Mecanismos de Elevação Artificial

Transcrição

1 Mecanismos de Elevação Artificial Pressão do reservatório é suficiente para os fluidos nele contidos alcançarem a superfície Poço Surgente Elevação Natural Pressão do reservatório insuficiente Necessidade de suplementação da energia natural Elevação Artificial Poços surgentes no final da vida produtiva também necessitam de elevação artificial

2 Mecanismos de Elevação Artificial Gás Êmbolo Bombeio Centrífugo submerso Mecânico com hastes Por cavidades progressivas

3 Gas-Lift Método que utiliza energia contida em gás comprimido para elevar fluidos até a superfície É versátil em termos de: Vazão: de 1 a 1700 m³/d Profundidade: até 2600 m (dependendo da pressão do gás de injeção)

4 Gas-Lift É propício para poços que produzem fluidos com: Alto teor de areia Elevada razão gás/líquido Exige investimentos relativamente baixos para poços profundos

5 Tipos de Gas-Lift Contínuo Intermitente

6 Gas-Lift Contínuo Similar à elevação natural Injeção contínua de gás a alta pressão na coluna de produção Objetivo: gaseificar o fluido desde o ponto de injeção até a superfície diminuição do gradiente médio de pressão na coluna diminuição da pressão no fundo do poço aumento da vazão

7 Gas-Lift Contínuo Necessita de válvula com orifício relativamente pequeno Em princípio utilizado em poços com: IP (Índice de Produtividade) acima de 1m³/dia/(kg/cm²) (~0,44 bpd/psi) Pressão estática suficiente para suportar entre 40 a 70% da profundidade total do poço

8 Gas-Lift Intermitente Deslocamento de golfadas de fluido para a superfície através da injeção de gás a alta pressão de forma intermitente Injeção com tempos definidos Normalmente controlada na superfície por um intermitor de ciclo e uma válvula controladora (motor valve)

9 Gas-Lift Intermitente Requer elevada vazão periódica de gás para imprimir grande velocidade ascendente à golfada válvulas com maior orifício e abertura rápida (diminuição da penetração de gás na golfada de fluido) Poços com: Baixo IP Baixa pressão estática (alto ou baixo IP)

10 Sistema de Gas-Lift Equipamentos para separação e armazenamento dos fluidos produzidos Fonte de gás a alta pressão (compressores) Controlador de injeção de gás na superfície (choke ou motor valve) Controlador de injeção de gás de subsuperfície (válvulas de gas-lift)

11 Sistema de Gas-Lift

12 Tipos de Instalação Depende, principalmente, do tipo de gas-lift a ser empregado: contínuo ou intermitente Pode ser: Aberta Semi-fechada Fechada

13 Tipos de Instalação

14 Instalação Aberta A coluna de produção fica suspensa na cabeça de produção, sem packer e sem válvula de pé Como não tem packer, só pode ser utilizada em poços com boa produtividade e elevada pressão de fundo. Assim, existirá um selo de fluido no fundo evitando que o gás atinja a extremidade da coluna de produção

15 Instalação Semi-fechada Diferença da aberta: utiliza um packer para vedar o espaço anular Pode ser utilizada para gas-lift contínuo ou intermitente

16 Instalação Semi-fechada Vantagens em relação à aberta: O nível de fluido no espaço anular permanece constante, independente de variações na pressão do gás de injeção O nível de fluido no espaço anular não pode atingir a extremidade da coluna de produção perda do controle da injeção de gás na coluna

17 Instalação Fechada Diferença em relação a semi-fechada: existência de uma válvula de pé É utilizada em poços que produzem gas-lift intermitente Evita que, durante a injeção de gás na coluna de produção, a pressão do gás injetado empurre de volta para o reservatório parte dos fluidos produzidos

18 Instalação Fechada Não é recomendada em poços que: Produzem grande quantidade de areia Produzem de reservatórios com baixa permeabilidade e alta pressão estática

19 Válvulas de Gas-Lift Tipos De descarga Operadora Facilitam a operação de descarga do poço (retirada do fluido de amortecimento) Controlam o fluxo de gás, do anular para o interior da coluna de produção, em profundidades predeterminadas

20 Descarga de um Poço de Gas-Lift Retirada do fluido de amortecimento que está no anular e/ou coluna de produção para colocar o poço em produção

21 Descarga de um Poço de Gas-Lift

22 Gas-Lift Contínuo

23 Gas-Lift Contínuo Assumindo gradientes médios de pressão acima e abaixo do ponto de injeção p wf p wh G p wf pressão de fluxo no fundo do poço p wh pressão de fluxo no cabeça de poço G fa gradiente dinâmico médio acima do pto. de injeção G fb gradiente dinâmico médio abaixo do pto. de injeção L vo profundidade da válvula operadora fa L D profundidade do poço vo G fb D L vo

24 Gas-Lift Contínuo A profundidade da injeção depende fortemente da pressão disponível de gás de injeção. Quanto maior, mais profunda Para um determinado poço, a quantidade de gás a ser injetado depende da relação econômica entre o custo de injeção e o volume de óleo a ser recuperado

25 Gas-Lift Contínuo

26 Gradiente de pressão

27 Gas-Lift Intermitente Consiste no deslocamento de golfadas de líquido de uma determinada profundidade até a superfície pela injeção de gás a alta pressão de forma intermitente

28 Ciclo de Intermitência Tempo do ciclo de intermitência Tempo decorrido entre duas aberturas consecutivas da válvula operadora Pode variar de poucos minutos até algumas horas Dividido em três períodos: Alimentação Elevação de golfada ou Injeção Redução de pressão

29 Ciclo de Intermitência

30 Gas-Lift Intermitente Fenômenos que diminuem a eficiência do método: Perda por escorregamento de líquido normal de 1,5 a 2% a cada 100 m de elevação Penetração do gás na golfada ocasiona o escorregamento de líquido pelas paredes. Solução: criação de uma interface gás/líquido para otimizar a vazão do poço

31 Gas-Lift Intermitente Determinação da vazão Para um tempo mínimo de 1 minuto a cada 100m de elevação: onde: N max 1440 L vo 100 N max ciclagem máxima (ciclos/d) L vo profundidade da válvula operadora (m)

32 Gas-Lift Intermitente Determinação da vazão A vazão máxima esperada para o poço será: onde: Q N. max max V gf Q max vazão máxima (m³/d) V gf volume da golfada produzida (m³)

33 Gas-Lift Intermitente Determinação da vazão O volume da golfada recuperado na superfície é estimado pela equação: onde: V gf p t p G s wh C t L FB vo p t pressão no interior da coluna de produção em frente à válvula operadora no momento de sua abertura (kgf/cm²)

34 Gas-Lift Intermitente Determinação da vazão onde: p wh pressão na cabeça de poço, normalmente considerada como a pressão do vaso separador (kgf/cm²) G s gradiente estático do fluido do poço (kgf/cm²/m) C t capacidade volumétrica da coluna de produção por unidade de comprimento (m³/m) FB valor estimado do escorregamento do fluido