TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO DESENVOLVIMENTO DE UM SIMULADOR PARA ANÁLISE DO PROCESSO DE DESCARGA EM POÇOS EQUIPADOS COM GAS LIFT

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1 UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE CENTRO DE TECNOLOGIA CT CURSO DE ENGENHARIA DO PETRÓLEO - CEP TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO DESENVOLVIMENTO DE UM SIMULADOR PARA ANÁLISE DO PROCESSO DE DESCARGA EM POÇOS EQUIPADOS COM GAS LIFT GEILSON DE MACEDO BIBIANO Orientadora: Profª. Dra. Carla Wilza Souza de Paula Maitelli Novembro de 2016

2 DESENVOLVIMENTO DE UM SIMULADOR PARA ANÁLISE DO PROCESSO DE DESCARGA EM POÇOS EQUIPADOS COM GAS LIFT GEILSON DE MACEDO BIBIANO Novembro de 2016

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4 DEDICATÓRIA Dedico este trabalho a minha família e a cada professor que fez parte da minha formação acadêmica.

5 AGRADECIMENTOS A Deus, por me ajudar a discernir cada etapa da vida. A minha família, em especial a minha mãe, por todo o carinho, confiança e força durante minha caminhada. A minha orientadora, Profª. Dra. Carla Wilza Souza de Paula Maitelli, por todo o conhecimento passado, pela paciência nos ensinamentos, pelos conselhos dados, pelo carinho transmitido e por acreditar no meu potencial. Ao Prof. Dr. Rutácio de Oliveira Costa pelo grande apoio, conhecimento, incentivo, sugestões e ideias que fortaleceram o trabalho. Ao Prof. Dr. Edney Rafael Viana Pinheiro Galvão, pela confiança em mim depositada, pelos ensinamentos e incentivos durante a minha graduação. A todos os professores do departamento de engenharia do petróleo que contribuíram para a minha formação acadêmica. Aos meus amigos, Gabriel Bessa, Hannah Licia, Úrsula Jácome, Felipe Kenneth e Raphael Eliedson pelos conhecimentos compartilhados, pela ajuda no trabalho e pelos momentos descontraídos. A todos os meus amigos que fizeram parte dessa caminhada e que de alguma forma contribuíram para ela. Ao Laboratório de Automação em Petróleo (LAUT/UFRN) por tornar possível a realização do trabalho. Ao apoio financeiro da ANP Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis; do FINEP Financiadora de Estudos e Projetos e do MCTI Ministério da Ciência, Tecnologia e Informação por meio do programa de Recursos Humanos da ANP para o setor de Petróleo e Gás PRH43- ANP/MCTI.

6 BIBIANO, Geilson de Macedo - Desenvolvimento de um Simulador para Análise do Processo de Descarga em Poços Equipados com Gas Lift, Curso de Engenharia do Petróleo, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal RN, Brasil. Orientadora: Profª. Dra. Carla Wilza Souza de Paula Maitelli RESUMO Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um simulador para análise do processo de descarga em poços equipados com Gas Lift considerando os efeitos transientes do fluxo multifásico durante o processo. A ferramenta computacional objetiva a reprodução dos resultados obtidos por Capucci (1990), que em sua dissertação de mestrado foi o pioneiro a estudar o regime transiente através da modelagem computacional e matemática usando equações de conservação de massa de líquido e do gás, e a equação da conservação da quantidade de movimento da mistura. O programa simula a descarga de poço, ou seja, o mecanismo de retirada do fluido de amortecimento presente tanto no anular como na coluna através da injeção de gás na superfície, deslocando o fluido do anular para o interior da coluna por meio de válvulas de Gas Lift. Os resultados obtidos no trabalho foram organizados em gráficos que ilustram as curvas de pressões na coluna de produção e no anular, as vazões de líquido e de gás nas válvulas instaladas na coluna, as velocidades superficiais da fase líquida e gasosa, e também o holdup líquido em diferentes locais do poço. Para a validação dos resultados, os mesmos foram comparados com aqueles obtidos por Capucci (1990) considerando duas situações. A primeira refere-se à utilização de apenas uma válvula de Gas Lift, e a segunda aborda o uso de três válvulas a diferentes profundidades e pressões de calibração. Após a comparação, contatou-se que embora os resultados deste trabalho estejam coerentes com o estudo proposto, eles não são iguais aos valores calculados por Capucci (1990), inferindo-se a necessidade de um futuro aperfeiçoamento e revisão do simulador desenvolvido. Palavras-chave: Gas Lift, Descarga de Poço, Efeitos Transientes, Simulador.

7 BIBIANO, Geilson de Macedo - Desenvolvimento de um Simulador para Análise do Processo de Descarga em Poços Equipados com Gas Lift, Curso de Engenharia do Petróleo, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal RN, Brasil. Orientadora: Profª. Dra. Carla Wilza Souza de Paula Maitelli ABSTRACT This work shows the development of a simulator to analyze the Gas Lift unloading process considering the multi-phase flow transient effects. The computational tool try to reproduce the results obtained by Capucci (1990), which was the first to study the transient regime through computer and mathematics modeling using mass balance equations for liquid and gas phases as well as mixtures momentum equations. The tool simulates the unloading process, which is the mechanism of removing the fluid presents in the annulus and tubing through gas injection at the surface, moving the fluid from the annulus to tubing by Gas Lift valves. The results obtained in this work were organized in graphics that illustrate the following curves: tubing pressure and annulus pressure, liquid and gas rate through the valves, superficial velocities for liquid and gas, and liquid holdup in different well points. To validate the results, they were compared to the ones determined by Capucci (1990) assuming two study cases. The first one considered only one Gas Lift valve while the second case assumes three valves located at different depths and distinct pressure calibration from each other. After comparing, it was observed that even though the results from this work are coherent with the studies, they are not equals to Capucci (1990) calculated values, concluding the need for an improvement and review of the developed simulator. Keywords: Gas Lift, Unloading Process, Transient effects, simulator.

8 Sumário 1. INTRODUÇÃO Objetivo Geral Objetivos Específicos ASPECTOS TEÓRICOS Método de Elevação por Gas Lift Mecanismo de Descarga de Poço Válvulas de Orifício Válvulas de Pressão Modelagem Matemática Equação da Continuidade Equação da Conservação da Quantidade de Movimento Cálculo do Fator de Fricção de Duas Fases Cálculo do Holdup Líquido METODOLOGIA E DESENVOLVIMENTO DO SIMULADOR Interface Gráfica Tela Inicial Tela de Entrada de Dados Tela dos Perfis Gerados RESULTADOS E DISCUSSÕES Caso Pressão na Coluna de Produção Pressão no Anular Vazão de Líquido Vazão de Gás Velocidade Superficial do Líquido Velocidade Superficial do Gás Holdup Líquido Caso Pressão na Coluna 3 Válvulas... 52

9 Pressão no Anular 3 Válvulas CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES Conclusões Recomendações REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS... 60

10 Lista de Figuras Figura 1. Tipos de Válvulas de Gas Lift Figura 2. Ilustração do processo de descarga de um poço Figura 3. Mapa dos padrões de escoamento de Beggs & Brill (1986) Figura 4. Tela inicial do programa Figura 5. Tela de Entrada de Dados Figura 6. Tela dos perfis de pressão na coluna Figura 7. Pressões na Coluna de Produção caso Figura 8. Pressões na coluna de produção Figura 9. Pressões no Anular caso Figura 10. Pressão no anular Figura 11. Vazão de líquido Caso Figura 12. Vazão de líquido Figura 13. Vazão de gás Caso Figura 14. Vazão de gás Figura 15. Velocidade superficial do líquido caso Figura 16. Velocidade superficial do líquido Figura 17. Velocidade superficial do gás caso Figura 18. Velocidade superficial do gás Figura 19. Perfis do Holdup líquido caso Figura 20. Holdup líquido Figura 21. Pressões na Coluna de Produção caso Figura 22. Pressões na Coluna (3 Válvulas) Figura 23. Pressões no Anular caso Figura 24. Pressão no Anular (3 válvulas)... 55

11 Lista de Tabelas Tabela 1. Coeficientes do método de Biglarbigi Tabela 2. Condições para a determinação do padrão de escoamento Tabela 3. Coeficientes empíricos do holdup líquido horizontal de Beggs & Brill Tabela 4. Coeficientes empíricos de Beggs & Brill para o parâmetro C Tabela 5. Parâmetros de entrada e suas respectivas unidades Tabela 6. Casos analisados na simulação Tabela 7. Dados de Entrada Tabela 8. Dados para a válvula do caso Tabela 9. Dados para as válvulas do caso

12 Lista de Símbolos e Abreviaturas Q g d P 1 P 2 K y g T r Y C d P rev Vazão volumétrica pela válvula de Gas Lift (ft³/s) Diâmetro do orifício da válvula de Gas Lift (ft) Pressão a montante da válvula de Gas Lift (psia) Pressão a jusante da válvula de Gas Lift (psia) Razão entre calores específicos Densidade do gás Temperatura (ºF) Razão entre a pressão a jusante e a pressão a montante do orifício Efeito da compressibilidade do gás Coeficiente de descarga Pressão no revestimento (psia) Diferencial de pressão entre o revestimento e a coluna de produção P cal P cal@80 P Fo Pressão de calibração da válvula de Gas Lift (psia) Pressão de calibração da válvula de Gas Lift a 80 ºF (psia) Pressão mínima requerida no revestimento para que a válvula possa se comportar como uma válvula de orifício (psia) P vc R BSW H L H g V SL V SG V m Pressão de fechamento da válvula (psia) Razão entre a área do orifício e a área do fole da válvula Fração de água Fração de líquido com escorregamento Fração de gás com escorregamento Velocidade superficial do líquido (ft/s) Velocidade superficial do gás (ft/s) Velocidade da mistura (ft/s) Vazão mássica de líquido por unidade de volume (lb/s*ft³) Vazão mássica de gás por unidade de volume (lb/s*ft³) Volume do espaço anular ocupado pelo gás (ft³)

13 Q gs g V L V G Vs D Rey N lv N FR Z Vazão de injeção de gás na superfície (ft³/s) Aceleração da gravidade (ft/s²) Velocidade do Líquido (ft/s) Velocidade do gás (ft/s) Velocidade de escorregamento (ft/s) Diâmetro interno da tubulação (ft) Número de Reynolds Número da velocidade do líquido Número da mistura de Froude Fator de compressibilidade do gás Letras Gregas Razão entre o diâmetro do orifício e o diâmetro interno da válvula a montante Massa específica do líquido (lb/ft³) Massa específica do óleo (lb/ft³) Massa específica do gás (lb/ft³) Massa específica da mistura (lb/ft³) Viscosidade da mistura (cp) Viscosidade do líquido (cp) Viscosidade do gás (cp) Massa específica do gás nas condições padrão (lb/ft³) Massa específica da mistura sem escorregamento (lb/ft³) Fração de líquido com escorregamento Fração de gás com escorregamento Rugosidade da tubulação (ft) Fator de correção do holdup líquido Ângulo de inclinação do poço com a horizontal (Rad)

14 Capítulo 1 Introdução

15 1. Introdução O método de elevação artificial Gas Lift consiste no uso da energia de um gás pressurizado em um determinado ponto da coluna de produção com o objetivo de elevar os fluidos até a superfície (Brown, 1980). Com a injeção do gás, há a redução da massa específica do fluido e da pressão necessária para elevá-lo, de forma que os hidrocarbonetos escoam mais facilmente, possibilitando assim, uma melhor produção do petróleo. Antes da aplicação do método de elevação por Gas Lift é realizado um estudo de projeto para alcançar um melhor desempenho durante a elevação dos fluidos. Na fase inicial que antecede a produção de fluidos do reservatório é feita a descarga do poço, ou seja, gás é injetado para retirar o fluido de amortecimento presente no anular. Durante este processo, pode-se desenvolver um fluxo multifásico em regime transitório, o que influencia no projeto de instalação das válvulas de Gas Lift na coluna de produção (Capucci, 1990). O estudo do regime transiente com a aplicação de Gas Lift na descarga de poço é pouco encontrado na literatura, porém existem trabalhos que abordam o assunto. Capucci, em 1990, por meio de sua dissertação de mestrado Simulação de descarga de poços através de válvulas de Gas Lift foi o primeiro a desenvolver um modelo computacional considerando o regime transiente baseado nas equações de conservação de massa de líquido e do gás, assim como na equação da conservação da quantidade de movimento da mistura. Entretanto, Capucci não considerou a transferência de massa entre as fases líquidas e gasosas. Martins, em 1991, também através de sua dissertação de mestrado Efeitos transientes no projeto e análise de Gas Lift contínuo analisou os efeitos transientes do fluxo multifásico na descarga de poço utilizando uma versão do simulador desenvolvido por Capucci (1990). Avest e Oudeman, em 1994, estudaram a instabilidade do método de Gas Lift através de um simulador que também considerava o regime transiente. Finalmente, Tang et al (1999) estudaram as características do processo de descarga considerando o regime transiente e utilizando um simulador dinâmico para descrever o Geilson de Macedo Bibiano 13

16 processo. Além disso, foi assumido também que há o efeito do retorno de líquido para dentro da formação. Portanto, entendendo a importância do estudo do regime de fluxo transiente durante a descarga de poços, foi desenvolvida neste trabalho uma ferramenta computacional através da linguagem de programação Visual Basic. NET para simular a aplicação de Gas Lift Contínuo na retirada do fluido de amortecimento do anular. O programa gera para o usuário os perfis de pressão na coluna e no anular para diferentes profundidades, mostra resultados das vazões de líquido e de gás nas válvulas de Gas Lift e propriedades como as velocidades superficiais do líquido e do gás Objetivo Geral O objetivo deste trabalho é desenvolver um simulador para análise do processo de descarga em poços equipados com Gas Lift para reproduzir os resultados obtidos por Capucci (1990) que também considera os efeitos transientes do fluxo multifásico durante o processo Objetivos Específicos Obter os perfis de pressão na coluna de produção e no anular para diferentes profundidades; Gerar as curvas da variação das vazões de líquido e de gás nas válvulas de Gas Lift e na superfície; Obter os perfis das velocidades superficiais dos componentes e do holdup líquido; Geilson de Macedo Bibiano 14

17 Capítulo 2 Aspectos Teóricos

18 2. Aspectos Teóricos 2.1. Método de elevação por Gas Lift O método de elevação artificial por Gas Lift consiste em um processo mecânico no qual ocorre a injeção de gás a alta pressão no anular do poço e, posteriormente, na coluna de produção com o objetivo de gaseificar o fluido a ser produzido para possibilitar sua elevação. Esta injeção de gás pode ocorrer através dos métodos de Gas Lift Contínuo, na qual há um fluxo constante de gás sendo injetado, ou Gas Lift Intermitente, na qual o gás é injetado ciclicamente. No Gas Lift Contínuo, o volume de gás injetado diminui a massa específica do fluido até reduzir a pressão no fundo do poço, o que permitirá a produção do petróleo, já que a pressão no reservatório será suficiente para elevar os hidrocarbonetos. Uma das características desse método é que ele pode ser aplicado em poços com índice de produtividade elevado (Brown, 1980). Já no Gas Lift Intermitente, que é aplicado de forma cíclica, o gás é injetado abaixo da coluna de fluido para elevá-lo como uma golfada até a superfície. Este processo cíclico ocorre sempre que uma nova coluna de fluido é formada acima do ponto de injeção de gás. Este método pode ser usado para poços que apresentam alto índice de produtividade com baixa pressão estática ou poços que possuem baixo índice de produtividade e baixa pressão estática (Brown, 1980). Para uma eficiente elevação do fluido é necessário um dimensionamento correto para o sistema de Gas Lift e identificar os espaçamentos e localizações das válvulas ao longo da coluna de produção. Assim, por exemplo, é preciso que haja um compressor adequado para a injeção de gás na superfície e válvulas na subsuperfície que controlam o fluxo de gás do anular para a coluna. Tais válvulas, por sua vez, devem ser configuradas para não permitirem fluxo reverso e estarem calibradas adequadamente. As válvulas de Gas Lift, alocadas nos mandris, são classificadas de acordo com suas funcionalidades e características. Dessa forma, elas são divididas em dois grupos: como válvulas de descarga, que são usadas para iniciar as Geilson de Macedo Bibiano 16

19 operações de Gas Lift e são normalmente fechadas durante a produção, e como válvulas operadoras, que são aquelas que controlam o fluxo de gás para a coluna durante o processo de injeção (Takács, 2005). Além disso, os principais tipos de válvulas (ilustradas na Figura 1) são: A válvula de orifício, que é aplicada como válvula operadora; A válvula de pressão ou calibrada, que depende das pressões para estar aberta ou fechada; A válvula cega, que bloqueia o orifício do mandril. Figura 1. Tipos de Válvulas de Gas Lift Fonte: Góis, 2014 Neste trabalho, onde o gás será injetado apenas no anular, será abordado os conceitos de válvulas de orifício e de pressão, uma vez que a válvula operadora será considerada do tipo orifício e as demais válvulas de descarga do tipo de pressão Mecanismo de Descarga de Poço O mecanismo de descarga de poço consiste na retirada do fluido de amortecimento que está presente na coluna de produção e no anular. Para tanto, o gás que é injetado na superfície desloca o fluido do anular em direção a coluna através das válvulas de Gas Lift, proporcionando uma diferença de pressão suficiente entre o reservatório e o poço para ocorrer a produção. Geilson de Macedo Bibiano 17

20 Durante o processo de descarga do poço (Figura 2) as válvulas estão inicialmente abertas e se fecham impedindo apenas a passagem de gás para dentro da coluna à medida que ocorre a queda de pressão quando o gás injetado atinge as válvulas localizadas a uma profundidade maior. Assim, no momento em que o gás atinge a última válvula, conhecida como válvula operadora, a injeção ocorre apenas nesse ponto, uma vez que as demais válvulas superiores se encontram fechadas. Figura 2. Ilustração do Processo de descarga de um poço Fonte: Autor Um sistema simples da aplicação de Gas Lift continuo na descarga do poço é composto pela coluna de produção, revestimento do poço, packer, as válvulas e o choke de injeção de gás na superfície. Durante a descarga do poço, ocorrem os efeitos transitórios do fluxo multifásico na coluna de produção. Com base nessa consideração, este trabalho estuda o fluxo transitório da descarga do poço desde a sua condição estática até a condição de fluxo estabilizado através das equações de conservação da massa do líquido e do gás, e da equação da conservação da quantidade de movimento da mistura, que foram abordadas por Capucci (1990). Para tanto, foram consideradas algumas simplificações a respeito das propriedades dos fluidos e operacionais durante a descarga do poço, tais como: Fase líquida incompreensível; Geilson de Macedo Bibiano 18

21 O gás produzido pelo reservatório e o injetado têm características semelhantes; O fluido de amortecimento e o líquido produzido pelo reservatório também possuem características semelhantes; Não ocorre a mistura gás-líquido quando o gás é injetado no espaço anular; As perdas de carga por fricção e aceleração no cálculo do gradiente de pressão total no espaço anular são desprezadas; Pressão de injeção do gás constante à montante do choque; Válvulas de Orifício As válvulas de orifício são aplicadas para possibilitar a injeção de gás no sentido anular-coluna, de forma que não seja possível que haja fluxo da coluna para o anular. Neste estudo, foi considerada a formulação de Thornhill & Craver modificada (Capucci, 1990) para o cálculo da vazão de gás através da válvula (Equação 1).... (1) onde,... (2) Q g é a vazão volumétrica pela válvula de Gas Lift (ft³/s); d é o diâmetro do orifício da válvula de Gas Lift (ft); P 1 é a pressão a montante da válvula de Gas Lift (psia); Y é o efeito da compressibilidade do gás, adimensional; y g é a densidade do gás, adimensional; T é a temperatura (ºF); e K é a razão entre calores específicos, adimensional. r é a razão entre a pressão a jusante e a pressão a montante do orifício, adimensional. Geilson de Macedo Bibiano 19

22 Válvulas de Pressão As válvulas de pressão que são programadas para fechar a determinados valores de pressões podem estar totalmente abertas, totalmente fechadas ou parcialmente abertas. Neste trabalho, a válvula considerada foi a do tipo CAMCO-R20, e para calcular a vazão de gás foi utilizada a Equação 3 (Capucci, 1990) descrita a seguir. Onde,... (3)... (4) C d é o coeficiente de descarga, adimensional; Q g é a vazão volumétrica pela válvula de Gas Lift (ft³/s); Y é o efeito da compressibilidade do gás adimensional; P 1 é a pressão a montante da válvula de Gas Lift (psia); P 2 é a ressão a jusante da válvula de Gas Lift (psia); é a massa específica do gás (lb/ft³); y g é a densidade do gás, adimensional; e T é a temperatura (ºF). Para o cálculo do coeficiente de descarga (C d ) empregado na Equação 3 foi seguido o método de Biglarbigi (1985), dado pela Equação 5. onde:... (5)... (6) é a razão entre o diâmetro do orifício e o diâmetro interno da válvula a montante. Para o caso da válvula tipo CAMCO-R20, = 0,033; Geilson de Macedo Bibiano 20

23 C0, C1, C2, C3, C4 e C5 são coeficientes; P rev é a pressão no revestimento (psia); P cal é a pressão de calibração da válvula de Gas Lift (psia); e produção. é o diferencial de pressão entre o revestimento e a coluna de C0, C1, C2, C3, C4 e C5 são coeficientes que dependem de o fluxo ser crítico ou subcrítico, de acordo com a Tabela 1. Tabela 1. Coeficientes do método de Biglarbigi Crítico Subcrítico C0 0,0824 0,0355 C1-0,114-0,452 C2-1,156-1,798 C3 2,079 x log 2,427 x log C4-0, ,0224 C5-0,0187-0,129 O controle das válvulas de pressão para mantê-las abertas ou fechadas é feito através das seguintes pressões: Pressão mínima requerida no revestimento que garante que a válvula possa se comportar como uma válvula de orifício (P Fo ); Pressão de calibração na temperatura real da válvula (P cal ); Pressão de fechamento da válvula (P vc ); P Fo é dada pela Equação 7 a seguir (Capucci, 1990):... (7) Onde, R é a razão entre a área do orifício e a área do fole da válvula e P cal é dado por (Capucci, 1990): Geilson de Macedo Bibiano 21

24 ... (8) Já a pressão de fechamento é regida pela Equação 9 (Capucci, 1990):... (9) Onde,... (10) P cal@80 é a pressão de calibração da válvula a 80 ºF Dessa forma, a válvula de Gas Lift ficará semiaberta quando a pressão no revestimento for maior que a pressão de fechamento (P VC ) e também for menor que P Fo. E a válvula estará totalmente fechada quando a pressão no revestimento for menor que a pressão de fechamento (P VC ) Modelagem matemática As equações de conservação de massa e de quantidade de movimento presentes neste trabalho foram abordadas por Capucci (1990) em sua dissertação. E são apresentadas a seguir: Equação da continuidade A equação da continuidade para a fase líquida em regime transiente dentro da coluna de produção é dada pela Equação 12, enquanto que o balanço de massa para a fase gasosa é representado pela Equação (12)... (13) Geilson de Macedo Bibiano 22

25 Onde, é a massa específica do líquido (lb/ft³); H L é o Holdup líquido, adimensional; VSL é a velocidade superficial do líquido (ft/s); é a vazão mássica de líquido por unidade de volume (lb/s*ft³); t é a variável no tempo; z é a variável no espaço; é a massa específica do gás (lb/ft³); H g é o Holdup do gás; VSG é a velocidade superficial do gás; e é a vazão mássica de gás por unidade de volume (lb/s*ft³). Quando não existe nenhuma válvula de Gas Lift na coluna, as vazões mássicas por unidade de volume (m vl e m vg ) são iguais a zero. E como pode ser interpretado nas Equações 12 e 13, as massas específicas do líquido ( ) e do gás ( ) variam com o tempo ( t ) e com a posição na coluna (z). A Equação 14, que descreve a conservação de massa no anular deduzida por Capucci (1990), apresenta as vazões de gás e de líquido através das válvulas de Gas Lift e a vazão de injeção de gás na superfície ( ).... (14) Onde, Q gi representa a vazão de gás através da válvula i e Q Li é a vazão de líquido através da válvula i; é o volume do espaço anular ocupado pelo gás (ft³); é a variação da massa específica do gás pela pressão na superfície; é a massa específica do gás nas condições padrão (lb/ft³); é a vazão de injeção de gás na superfície (ft³/s); e é a massa específica do gás (lb/ft³). Geilson de Macedo Bibiano 23

26 Equação da conservação da quantidade de movimento A conservação da quantidade de movimento da mistura (Equação 15) é baseada na segunda lei de Newton, e postula que a soma de todas as forças que agem em um sistema é igual à variação da quantidade de movimento deste sistema (Capucci, 1990).... (15) onde, é a massa específica do líquido (lb/ft³); é a velocidade superficial do líquido (ft/s); é a massa específica do gás (lb/ft³); é a velocidade superficial do gás (ft/s); é o holdup líquido; é o gradiente de pressão total; é o gradiente de pressão hidrostático, dado por:... (16) é a aceleração da gravidade(ft²/s); é a massa específica da mistura (lb/ft³), dado por:... (17) é a perda de carga por fricção, dado por:... (18) F tp é o fator de fricção de duas fases; é a massa específica da mistura sem escorregamento (lb/ft³), dada por:... (19) é velocidade da mistura (ft/s), dada por:... (20) Geilson de Macedo Bibiano 24

27 d é o diâmetro da tubulação (pol) Cálculo do fator de fricção de duas fases O fator de fricção de duas fases é calculado pela correlação de Beggs & Brill (1986), que prevê o regime de fluxo para todos os ângulos de inclinação (Brill & Murkejee, 1999). De acordo com a correlação, são usados dois parâmetros para descrever as transições dos padrões de escoamento horizontais: o holdup líquido sem escorregamento e o número da mistura de Froude (N Fr ), que são dados pelas equações a seguir (Takács, 2005):... (21)... (22) Há duas formas de estimar o padrão de escoamento do fluido através do método de Beggs & Brill (1986), a primeira refere-se ao uso do mapa dos padrões de escoamento para fluxo horizontal, Figura 3, utilizando as coordenadas e, e a segunda forma trata-se da análise de inequações expressas na Tabela 2: Figura 3. Mapa dos padrões de escoamento de Beggs & Brill (1986) Fonte: Takács, 2005 Geilson de Macedo Bibiano 25

28 Tabela 2. Condições para a determinação do padrão de escoamento Padrão de Escoamento Condição Segregado OU Transição Intermitente OU Distribuído OU Fonte: Brill & Murkejee, 1999 Os parâmetros L 1, L 2, L 3 e L 4 são dados pelas seguintes equações:... (23)... (24)... (25)... (26) O holdup líquido que poderia existir caso o fluxo fosse horizontal é calculado através da seguinte equação:... (27) Com a restrição para Os coeficientes a, b, e c da Equação 27 para cada regime de fluxo estão listados na Tabela 3 abaixo: Geilson de Macedo Bibiano 26

29 Tabela 3. Coeficientes empíricos do holdup líquido horizontal de Beggs & Brill Padrão de Escoamento a b c Segregado 0,980 0,4846 0,0868 Intermitente 0,845 0,5351 0,0173 Distribuído 1,065 0,5824 0,0609 Fonte: Brill & Murkejee, 1999 Para corrigir o holdup líquido considerando o efeito da inclinação durante o fluxo, deve-se usar a seguinte equação:... (28) O fator de correção do holdup líquido ( ) da Equação 28 é dado por:... (29) Onde C é dado pela Equação 30 e deve satisfazer a condição de C :... (30) Os coeficientes e, f, g e h que são utilizados na Equação 30 são determinados de acordo com a Tabela 4 a seguir: Tabela 4. Coeficientes empíricos de Beggs & Brill para o parâmetro C Padrão de Escoamento Segregado Fluxo ascendente Intermitente Fluxo ascendente Distribuído Fluxo ascendente Todos os padrões Fluxo descendente e f g h 0,011-3,768 3,539-1,614 2,96 0,305-0,4473 0,0978 Sem Correção: C = 0; 4,7-0,3692 0,1244-0,5056 Fonte: Brill & Murkejee, 1999 Geilson de Macedo Bibiano 27

30 Quando o padrão de escoamento é de transição, o cálculo do holdup líquido deve ser feito através da interpolação entre os valores do holdup do fluxo segregado e do fluxo intermitente, conforme a Equação 31 abaixo:... (31) O fator de fricção de duas fases, F tp, é então calculado pela Equação 32:... (32) Onde é o fator de fricção sem escorregamento baseado em uma tubulação sem rugosidade e no número de Reynolds dado pela Equação 34 e S é calculado pela Equação (34)... (35)... (36)... (37) Para valores de x no intervalo 1 < x < 1.2, o cálculo de S é dado por:... (38) Cálculo do Holdup Líquido O cálculo do holdup líquido é feito através de iterações utilizando o modelo proposto por Santos (1989), dado pela Equação (39) Geilson de Macedo Bibiano 28

31 Onde, C, que é uma constante determinada empiricamente, e Vs dependem do regime de fluxo. O modelo de Santos (1989) considera os seguintes regimes de fluxo: Regime de Bolha Neste regime a fase gasosa está dispersa em pequenas bolhas na fase líquida e o HL está dentro do intervalo entre 0,85 e 1 (Capucci, 1990). O valor de C é 1,1 e Vs é dado pela Equação 40 abaixo.... (40) Regime de Golfadas No regime de golfadas a fase gasosa está mais presente que a fase líquida e HL está no intervalo entre 0,45 e 0,75 (Capucci, 1990). O coeficiente C é 1,1 e Vs é calculado pela Equação (41) Onde K1 é um coeficiente que varia de acordo com a forma geométrica da seção transversal do tubo. K1 foi assumido igual a 0,345, para tubo circular. Regime Anular Neste regime o líquido está disperso na fase gasosa que é contínua e há uma película de líquido nas paredes do tubo (Capucci, 1990). Portanto, HL é menor que 0,1, Vs = 0 pois não há escorregamento entre as fases e C é igual a 1. Geilson de Macedo Bibiano 29

32 Capítulo 3 Metodologia e Desenvolvimento do Simulador

33 3. Metodologia e Desenvolvimento do Simulador O simulador de descarga de poço gera para o usuário os seguintes gráficos: Perfis de pressões na coluna de produção; Perfis de pressões no anular; Perfis da velocidade superficial do líquido; Perfis da velocidade superficial do gás; Perfis do holdup líquido; Perfis de vazões de líquido; Perfis de vazões de gás. Para tanto, o usuário deve fornecer algumas informações das propriedades dos fluidos, características das válvulas e das tubulações, e parâmetros operacionais para realizar a simulação. Logo, a metodologia adotada para o desenvolvimento do estudo foi a seguinte: Geilson de Macedo Bibiano 31

34 3.1. Interface Gráfica A seguir serão apresentadas as telas que compõe o programa Tela Inicial Figura 4. Tela inicial do programa Na tela inicial, Figura 4, o usuário pode ter uma visão geral do que o programa pode executar. No Menu, localizado no lado esquerdo da tela, podese ver as opções de adicionar os dados de simulação, exportar os resultados para arquivo.txt, imprimir um relatório contendo todos os gráficos gerados na simulação e, por fim, a opção para finalizar a simulação. Do lado direito do Menu, há a listagem dos gráficos que o programa gera a partir da entrada de dados, possibilitando uma navegação mais prática ao usuário. Além disso, a ferramenta computacional pode ser navegada através de suas abas localizadas na parte superior da tela inicial, as quais possibilitam o acesso ao formulário de entrada de dados e aos gráficos. Geilson de Macedo Bibiano 32

35 Tela de Entrada de Dados Figura 5. Tela de Entrada de Dados. A partir da tela de entrada de dados (Figura 5) devem ser fornecidos valores no sistema métrico de unidades, conforme a Tabela 5 abaixo: Geilson de Macedo Bibiano 33

36 Tabela 5. Parâmetros de entrada e suas respectivas unidades Parâmetro Diâmetro Rugosidade da Tubulação RGL Tensão Superficial do Líquido IP Pressão Comprimento Tempo Unidade Pol m m³/m³ N/m m³/dia/kgf/cm² Kgf/cm² m S Do lado direito da tela deve-se escolher a quantidade de válvulas de Gas Lift para realizar a simulação. O máximo de válvulas que o programa suporta são três. Quando o usuário escolhe o número de válvulas na caixa de seleção, ele deve especificar duas informações para cada válvula considerada no projeto. A primeira delas é a pressão de calibração a 80 ºF, e a segunda é a profundidade de instalação na coluna de produção. Além disso, há um campo para receber a profundidade total do poço e o nível de liquido no anular, que é medido da superfície até o ponto onde se encontra a lâmina de líquido Tela dos perfis gerados Após os dados serem inseridos e ser feita a simulação, os perfis mencionados anteriormente serão construídos e podem ser acessados por meio das abas na parte superior da janela do programa. A Figura 6, ilustra um exemplo dos perfis de pressões na coluna de produção para diferentes profundidades, sendo na superfície, na altura das válvulas de Gas Lift e no fundo do poço. Geilson de Macedo Bibiano 34

37 Figura 6. Tela dos perfis de pressão na coluna Geilson de Macedo Bibiano 35

38 Capítulo 4 Resultados e Discussões

39 4. Resultados e Discussões A fim de validar os resultados obtidos foi feito um estudo com dois casos para comparar com os resultados do trabalho de Capucci (1990). A Tabela 6 a seguir resume os casos analisados. Tabela 6. Casos analisados na simulação Caso Quantidade de Válvulas Localização na coluna de produção 1 1 A 825m 2 3 A 825m, a 1425m e a 1725m Os dados de entrada para a simulação de descarga de poço são mostrados na Tabela 7, e a partir deles foi possível gerar os gráficos para realizar a análise do processo com a aplicação de Gas Lift. Geilson de Macedo Bibiano 37

40 Tabela 7. Dados de Entrada Parâmetro de Entrada Valor Comprimento Vertical do Poço 1800m Diâmetro Interno da Coluna de Produção 2,47 polegadas Diâmetro Externo da Coluna de Produção 3 polegadas Diâmetro Interno do Revestimento 7,5 polegadas Diâmetro interno das Válvulas de Gas Lift 0,1875 polegadas Temperatura na Superfície 38ºC Temperatura no Fundo 93ºC Pressão Estática do Reservatório 158 kgf/cm² Pressão Desejada na Cabeça do Poço 10 kgf/cm² Pressão no Revestimento na Superfície 86,7 kgf/cm² Pressão a Montante do Choque do Anular 86,7 kgf/cm² Índice de Produtividade 3,48 m³/dia/kgf/cm²/ BSW 0 RGL 60 m³/m³ Tensão Superficial do Líquido 0,05 N/m ºAPI do óleo 27 Densidade do Gás 0, Caso 1 Para este primeiro caso, na qual considera uma válvula de Gas Lift na coluna de produção, foram consideradas as seguintes especificações (Tabela 8): Geilson de Macedo Bibiano 38

41 Tabela 8. Dados para a válvula do caso 1 Válvula 1 Localização Pressão de Calibração a 80ºF A 825m 77,3 kgf/cm² Pressão na Coluna de Produção Durante o processo de descarga de poço, as pressões na coluna de produção variam de acordo com a entrada de gás no interior da coluna quando o fluido de amortecimento está sendo retirado. As Figuras 7 e 8 ilustram as curvas geradas pelo simulador desenvolvido e pelo trabalho de Capucci (1990), respectivamente. Figura 7. Pressões na Coluna de Produção caso 1 Geilson de Macedo Bibiano 39

42 Figura 8. Pressões na coluna de produção Fonte: Capucci (1990) Como pode ser visto na Figura 7 acima, as pressões na válvula e no fundo do poço diminuem drasticamente quando se atinge cerca de segundos, apresentando a partir de então uma variação até se tornar constante novamente em um tempo aproximado de segundos. Essa queda de pressão na coluna deve-se ao fato de que o gás começa a fluir do anular para a coluna, havendo a despressurização nas profundidades consideradas. Após passar o período de regime transiente, que é de 38000s a 43000s, a pressão no fundo se estabiliza em cerca de 10000kPa e a pressão na válvula em 3200kPa. A pressão na superfície, por sua vez, se mantém praticamente constante a um valor de 1000kPa durante todo o processo de descarga do poço, apresentando pequenos picos de variação também durante o intervalo de 38000s a 43000s. Já no gráfico da dissertação de Capucci (1990) (Figura 8), percebe-se que após passar do regime transiente, alguns valores de pressões estabilizadas são diferentes, pois a pressão no fundo é 7500kPa e a pressão na válvula 1 é 2400kPa. Essa diferença pode ter ocorrido durante o cálculo das pressões por meio de iterações utilizando o método das secantes no algoritmo Geilson de Macedo Bibiano 40

43 do programa ou até mesmo pode ter acontecido devido a alguma falha na estrutura do algoritmo Pressão no Anular Figura 9. Pressões no Anular caso 1 Geilson de Macedo Bibiano 41

44 Figura 10. Pressão no anular Fonte: Capucci (1990) Na Figura 9, que representa as curvas de pressão no anular para dois pontos distintos, sendo eles na superfície e na profundidade da válvula, pode ser observado um comportamento diferente das curvas em relação ao perfil de pressão na coluna visto na Figura 7. Entretanto, é claro que o intervalo de tempo onde há variações e picos de pressões coincide, na qual é de 38000s a 43000s. A partir do perfil de pressão no anular percebe-se que as curvas de pressão para os dois pontos considerados tendem a se aproximar à medida que o tempo passa, de forma que em 38000s a diferença de valor entre elas se mantém constante até o final do processo. Assim, a pressão na superfície alcança um valor aproximado de 7800kPa após se estabilizar, enquanto que a pressão na altura da válvula atinge 8400kPa. Esse fenômeno de aproximação entre as curvas é justificado pela teoria aplicada ao processo de descarga do poço, pois a pressão na altura da válvula diminui devido a substituição do líquido pelo gás que está sendo constantemente injetado, ou seja, a medida que o fluido do anular é retirado, a pressão na profundidade da válvula diminui até se aproximar do valor de pressão da superfície. É visto no gráfico que a partir de 38000s o P entre as Geilson de Macedo Bibiano 42

45 curvas torna-se constante, pois há apenas gás acima da válvula de Gas Lift, havendo sido retirado todo o fluido naquela profundidade. Comparando as curvas da Figura 9 com as da Figura 10, que ilustra o gráfico de Capucci (1990), conclui-se que os valores de pressões após o regime permanente ser atingido são bem próximos, ao contrário das pressões na coluna vistas anteriormente. Capucci (1990) determinou a pressão estabilizada na válvula de Gas Lift com um valor de 8600kPa, enquanto que na superfície a pressão foi de 7800kPa, igual a obtida pelo simulador desenvolvido Vazão de Líquido Para visualizar melhor o processo de descarga do poço foi gerado o gráfico de vazão de líquido através da válvula (Figura 11) e comparado também com o gráfico de Capucci (Figura 12). Nas Figura 11 e 12, observa-se que a vazão de líquido através da válvula de Gas Lift diminui com tempo e que ela se torna zero em 38000s, significando que há apenas gás acima da válvula naquele momento. Figura 11. Vazão de líquido Caso 1 Geilson de Macedo Bibiano 43

46 Figura 12. Vazão de líquido Fonte: Capucci (1990) Vazão de Gás O momento em que se encontra apenas gás acima da válvula também pode ser verificado por meio dos gráficos das curvas de vazão de gás, conforme as Figuras 13 e 14 abaixo. Geilson de Macedo Bibiano 44

47 Figura 13. Vazão de gás Caso 1 Figura 14. Vazão de gás Fonte: Capucci (1990) Percebe-se na Figura 13 que a vazão de gás que está sendo injetado começa em um valor de 4200m³/d e tende a diminuir com a retirado do fluido do anular. Assim, em 38500s começa a entrar gás pela válvula até que em aproximadamente 46000s todo o gás injetado está entrando na coluna de Geilson de Macedo Bibiano 45

48 produção por meio da válvula, que passa a ser denominada de válvula operadora. Atingindo, portanto, uma vazão estabilizada de 2400m³/d. É importante ressaltar que o gás começa a circular na válvula em 38500s por que a mesma abre em consequência da alta pressão no anular, isto é, como a pressão no anular na altura da válvula é de aproximadamente 8000kPa (Figura 9), sendo maior que a pressão de calibração da válvula, na qual é 77,3 Kgf/cm² ou 7580kPa, esta tende a abrir e permitir a passagem do gás para a coluna. Na comparação visual da Figura 13 com a Figura 14 conclui-se que os resultados de vazão de gás foram praticamente iguais. Capucci (1990) determinou uma vazão estabilizada de 2350m³/d, aproximadamente Velocidade Superficial do Líquido Além da análise do processo de descarga por meio das pressões e vazões, também é interessante o uso de curvas das velocidades superficiais do líquido, conforme as Figuras 15 e 16 a seguir. Figura 15. Velocidade superficial do líquido caso 1 Geilson de Macedo Bibiano 46

49 Figura 16. Velocidade superficial do líquido Fonte: Capucci (1990) Analisando as curvas de velocidade superficiais do líquido na Figura 15 pode-se confirmar que há fluxo de líquidos do reservatório para dentro do poço pouco antes de 40000s. A velocidade superficial do líquido no fundo do poço é zero até cerca de 40000s, onde começa a aumentar à medida que a pressão na coluna diminui (Figura 7) tornando-se menor que a pressão estática do reservatório, possibilitado assim, a produção do poço. Ainda de acordo com o gráfico da Figura 15, vê-se que o regime permanente é alcançado em 44000s, tempo em que as velocidades na superfície, na válvula e no fundo do poço são iguais. Já o gráfico da Figura 16, do trabalho de Capucci (1990), possui alguns aspectos diferentes. Primeiro, o regime transiente ocorre muito rápido, entre 39000s e 41000s, enquanto que na Figura 15 o tempo de transição é um pouco maior, de 39000s a 44000s. Segundo, a velocidade superficial do líquido estabilizada encontrada por Capucci (1990) foi de 1,2m/s, aproximadamente, maior que a velocidade superficial do líquido simulada neste trabalho, que foi cerca de 0,75m/s. Geilson de Macedo Bibiano 47

50 Velocidade Superficial do Gás Para uma identificação da produção de gás do reservatório um gráfico (Figura 17) é apresentado com curvas de velocidade superficial do gás, e assim como nas seções anteriores, houve a comparação com o gráfico (Figura 18) de Capucci (1990). Figura 17. Velocidade superficial do gás caso 1 Geilson de Macedo Bibiano 48

51 Figura 18. Velocidade superficial do gás Fonte: Capucci (1990) A Figura 17 mostra que além de haver a produção de líquido do reservatório como visto antes existe o influxo de gás para dentro do poço. Esse momento é visto a partir de 40000s, onde a velocidade superficial do gás no fundo do poço sai de zero e atinge um valor aproximado de 0,4m/s. Finalmente, as demais curvas de velocidade superficial do gás na superfície e na válvula reforçam os comentários anteriores, pois como na superfície existe um grande fluxo de gás, também existe uma alta velocidade superficial nesse ponto. A Figura 18, por sua vez, apesar de mostrar um comportamento semelhante ao da Figura 17, possui alguns pontos distintos. Enquanto que no gráfico criado neste trabalho possui um tempo de transição de 40000s a 45000s aproximadamente, o gráfico de Capucci (1990) demonstra que o período de transição é bem mais curto. Além disso, houve diferenças nos valores finais após o fluxo transiente, que podem ser visivelmente observadas nas Figuras acima. Possivelmente, essas desigualdades nos valores podem ter sido causadas a partir de algum erro no próprio algoritmo do programa, uma vez que foi visto nas análises anteriores que as vazões de gás na superfície, por exemplo, foram semelhantes tanto para este trabalho quanto para o Geilson de Macedo Bibiano 49

52 trabalho de Capucci (1990), indicando, portanto, que as velocidades superficiais do gás deveriam ter sido também praticamente iguais Holdup Líquido A entrada e produção de gás na coluna junto com líquido é também visível no gráfico das curvas de holdup líquido expressas nas Figura 19 e 20 abaixo. Figura 19. Perfis do Holdup líquido caso 1 Geilson de Macedo Bibiano 50

53 Figura 20. Holdup líquido Fonte: Capucci (1990) Na Figura 19 observa-se que em 40000s começa a surgir o fluxo de gás nos três pontos analisados, ou seja, na superfície, na válvula e no fundo do poço, uma vez que há uma grande diminuição na fração de líquido dentro da coluna até o escoamento entrar em regime permanente em 44000s, aproximadamente. A Figura 20, da dissertação de Capucci (1990), também apresenta a diferença em relação ao tempo de fluxo transiente, na qual é mais curto, e valores finais de HL que não foram exatamente iguais aos determinados neste trabalho Caso 2 Para este segundo caso, na qual considera três válvulas de Gas Lift na coluna de produção, foram consideradas as especificações contidas na Tabela 9. Além disso, como todos os gráficos gerados considerando três válvulas são similares aqueles mostrados para o caso 1, serão analisados apenas as pressões na coluna de produção e no anular. Geilson de Macedo Bibiano 51

54 Tabela 9. Dados para as válvulas do caso 2 Especificação Válvula 1 Válvula 2 Válvula 3 Localização A 825m A 1425m A 1725m Pressão de Calibração a 80ºF 77,3 kgf/cm² 76,8 kgf/cm² 76,5 kgf/cm² Pressão na Coluna 3 Válvulas O comportamento das curvas para este caso é semelhante ao caso anteriormente apresentado, diferenciando-se apenas nos valores finais obtidos, no tempo em que ocorre os fluxos transientes e permanentes e no número maior de curvas que são mostradas no gráfico. As Figura 21 e 22 ilustram as curvas de pressão na coluna de produção criadas neste trabalho e no estudo de Capucci (1990), respectivamente. Figura 21. Pressões na Coluna de Produção caso 2 Geilson de Macedo Bibiano 52

55 Figura 22. Pressões na Coluna (3 Válvulas) Fonte: Capucci (1990) Nota-se, assim como no caso 1, que inicialmente as pressões na coluna (Figura 21) se mantém constantes até o momento em que o gás injetado entra na coluna de produção. As pressões nos quatro pontos considerados, ou seja, na superfície, nas profundidades das três válvulas e no fundo do poço apresentam uma grande queda a partir de 40000s, entrando em um período de fluxo transiente e tornando-se estáveis novamente a partir de s. Quando apenas uma válvula foi considerada, o tempo entre o regime transiente e o permanente foi bem reduzido, já que a quantidade de fluido retirada do anular era menor comparada a este caso, que possui uma terceira válvula mais profunda, a 1725m da superfície. Do gráfico de pressões na coluna (Figura 21) se extrai também os valores de pressões estabilizadas para cada profundidade considerada, sendo elas: Na superfície: de 1000kPa; Na válvula 1: de 3300kPa; Na válvula 2: 6600kPa; Na válvula 3: 8600kPa; Geilson de Macedo Bibiano 53

56 No fundo: 9800kPa. Comparando os valores de pressão estabilizada deste trabalho com aqueles determinados por Capucci (1990), no gráfico da Figura 22, observa-se que eles não são iguais, onde se retira que as pressões estabilizadas são: Na superfície: de 1000kPa; Na válvula 1: de 2500kPa; Na válvula 2: 4000kPa; Na válvula 3: 5200kPa; No fundo: 6000kPa. Um aspecto importante que se repete para os demais gráficos desse segundo caso de estudo é a respeito do tempo de transição estimado neste trabalho e por Capucci (1990). Percebe-se na Figura 21 que o período de transição é de 40000s a s, o que é maior daquele presente na Figura 22, que se estende de 40000s até 66000s Pressão no Anular 3 Válvulas A Figura 23, que representa as pressões no anular, também apresenta curvas semelhantes àquelas vistas do caso 1, onde a pressão na superfície tende a aumentar enquanto que as pressões em profundidades maiores diminuem, reduzindo assim o P entre os pontos na coluna. Já a Figura 24, gráfico de Capucci (1990), apresenta o mesmo comportamento e com valores de pressões bem próximos dos calculados neste trabalho, conforme ilustrado abaixo. Geilson de Macedo Bibiano 54

57 Figura 23. Pressões no Anular caso 2 Figura 24. Pressão no Anular (3 válvulas) Fonte: Capucci (1990) Geilson de Macedo Bibiano 55

58 Capítulo 5 Conclusões e Recomendações

59 5. Conclusões e Recomendações 5.1. Conclusões Neste trabalho foram apresentados os resultados do desenvolvimento de um simulador para análise do processo de descarga em poços equipados com Gas Lift. Através da ferramenta computacional criada com base no simulador desenvolvido por Capucci (1990) é possível ser feito o estudo do regime transiente durante a descarga do poço, sendo observados parâmetros como pressões na coluna de produção e no anular, vazões de gás e de líquido, velocidades superficiais do líquido e do gás, e holdup líquido. Em um dos casos analisados foi inferido que o poço é capaz de produzir fluidos do reservatório mesmo apresentando apenas uma válvula de Gas Lift na coluna de produção, ou seja, a retirada do fluido de amortecimento até a profundidade de 825m, que é a localização da válvula, foi suficiente para diminuir a pressão do poço e permitir o influxo de líquido e gás oriundos da formação. A análise da vazão de gás que está sendo injetado na superfície e que está passando pela válvula de Gas Lift mostra-se bastante importante para uma futura análise econômica de projeto, uma vez que é possível conhecer a vazão de equilíbrio para manter o poço em produção e, se necessário, ter o conhecimento da quantidade de gás utilizado durante o processo. A consideração do regime multifásico transiente na descarga do poço é essencial para adquirir um conhecimento mais aprofundado dos fenômenos que acontecem durante o processo, pois é possível observar o tempo decorrido para se alcançar o regime permanente, interpretar as etapas que acontecem desde a injeção do gás na superfície até a entrada do mesmo na coluna de produção e identificar algumas peculiaridades caso venham a existir, como a abertura de uma válvula devido a sua calibração e as pressões no anular, por exemplo. Geilson de Macedo Bibiano 57

60 5.2. Recomendações Como foi observado nos resultados obtidos pelo simulador desenvolvido, houve diferenças em relação aos valores gerados pelo simulador de Capucci criado em Portanto, é necessário a realização de futuros estudos e melhorias no algoritmo da ferramenta computacional para solucionar essa discrepância de valores. Além disso, recomenda-se: A aplicação do simulador para análise de um número maior de casos considerando mais de três válvulas. Para tanto, é necessário o aperfeiçoamento do programa a fim do mesmo ser capaz de receber especificações para quatro válvulas ou mais. A implementação de um algoritmo e interface que calcule para o usuário a quantidade de gás consumida no processo de descarga do poço, com o intuito de auxiliar uma análise econômica do projeto de Gas Lift. O uso de uma outra correlação para o escoamento multifásico que não seja a correlação de Beggs&Brill, para haver uma possível melhoria na obtenção dos resultados finais. A utilização de dados reais para haver uma validação mais confiável e concreta da ferramenta computacional. Geilson de Macedo Bibiano 58