluídos deslocando óleo Oleo Residual FR = Produção acumulada de óleo (NP) Volume original de óleo (VOOIP) Reservas = VRec NP

8 Conceitos/Definições/Terminologia Recuperação Primária de Petróleo Utiliza a energia natural do reservatório Mecanismos de produção (exemplos): Aqüífero Natural Ativo Expansão de Capa de Gás Gás em Solução

9 Conceitos/Definições/Terminologia Recuperação Primária de Petróleo Aqüífero Natural Ativo Poços Produtores Óleo Água Água

10 Conceitos/Definições/Terminologia Recuperação Primária de Petróleo Poço Produtor Expansão de Capa de Gás Poços Produtores Poço Produtor Capa de Gás Óleo

11 Conceitos/Definições/Terminologia Recuperação Secundária de Petróleo O petróleo é produzido mediante a suplementação da energia natural do reservatório. Métodos utilizados: Injeção de Água Injeção de Gás

12 Conceitos/Definições/Terminologia Recuperação Secundária por Injeção de Água Poço Produtor Poço Injetor Frente de Injeção Óleo

13 Conceitos/Definições/Terminologia Recuperação Secundária por Injeção de Gás Poço Injetor Poço Produtor Óleo

14 Conceitos/Definições/Terminologia Recuperação Terciária de Petróleo O petróleo é produzido de forma assistida por outras fontes de energia e/ou efeitos físicos, químicos e biológicos. Métodos utilizados: Térmicos (injeção de vapor, combustão in situ) Mísciveis (injeção deco2, GLP, N2) Biológicos (injeção de microorganismos) Químicos (Polímeros, tensoativos, Álcalis)

15 Conceitos/Definições/Terminologia Recuperação Terciária por Injeção de Vapor Estação coletora de óleo, água e gás Poço Produtor Gerador de Vapor Poço Injetor Vapor + Água Água Quente Banco de Óleo Zona com as saturações origiinais de Óleo

16 Conceitos/Definições/Terminologia Recuperação Terciária por Injeção de Gás Miscível Poço Produtor Gás Carbônico Poço Injetor Estação coletora de óleo, água e gás Bomba injetora de água água Zona CO 2 água CO Miscível 2 Banco de Óleo Recup. de Óleo

17 Conceitos/Definições/Terminologia Recuperação Terciária por Injeção de Microorganismos Poço Injetor Bactérias e Nutrientes Bomba Injetora Bactérias e Nutrientes Poço Produtor Bactérias e Nutrientes Poço Injetor Fluído Motor Banco de nutrientes Banco de Bactérias Agentes de recup. produzido s pelas bactérias Banco de óleo recup. Banco de água branda

18 Conceitos/Definições/Terminologia Processos de Recuperação FR Típicos Recuperação Primária 5% - 15% Recuperação Secundária 15% - 45% Recuperação Terciária 45% - 65%

19 Terminologia Designações primária, secundária e terciária seqüência temporal Atual iniciar a produção de um campo utilizando algum tipo de processo de recuperação adicional Primária e Secundária recuperação convencional injeção de água injeção de gás Terciária recuperação não convencional Químicos (tensoativos, alcalis, polímeros) Misciveis (CO 2, Solventes em geral) Térmicos (Vapor, Combustão in situ, Eletromagnetismo) Microbiológicos Vibratórios

20 Conceitos/Definições/Terminologia Fases na Vida de um Campo Vazão Descoberta Declaração de Comercialidade Início da Produção Pico/Platô de Produção Declínio Natural Métodos de Recuperação Abandono Tempo (Anos) 32 Exploração Delimitação Avaliação Desenvolvimento/Operação Desenvolvimento complementar

21 A Experiência de Carmópolis Vazão de Óleo (m 3 /d) Oleo Injeção de àgua Vazão de Inj. de Água (m 3 /d) tempo (anos) 1993: Início do projeto PRAVAP 1994: Aumento das cotas de injeção (Otimização da injeção de água) 2000: Estimulação de poços produtores Otimização da Injeção de água Implantação de Projetos de Ampliação da injeção de água(bordas) Perfuração de Poços 0

22 Recuperação de Petróleo no Brasil Sumário Introdução Conceitos/Definições/Terminologia Panorama da Recuperação de Petróleo no Brasil Iniciativas para a aumento da Recuperação de Petróleo no Brasil Considerações Finais

23 Recuperação de Petróleo no Brasil 276 Concessões de Produção em produção - 42 em desenvolvimento Unidades de Negócio da Petrobras Produção de Óleo: 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

24 Panorama de Recuperação de Petróleo no Brasil 11 Concessões de Produção - 3 em produção - 8 em desenvolvimento Produção de Óleo: bpd Rec. Primária: 100%

25 Panorama de Recuperação de Petróleo no Brasil 69 Concessões de Produção - 58 em produção - 11 em desenvolvimento Produção de Óleo: 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

26 Panorama de Recuperação de Petróleo no Brasil 25 Concessões de Produção - 23 em produção - 2 em desenvolvimento Produção de Óleo: 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

27 Panorama de Recuperação de Petróleo no Brasil 80 Concessões de Produção - 69 em produção - 11 em desenvolvimento Produção de Óleo: 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

28 Panorama de Recuperação de Petróleo no Brasil 44 Concessões de Produção - 39 em produção - 5 em desenvolvimento Produção de Óleo: bpd Rec. Primária: 84% Injeção de Água: 1% Injeção de Vapor: 15% Número de Projetos: 20 Injeção de Água: 9 Injeção de Vapor: 11

29 Panorama de Recuperação de Petróleo no Brasil 32 Concessões de Produção - 32 em produção Produção de Óleo: bpd Rec. Primária: 28% Injeção de Água: 72% Número de Projetos: 10 Injeção de Água: 9 Injeção de Gás: 1

30 Panorama de Recuperação de Petróleo no Brasil 15 Concessões de Produção - 10 em produção - 5 em desenvolvimento Bacia de Campos Bacia de Santos Produção de Óleo: bpd Rec. Primária: 3% Injeção de Água: 97% Número de Projetos: 5 Injeção de Água: 5

31 Recuperação de Petróleo no Brasil Sumário Introdução Conceitos/Definições/Terminologia Panorama da Recuperação de Petróleo no Brasil Iniciativas para a aumento da Recuperação de Petróleo no Brasil Considerações Finais

32 Iniciativas para aumentar a Recuperação de Petróleo Iniciativas na Petrobras De Gestão Programas RECAGE Tecnológicas Programas Tecnológicos Corporativos

33 RECAGE Revitalização de Campos com Alto Grau de Explotação Iniciativa Estratégica do E&P: Busca e Disseminação de Tecnologias e Melhores Práticas 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.

34 Temas do RECAGE 1. Otimização dos Custos acompanhamento sistemático corporativo. 2. Gestão de Risco de Projetos aperfeiçoar 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 Produção fomentar a geração de projetos de desenvolvimento em concessões com alto grau de explotação visando reduzir o declínio e/ou antecipar a produção.

35 Iniciativas Tecnológicas Programas Tecnológicos Corporativos Criado em Desafio: Prover tecnologias para produzir óleo de campos de petróleo com profundidade de água de até 3000m Criado em Desafio: prover tecnologias para aumentar FR dos campos brasileiros e produzir campos considerados subcomerciais por limitações tecnológicas PROPES Criado em Desafio: prover tecnologias para produzir acumulações de óleo pesado offshore

36 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 CO 2 na Bacia do Recôncavo

37 Representação do Reservatório Desafio 1: Representar adequadamente as geometrias complexas de poço e de reservatório nos simuladores de fluxo. Resultados: Diretrizes para utilização de poços horizontais em simuladores Diretrizes para cálculo de IP de poços Linha de trabalho ativa: Ajuste automático de histórico Modelo inicial Ajuste automático de histórico para o campo de Benfica Ajuste convencional CONDOR Dados Observados

38 Representação do Reservatório 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 de transmissibilidade de fraturas considerando o estado de tensões e não apenas rejeito e teor de folhelhos. Aplicações a Roncador e Jubarte. Modelagem de Falhas em Roncador

39 Poços Especiais Desafio: Poços horizontais de conceito inovador e baixo custo para o aumento do fator de recuperação em campos maduros. 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

40 Tratamento de Poços Desafios Antecipar produção, reduzir custos e aumentar o fator de recuperação a partir de tratamentos em escala de poços Fraturamento de Poço Terrestre

41 Tratamento de Poços com ANM 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). Esquema de Poço Satélite Desafio: Divergência em poços horizontais.

42 Incrustações Salinas Incrustações salinas aparecem quando a 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. Resultados: Scale em tela de gravel pack Tratamentos remotos de remoção química de incrustação para os poços verticais e inclinados em Marlim e Voador. Custo médio das operações US$ ,00/poço. Custo de intervenção com sonda US$ 3 milhões. Desafio: Divergência no tratamento de poços horizontais.

43 RWI (Raw Water Injection) 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. A água será filtrada até 50 micra, não será desoxigenada, e receberá cloro através de um umbilical. Desafio: Construção do protótipo para qualquer profundidade de água. Projeto Conceitual do RWI

44 Recuperação de Óleos Pesados Onshore Resultados Anteriores: 12 projetos de campo de injeção cíclica e contínua de vapor O vapor é o mais importante método de recuperação terciária de petróleo no Brasil e no exterior Courtesy ChevronTexaco Desafios: Associar injeção cíclica com solventes apropriados Melhorar o fator de recuperação em projetos de injeção contínua

45 Recuperação Micorbiológica - MEOR Resultados: Piloto de injeção microbiológica de petróleo no campo de Carmópolis Bactéria injetada com água, seguida por um nutriente, gerando biopolímeos, que desviam o fluxo de água para áreas ainda não-varridas, deslocando mais óleo MEOR no campo de Carmópolis, Sergipe

46 Recuperação de Petróleo no Brasil 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

47 Considerações Finais 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 Petróleo podem ajudar decisivamente a atingir os objetivos nacionais de obter autosuficiência no suprimento de petróleo, explorar racionalmente os recursos minerais brasileiros, impulsionar o desenvolvimento científicotecnológico 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

48 Obrigado pela atenção