UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE CENTRO DE TECNOLOGIA PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE CENTRO DE TECNOLOGIA PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA ESTUDO DA ESTIMATIVA DA INCERTEZA DE MEDIÇÃO PARA DETERMINAÇÃO DO BS&W E DA VAZÃO APLICADO NO LABORATÓRIO DE AVALIAÇÃO DE MEDIÇÃO EM PETRÓLEO Filipe de Oliveir Quintes Orientdr: Prf. Dr. Andres Ortiz Slzr Dissertçã presentd Prgrm de Pós- Grduçã em Engenri Elétric d UFRN cm prte ds requisits pr btençã d títul de Mestre em Ciêncis. Númer de rdem PPgEE: 166 Ntl, RN, mrç de 006

Divisã de Serviçs Técnics Ctlgçã d Publicçã n Fnte / Biblitec Centrl Zil Mmede Quintes, Filipe de Oliveir. Estud d estimtiv d incertez de mediçã pr determinçã d BS&W e d vzã plicd n Lbrtóri de Avliçã de Mediçã em Petróle / Filipe de Oliveir Quintes. Ntl, 006. 115. p. : il. Orientdr: Andrés Ortiz Slzr. Dissertçã (Mestrd) Universidde Federl d Ri Grnde d Nrte. Centr de Tecnlgi. Prgrm de Pós-Grduçã em Engenri Elétric. 1. Bsic Sediments nd Wter (BSW) Dissertçã.. Medidres de flux Dissertçã. 3. Pçs de petróle Dissertçã. 4. Clibrçã Dissertçã. I Slzr, Andrés Ortiz. II. Lbrtóri de Avliçã de Mediçã em Petróle. III. Universidde Federl d Ri Grnde d Nrte. IV. Títul.

Filipe de Oliveir Quintes ESTUDO DA ESTIMATIVA DA INCERTEZA DE MEDIÇÃO PARA DETERMINAÇÃO DO BS&W E DA VAZÃO APLICADO NO LABORATÓRIO DE AVALIAÇÃO DE MEDIÇÃO EM PETRÓLEO Dissertçã presentd Prgrm de Pós- Grduçã em Engenri Elétric d UFRN cm prte ds requisits pr btençã d títul de Mestre em Ciêncis. Orientdr: Prf. Dr. Andres Ortiz Slzr Universidde Federl d Ri Grnde d Nrte Ntl 31 de mrç de 006

Dissertçã de Mestrd sb títul: Estud d estimtiv d incertez de mediçã pr determinçã d BS&W e d vzã plicd n Lbrtóri de Avliçã de Mediçã em Petróle, defendid pr Filipe de Oliveir Quintes e prvd em 31 de mrç de 006 pel bnc exmindr pels prfessres: Prf. Dr. Andres Ortiz Slzr Orientdr (UFRN) Prf. Dr. André Lurind Mitelli Cmpnente Bnc (UFRN) Prf. Dr. Antôni Rmirez Hidlg Cmpnente Bnc (UNIT) Prf. Mcs. Wlter Link Cmpnente Bnc (UFRN)

AGRADECIMENTOS Agrdeç Deus, s migs e tds s pesss que diret u indiretmente clbrrm pr relizçã deste trbl. Em especil grdeç: As fmilires, que ferecerm e rientrm sbre s melres prtuniddes pr min frmçã pessl e prfissinl. As Prfessres Andres Ortiz Slzr e André Lurind Mitelli pels rientções frnecids e pel prtunidde dd de trblr n Equipe d LAMP Lbrtóri de Avliçã de Mediçã em Petróle. A Prfessr Wlter Link e Engeneir Kleber Cvlcnte pels infrmções frnecids e clbrçã durnte execuçã deste trbl. As migs de trbl que durnte períd d Mestrd clbrrm cm sus experiêncis e estiverm e cnviverm num mbiente em rmni. A CNPQ, PETROBRAS e FINEP pel pi e suprte finnceir pr relizçã deste trbl.

RESUMO O trbl prpst present prcediment pr vliçã d incertez relcind à clibrçã de medidres de vzã e BS&W. Trt-se de um nv métd de mediçã prpst n prjet cnceitul d Lbrtóri de Avliçã de Mediçã em Petróle - LAMP, lclizd n Universidde Federl d Ri Grnde d Nrte, que se prpõe determinr vlr verddeir cnvencinl d BS&W prtir d ltur ttl d clun líquid n tnque uditr, pressã idrstátic exercid pel clun líquid, grvidde lcl, mss específic d águ e mss específic d óle, e pr vzã em funçã d ltur ttl d clun líquid e d temp de trnsferênci. A clibrçã relizd cnt cm um sistem utmtizd de mnitrçã e quisiçã de dds de lgums ds grndezs necessáris determinçã d vzã e d BS&W, permitind um mir cnfibilidde ds medições relizds. Plvrs cve: clibrçã, BS&W, vzã, incertez, petróle.

ABSTRACT Te cnsidered wrk presents te prcedure fr evlutin f te uncertinty relted t te clibrtin f flw mesurers nd t BS&W. It is but new metd f mesurement purpsed by te cnceptul prject f te lbrtry LAMP, t Universidde Federl d Ri Grnde d Nrte, tt intends t determine te cnventinl true vlue f te BS&W frm te ttl eigt f te liquid clumn in te uditr tnk, ydrsttic pressure exerted by te liquid clumn, lcl grvity, specific mss f te wter nd te specific mss f te il, nd, t determine te flw, frm ttl eigt f liquid clumn nd trnsfer time. Te clibrtin uses utmtized system f mnitrtin nd dt cquisitin f sme necessry lrgnesses t determine f flw nd BS&W, llwing better trustwrtiness f trug mesurements. Key-wrds: clibrtin, BS&W, flw mesurers, uncertinty, il.

SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO...15 1.1 OBJETIVOS...16 1. CONSIDERAÇÕES TÉCNICAS - ESTADO DA ARTE...17 DESCRIÇÃO DO LABORATÓRIO...0.1 O LABORATÓRIO DE AVALIAÇÃO DE MEDIÇÃO EM PETRÓLEO...0. MÉTODO PROPOSTO...1.3 BARRAMENTOS DE COMUNICAÇÃO...3.3.1 Fundtin Fieldbus...4.3. Mdbus RTU...5.3.3 Pnt--Pnt...6.4 EQUIPAMENTOS DE COMUNICAÇÃO...6.4.1 Fieldbus Universl Bridge...6.4. Cnversres...7.4.3 OLE fr Prcess Cntrl (OPC)...7.4.4 Cnfigurdres d Sistem...7.5 SISTEMA SUPERVISÓRIO...8.5.1 Supervisry Cntrl nd Dt Acquisitin...9 3 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA...30 3.1 DETERMINAÇÃO DO BS&W...30 3. DETERMINAÇÃO DA VAZÃO...3 3.3 AVALIAÇÃO DA INCERTEZA NA MEDIÇÃO DO BS&W...33 3.3.1 Incertez (de mediçã)...34 3.3. Incertez pdrnizd (u)...34 3.3.3 Incertez pdrnizd cmbind (uc)...35 3.3.4 Incertez expndid (Uexp)...35 3.3.5 Ftr de brngênci (k)...35 3.3.6 Ceficiente de sensibilidde...35 3.4 PROCEDIMENTO PARA AVALIAÇÃO DA INCERTEZA RELACIONADA À CALIBRAÇÃO DE MEDIDORES DE BS&W....35 3.4.1 Incertez d pressã idrstátic (P pressã idrstátic [P])...36 3.4.1.1 Avliçã d incertez d mediçã d pressã (Repetitividde d pressã idrstátic - incertez pdrnizd d tip A)...36 3.4.1. Avliçã d incertez d sensr de pressã (Certificd de clibrçã d sensr de pressã - incertez pdrnizd d tip B) e bter gru de liberdde trvés d tbel 3.1...37 3.4.1.3 Avliçã d incertez d sensr de pressã (Resluçã d sensr de pressã - incertez pdrnizd d tip B)...38 3.4.1.4 Avliçã d incertez d sensr de pressã (Curv de clibrçã d sensr de pressã - incertez pdrnizd d tip B)...38 3.4.1.5 Determinr ceficiente de sensibilidde pr pressã, cnfrme fórmul bix:...39

3.4. Incertez d ltur d clun líquid ( ltur d clun líquid [m])......40 3.4..1 Avliçã d incertez d ltur d clun líquid (Repetitividde d ltur d clun líquid - incertez pdrnizd d tip A )...40 3.4.. Avliçã d incertez d sensr de ltur (Certificd de clibrçã d sensr de ltur - incertez pdrnizd d tip B) e bter gru de liberdde trvés d tbel 3.1...41 3.4..3 Avliçã d incertez d sensr de ltur (Resluçã d sensr de ltur - incertez pdrnizd d tip B)...41 3.4..4 Avliçã d incertez d sensr de ltur cnfrme descrit n item (Curv de clibrçã d sensr de ltur - incertez pdrnizd d tip B)...4 3.4..5 Determinr ceficiente de sensibilidde pr ltur, cnfrme fórmul bix:...4 3.4.3 Incertez d mss específic d óle...43 3.4.3.1 Avliçã d incertez d mss específic d óle (Certificd crrespndente à nálise d óle utilizd pr teste - incertez pdrnizd d tip B) e bter gru de liberdde trvés d tbel 3.1...43 3.4.3. Avliçã d incertez d densímetr (Resluçã d sensr de densidde - incertez pdrnizd d tip B)...44 3.4.3.3 Avliçã d incertez d densidde d óle (Repetitividde d densidde d óle - incertez pdrnizd d tip A )...44 3.4.3.4 Avliçã d incertez d determinçã d tempertur sbre densidde d óle (Incertez d densidde d óle x tempertur - incertez pdrnizd d tip B)....45 3.4.3.5 Determinr ceficiente de sensibilidde cnfrme fórmul bix:...46 3.4.4 Incertez d mss específic d águ...47 3.4.4.1 Avliçã d incertez d mss específic d águ (Certificd crrespndente à nálise d águ utilizd pr teste - incertez pdrnizd d tip B) e bter gru de liberdde trvés d tbel 3.1...47 3.4.4. Avliçã d incertez d densímetr (Resluçã d sensr de densidde - incertez pdrnizd d tip B)...48 3.4.4.3 Avliçã d incertez d determinçã d tempertur sbre densidde d águ (Incertez d densidde d águ x tempertur - incertez pdrnizd d tip B)....49 3.4.4.4 Determinr ceficiente de sensibilidde cnfrme fórmul bix:...50 3.4.5 Incertez d celerçã d grvidde...51 3.4.5.1 Avliçã d incertez d celerçã d grvidde (Certificd crrespndente mediçã d celerçã d grvidde lcl - incertez pdrnizd d tip B) e bter gru de liberdde trvés d tbel 3.1...51 3.4.5. Determinr ceficiente de sensibilidde cnfrme fórmul bix:...5 3.4.6 Incertez devid Presenç de Sediments...53 3.4.6.1 Avliçã d incertez devid presenç de sediments (Certificd de nálise físic-químic d petróle - incertez pdrnizd d tip B)....53 3.4.6. Determinr ceficiente de sensibilidde...53 3.4.7 Reprdutibilidde...53 3.4.8 Cálcul d incertez pdrnizd cmbind uc...54 3.4.9 Cálcul d númer de grus de liberdde efetiv, pel equçã de Welc- Sttertwite....55 3.4.10 Cálcul d ftr de brngênci k...55

3.4.11 Cálcul d Incertez Expndid Uexp...56 3.4.1 Reprtr resultd...56 3.5 AVALIAÇÃO DA INCERTEZA NA MEDIÇÃO DA VAZÃO...56 3.6 PROCEDIMENTO PARA AVALIAÇÃO DA INCERTEZA RELACIONADA À CALIBRAÇÃO DE MEDIDORES DE VAZÃO....58 3.6.1 Incertez d ltur d clun líquid ( ltur d clun líquid [m])......59 3.6.1.1 Avliçã d incertez d ltur d clun líquid (Repetitividde d ltur d clun líquid - incertez pdrnizd d tip A )....59 3.6.1. Avliçã d incertez d sensr de ltur (Infrmçã d certificd de clibrçã d sensr de ltur - incertez pdrnizd d tip B)....59 3.6.1.3 Avliçã d incertez d sensr de ltur (Resluçã d sensr de ltur - incertez pdrnizd d tip B)...60 3.6.1.4 Avliçã d incertez d sensr de ltur cnfrme descrit n item (Curv de clibrçã d sensr de ltur - incertez pdrnizd d tip B)...60 3.6.1.5 Determinçã d ceficiente de sensibilidde pr vriável ltur, cnfrme fórmul bix:...61 3.6. Incertez devid à vriçã vlumétric...61 3.6..1 Incertez devid rquement....61 3.6.. Incertez devid à vriçã vlumétric d águ e d óle em funçã d tempertur....6 3.6..3 Avliçã d incertez d sensr de ltur (Resluçã d sensr de tempertur- incertez pdrnizd d tip B)...64 3.6..4 Avliçã d incertez d vriçã vlumétric em funçã d determinçã d tempertur (repetitividde d mediçã de tempertur - incertez pdrnizd d tip A )....65 3.6..5 Avliçã d incertez d vriçã vlumétric em funçã d temp de rmp de celerçã d bmb cm própri inérci d mesm (incertez d inérci d bmb - incertez pdrnizd d tip B)...65 3.6..6 Incertez devid influenci d tempertur sbre diltçã térmic d tnque uditr....66 3.6..7 Determinçã d ceficiente de sensibilidde pr vlume:...67 3.6.3 Avliçã d incertez d determinçã d temp...68 3.6.3.1 Avliçã d incertez d determinçã d temp (resluçã d sistem de mediçã d temp- incertez pdrnizd d tip B)...68 3.6.3. Determinçã ceficiente de sensibilidde pr temp, cnfrme fórmul bix:...69 3.6.4 Reprdutibilidde...69 3.6.5 Cálcul d incertez pdrnizd cmbind uc...70 3.6.6 Cálcul d númer de grus de liberdde efetiv, pel equçã de Welc- Sttertwite....70 3.6.7 Cálcul d ftr de brngênci k...71 3.6.8 Cálcul d Incertez Expndid Uexp...71 3.6.9 Reprtr resultd...7 4 RESULTADOS...73 4.1 RESULTADOS DE SIMULAÇÃO...73 4. RESULTADOS EXPERIMENTAIS...9

5 CONCLUSÃO...99 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS...10 ANEXO I...104 ANEXO II...114

LISTA DE FIGURAS Figur.1 Vist d lbrtóri...0 Figur.. - Vist d bci de cntençã...1 Figur.3 - Ligçã entre rede e s instruments...3 Figur.4 - Redes Cnvencinis x Fieldbus...4 Figur.5 - Sistem Supervisóri...8 Figur 3.1. - Tnque Auditr - Infrmções necessáris pr determinçã d BS&W...31 Figur 3. Curv de Linerizçã d Arquement...33 Figur 3.3 - Digrm de Isikw (Crrelçã Cus - Efeit)...34 Figur 3.4 - Digrm de Isikw (Cus - Efeit)...58 Figur 3.5 Rmp de celerçã...66 Figur 3.6 Rmp de descelerçã...66 Figur 4.1 Resultd d primeir ensi BS&W (5 medições)...75 Figur 4. Resultd d segund ensi BS&W (10 medições)...76 Figur 4.3 Resultd d terceir ensi BS&W (Petróle Medin)...78 Figur 4.4 Resultd d qurt ensi BS&W (Petróle Pesd)...79 Figur 4.5 Resultd d quint ensi BS&W (Petróle Extrpesd)...80 Figur 4.6 Resultd d sext ensi BS&W (Altur de 1m)...8 Figur 4.7 Resultd d sétim ensi BS&W (Altur de 3m)...83 Figur 4.8 Resultd d primeir ensi VAZÃO (5 medições)...85 Figur 4.9 Resultd d segund ensi VAZÃO (10 medições)...86 Figur 4.10 Resultd d terceir ensi VAZÃO (Altur de 1m)...88 Figur 4.11 Resultd d qurt ensi VAZÃO (Aquisiçã de 1s)...89 Figur 4.1 Resultd d itv ensi BS&W (Bix BS&W)...90 Figur 4.13 Resultd d quint ensi VAZÃO (Bix Vzã)...91 Figur 4.14 Curv crcterístic d bmb NETZSCH...94 Figur 4.15 Detle ismétric d lin de testes reclque bmb 00.0.0...95 Figur 4.16 Detle ismétric d lin de testes cegd tnque uditr...96 Figur 4.17 Resultd Experimentl...98

LISTA DE TABELAS Tbel 1.1 - Crcterístics de Lbrtóris Interncinis...19 Tbel 1. - Crcterístics de Lbrtóris Ncinis....19 Tbel 3.1 Grus de liberdde veff e seus respectivs ftres de brngênci...37 Tbel 3. Tbel de densidde d águ...49 Tbel 4.1 Análise d águ...93

LISTA DE SÍMBOLOS α: ceficientes btids prtir d curv de linerizçã d rquement d tnque uditr α p : ceficiente de expnsã própri β: ceficiente btid prtir d curv de linerizçã d rquement d tnque uditr β : ceficiente de expnsã térmic d águ (51x10-6 )/ C BS&W: Bsic Sediments nd Wter c: ceficiente de sensibilidde c i : ceficiente de sensibilidde individul CR: ceficiente de reduçã δ BSW : vriçã d BS&W devid à presenç de sediments T: vriçã de tempertur V : vriçã vlumétric pr águ V : vriçã vlumétric ttl d óle gl: celerçã lcl d grvidde : médi ds leiturs ltur d clun líquid : ltur ttl d clun de fluids : ltur d clun de águ : ltur d clun de óle k : ftr de brngênci K : cnstnte pr grup d petróle e igul 613,973 0 K : cnstnte pr grup d petróle e igul zer 1 n : númer de medições P : médi ds leiturs d pressã idrstátic P i : i-ésim leitur d pressã idrstátic P: pressã idrstátic Q b : vzã brut Q : vzã de óle : mss específic d águ : densidde d águ crrigid (crrigid ) (mir ) : mir densidde d águ pr um tempertur de 3 C : densidde médi ds cinc mstrs (médi) (menr) : menr densidde d águ pr um tempertur de +3 C : densidde pr tempertur de perçã Operçã 0 C : densidde pr um tempertur pdrã de 0 C : mss específic d óle

: médi ds densiddes d óle : densidde d óle crrigid (crrigid) (mir ) : mir densidde d óle pr um tempertur de 3 C (menr ) : menr densidde d óle pr um tempertur de +3 C : densidde pr um tempertur pdrã de 15 C 15 C RAO: rzã Águ-Óle RGO: rzã Gás-Óle s() : desvi pdrã experimentl d médi ds leiturs s( P i ) P : desvi pdrã em funçã de i s( P ) : desvi pdrã experimentl d médi ds leiturs s( ) : desvi pdrã experimentl d médi ds leiturs s (t) : desvi pdrã experimentl d médi ds indicções t : temp d rmp de celerçã(s) t d : temp de descelerçã (s) t: temp de preenciment d tnque uditr u c : incertez cmbind u i : incertez individul u() : incertez pdrnizd pr vriável ltur u1( P ) : incertez pdrnizd pr vriável pressã u( ) : incertez pdrnizd pr vriável ( ) u( ) : incertez pdrnizd pr vriável ( ) u (V ) : incertez pdrnizd U g L : incertez expndid cntid n certificd crrespndente à nálise d óle utilizd pr teste U P : incertez expndid cntid n certificd de clibrçã d trnsmissr de pressã U : incertez expndid cntid n certificd crrespndente à nálise d águ utilizd pr teste U : incertez expndid cntid n certificd crrespndente à nálise d óle utilizd pr teste URL: limite superir d fix ν: grus de liberdde v eff : númer de grus de liberdde efetiv v i : númer de grus de liberdde de cd fnte de incertez V: vlume ttl de fluid V: vlume de águ livre

V intern : vlume intern ttl (m³) V: vlume de óle V t : vlume ttl (águ+óle+sediments) V 1 : vlume de óle crrespndente (T + 3) C V : vlume de óle crrespndente (T - 3) C VCF : ftr de crreçã vlumétric V.m : vlr medid

15 1 INTRODUÇÃO Durnte prcess de prduçã de um pç de petróle é cmum prduçã simultâne de águ e óle, sej pels própris prprieddes d reservtóri de petróle u cm cnseqüênci d injeçã de águ utilizd n prcess de recuperçã secundári deste reservtóri [1]. O cneciment d BS&W Bsic Sedments nd Wter é de grnde imprtânci pr engenri de petróle, um vez que este prâmetr represent rzã entre vzã d mistur águ e sediments e vzã d mistur de óle, águ e sediments [], cm ist prtir d vzã brut d petróle é pssível determinr-se vzã de óle crrespndente pç. Cm prpósit de relizr clibrçã ds diverss tips de medidres instlds em lin n indústri petrquímic pr mnitrçã cntínu d BS&W, fi desenvlvid, prjetd e cnstruíd Lbrtóri de Avliçã de Medições em Petróle que permitirá simulçã de diferentes cndições de perçã ds medidres em cmp, u sej, simulr misturs de águ e óle em prprções e vzões vrids. A clibrçã de medidres de vzã de petróle e BS&W é relizd pr que se pss estbelecer, sb cndições especificds, relçã entre s vlres indicds pr um instrument de mediçã e s vlres crrespndentes estbelecids pr pdrões, de frm grntir rstrebilidde de mediçã. A rstrebilidde d mediçã, pr su vez, é prpriedde d resultd de um mediçã u vlr de um pdrã estr relcind referêncis estbelecids, gerlmente pdrões ncinis u interncinis, trvés de um cdei cntínu de cmprções, tds tend incertezs estbelecids [3]. A incertez de mediçã é prâmetr sscid resultd de um mediçã que crcteriz dispersã ds vlres tribuíds mensurnd. Em cd pss resultd d mediçã deve vir cmpnd d incertez de mediçã clculd, segund métds definids e recnecids interncinlmente, de md que se bten incertez ttl pr cdei. Pr vliçã d incertez de mediçã em lbrtóris de clibrçã é utilizd cm referênci ISO GUM (Gui pr Expressã d Incertez de Mediçã) e versã brsileir d dcument de referênci EA-4/0 Expressã d Incertez de Mediçã n Clibrçã.

16 O trbl prpst present prcediment pr vliçã d incertez relcind à clibrçã de medidres de vzã e BS&W. Trt-se de um nv métd de mediçã prpst n prjet cnceitul d Lbrtóri de Avliçã de Mediçã em Petróle (LAMP) [4], que se prpõe determinr vlr verddeir cnvencinl d BS&W prtir d ltur ttl d clun líquid em um tnque, pressã idrstátic exercid pel clun líquid neste tnque, grvidde lcl, mss específic d águ e mss específic d óle. E pr vzã em funçã d ltur ttl d clun líquid e d temp de trnsferênci. A clibrçã relizd cnt cm um sistem utmtizd de mnitrçã e quisiçã de dds e cntrle de lgums ds grndezs de influênci necessáris à determinçã d vzã e d BS&W, permitind um mir cnfibilidde ds medições relizds. Frm utilizds pr vliçã d incertez metdlgi interncinlmente dtd pel dcument INMETRO - Gui pr Expressã d Incertez de Mediçã (terceir ediçã - gst 003) e tmbém versã brsileir d dcument de referênci EA-4/0 (Referênci Originl d Editr: EAL-R) - Expressã d Incertez de Mediçã n Clibrçã. 1.1 OBJETIVOS Um ds bjetivs deste trbl é elbrçã de um ds requisits d Mnul d Qulidde prpst pel NBR ISO/IEC 1705 Requisits geris pr cmpetênci de lbrtóris de ensi e clibrçã que é prcediment pr vliçã d estimtiv d incertez de mediçã. Este prcediment é de fundmentl imprtânci pr prcess de creditçã junt INMETRO d Lbrtóri de Avliçã de Mediçã em Petróle (LAMP). Que é um ds principis bjetivs d LAMP, cuj creditçã trnrá pssível prestçã de serviçs de clibrçã ds instruments de vzã e BS&W pr s indústris petrquímics ncinis cm cmprvçã d cmpetênci técnic, credibilidde e cpcidde percinl d lbrtóri. Devid s requisits pr clibrçã de medidres de vzã de óle d tip fiscl, prpriçã d prduçã e de trnsferênci de custódi, estbelecids pel prtri cnjunt ANP e INMETRO de 19/06/000, PETROBRAS e FINEP nã medirm esfrçs em pir e investir n LAMP, lclizd estrtegicmente em Ntl-RN, cuj prduçã de

17 petróle é segund mir nível ncinl. Tl lbrtóri lider um prjet pr cnstruir um sistem pineir pr clibrçã e testes de medidres de vzã e de BS&W. As necessiddes de pesquiss lbrtriis n utilizçã de petróle cru elevrm cmplexidde d prjet. Além d certificçã pel ISO Guide 1705 e d bix nível de incertez, cmissã respnsável pel elbrçã d sistem pssu buscr um sistem cpz de representr, pr medidr em teste, cndições muit similres às riginis existentes em cmp n que se refere à vzã, tempertur, percentul de águ, densidde e viscsidde d óle. Em funçã d vliçã ds incertezs n determinçã d vlr verddeir cnvencinl tnt d BS&W cm d vzã, frm efetuds lgums mudnçs durnte execuçã d própri prjet de infr-estrutur d lbrtóri fim de diminuir s incertezs durnte s ensis, cm tmbém um nálise cmprtiv de lguns tips de óles, cm bjetiv de especificr s óles mis dequds serem utilizds n lbrtóri. Tmbém cm resultd dest vliçã fi pssível elbrçã ds prcediments ds ensis executds n LAMP, que seguem cm nex deste trbl. E cm bjetiv pessl, pr se trtr de um prjet pineir ncinl e cm um ds primeirs integrntes d lbrtóri, tive mir interesse e grnde stisfçã de elbrr e cumprir cm s desfis deste trbl. 1. CONSIDERAÇÕES TÉCNICAS - ESTADO DA ARTE A Prtri Cnjunt ANP/INMETRO n. 1 de 19.06.000, n tcnte s medidres de vzã (mediçã em lin u dinâmic ), tem cusd bstnte cntrvérsi pr sus exigêncis, pr s prcediments de clibrçã, de similriddes reltivs à vzã, pressã, tempertur, viscsidde e densidde d fluid em relçã às cndições existentes n lcl de instlçã ds instruments. Estes requisits, embr plêmics pel quse ttlidde ds tres envlvids (pesr de um cert similridde cm s recmendções d API), pssrm ser um bjetiv perseguid pel equipe de prjet. A tividde de mediçã em si bre um cmp de pesquiss muit interessnte nível ncinl (vide css d IPT, CTGás, etc.) e mesm interncinl.

18 Questões interessntes, ind sem respsts cnclusivs, sã, pr exempl: qul gru d degrdçã d incertez de mediçã e n desempen de medidres pels lterções d pressã, tempertur, densidde, viscsidde, etc...? Qul desempen de um instrument clibrd cm águ em vez d petróle de lt viscsidde cm que per nrmlmente? Embr OIML R-117 (regulmentçã d Orgnizçã Interncinl de Metrlgi Legl d qul resluçã ANP/INMETRO se inspiru pr cs de mediçã de óle) dispn que s medidres têm que ser testds pr su prvçã de mdel e verificções em cndições de flux e fluid similres rel, n prátic, nenum ds lbrtóris ncinis e interncinis, presentds ns Tbels 1.1 e 1., respectivmente, demnstru cpcidde ttl efetiv em tds s cinc prticulriddes vzã, densidde, viscsidde, pressã e tempertur. O NEL (Glsgw/ Escóci), pr exempl, um ds mis bem equipds, nã cntrl pressã, prém cnsegue utilizr váris tips de óle e lterr s utrs qutr vriáveis. Já lbrtóri de TRAPIL (Gennevilliers/ Frnç) mis bem equipd em terms de fert e vriedde de idrcrbnets pr teste lém de grndes níveis de vzã lcnçds. N entnt, tempertur nã é item cntrlável. Já n Brsil um ds melres lbrtóris de clibrçã de vzã d IPT, ms mesm nã trbl cm vriçã de BS&W e de viscsidde e nem cm vriçã de tempertur. Lbrtóri Pís Orgnism Acreditdr Mensurnd Min. vzã (m³/s) Mx. Vzã (m³/s) Melr Cpcidde de Mediçã (%) KROHNE HOLANDA NKO Águ 0,005 5 0,03 WLD HOLANDA NKO Águ 0,01 0,1 SGS HOLANDA NKO Águ 0,3 0,05 Lnis & Gys DINAMARCA DANAK Águ.10-6 0,003 0, DANFOSS DINAMARCA DANAK YOKOGAWA ALEMANHA DKD Águ Águ Águ Águ ABB REINO UN. NAMAS Águ DANFOSS REINO UN. NAMAS NEL REINO UN. NAMAS Águ Águ Hidrc. Águ Águ 1.10-5 0,004 0,008 0,3 1.10-6 6.10-6 0,3 0,04 0,04 0,6 5.10-4 0, 0,3 1, 4.10-5 0, 0,003 1,6 3.10-6 8.10-4 0,07 0,1 0,1 0,5 0,5 0, 0,1 0,5 0,05 0,1 0,3

Hidrc. 7.10-6 0,07 0,0 NMI HOLANDA NMI Águ 1.10-4 0,04 0,0 TRAPIL FRANÇA BNM Hidrc. 0,003 0,56 0,031 Lbrtóri UF Tbel 1.1 - Crcterístics de Lbrtóris Interncinis. Orgnism Acreditdr Mensurnd Min. vzã (m³/) Mx. Vzã (m³/) 19 Melr Cpcidde de Mediçã (%) 0,1 METROVAL SP INMETRO Águ 0,00017 0,0641 0,0641 0,1 0,13 Águ 0,0 10 0,1 IPT SP INMETRO Águ 10 50 0, Hidrc. 0,09 90 0,1 Águ 0,5d 99 0,15 CONAUT SP INMETRO Águ 99 100 0,09 Águ 100 000 0,15 Águ 000 3600 0,5 APPLITECH SP INMETRO Águ 0,18 7 Tbel 1. - Crcterístics de Lbrtóris Ncinis. Ist mstr que ind existe um mpl cmp pr desenvlviment de pesquiss referentes prcediments de clibrçã e prvçã de mdels relcinds cm mediçã de petróle. Cm existênci deste lbrtóri será pssível suprir lgums necessiddes ds empress explrdrs de petróle cm tmbém pir desenvlviment tecnlógic ds empress n prduçã de medidres de vzã e BS&W, um vez que sus instlções estã send dequds pr um timizçã d seprçã águ e óle, que pssibilitrá um númer mir de ensis cm um mesm mstr de petróle, e cntrle d vriável tempertur (5 C té 60 C), que trnrá s cndições ds ensis mis semelnte às cndições reis de perçã.

0 DESCRIÇÃO DO LABORATÓRIO.1 O LABORATÓRIO DE AVALIAÇÃO DE MEDIÇÃO EM PETRÓLEO (LAMP) O bjetiv d Lbrtóri é desenvlver um métd nrmlizd pr clibrçã de medidres de vzã e BS&W utilizds em cmp. O métd permite simulçã de diferentes cndições de perçã ds medidres em cmp, u sej, usr misturs de águ e óle em prprções e vzões vrids. Usnd métd desenvlvid será pssível medir vzã e BS&W d simulçã cmprnd cm mediçã presentd pel instrument. O lbrtóri pssui 6 tnques, sã eles: óle, águ, misturdr, resídus, uditr (fundmentl pr vliçã ds medidres de vzã e BS&W), lém de um tnque trtdr pr seprçã águ/óle, que pssibilit reutilizçã d águ e d óle em futurs testes, evitnd s descrtes cd teste. A Figur.1 mstr um ft d lbrtóri. Figur.1 Vist d lbrtóri Os mteriis de fbricçã ds tnques, excet tnque de resídus, e tubulções sã em ç crbn, send este tip de mteril mis utilizd, representnd cerc de 90% n fbricçã de tubulções industriis. Os tnques de águ e óle pssuem vlumes de 1,57 m 3, s tnques misturdr e uditr pssuem vlumes de 7,85 m 3 e 7,35 m 3, respectivmente

1 e tnque trtdr vlume de 10,37 m 3. A Figur. mstr bci de cntençã nde estã dispsts s tnques. O prcess permitirá testes de misturs cm óles cm viscsidde de té 1000 cst e vzões de 0,5 m 3 / 1 m 3 /. Trtdr Águ Misturdr Óle Auditr. MÉTODO PROPOSTO Figur.. - Vist d bci de cntençã O métd cnsiste em, inicilmente, definir s prprções desejds de águ e óle e misturá-ls n tnque misturdr pr um períd previmente clculd. Em seguid líquid misturd é trnsferid trvés d tubulçã que mede prximdmente 15m, nde estã lclizds s instruments serem testds, cm, pr exempl, medidres de vzã e BS&W. A mistur é levd tnque uditr, nde é pssível medir s reis vlres d vzã e d BS&W, trvés d medidr de nível rdr d EMERSON. N finl d prcess líquid é trnsferid tnque trtdr nde, pr decntçã, s líquids sã seprds e bmbeds pr s tnques de rigem.

A mediçã d BS&W, feit n tnque uditr, é bsed n equçã (3.10) e vzã trvés d equçã (3.11), presentds n Cpítul 3. De crd cm equçã (3.10) bserv-se que BS&W d mistur cntid n tnque uditr é determind prtir d mediçã d pressã idrstátic em um pnt próxim fund d tnque, que é nível zer d tnque, d mediçã d nível ttl d mistur n tnque trvés de um medidr de nível tip rdr, levnd em cnsiderçã crreçã de vlume d líquid cm tempertur e s vlres ds densiddes d águ e d óle, determinds em lbrtóri. Pr um b vliçã ds medidres, serã utilizds, n lbrtóri, medidres de pressã e nível cm extidã dequd à prpsiçã e cm prgrmçã de clibrções periódics. As nálises e determinçã ds densiddes d óle e d águ deverã ser efetuds em lbrtóris d UFRN e serã crrigids pr tempertur de perçã. O prcess de vliçã ds medidres será ttlmente utmtizd. Recebend bsicmente cm entrds, s vlres de vzã e BS&W de teste, gernd cm síds vzã e BS&W reis medids pels instruments em testes. Assim, será pssível cmprr esttisticmente s resultds indicds pels medidres vlids cm s resultds finis d teste. Pr melrr extidã desses prcesss, lbrtóri utilizr-se-á de um sistem utmátic cm tecnlgi industril vnçd, cnstituíd pr qutr tecnlgis de brrment de cmp utilizds n indústri (Fundtin Fieldbus, Mdbus RTU, Eternet e pnt--pnt). O cntrle é prcilmente distribuíd, u sej, cntrle está ns instruments, cnfrme tecnlgi Fundtin Fieldbus, cntrlnd vzã, mistur e nálise d BS&W; e utr prte, é centrlizd, cmd de sistem de segurnç, respnsável pel indicçã de nível lt/bix, bertur e fecment de válvuls e cinment de bmbs. A grnde miri ds dispsitivs de cmp e cntrldr que estã send utilizds neste prcess utilizm tecnlgi Fundtin Fieldbus. As bmbs, cuj funçã é relizr trnsferênci de fluids, sã cinds pr inversres de freqüênci, estes pr su vez se cmunicm cm c-prcessdr, lclizd n cntrldr, utiliznd prtcl de cmunicçã Mdbus RTU. Atrvés d prtcl OPC, infrmções de cntrle e supervisã

3 sã dispnibilizds em um micrcmputdr. Este prtcl pssibilit que dds sejm dquirids e registrds n cntrldr vi PC. Já cmunicçã pnt--pnt é utilizd pr infrmr qund s cves de nível, lclizds ns tnques, frem cinds. A Figur.3 mstr s tips de redes implntds e sus ligções cm s instruments. Figur.3 - Ligçã entre rede e s instruments.3 BARRAMENTOS DE COMUNICAÇÃO Os brrments de cmp, tmbém cmds de fieldbus, sã utilizds em utmçã e cntrle de prcesss industriis. Os dds cletds neste nível sã frnecids à rede de cntrle, pssibilitnd ssim cntrle em temp rel, bem cm plnejment de ções de segurnç. Pde-se distinguir entre fieldbus prprietári e bert. Fieldbus prprietári é quele cuj tecnlgi é prpriedde de um cmpni específic, nde nã se pde fzer lterções sem utrizçã dest cmpni. Já cm fieldbus bert, cess à especificçã é cmplet e dispnível um preç cessível qulquer usuári. Em utrs plvrs: pde-se usá-l u desenvlver prduts que usm cm bix cust.

4 O sistem fieldbus bert permite inter-cnectividde entre prduts de diferentes fbricntes, inter-perbilidde entre estes dispsitivs e permite ind que s mesms pssm ser trcds pr instruments de diferentes fbricntes de crd cm s necessiddes. A IEC (Interntinl Electrtecnicl Cmmissin) ceit s seguintes pdrões: Fieldbus Fundtin, CntrlNet, Prfibus, P-NET, HSE, SwiftNet, WrldFIP e Interbus. A utilizçã d tecnlgi fieldbus permite reduçã d sistem de cntrle em terms de rdwre, pis muits dispsitivs pdem ser intercnectds pr um simples pr de cbs. Figur.4 - Redes Cnvencinis x Fieldbus Muits dispsitivs utilizds em plicções industriis utilizm s pdrões EIA RS- 3, RS-4 u RS-485 entre s cmputdres. O pdrã de cmunicçã bidirecinl mis utilizd em plicções industriis RS- 485, este pssui trnsmissã blnced e suprt cnexões multi-pnt (multidrp), que permite criçã de redes cm té 3 nós e trnsmissã à distânci de té 100m. Este pdrã requer pens fis pr trnsmissã e recepçã ds dds e pssui lt imunidde ruíd..3.1 Fundtin Fieldbus O Fundtin Fieldbus é um sistem de cmunicçã ttlmente digitl, em série e bidirecinl que cnect equipments fieldbus tis cm sensres, tudres e cntrldres. A cntrári ds prtcls de rede prprietáris, Fundtin Fieldbus nã pertence nenum empres u é reguld pr um únic rgnism u nçã.

5 A tecnlgi é cntrld pel Fieldbus Fundtin um rgnizçã nã lucrtiv que cnsiste em mis de 100 ds principis frnecedres e usuáris de cntrle e instrumentçã d mund. Cm s fciliddes d cmunicçã digitl, quntidde de infrmções dispníveis é muit mir d que ds sistems de utmçã trdicinis, nde quntidde de infrmções dispníveis nã vi lém ds vriáveis de cntrle. Múltipls vriáveis de cd dispsitiv pdem ser trzids sistem de cntrle d plnt pr rquiv, nálise de tendênci, estuds de timizçã de prcess e gerçã de reltóris..3. Mdbus RTU O prtcl Mdbus é um estrutur de cmunicçã desenvlvid pel empres Mdicn em 1979, cm bjetiv de estbelecer um cmunicçã mestre-escrv/clienteservidr entre dispsitivs inteligentes. Hje é um pdrã de ft, verddeirmente bert, send um ds prtcls de rede mis lrgmente usd n mbiente industril. N cmunicçã entre s dispsitivs smente um dispsitiv (mestre) pde inicir s trnsções (cmds de prcediment), já s demis (escrvs) respndem frnecend s dds requisitds pel mestre, u nlisnd su slicitçã. Um escrv é td dispsitiv periféric (trnsdutr de I/O, válvul, inversr, etc.) que prcess s infrmções e respnde mestre. Os mestres pdem dirigir-se escrvs individuis, u pdem inicir um mensgem de trnsmissã tds s escrvs. Os dispsitivs que suprtm este prtcl nrmlmente pssuem funções de mnitrment, cnfigurçã e módul de cntrle I/O. O md de trnsmissã define índice ds bits que frmm mensgem, trnsmitids lng d rede, lém de cm s dds devem ser empctds e decdificds. Existem dis mds de trnsmissã pdrões, ASCII e RTU. Eles nrmlmente sã selecinds em cnjunt cm utrs prâmetrs de cmunicçã (tis cm tx de trnsmissã, pridde, stp bits, etc.) cm prte d cnfigurçã d dispsitiv.

6 N md RTU (Remte Terminl Unit) cd byte d mensgem cntém dis crcteres exdecimis (cd crctere representd pr qutr bits) e mensgem é trnsmitid de mneir cntínu..3.3 Pnt--Pnt A cmunicçã pnt--pnt é um tecnlgi utilizd n limentçã, cntrle e supervisã ds dispsitivs de cmp. É lrgmente utilizd em plicções que necessitm de lrmes pr efetur cntrle ds níveis ds reservtóris, dentre utrs plicções. O mecnism que cntrl esses lrmes é bstnte simples, cnsistind num sinl de tensã cnstnte que pssui nível bix (0 V) e nível lt (4 V)..4 EQUIPAMENTOS DE COMUNICAÇÃO Os equipments utilizds num rede fieldbus necessitm de cuidds à prte. Aspects cm áre clssificd, nível de interferênci, prtcls de cmunicçã suprtds, entre utrs, devem ser cnsiderds pr um bm desempen d rede..4.1 Fieldbus Universl Bridge Cm funções semelntes às de um CLP, pssui um cmpnente de rdwre cpz de desempenr funções cm gerênci, mnitrment e cntrle de um plnt industril. Pr pder executr miri ds funções exigids pel sistem de cntrle, númer de cmpnentes dicinis é reduzid de frm cnsiderável. O Fieldbus Universl Bridge é um element cve n rquitetur distribuíd ds sistems de cntrle de cmp. Este cmbin pderss crcterístics de cmunicçã cm cess diret de E/S e cntrle vnçd pr plicções cntínus e discrets. Cm seu cnceit mdulr, ele pde ser clcd dentr de pinéis n sl de cntrle u em cixs selds n cmp. Ele prevê ind serviçs de cmunicçã pr cntrle, supervisã usnd

OPC, cnfigurçã e mnutençã usnd OLE. Td cnfigurçã e mnutençã pdem ser feits trvés deste, cm lt eficiênci e interperbilidde. 7.4. Cnversres Os cnversres têm funçã de interfcer trnsmissres nlógics cm um rede Fundtin Fieldbus e vice-vers. O primeir, recebe sinis de crrente tipicmente de 4-0 ma u 0-0 ma e s trn dispníveis pr um sistem Fundtin Fieldbus, já segund fz cntrári. A tecnlgi digitl utilizd permite um fácil interfcement entre cmp e sl de cntrle, lém de frnecer váris tips de funções de trnsferênci e váris crcterístics interessntes que reduzem cnsidervelmente s custs de instlçã, perçã e mnutençã..4.3 OLE fr Prcess Cntrl (OPC) O pdrã OPC estbelece s regrs pr que sejm desenvlvids sistems cm interfces pdrões pr cmunicçã ds dispsitivs de cmp (cntrldres, sensres, etc) cm sistems de mnitrçã, supervisã e gerenciment (SCADA, MES, ERP, etc). A tecnlgi OLE (Object Linking nd Embedding) fi desenvlvid pel Micrsft em meds de 1990, pr suprir necessidde de se integrr diferentes plicções dentr d pltfrm Windws, de frm slucinr s prblems de desempen e cnfibilidde d té entã utilizd pdrã DDE (Dynmic Dt Excnge)..4.4 Cnfigurdres d Sistem O cnfigurdr d sistem é um sftwre especilmente desenvlvid pr cnfigurr, supervisinr e perr s prduts d lin Fundtin Fieldbus vi OPC, trvés de um cmputdr pessl cm um interfce Fundtin Fieldbus. Cm um interfce memmáquin (IHM) migável, mesm pssibilit um interçã prdutiv e eficiente cm usuári, sem necessidde de cneciments prévis d sftwre. Devid su grnde flexibilidde e fcilidde de perçã, mesm pssui mesm funcinlidde de um terminl prtátil. Utiliznd um cmputdr, usuári pderá rmzenr dds, ler s dds

8 d disc rígid e visulizr s dds n tel d cmputdr u em ppel impress. Cm relçã à mnutençã d sistem, cnfigurdr cmunic-se cm tds s instruments de cmp e cess infrmções sbre fbricnte d instrument, s mteriis de cnstruçã, s escls, etc. Permite tmbém clibrçã d trnsdutr e juste d cntrldr. Os reltóris de dignóstic n-line, de lrme e ds events sã ferrments pderss pr cnfibilidde d plnt. Reltóris cmplets de mnutençã sã emitids de crd cm cnfigurçã d usuári..5 SISTEMA SUPERVISÓRIO Cm evluçã ds equipments industriis e crescente us ds sistems de utmçã, s trefs de mnitrr, cntrlr e gerencir se trnrm mis cmplexs. Diferentes rquiteturs de sistems cmputcinis tem sid desenvlvids e prpsts pr esses fins, s mis difundids sã: PCS (Prcess Cntrl Systems); SCADA (Supervisry Cntrl And Dt Aquisitin) e DCS (Distributed Cntrl Sistems). A Figur.5 ilustr sistem supervisóri ser utilizd n prcess de vliçã de medidres. Figur.5 - Sistem Supervisóri

9.5.1 Supervisry Cntrl nd Dt Acquisitin Os sistems de supervisã, u simplesmente SCADA, permitem que sejm mnitrds e rstreds infrmções d prcess prdutiv. Tis infrmções sã primeir cletds trvés de equipments de quisiçã de dds, seguid d mnipulçã e nálise destes dds e depis presentçã usuári. Ests infrmções pdem ser visulizds pr intermédi de qudrs sinótics, cm indicções instntânes ds vriáveis d prcess (tempertur, pressã, vzã, nível, etc), e rmzends em bses de dds relcinds prcess d cliente. As nálises ds dds pdem ser feits dentr d supervisóri trvés de tbels e gráfics de tendênci. O sistem supervisóri d LAMP fi desenvlvid utiliznd sftwre Elipse SCADA.

30 3 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 3.1 DETERMINAÇÃO DO BS&W A cmpsiçã d petróle extríd ds pçs nã óle pur devid tip de extrçã u tip d sediment. O inventári de um pç depende d cmpsiçã d mistur que é extríd e envid s tnques de rmzenment u distribuiçã. Assim mediçã d vzã ds pçs e crcterizçã d mistur sã muit imprtntes pr engenri de prduçã de petróle. Sb este spect é muit imprtnte cnecer BS&W. BSW vzã de (águ + sediments) vzã de (óle + águ + sediments) (3.1) N crcterizçã de um pç existem diverss indicdres u pr determinr s prprieddes d pç u pr determinr estági d vid prdutiv d reservtóri, que sã utilizds pel engenri de prduçã de petróle. Os mis cmuns sã: RGO Rzã Gás-Óle; RAO Rzã Águ-Óle e BS&W Bsic Sediments nd Wter. Em cmps petrlífers em que mistur nã cntém sediments em quntidde significtiv BS&W é cnsiderd rzã entre vzã de águ e vzã d mistur águ e óle, tmbém denmind vzã brut. Neste cs equçã (3.1) pss ser escrit cm: BSW vlume de águ (3.) vlume de águ + vlume de óle A vzã de óle Q nestes css é determind prtir d vzã brut Q b e d BS&W, pel seguinte equçã: b ( 1 ) Q Q BSW (3.3) A determinçã ds vlumes pde ser visulizd prtir d esquem seguir:

31 ÓLEO Pressã idrstátic (P ) ÁGUA * Zer referênci 0 Figur 3.1. - Tnque Auditr - Infrmções necessáris pr determinçã d BS&W Nmencltur V vlume ttl de fluid V vlume de águ livre V vlume de óle mss específic d águ mss específic d óle gl celerçã lcl d grvidde ltur ttl d clun de fluids ltur d clun de águ ltur d clun de óle D Figur 3.1 btém-se que pressã n bse d reservtóri é dd pr: P g+ g (3.4) L L Cm + equçã (3.4) pde ser rerrnjd pr: P g+ g g (3.5) L L L Est equçã pde ser trnsfrmd pr grndez de interesse em: P g L g ( ) L (3.6) A equçã (3.) tmbém pde ser escrit n frm:

3 BSW ( V + V ) V (3.7) u BSW + (*)(3.8) (*) Admitind-se que reservtóri ten secçã trnsversl cnstnte. Substituind equçã (3.6) n equçã (3.8) tem-se: BSW P g g L ( ) L (3.9) Rerrnjnd btém-se: P ( g L ) BSW g ( ) L (3.10) Onde: P pressã idrstátic [P] mss específic d óle [kg/m 3 ] mss específic d águ[kg/m 3 ] gl celerçã d grvidde [m/s ] ltur d clun líquid [m] 3. DETERMINAÇÃO DA VAZÃO Tmbém d Figur 3.1, btém-se que vzã brut que é dd pr: Q b α + β (3.11) t Onde: t temp de perçã d bmb d lin de testes [s] ltur d clun líquid [m]. α e β ceficientes btids prtir d curv de linerizçã d rquement d tnque uditr. Cnfrme presentd n Figur 3..

33 Curv d Arquement Vlume (l) 8000 6000 4000 000 0-000 y 11,19x - 7,3558 0 100 00 300 400 500 600 700 Altur (cm) Figur 3. Curv de Linerizçã d Arquement 3.3 AVALIAÇÃO DA INCERTEZA NA MEDIÇÃO DO BS&W A incertez ttl de um mediçã é resultd d cmbinçã ds incertezs gerds pels diverss cmpnentes d prcess de mediçã, cd um dels express em terms de um desvi pdrã. Atrvés d cmbinçã prprid ds vriâncis, clcul-se incertez pdrnizd cmbind. Estbelecid um gru de cnfinç, determin-se incertez expndid, trvés d ftr de brngênci. Pr cálcul d incertez n determinçã d BS&W serã cnsiderds s seguintes fntes de errs u fntes de incertezs: Incertez d sensr de pressã idrstátic; Repetitividde d pressã idrstátic; Resluçã d sensr de pressã; Incertez d sensr de ltur; Repetitividde d ltur d clun líquid; Resluçã d sensr de ltur; Incertez d densímetr - óle; Incertez d densidde d óle (repetitividde); Incertez d densidde d óle x tempertur; Resluçã d densímetr óle; Incertez d densímetr - águ; Incertez d densidde d águ (repetitividde); Incertez d densidde d águ x tempertur; Resluçã d densímetr águ; Presenç de sediments; Incertez d vlr d celerçã d grvidde lcl; Reprdutibilidde

34 Ests fntes de incertez pdem ser ilustrds trvés d digrm de Kru Isikw (Figur 3.3), n qul estã crrelcinds s cntribuições pr incertez finl n determinçã d BS&W. Equipment Pdrã Métd Estbilidde Cndições de Operçã Rstrebilidde Equipment Auxilir Densidde Nível Pressã Mensurnd BS&W Incertez Umidde Cpcitçã Tempertur Aptidã Visul Acelerçã d grvidde Cmprtment Auditiv Vibrções Princípis Ambiente Pess s(p ) Figur 3.3 - Digrm de Isikw (Crrelçã Cus - Efeit) 3.3.1 Incertez (de mediçã) Prâmetr, sscid resultd de um mediçã, que crcteriz dispersã ds vlres que pdem ser rzvelmente tribuíds mensurnd. [3] 3.3. Incertez pdrnizd (u) Incertez d resultd de um mediçã express cm um desvi pdrã. ) Avliçã d Tip A: métd de vliçã d incertez pel nálise esttístic de séries de bservções. b) Avliçã d Tip B: métd de vliçã d incertez pr utrs meis que nã nálise esttístic de séries de bservções.

35 3.3.3 Incertez pdrnizd cmbind (uc) Incertez pdrnizd d resultd de um mediçã, qund esse resultd é btid pr mei ds vlres de váris utrs grndezs, send igul à riz qudrd psitiv de um sm de terms, que cnstituem s vriâncis u cvriâncis dests utrs grndezs, pnderds de crd cm qunt resultd d mediçã vri cm mudnçs nests grndezs. 3.3.4 Incertez expndid (Uexp) Grndez que define um intervl em trn d resultd de um mediçã cm qul se esper brnger um grnde frçã d distribuiçã ds vlres que pssm ser rzvelmente tribuíds mensurnd. 3.3.5 Ftr de brngênci (k) Ftr numéric utilizd cm um multiplicdr d incertez pdrnizd cmbind de md bter um incertez expndid. 3.3.6 Ceficiente de sensibilidde Descreve cm grndez de interesse, f(x), vri cm lterções ns vlres ds grndezs de influênci. Freqüentemente, s ceficientes de sensibilidde ds ftres de entrd sã expresss pr derivds prciis d funçã cm relçã s grndezs de entrd. f ( x) c x (3.1) 3.4 PROCEDIMENTO PARA AVALIAÇÃO DA INCERTEZA RELACIONADA À CALIBRAÇÃO DE MEDIDORES DE BS&W.

36 Incertez d BS&W determind n tnque uditr. O cálcul d incertez de mediçã d LAMP é relizd utmticmente pel plnil em EXCEL durnte mediçã relizd. A expressã mtemátic cnsiderd pr cálcul que relcin vlr estimd d BS&W e s grndezs de entrd ds quis ele depende é seguinte: BSW P g l g ( ) l (3.13) Existem fntes ptenciis que influencim n incertez finl d resultd, pr esses cálculs sã relizds s seguintes etps: 3.4.1 Incertez d pressã idrstátic (P pressã idrstátic [P]) 3.4.1.1 Avliçã d incertez d mediçã d pressã (Repetitividde d pressã idrstátic - incertez pdrnizd d tip A). P Distribuiçã Nrml Nt: Pr s estimtivs de entrd btids trvés de um série de bservções incertez pr um distribuiçã nrml é crcterizd pels medids d médi ritmétic e desvi pdrã experimentl. Onde: s( P ) i u 1 ( 1 n 1 n ( Pi P ) i 1 P ) s( P ) P : médi ds indicções d pressã idrstátic; P i : i-ésim indicçã d pressã idrstátic; n : númer de medições; s( P i ) P : desvi pdrã em funçã de i s( P ) : desvi pdrã experimentl d médi ds indicções; u1( P ) : incertez pdrnizd Gru de liberdde: v n 1 s n (3.14) (3.15)

Cm estimtiv fi dtd um desvi pdrã de 00 P pr cinc medições. Acrretnd um incertez pdrnizd de 89,44 P. 37 3.4.1. Avliçã d incertez d sensr de pressã (Certificd de clibrçã d sensr de pressã - incertez pdrnizd d tip B) e bter gru de liberdde trvés d tbel 3.1. P Distribuiçã Nrml Onde: u ( P ) U k P (3.16) U P é incertez expndid cntid n certificd de clibrçã d trnsmissr de pressã; k ftr de brngênci. k 13,97 4,53 3,31,87,65,5,43,37,8,13,05,00 v eff 1 3 4 5 6 7 8 10 0 50 Tbel 3.1 Grus de liberdde veff e seus respectivs ftres de brngênci Est tbel é bsed n distribuiçã-t (Student) vlid pr um prbbilidde de brngênci de 95,45%. Cm instrument medidr de pressã nã fi clibrd, frm utilizds s especificções d própri fbricnte, cnfrme Anex II, pr cálcul d incertez pdrnizd. Onde Extidã d mesm pr V.m menr 0,1 URL é: URL Extidã ± 0,0375 1 + 0,1 % Vm. (3.17) Onde: URL é limite superir d fix, (500KP); V.m é vlr medid (p/ ensi fi estimd cm 4500 P) Obtend um extidã de ±0,%.

38 Cm smente s limites superir e inferir (α+ e α-) frm btids, um distribuiçã de prbbilidde cm densidde de prbbilidde cnstnte entre esses limites (distribuiçã de prbbilidde retngulr) deve ser supst pr pssível vribilidde d grndez de entrd. E pr incertez pdrnizd tem-se: 1 ( ) ( α α ) u P + 1 (3.18) Que pr exempl, cm V.m 45000 P, tems um mplitude de 180 P. Acrretnd um incertez pdrnizd de 51,96 P. 3.4.1.3 Avliçã d incertez d sensr de pressã (Resluçã d sensr de pressã - incertez pdrnizd d tip B) Se nlógic, ssume-se um distribuiçã de prbbilidde tringulr: Divisã de Escl / CR u3( P ) (3.19) 6 Nt: (ceficiente de reduçã CR ) Se digitl, ssume-se um distribuiçã de prbbilidde retngulr: Grus de liberdde: v Re sluçã u3( P ) (3.0) 1 Cm mesm é digitl e su resluçã é de 0,0001 P, cnfrme Anex II, lg su incertez pdrnizd é de,88x10-5 P. 3.4.1.4 Avliçã d incertez d sensr de pressã (Curv de clibrçã d sensr de pressã - incertez pdrnizd d tip B) P Distribuiçã Nrml Bsed n métd ds mínims qudrds, s prâmetrs e b, que sã respectivmente intercept e inclinçã d curv de clibrçã, devem ser determinds. p + b p (3.1) Pr nálise d incertez d juste relizr s seguintes cálculs: ref i

39 s r s pi s D (3.) s sb n D (3.3) pi (3.4) ( b, ) n pi ( ˆ ) pref pref (3.5) n ( ) i i (3.6) D n p p u u b s (3.7) s (3.8) b OBS1: vlr de n utilizd ns cálculs d incertez d curv de clibrçã d mnômetr pdrã crrespnde númer de pnts usds pr relizçã d juste d curv de clibrçã. Incertez de qulquer vlr interpld n curv de clibrçã: N N N y i xi i j xi xj xi, xj i 1 i 1 j 1 (3.9) u c u cc u u r N cs d ret s vriáveis sã α e b deste md entã: y c i 1 (3.30) y c ib p i b (3.31) Tems entã: u 4 ( P ) 1 u + pi ub 1 pi uubr, b (3.3) Grus de liberdde: v n - OBS: Cm medidr ind nã fi clibrd, nã fi feit est vliçã n exempl, ms pderá e deverá ser feit futurmente. 3.4.1.5 Determinr ceficiente de sensibilidde pr pressã, cnfrme fórmul bix:

40 c P BSW P L BSW g L ( ) P P g P Discretiznd tem-se: BSW 1 P g L ( ) ( ) ( ) BSW 1 g L P BSW g P g L L BSW BSW g P g ( P gl) gl BSW BSW c P P g P P g L 1 L ( ) (3.33) 3.4. Incertez d ltur d clun líquid ( ltur d clun líquid [m]) 3.4..1 Avliçã d incertez d ltur d clun líquid (Repetitividde d ltur d clun líquid - incertez pdrnizd d tip A ). Distribuiçã Nrml u ) s( ) 1 ( s n (3.34) Onde: : médi ds leiturs ltur d clun líquid; n : númer de medições; s() : desvi pdrã experimentl d médi ds leiturs; u() : incertez pdrnizd Gru de liberdde: v n 1

Cm estimtiv fi dtd um desvi pdrã de 0,01m e cm cinc medições. Ocsinnd em um incertez pdrnizd de 4,44x10-3 m. 41 3.4.. Avliçã d incertez d sensr de ltur (Certificd de clibrçã d sensr de ltur - incertez pdrnizd d tip B) e bter gru de liberdde trvés d tbel 3.1 Distribuiçã Nrml Onde: u ( ) U k (3.35) U : incertez expndid cntid n certificd de clibrçã d sensr de ltur; k : ftr de brngênci. Cm instrument medidr de nível nã fi clibrd, frm utilizds s especificções d própri fbricnte, cnfrme Anex II, pr cálcul d incertez pdrnizd. Onde extidã d mesm é 0,001m. Cm smente s limites superir e inferir (α+ e α-) frm btids, um distribuiçã de prbbilidde cm densidde de prbbilidde cnstnte entre esses limites (distribuiçã de prbbilidde retngulr) deve ser supst pr pssível vribilidde d grndez de entrd. E pr incertez pdrnizd tem-se: 1 ( ) ( α α ) u P + 1 (3.36) Que pr exempl, cm V.m 5 m e um mplitude de 0,00 m, csin um incertez pdrnizd de 5,77x10-4 m. 3.4..3 Avliçã d incertez d sensr de ltur (Resluçã d sensr de ltur - incertez pdrnizd d tip B) Se nlógic, ssume-se um distribuiçã de prbbilidde tringulr:

4 3 / ( ) 6 Divisã de Escl CR u (3.37) Nt: (ceficiente de reduçã CR ) Se digitl, ssume-se um distribuiçã de prbbilidde retngulr: 3 Re ( ) 1 sluçã u (3.38) Grus de liberdde: v Cm mesm é digitl e su resluçã é de 0,001m, cnfrme Anex II, lg su incertez pdrnizd é de,886x10-4 m. 3.4..4 Avliçã d incertez d sensr de ltur cnfrme descrit n item (Curv de clibrçã d sensr de ltur - incertez pdrnizd d tip B) b b i b i r u u u u u, 4 1 1 ) ( + (3.39) OBS: Cm medidr ind nã fi clibrd, nã fi feit est vliçã n exempl, ms pderá e deverá ser feit futurmente. 3.4..5 Determinr ceficiente de sensibilidde pr ltur, cnfrme fórmul bix: BSW c ( ) g g P BSW L L Discretiznd tem-se: BSW ( ) g P L 1 ( ) ( ) ( ) ( ) 0 1 1 1 1 L L g P g P BSW

43 BSW BSW BSW g L P 1 gl( ) P gl ( ) ( ) ( P g ) L BSW BSW P L ( P g ) c P P g L ( ) (3.40) 3.4.3 Incertez d mss específic d óle 3.4.3.1 Avliçã d incertez d mss específic d óle (certificd crrespndente à nálise d óle utilizd pr teste - incertez pdrnizd d tip B) e bter gru de liberdde trvés d tbel 3.1. Distribuiçã Nrml u U k 1( ) (3.41) Onde: U é incertez expndid cntid n certificd crrespndente à nálise d óle utilizd pr teste; k é ftr de brngênci. Est vliçã pde ser feit qund s mstrs de óle frem envids pr um lbrtóri de ensi. Cm inicilmente está previst nálise físic-químic d óle n Lbrtóri de Engenri Mecânic d UFRN e cm mesm nã irá frnecer um certificd cm su incertez expndid e nem seu ftr de brngênci. Lg su vliçã é feit trvés ds crcterístics de seu densímetr, que pssui um extidã de 0,001g/cm³ (1kg/cm³), ver crcterístics Anex II. Cm smente s limites superir e inferir (α+ e α-) frm btids, um distribuiçã de prbbilidde cm densidde de prbbilidde cnstnte entre esses limites (distribuiçã de prbbilidde retngulr) deve ser supst pr pssível vribilidde d grndez de entrd. E pr incertez pdrnizd tem-se:

44 1 ( ) ( α α ) u + 1 (3.4) Que pr exempl, cm vlr médi ds cinc mstrs fi de 841,6 kg/m³, tems um mplitude de kg/m³. Acrretnd um incertez pdrnizd de 0,577 kg/m³. 3.4.3. Avliçã d incertez d densímetr (Resluçã d sensr de densidde - incertez pdrnizd d tip B) Se nlógic, ssume-se um distribuiçã de prbbilidde tringulr: Divisã de Escl / CR u( ) (3.43) 6 Nt: (ceficiente de reduçã CR ) Se digitl, ssume-se um distribuiçã de prbbilidde retngulr: Re sluçã u( ) (3.44) 1 Grus de liberdde: v Cm mesm é digitl e su resluçã é de 0,1 kg/m³, cnfrme Anex II, lg su incertez pdrnizd é de,88x10 - kg/m³. 3.4.3.3 Avliçã d incertez d densidde d óle (Repetitividde d densidde d óle - incertez pdrnizd d tip A ). Onde: Distribuiçã Nrml é médi ds densiddes d óle; n é númer de nálises (mstrs); s( ) é desvi pdrã experimentl d médi ds leiturs; u( ) é incertez pdrnizd s u3( ) s( ) (3.45) n

45 Gru de liberdde: v n 1 N simulçã bteve-se um desvi pdrã de,77 kg/m³ pr cinc mstrs de óle. Acrretnd um incertez pdrnizd de 1,4 kg/m³. 3.4.3.4 Avliçã d incertez d determinçã d tempertur sbre densidde d óle (Incertez d densidde d óle x tempertur - incertez pdrnizd d tip B). ( ) ( mir) ( menr) 4( ) T u (3.46) 3 Onde: é mir densidde d óle pr um tempertur de 3 C; (mir ) (menr ) é menr densidde d águ pr um tempertur de +3 C; T é diferenç de tempertur; u( ) é incertez pdrnizd Est vliçã é feit pr quntificr incertez d determinçã d densidde pr um vriçã de tempertur de ±3 C (vlr estimd). As mstrs de óle sã envids pr um lbrtóri de ensi, cm inicilmente está previst nálise físic-químic d óle n Lbrtóri de Engenri Mecânic d UFRN, cuj mesm frnece densidde pr um tempertur pdrã de 0 C. N plnil de incertez densidde d óle é crrigid pr tempertur de perçã. Est crreçã é executd cnfrme Bletim Técnic PETROBRAS CORREÇÃO DE DENSIDADE E VOLUME TABELAS API 540 E ASTM D-150. Que pr exempl, cm vlr médi ds cinc mstrs fi de 841,6 kg/m³, pr 15 C. A tempertur de perçã dtd fi de 35,3 C, lg tems que determinr s densiddes pr um vriçã de ±3 C, ist é 38,3 C e 3,3 C. Pr crreçã tem-se: ( crrigid) 15 C VCF (3.47) Onde: (crrigid) é densidde crrigid; 15 C é densidde pr um tempertur pdrã de 15 C; VCF é ftr de crreçã vlumétric e

46 Onde: α t ( 1+ 0,8 α t+ 8 α ) VCF e (3.48) α : ceficiente de expnsã própri; T : vriçã de tempertur (T-15 C) e Onde: K + K 0 1 15 C α (3.49) ( ) 15 C K : cnstnte pr grup d petróle e igul 613,973; 0 K : cnstnte pr grup d petróle e igul zer. 1 Atrvés d equçã (3.49) encntr-se ceficiente de expnsã própri de 8,67.10-6, encntrd ceficiente, encntr-se VCF d equçã (3.48), VCF 0,99984. Cm VCF encntrd é feit crreçã d densidde pr tempertur de perçã (35,3 C). 3 ( crrigid),99984 841,7 kg / m 841,6kg / 0 m 3 O vlr estimd d densidde já vi crrigid pr estimtiv d densidde n plnil de Incertez. Tmbém cm mesm prcediment é encntrd densidde pr (38,3 C e pr 35,3 C) que sã respectivmente 841,53 kg/m³ e 841,57 kg/m³. Lg incertez pdrnizd é de 4,1x10-3 kg/m³/ C 3.4.3.5 Determinr ceficiente de sensibilidde cnfrme fórmul bix: c BSW

47 ( ) L L g g P BSW ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 1 1 1) ( 1 L L g P g P BSW ( ) ( ) ( ) L L L g g P g P BSW Discretiznd tem-se: ( ) ( ) L L L L g P g g g P BSW BSW ( ) L L g g P BSW ( ) L L g P g P BSW BSW ( ) L L g g P c (3.50) 3.4.4 Incertez d mss específic d águ 3.4.4.1 Avliçã d incertez d mss específic d águ (Certificd crrespndente à nálise d águ utilizd pr teste - incertez pdrnizd d tip B) e bter gru de liberdde trvés d tbel 3.1. Distribuiçã Nrml 1( ) k U u (3.51) Onde: U : incertez expndid cntid n certificd crrespndente à nálise d águ utilizd pr teste; k : ftr de brngênci. Est vliçã pde ser feit qund s mstrs de águ frem envids pr um lbrtóri de ensi.

48 Cm inicilmente está previst nálise físic-químic d óle n Lbrtóri de Engenri Mecânic d UFRN e cm mesm nã irá frnecer um certificd cm su incertez expndid e nem seu ftr de brngênci. Lg su vliçã é feit trvés ds crcterístics de seu densímetr, que pssui um extidã de 0,001g/cm³ (1kg/cm³), ver crcterístics Anex II. Cm smente s limites superir e inferir (α+ e α-) frm btids, um distribuiçã de prbbilidde cm densidde de prbbilidde cnstnte entre esses limites (distribuiçã de prbbilidde retngulr) deve ser supst pr pssível vribilidde d grndez de entrd. E pr incertez pdrnizd tem-se: 1 ( ) ( α α ) u + 1 (3.5) Que pr exempl, cm vlr médi ds cinc mstrs, já crrigids pr tempertur de perçã, fi de 979,3 kg/m³, tems um mplitude de kg/m³. Acrretnd um incertez pdrnizd de 0,57 kg/m³. 3.4.4. Avliçã d incertez d densímetr (Resluçã d sensr de densidde - incertez pdrnizd d tip B) Se nlógic, ssume-se um distribuiçã de prbbilidde tringulr: 3 ( ) u Divisã de Escl / CR 6 (3.53) Nt: (ceficiente de reduçã CR ) Se digitl, ssume-se um distribuiçã de prbbilidde retngulr: Re sluçã u3( ) 1 (3.54) Grus de liberdde: v Cm mesm é digitl e su resluçã é de 0,1 kg/m³, cnfrme Anex II, lg su incertez pdrnizd é de,886x10 - kg/m³.

3.4.4.3 Avliçã d incertez d determinçã d tempertur sbre densidde d águ (Incertez d densidde d águ x tempertur - incertez pdrnizd d tip B). 49 ( ) ( mir) ( menr) 4( ) T u (3.55) 3 Onde: é mir densidde d óle pr um tempertur de 3 C; (mir ) (menr) é menr densidde d águ pr um tempertur de +3 C; T é diferenç de tempertur; u( ) é incertez pdrnizd Est vliçã é feit pr quntificr incertez d determinçã d densidde pr um vriçã de tempertur de ±3 C (vlr estimd). As mstrs de águ sã envids pr um lbrtóri de ensi, cm inicilmente está previst nálise físic-químic d águ n Lbrtóri de Engenri Mecânic d UFRN, cuj mesm frnece densidde pr um tempertur pdrã de 0 C. N plnil de incertez densidde d águ é crrigid pr tempertur de perçã. Est crreçã é executd cnfrme Tbel 3.. α.(kg/m 3 ) T - C 0 0,1 0, 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 0 998,0 998,18 998,16 998,14 998,1 998,09 998,07 998,05 998,03 998,01 1 997,99 997,97 997,95 997,93 997,9 997,88 997,86 997,84 997,81 997,79 997,77 997,75 997,7 997,7 997,68 997,65 997,63 997,61 997,58 997,56 3 997,54 997,51 997,49 997,47 997,44 997,4 997,39 997,37 997,34 997,3 4 997,3 997,7 997,5 997, 997, 997,17 997,15 997,1 997,09 997,07 5 997,04 997,0 996,99 996,97 996,94 996,91 996,89 996,86 996,83 996,81 6 996,78 996,76 996,73 996,7 996,67 996,65 996,6 996,59 996,57 996,54 7 996,51 996,48 996,46 996,43 996,4 996,37 996,34 996,3 996,9 996,6 8 996,3 996, 996,17 996,15 996,1 996,09 996,06 996,03 996 995,97 9 995,94 995,91 995,88 995,85 995,8 995,79 995,77 995,74 995,71 995,68 30 995,64 995,61 995,58 995,55 995,5 995,49 995,46 995,43 995,4 995,37 31 995,34 995,31 995,8 995,4 995,1 995,18 995,15 995,1 995,09 995,06 3 995,0 994,99 994,96 994,93 994,9 994,86 994,83 994,8 994,77 994,73 33 994,7 994,67 994,63 994,6 994,57 994,54 994,5 994,47 994,44 994,4 34 994,37 994,33 994,3 994,7 994,3 994, 994,17 994,13 994,1 994,06 35 994,03 993,99 993,96 993,93 993,89 993,86 993,8 993,79 993,75 993,7 36 993,68 993,65 993,61 993,58 993,54 993,5 993,47 993,43 993,4 993,36 37 993,33 993,9 993,5 993, 993,18 993,14 993,11 993,07 993,04 993 38 99,96 99,9 99,89 99,85 99,81 99,78 99,74 99,7 99,67 99,63 39 99,59 99,55 99,5 99,48 99,44 99,4 99,36 99,33 99,9 99,5 40 99,1 99,17 99,14 99,1 99,06 99,0 991,98 991,94 991,9 991,86 Tbel 3. Tbel de densidde d águ

50 Que pr exempl, cm vlr médi ds cinc mstrs fi de 975 kg/m³, pr 0 C. A tempertur de perçã dtd fi de 35,3 C, lg tems que determinr s densiddes pr um vriçã de ±3 C, ist é 38,3 C e 3,3 C. Pr crreçã tem-se: ( crrigid) ( médi) ( 0 C Operçã + ) (3.56) Onde: (crrigid) é densidde crrigid; (médi) é densidde médi ds cinc mstrs. 0 C é densidde pr um tempertur pdrã de 0 C; é densidde pr tempertur de perçã; Operçã Atrvés d equçã (3.56) encntr-se densidde d águ crrigid pr tempertur de perçã (35,3 C). ( crrigid) + (998,4 993,93) 979,31Kg / 975 m 3 O vlr estimd d densidde já vi crrigid pr estimtiv d densidde n plnil de incertez. Tmbém cm mesm prcediment é encntrd densidde pr (38,3 C e pr 3,3 C) que sã respectivmente 978,7 kg/m³ e 980,35 kg/m³. Lg incertez pdrnizd é de 0, kg/m³/ C 3.4.4.4 Determinr ceficiente de sensibilidde cnfrme fórmul bix: c BSW BSW BSW P gl g L( ) ( P g L) ( ) ( ) 1 g L

51 BSW 1 ( P g ) ( ) ( P g ) g L L g L L 1 ( ) Discretiznd tem-se: ( P gl) ( ) ( ) BSW 1 g L BSW BSW ( P g L) ( ) g L gl ( ) ( P g ) ( ) L BSW BSW 1 c ( ) ( ) (3.57) 3.4.5 Incertez d celerçã d grvidde 3.4.5.1 Avliçã d incertez d celerçã d grvidde (Certificd crrespndente mediçã d celerçã d grvidde lcl - incertez pdrnizd d tip B) e bter gru de liberdde trvés d tbel 3.1. gl Distribuiçã Nrml u 1( g ) U g L L k (3.58) U g L Onde: é incertez expndid cntid n certificd crrespndente à nálise d óle utilizd pr teste; k é ftr de brngênci. Est vliçã pde ser feit qund lbrtóri pssuir certificd de clibrçã n determinçã d grvidde lcl, cm s dds de su incertez expndid e d seu ftr de brngênci. Cm mesm ind nã pssui este certificd frm dtds cm estimtivs s dds frnecids pel Lbrtóri de Metrlgi d UFRN. Cm smente s limites superir e inferir (α+ e α-) frm btids, um distribuiçã de prbbilidde cm densidde de prbbilidde cnstnte entre esses limites (distribuiçã

5 de prbbilidde retngulr) deve ser supst pr pssível vribilidde d grndez de entrd. E pr incertez pdrnizd tem-se: ( ) ) ( 1 1 1 + α α g l u (3.59) Que pr exempl, cm vlr d grvidde lcl estimd fi de 9,78019 m/s, btid trvés d Lbrtóri de Metrlgi d UFRN. Ocsinnd um incertez pdrnizd de 1,15x10-5 m/s. 3.4.5. Determinr ceficiente de sensibilidde cnfrme fórmul bix: L g g BSW c L Discretiznd tem-se: ( ) g g g P g BSW L L ( ) ( ) ( ) ( ) 0 1 1 1 1 g P g g g P g BSW g BSW ( ) L L g g P 1 ( ) L L g g P g BSW 1 ( ) ( ) ( ) L L L L g g g P g g P BSW BSW ( ) L L g g g g P P BSW BSW

53 c gl P g ( P g ) L L (3.60) 3.4.6 Incertez devid Presenç de Sediments 3.4.6.1 Avliçã d incertez devid presenç de sediments (Certificd de nálise físic-químic d petróle - incertez pdrnizd d tip B). Assume-se um distribuiçã de prbbilidde retngulr u 1 ( δbsw sed) 3 (3.61) δbsw Vriçã d BS&W devid à presenç de sediments. Grus de liberdde: v Est vliçã é feit pr quntificr incertez devid à presenç de sediments cntids n óle. O lbrtóri fi prjetd pr utilizçã de diverss tips de óles, ist é cm prprieddes físic-químics distints, prém pr s testes iniciis óle deve ser frnecid já trtd. E pós s etps de trtment d óle á um reduçã d índice de sis presentes n mesm e tmbém um reduçã de seu BS&W, pdend cegr seu BS&W té 1%. Apesr d petróle pssuir um BS&W de té 1%, nã pde ser cnsiderd 1% de vriçã d BS&W, pis mesm é definid em funçã de águ e sediments, cnseqüentemente fi dtd cm estimtiv d vriçã d BS&W de 0,3%. E gernd um incertez pdrnizd de 0,173 %. 3.4.6. Determinr ceficiente de sensibilidde. c sed BSW P g L csed sed gl /100 ( ) (3.6) 3.4.7 Reprdutibilidde

54 A reprdutibilidde é gru de cncrdânci entre s resultds ds medições de um mesm mensurnd efetuds sb cndições vrids de mediçã. Observções: 1) Pr que um expressã d reprdutibilidde sej válid, é necessári que sejm especificds s cndições lterds. ) As cndições lterds pdem incluir: Princípi de mediçã; Métd de mediçã; Observdr; Instrument de mediçã; Pdrã de referênci; Lcl; Cndições de utilizçã; Temp. 3) Reprdutibilidde pde ser express, quntittivmente, em funçã ds crcterístics d dispersã ds resultds. 4) Os resultds qui mencinds referem-se, usulmente, resultds crrigids. Pr um melr vliçã d reprdutibilidde será necessári um seqüênci de ensis pr s lterções ds cndições ds mesms. Cm vliçã inicil fi estimd um reprdutibilidde de 0,5% BS&W. 3.4.8 Cálcul d incertez pdrnizd cmbind uc

55 + + + + + + + + + + + + + + + + 1 1 3 1 1 1 4 3 1 4 3 1 ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( sed u c T u c T u c T u c g u c u c u c u c u c u c u c P u c P u c P u c P u c u sed T T T L g P P P P c L δ δ δ δ δ δ (3.63) Que pr exempl, incertez pdrnizd cmbind é igul: 0,0. 3.4.9 Cálcul d númer de grus de liberdde efetiv, pel equçã de Welc- Sttertwite. n i i i i c eff v c u u v 1 4 4 (3.64) Onde: v eff : númer de grus de liberdde efetiv; c u : incertez cmbind; i c : ceficiente de sensibilidde individul; i u : incertez individul; i v : númer de grus de liberdde de cd fnte de incertez. Que pr exempl, númer de grus de liberdde é igul: 1,7. 3.4.10 Cálcul d ftr de brngênci k O vlr d ftr de brngênci k é clculd cm bse n nível d cnfinç de 95,45% e n gru de liberdde efetiv. Ele é clculd n plnil incertez trvés d funçã INVT que retrn invers d distribuiçã t de Student prtir d gru de liberdde e d nível d cnfinç. Nt: Truncr vlr d ftr de brngênci k em dus css, n presentçã d resultd. Pr exempl, ftr de brngênci é igul:,4.

56 3.4.11 Cálcul d Incertez Expndid Uexp A incertez expndid Uexp é btid prtir d incertez pdrnizd cmbind uc multiplicd pel um ftr de brngênci k, cnfrme: U exp k u c (3.65) Nt1: Arredndr vlr d incertez expndid cnfrme E-04/0, cm dis lgrisms significtivs. Nt: N plnil incertez estã inserids tds s fórmuls e grndezs relcinds s ceficientes de sensibilidde, incertez pdrnizd cmbind e incertez expndid. Pr exempl, incertez expndid é igul: 0,067. 3.4.1 Reprtr resultd O resultd d clibrçã é express pel estimtiv d mensurnd mis u mens incertez expndid: Y y ± U (3.66) O resultd deve ser reprtd d seguinte mneir: A incertez expndid reltd é bsed em um incertez pdrnizd cmbind multiplicd pr um ftr de brngênci k,00, pr um prbbilidde de brngênci de prximdmente 95%. As incertezs pdrã de mediçã frm determinds de crd cm Gui pr Expressã d Incertez de Mediçã Terceir Ediçã Brsileir. 3.5 AVALIAÇÃO DA INCERTEZA NA MEDIÇÃO DA VAZÃO

57 A incertez ttl de um mediçã é resultd d cmbinçã ds incertezs gerds pels diverss cmpnentes d prcess de mediçã, cd um dels express em terms de um desvi pdrã. Atrvés d cmbinçã prprid ds vriâncis, clcul-se incertez pdrnizd cmbind. Estbelecid um gru de cnfinç, determin-se incertez expndid, trvés d ftr de brngênci, k. Pr cálcul d incertez n determinçã d vzã serã cnsiderds s seguintes fntes de errs u fntes de incertezs: Incertez d sensr de ltur d clun líquid; Resluçã d sensr de ltur; Repetitividde d ltur d clun líquid; Incertez d vlume d pdrã (rquement); Incertez d vriçã de vlume x tempertur; Resluçã d medidr de tempertur; Repetitividde d mediçã de tempertur; Incertez d rmp de celerçã d bmb cm própri inérci d mesm; Resluçã d medidr de temp; Diltçã térmic tnque; Reprdutibilidde; Ests fntes de incertez pdem ser melr bservds trvés d digrm de Isikw (Figur 3.4), n qul estã crrelcinds s cntribuições pr incertez finl n determinçã d vzã.

58 Equipment Pdrã Métd Nível Cndições de Operçã Rstrebilidde Equipment Auxilir Arquement Temp Mensurnd Vzã Vibrções Tempertur Ambiente Umidde Acelerçã d grvidde Cpcitçã Cmprtment Pess s(p ) Aptidã Visul Auditiv Princípis Incertez Figur 3.4 - Digrm de Isikw (Cus - Efeit) 3.6 PROCEDIMENTO PARA AVALIAÇÃO DA INCERTEZA RELACIONADA À CALIBRAÇÃO DE MEDIDORES DE VAZÃO. O cálcul d incertez de mediçã d vzã determind trvés ds vriáveis de influênci n tnque uditr é relizd utmticmente pel plnil em EXCEL durnte s ensis. A expressã mtemátic cnsiderd pr cálcul que relcin vlr estimd d vzã e s grndezs de entrd ds quis ele depende é seguinte: Q b 11,19 7,3558 (3.67) t Onde: t : temp de preenciment d tnque uditr [s] : ltur d clun líquid [m]. Existem fntes ptenciis que influencim n incertez finl d resultd, pr esses cálculs sã relizds s seguintes etps:

59 3.6.1 Incertez d ltur d clun líquid ( ltur d clun líquid [m]) 3.6.1.1 Avliçã d incertez d ltur d clun líquid (Repetitividde d ltur d clun líquid - incertez pdrnizd d tip A ). Distribuiçã Nrml 1 u1( ) s( ) n Onde: : médi ds leiturs ltur d clun líquid; n ( ) i i 1 ( n 1) (3.68) i : i-ésim leitur ltur d clun líquid; n : númer de medições; s( i ): desvi pdrã em funçã de i s() : desvi pdrã experimentl d médi ds leiturs; u() : incertez pdrnizd Gru de liberdde: ν n 1 Cm estimtiv fi dtd um desvi pdrã de 0,01m e cm cinc medições. Ocsinnd um incertez pdrnizd de 0,0045m. 3.6.1. Avliçã d incertez d sensr de ltur (Infrmçã d certificd de clibrçã d sensr de ltur - incertez pdrnizd d tip B). Distribuiçã Nrml U u ( ) k Onde: U é incertez expndid cntid n certificd de clibrçã d sensr de ltur; k é ftr de brngênci. (3.69) Cm instrument medidr de nível nã fi clibrd, frm utilizds s especificções d própri fbricnte, cnfrme Anex II, pr cálcul d incertez pdrnizd e distribuiçã retngulr. Extidã: 0,001m.

60 Cm smente s limites superir e inferir (α+ e α-) frm btids, um distribuiçã de prbbilidde cm densidde de prbbilidde cnstnte entre esses limites (distribuiçã de prbbilidde retngulr) deve ser supst pr pssível vribilidde d grndez de entrd. E pr incertez pdrnizd tem-se: 1 ( ) ( α α ) u P + 1 + (3.70) Que pr exempl, cm V.m 5 m, tem-se um mplitude de 0,00 m, e prtnt um incertez pdrnizd de 5,77x10-4 m. 3.6.1.3 Avliçã d incertez d sensr de ltur (Resluçã d sensr de ltur - incertez pdrnizd d tip B) Se indicçã fr nlógic, ssume-se um distribuiçã de prbbilidde tringulr e um incertez pdrnizd dd pr: Vlr de um divisã / CR u3( ) (3.71) 6 Qund digitl, ssume-se um distribuiçã de prbbilidde retngulr: Grus de liberdde: v Re sluçã u3( ) (3.7) 1 Neste cs su resluçã é de 0,001m, cnfrme Anex II, lg su incertez pdrnizd é de,89x10-4 m. 3.6.1.4 Avliçã d incertez d sensr de ltur cnfrme descrit n item (Curv de clibrçã d sensr de ltur - incertez pdrnizd d tip B) u 4( ) 1 u + i ub 1 i uubr, b (3.73) OBS: Cm medidr nã fi clibrd, nã fi feit est vliçã, ms deverá ser feit futurmente.

61 3.6.1.5 Determinçã d ceficiente de sensibilidde pr vriável ltur, cnfrme fórmul bix: Q c t Q α + β t t t Q + + β α β α [] + 0 t Q α t Q α Discretiznd tem-se: t Q α ) ( 1 β α α α + t t Q t Q Q ( ) Q Q + β α α t c α (3.74) 3.6. Incertez devid à vriçã vlumétric 3.6..1 Incertez devid rquement. De crd cm certificd de rqueçã d tnque uditr, tem-se um incertez de 0,% pr vlres em vlume. Cm smente s limites superir e inferir (α+ e α-) frm definids, um distribuiçã de prbbilidde cm densidde de prbbilidde cnstnte entre esses limites (distribuiçã de prbbilidde retngulr) pde ser dmitid pr est grndez de entrd. A incertez pdrnizd é:

6 1 ( V ) ( α α ) u 1 + + (3.75) 1 Os vlres pr est incertez pdem ser btids prtir d funçã PROCV em um plnil Excel, retrnnd vlr d vlume crrigid em m³ prtir d tbel de rquement. Pr um vlume de 5,45m³ tem-se um mplitude 0,1x10 - m³, que crrespnde um incertez pdrnizd de 6,9x10-4 m³. 3.6.. Incertez devid à vriçã vlumétric d águ e d óle em funçã d tempertur. Est vliçã é feit pr quntificr vriçã de vlume d águ e d óle em funçã d diferenç de tempertur entre lin de testes e tnque uditr, bem cm tmbém diferençs de temperturs n própri tnque. Fi estimd um vriçã cm mplitude de 6 C. Vriçã vlumétric pr águ V β V T (3.76) O vlume d águ clculd é bsed n equçã 3.77 bix, um vez que s testes pr clibrçã ds instruments de vzã pdem ser feits u só cm águ, u só cm óle u um mistur deles, cm BS&W cnecid. V V (BSW ) (3.77) t Ns quis tem-se: β : ceficiente de expnsã térmic d águ (51x10-6 )/ C; T: vriçã de tempertur (6 C); V : vriçã vlumétric pr águ; V : vlume clculd d águ; V t : vlume ttl (águ+óle+sediments). O vlr d vlume pde ser btid trvés d funçã PROCV em um plnil Excel, retrnnd vlr d vlume crrigid em m³, prtir d tbel de rquement n exempl crrespnde um vlume de 5,45m³.

63 Cm s testes serã pr diferentes prprções de águ e óle será necessári determinçã d BS&W, cnfrme já fi descrit. Pr exempl prpst fi clculd um BS&W de 0,571, que crrespnde um vlume de águ de 3,11m³ e cm vriçã vlumétric de 9,5x10-4 m³. Vriçã vlumétric pr óle Pr identificçã d vriçã vlumétric d óle, pr um vriçã de ±3 C d tempertur de perçã, á necessidde de clculr ceficiente de crreçã vlumétric pr s dis extrems. Os cálculs ds ceficientes sã efetuds de crd cm que estbelece Bletim Técnic PETROBRAS CORREÇÃO DE DENSIDADE E VOLUME TABELAS API 540 E ASTM D-150. p ( T+ 3 C 15 C ) (1 + 0,8 ( T+ 3 C 15 C ) VCF1 e α α (3.78) p ( T 3 C 15 C ) (1 0,8 ( T 3 C 15 C ) VCF e α + α (3.79) Onde: α p: ceficiente de expnsã; T : tempertur de perçã (n presente cs 38,3 C) e: K + K α (3.80) p 0 1 15 C ( 15 C) Onde: K 613,973, cnstnte pr grup d petróle; 0 K 0, cnstnte pr grup d petróle; e 1 841,7 kg/m 3, vlr d densidde médi pr presente exempl. 15 C A equçã (3.80) frnece ceficiente de expnsã de 8,67x10-6, e s vlres pr VCF1 e VCF, respectivmente, 0,99979806 e 0,99985007. A prtir ds vlres de VCF1 e VCF, clcul-se vlume ttl usnd funçã PROCV n plnil Excel, retrnnd vlr d vlume, crrigid pr m³ prtir d tbel de rquement. Que, pr exempl, é de 5,45 m³.

64 Cm s testes serã pr diferentes prprções de águ e óle será necessári à determinçã d BS&W pr cd cs. Pr cálcul d vlume de óle será utilizd equçã 3.81, usnd um vlr pr BS&W de 0,571: V V t.( 1 BSW ) (3.81) Onde: V : vlume clculd d óle; V t : vlume ttl (águ+óle+sediments). Frnecend um vlume de óle de,34m³. A vriçã vlumétric pde ser determind prtir ds equções bix. Onde: V VCF1 V1 (3.8) V VCF V (3.83) 1 1 V V VCF1 VCF V 1 : vlume de óle crrespndente (T + 3) C; V : vlume de óle crrespndente (T - 3) C; V : vriçã vlumétric ttl d óle. (3.84) Assim tem-se pr V 1 e V, respectivmente:,3385 m³ e,33840 m³. E cnseqüentemente um vriçã vlumétric ttl de óle de 1,x10-4 m³. E incertez pdrnizd será: u ( V ) V + V (3.85) Cm ests vriáveis nã sã independentes (frm estimds utiliznd mesm instrumentçã), germ um incertez pdrnizd de 1,07x10-3 m³. 3.6..3 Avliçã d incertez d sensr de tempertur (Resluçã d sensr de tempertur - incertez pdrnizd d tip B)

65 Se nlógic, ssume-se um distribuiçã de prbbilidde tringulr: u Vlr de um divisã/ CR V ) u ( ) (3.86) T 6 3( V Se digitl, ssume-se um distribuiçã de prbbilidde retngulr: Re sluçã u3( V) u( V) T 1 (3.87) Grus de liberdde: v Cm mesm é digitl e su resluçã é de 0,01 C, cnfrme Anex II, lg su incertez pdrnizd é de 1,073x10-5 m³. 3.6..4 Avliçã d incertez d vriçã vlumétric em funçã d determinçã d tempertur (repetitividde d mediçã de tempertur - incertez pdrnizd d tip A ). u s V ) s( t) u ( ) (3.88) n 4( V Onde: n é númer de nálises (mstrs); s(t) é desvi pdrã experimentl d médi ds indicções; u(v ) é incertez pdrnizd Gru de liberdde: ν n 1 Cm estimtiv fi dtd um desvi pdrã de 0,1 C prtir de cinc mstrs de óle. Gernd um incertez pdrnizd de 4,80.10-5 m³. 3.6..5 Avliçã d incertez d vriçã vlumétric em funçã d temp de rmp de celerçã d bmb cm própri inérci d mesm (incertez d inérci d bmb - incertez pdrnizd d tip B). Onde: V trnsferid é vlume trnsferid ttl (m³); t é temp d rmp de celerçã(s); t d é temp de descelerçã(s); V trnsferid u4( V ) (3.89) 3

66 u (V ) é incertez pdrnizd Est vliçã é feit pr quntificr incertez em vlume d fluid frnecid prtir d rmp de celerçã d bmb ssim cm d temp de descelerçã d mesm. Pr est estimtiv frm cnsiderds s dds btids ns ensis pr vliçã ds medidres de vzã. O vlume trnsferid é dd pr: Vtrnsferid V + Vd (3.90) Onde V e Vd sã btids prtir d áre curd, cnfrme Figurs 3.5 e 3.6 respectivmente. Figur 3.5 Rmp de celerçã Figur 3.6 Rmp de descelerçã Que pr efeit ds cálculs frm dtds um vzã de 10m³/ cm temp de celerçã(t ) de 5s e de descelerçã(t d ) de 5s, ist frnece um vlume intern de 0,0139 m³ e cm um incertez pdrnizd de 0,0080m³. 3.6..6 Incertez devid influênci d tempertur sbre diltçã térmic d tnque uditr. V u5( V ) (3.91) 3

67 Onde: V : vriçã vlumétric d tnque uditr (m³); u (V ) : incertez pdrnizd Est vliçã é feit pr quntificr incertez sbre vlume frnecid levnd em cnsiderçã diltçã térmic d tnque uditr. u Pr tnque tem-se seguinte equçã pr expnsã térmic: [ ( T )] V V β (3.9) V V [ α ( T )] 3 (3.93) Onde: β: ceficiente de diltçã térmic vlumétric d cp de ç crbn ASTM A 83 Gr. C ; α: ceficiente de diltçã térmic liner d cp de ç crbn ASTM A 83 Gr. C que é 1,083mm/m pr um vriçã de 100 C); T: vriçã de tempertur (6 C); V: vriçã vlumétric d tnque; V: vlume clculd útil d tnque uditr (7,35m 3 ); Pr exempl em questã fi dmitid um vriçã de tempertur de 6 C, e um ceficiente de expnsã térmic de 6,49x10-5 m/m/ C, frnecend um vriçã de vlume de 8,59x10-3 m³ e cnseqüentemente um incertez pdrnizd de 4,96x10-3 m³. 3.6..7 Determinçã d ceficiente de sensibilidde pr vlume: Q c t t Vlume Q t Vlume Q t V 1 + V V t V

68 Q 1 V t Discretiznd tem-se: Q 1 V t 1 Q V t Q 1 1 V Q t Q Q 1 1 V Q t Vlume V 1 c V (3.94) t 3.6.3 Avliçã d incertez d determinçã d temp 3.6.3.1 Avliçã d incertez d determinçã d temp (resluçã d sistem de mediçã d temp- incertez pdrnizd d tip B) Cm mesm é determind trvés de um vriável TimeStmp n Elipse SCADA, que sftwre de desenvlviment d sistem supervisóri, ssume um distribuiçã de prbbilidde retngulr, lg su incertez pdrnizd é: Re sluçã u1() t (3.95) 1 Grus de liberdde: v Cm indicçã é digitl e su resluçã é de 0,001 s, cnfrme Anex II, tem-se um incertez pdrnizd é de 0,0009 s.

69 3.6.3. Determinçã ceficiente de sensibilidde pr temp, cnfrme fórmul bix: Q c t t α + β Q t 1 Q t ( α + β ) t t Q 1 ( α + β ) t t Discretiznd tem-se: Q Q Q 1 ( α + β ) t t 1 t ( α + β ) t t ( α + β ) Q 1 t Q t t Q t t 1 ( α + β ) t 1 c t ( α + β ) (3.96) t 3.6.4 Reprdutibilidde A reprdutibilidde é gru de cncrdânci entre s resultds ds medições de um mesm mensurnd efetuds sb cndições vrids de mediçã. Observções: 1) Pr que um expressã d reprdutibilidde sej válid, é necessári que sejm especificds s cndições lterds. ) As cndições lterds pdem incluir: Princípi de mediçã;

70 Métd de mediçã; Observdr; Instrument de mediçã; Pdrã de referênci; Lcl; Cndições de utilizçã; Temp. 3) Reprdutibilidde pde ser express, quntittivmente, em funçã ds crcterístics d dispersã ds resultds. 4) Os resultds qui mencinds referem-se, usulmente, resultds crrigids. Pr um melr vliçã d reprdutibilidde será necessári um seqüênci de ensis pr s lterções ds cndições ds mesms. Cm vliçã inicil fi estimd um reprdutibilidde de 0,005 m³/s. 3.6.5 Cálcul d incertez pdrnizd cmbind uc u c u ( ) + c u ( ) + c u ( ) + c u ( ) + c 1 3 4 c u ( V) + c u ( V) + c u ( V) + c u ( V) + v 1 v v 3 v 4 c u ( V) + c u ( t) + v 5 t 1 (3.97) Que pr exempl, incertez pdrnizd cmbind é igul: 14,6x10-7. 3.6.6 Cálcul d númer de grus de liberdde efetiv, pel equçã de Welc- Sttertwite. v eff n i 1 4 c 4 ciui u v i (3.98)

71 Onde: v eff : númer de grus de liberdde efetiv; u c : incertez cmbind; c i : ceficiente de sensibilidde individul; u i : incertez individul; v i : númer de grus de liberdde de cd fnte de incertez. Que pr exempl, númer de grus de liberdde é igul: 6. 3.6.7 Cálcul d ftr de brngênci k O vlr d ftr de brngênci k é clculd cm bse n nível d cnfinç de 95,45% e n gru de liberdde efetiv. Ele é clculd n plnil incertez trvés d funçã INVT que retrn invers d distribuiçã t de Student prtir d gru de liberdde e d nível d cnfinç. Nt: Truncr vlr d ftr de brngênci k em dus css, n presentçã d resultd. Pr exempl, ftr de brngênci é igul:,5. 3.6.8 Cálcul d Incertez Expndid Uexp A incertez expndid Uexp é dd pel incertez pdrnizd cmbind uc multiplicd pel ftr de brngênci k clculd: U exp k u c (3.99) Nt1: Arredndr vlr d incertez expndid cnfrme E-04/0, cm dis lgrisms significtivs.

7 Nt: N plnil incertez estã inserids tds s fórmuls e grndezs relcinds s ceficientes de sensibilidde, incertez pdrnizd cmbind e incertez expndid. Pr exempl, Incertez Expndid é igul: 0,13 m³/. 3.6.9 Reprtr resultd O resultd d clibrçã é express pel estimtiv d mensurnd mis u mens incertez expndid: Y y ± U (3.100) O resultd deve ser reprtd d seguinte mneir: A incertez expndid reltd é bsed em um incertez pdrnizd cmbind multiplicd pr um ftr de brngênci k,00, pr um prbbilidde de brngênci de prximdmente 95%. As incertezs pdrnizds de mediçã frm determinds de crd cm Gui pr Expressã d Incertez de Mediçã Terceir Ediçã Brsileir

73 4 RESULTADOS 4.1 RESULTADOS DE SIMULAÇÃO Pr vlidçã dest metdlgi de cálcul de incertez fi elbrd um cnjunt de plnils n Micrsft EXCEL versã 000 que implementm metdlgi prpst. A primeir plnil denmind BS&W é utilizd pr vliçã de incertez n determinçã d BS&W, est plnil pssui links cm plnil de Ensi águ e óle pr crreçã ds msss específics d águ e d óle cm tmbém quisiçã d resultd ds nálises físic-químics ds mstrs de águ e óle pr cálcul de repetitividde d determinçã ds msss especifics e cm plnil de EQUIPAMENTOS pr quisiçã ds dds de extidã e resluçã pr determinçã ds incertezs pdrnizds ds mesms. A segund plnil denmind VAZÃO é respnsável pel cálcul d vliçã de incertezs n determinçã d vzã, est plnil pssui links cm plnil de Ensi águ e óle pr crreçã vlumétric em funçã d tempertur cm tmbém quisiçã d resultd ds nálises físic-químics ds mstrs de águ e óle pr cálcul de repetitividde n determinçã ds msss especifics, cm plnil de EQUIPAMENTOS pr quisiçã ds dds de extidã e resluçã pr determinçã ds incertezs pdrnizds ds mesms e cm plnil ARQUEAMENTO nde é rquivd tbel de rquement d Tnque Auditr cm tmbém gerçã d funçã d vlume. Pr simulçã d determinçã d BS&W frm dtds situções reis, e que serã cndições de perçã pr s ensis de clibrçã de medidres de BS&W. As cndições pr primeir ensi estã presentds n Figur 4.1, nde se bserv presenç de it cluns cm seguinte divisã: primeir clun present tds s grndezs de influênci pr cálcul d BS&W, segund clun present s estimtivs dests grndezs, terceir clun present frm de distribuiçã de prbbilidde, qurt clun present cálcul d incertez pdrnizd cm sus uniddes, quint clun present ceficiente de sensibilidde sétim incertez pdrnizd, itv gru de liberdde e últim é presentd de frm percentul d cntribuiçã de cd grndez n incertez ttl.

74 De crd cm Figur 4.1, bserv-se que s mires influêncis de incertezs sã repetitividde d pressã idrstátic e repetitividde d incertez d densidde d águ, presentnd respectivmente 50,3 % e 4,33 %, dinte dist é interessnte executr um númer mir de medições pr determinçã d pressã idrstátic cm tmbém d densidde d óle. Que pr este primeir ensi frm dtds cinc medições pr cd grndez. A vliçã pr 10 medições é presentd n Figur 4.. O resultd d primeir ensi present um incertez expndid de 0,06, crrespndend 11,6 % pr um BS&W medid de 0,571. A Figur 4. present resultd pr ument d númer de medições pr determinçã d pressã idrstátic cm tmbém d densidde d águ. Observ-se gr que segund mir grndez de influênci nã é mis repetitividde d incertez d densidde d águ e sim incertez d sensr de pressã que gr pssui 7,70 % cntr 17,64 % pr densidde d águ.

75 Cálcul d Incertez d BSW Grndezs Estimtiv Distribuiçã Ceficiente de Incertez Gru de Cntribuiçã Incertez pdrnizd de prbbilidde sensibilidde cmbind liberdde (%) Incertez d sensr de pressã 45000 retngulr 51,961543 P 0,00035787 0,015 infinit 16,98% Repetitividde d pressã idrstátic 0 nrml 89,447191 P 0,00035787 0,0109 4 50,3% Resluçã d sensr de pressã 0 retngulr,88675e-05 P 0,00035787 0,00000 infinit 0,00% Incertez d sensr de ltur 5 retngulr 0,00057735 m -1,33635439-0,00077 infinit 0,07% Repetitividde d clun fluid 0 nrml 0,00447136 m -1,33635439-0,00598 4 4,04% Resluçã d sensr de ltur 0 retngulr 0,00088675 m -1,33635439-0,00039 infinit 0,0% Incertez d densímetr - óle 841,6 retngulr 0,57735069 kg/m 3-0,003113055-0,00180 infinit 0,37% Incertez d densidde d óle (repetitividde) 841,6 nrml 1,40967365 kg/m 3-0,003113055-0,00386 4 1,69% Incertez d densidde d óle x tempertur 3,0 retngulr 0,00411886 kg/m 3 / C -0,009339166-0,00004 infinit 0,00% Resluçã d densímetr - óle 0 retngulr 0,08867513 kg/m 3-0,003113055-0,00009 infinit 0,00% Incertez d densidde d águ (repetitividde) 979,3 nrml 3,535533906 kg/m 3-0,004147944-0,01467 4 4,33% Incertez d densímetr - águ 979,3 retngulr 0,57735069 kg/m 3-0,004147944-0,0039 infinit 0,65% Resluçã d densímetr - águ 0 retngulr 0,08867513 kg/m 3-0,004147944-0,0001 infinit 0,00% Incertez d densidde d águ x tempertur 3,0 retngulr 0,007594 kg/m 3 / C -0,01443833-0,0051 infinit 0,7% Presenç de sediments 0 retngulr 0,17305081 % 0,00571635 0,00099 infinit 0,11% Incertez d vlr d gl 9,78019 retngulr 1,1547E-05 m/s -0,68319446-0,00001 infinit 0,00% Reprdutibilidde 0 retngulr 0,005 BSW 1 0,0050 infinit 0,71% Diltçã térmic - tnque retngulr 0 BSW 1 0,00000 infinit 0,00% BSW 0,571 - - - - - k,4 0,097 1,7 U(BSW) 0,067 11,6 % BSW 0,571 ± 0,067 100,00% Figur 4.1 Resultd d primeir ensi BS&W (5 medições)

76 Cálcul d Incertez d BSW Grndezs Estimtiv Distribuiçã Ceficiente de Incertez Gru de Cntribuiçã Incertez pdrnizd de prbbilidde sensibilidde cmbind liberdde (%) Incertez d sensr de pressã 45000 retngulr 51,961543 P 0,00035787 0,015 infinit 7,70% Repetitividde d pressã idrstátic 0 nrml 63,45553 P 0,00035787 0,01491 9 41,03% Resluçã d sensr de pressã 0 retngulr,88675e-05 P 0,00035787 0,00000 infinit 0,00% Incertez d sensr de ltur 5 retngulr 0,00057735 m -1,33635439-0,00077 infinit 0,11% Repetitividde d clun fluid 0 nrml 0,00447136 m -1,33635439-0,00598 4 6,59% Resluçã d sensr de ltur 0 retngulr 0,00088675 m -1,33635439-0,00039 infinit 0,03% Incertez d densímetr - óle 841,6 retngulr 0,57735069 kg/m 3-0,003113055-0,00180 infinit 0,60% Incertez d densidde d óle (repetitividde) 841,6 nrml 1,40967365 kg/m 3-0,003113055-0,00386 4,75% Incertez d densidde d óle x tempertur 3,0 retngulr 0,00411886 kg/m 3 / C -0,009339166-0,00004 infinit 0,00% Resluçã d densímetr - óle 0 retngulr 0,08867513 kg/m 3-0,003113055-0,00009 infinit 0,00% Incertez d densidde d águ (repetitividde) 979,3 nrml,3570604 kg/m 3-0,004147944-0,00978 9 17,64% Incertez d densímetr - águ 979,3 retngulr 0,57735069 kg/m 3-0,004147944-0,0039 infinit 1,06% Resluçã d densímetr - águ 0 retngulr 0,08867513 kg/m 3-0,004147944-0,0001 infinit 0,00% Incertez d densidde d águ x tempertur 3,0 retngulr 0,007594 kg/m 3 / C -0,01443833-0,0051 infinit 1,17% Presenç de sediments 0 retngulr 0,17305081 % 0,00571635 0,00099 infinit 0,18% Incertez d vlr d gl 9,78019 retngulr 1,1547E-05 m/s -0,68319446-0,00001 infinit 0,00% Reprdutibilidde 0 retngulr 0,005 BSW 1 0,0050 infinit 1,15% Diltçã térmic - tnque retngulr 0 BSW 1 0,00000 infinit 0,00% BSW 0,571 - - - - - k,07 0,033 4,7 U(BSW) 0,048 8,4 % BSW 0,571 ± 0,048 100,00% Figur 4. Resultd d segund ensi BS&W (10 medições)

77 Tmbém pel Figur 4. é bservd um reduçã d incertez expndid pr 0,048 pr mesm BS&W de 0,571 csinnd em um diminuiçã percentul de su incertez expndid pr 8,4%. Est centuçã sbre repetitividde d sensr de pressã cm tmbém d densidde d águ fi em funçã ds estimtivs ds mstrs cm lt desvi pdrã que nã crreu n cs d densidde d óle. Em funçã deste resultd fic evidente imprtânci d representçã significtiv d vriável de interesse pr su representçã, n prátic pssivelmente ests incertezs serã minimizds em funçã de bixs desvis pdrões. Outrs resultds cmprtivs sã presentds ns Figurs 4.3, 4.4 e 4.5 nde á mudnç d mss específic d óle. N Figur 4.3 é presentd resultd pr um médi d mss específic d óle de 900 kg/m³ (Petróle Medin), bserv-se que su incertez é de 0,083 pr cndiçã de BS&W 0,571 cm pressã idrstátic de 464 P e csinnd um percentul de su incertez expndid de 14,6%. Aumentnd em 3% su incertez expndid cmprd cm resultd d primeir ensi. Pr resultd d Figur 4.4 é dtd um médi d mss específic d óle de 950 kg/m³ (Petróle Pesd), bserv-se que crre ument de su incertez pr 0,6 pr cndiçã de BS&W 0,571, ist é mesm cndiçã ds ensis nterires, e csinnd um incertez expndid percentul de 39,6 %. Aumentnd su incertez expndid em 8% cmprd cm resultd d primeir ensi. Este resultd já er esperd em funçã d própri ceficiente de sensibilidde pr s vriáveis d mss especific d óle e d mss especific d águ. Prém qunt mis vlr d mss especific d águ se prxim d mss especific d óle tende umentr su incertez expndid, pr exempl pr um mss especific d óle de 978,3 kg/m³ tem-se um incertez expndid percentul de mis de 1.000% e pr mesm vlr btêm-se um resultd invlid, csinnd um divisã pr zer.

78 Grndezs Estimtiv Distribuiçã Ceficiente de Incertez Gru de Cntribuiçã Incertez pdrnizd de prbbilidde sensibilidde cmbind liberdde (%) Incertez d sensr de pressã 464 retngulr 51,961543 P 0,0004098 0,019 infinit 7,85% Repetitividde d pressã idrstátic 0 nrml 63,45553 P 0,0004098 0,059 9 41,6% Resluçã d sensr de pressã 0 retngulr,88675e-05 P 0,0004098 0,00000 infinit 0,00% Incertez d sensr de ltur 5 retngulr 0,00057735 m -,384805747-0,00138 infinit 0,1% Repetitividde d clun fluid 0 nrml 0,00447136 m -,384805747-0,01067 4 6,99% Resluçã d sensr de ltur 0 retngulr 0,00088675 m -,384805747-0,00069 infinit 0,03% Incertez d densímetr - óle 900,0 retngulr 0,57735069 kg/m 3-0,00541161-0,0031 infinit 0,60% Incertez d densidde d óle (repetitividde) 900,0 nrml 1,40967365 kg/m 3-0,00541161-0,0067 4,77% Incertez d densidde d óle x tempertur 3,0 retngulr 0,00411886 kg/m 3 / C -0,01634831-0,00007 infinit 0,00% Resluçã d densímetr - óle 0 retngulr 0,08867513 kg/m 3-0,00541161-0,00016 infinit 0,00% Incertez d densidde d águ (repetitividde) 979,3 nrml,3570604 kg/m 3-0,0070866-0,01698 9 17,70% Incertez d densímetr - águ 979,3 retngulr 0,57735069 kg/m 3-0,0070866-0,00416 infinit 1,06% Resluçã d densímetr - águ 0 retngulr 0,08867513 kg/m 3-0,0070866-0,0001 infinit 0,00% Incertez d densidde d águ x tempertur 3,0 retngulr 0,007594 kg/m 3 / C -0,01608598-0,00437 infinit 1,17% Presenç de sediments 0 retngulr 0,17305081 % 0,00571 0,00099 infinit 0,06% Incertez d vlr d gl 9,78019 retngulr 1,1547E-05 m/s -1,190156-0,00001 infinit 0,00% Reprdutibilidde 0 retngulr 0,005 BSW 1 0,0050 infinit 0,38% Diltçã térmic - tnque retngulr 0 BSW 1 0,00000 infinit 0,00% BSW 0,571 - - - - - k,07 0,0404 4,0 U(BSW) 0,083 14,6 % 57,1 % BSW 0,571 ± 0,083 100,00% Figur 4.3 Resultd d terceir ensi BS&W (Petróle Medin)

79 Cálcul d Incertez d BSW Grndezs Estimtiv Distribuiçã Ceficiente de Incertez Gru de Cntribuiçã Incertez pdrnizd de prbbilidde sensibilidde cmbind liberdde (%) Incertez d sensr de pressã 4773 retngulr 51,961543 P 0,001109793 0,05767 infinit 7,87% Repetitividde d pressã idrstátic 0 nrml 63,45553 P 0,001109793 0,07019 9 41,9% Resluçã d sensr de pressã 0 retngulr,88675e-05 P 0,001109793 0,00000 infinit 0,00% Incertez d sensr de ltur 5 retngulr 0,00057735 m -6,604601038-0,00381 infinit 0,1% Repetitividde d clun fluid 0 nrml 0,00447136 m -6,604601038-0,0954 4 7,31% Resluçã d sensr de ltur 0 retngulr 0,00088675 m -6,604601038-0,00191 infinit 0,03% Incertez d densímetr - óle 950,0 retngulr 0,57735069 kg/m 3-0,01465464-0,00846 infinit 0,60% Incertez d densidde d óle (repetitividde) 950,0 nrml 1,40967365 kg/m 3-0,01465464-0,01819 4,77% Incertez d densidde d óle x tempertur 3,0 retngulr 0,00411886 kg/m 3 / C -0,04396397-0,00019 infinit 0,00% Resluçã d densímetr - óle 0 retngulr 0,08867513 kg/m 3-0,01465464-0,0004 infinit 0,00% Incertez d densidde d águ (repetitividde) 979,3 nrml,3570604 kg/m 3-0,019505363-0,04597 9 17,71% Incertez d densímetr - águ 979,3 retngulr 0,57735069 kg/m 3-0,019505363-0,0116 infinit 1,06% Resluçã d densímetr - águ 0 retngulr 0,08867513 kg/m 3-0,019505363-0,00056 infinit 0,00% Incertez d densidde d águ x tempertur 3,0 retngulr 0,007594 kg/m 3 / C -0,058516089-0,0118 infinit 1,17% Presenç de sediments 0 retngulr 0,17305081 % 0,00571 0,00099 infinit 0,01% Incertez d vlr d gl 9,78019 retngulr 1,1547E-05 m/s -3,376519801-0,00004 infinit 0,00% Reprdutibilidde 0 retngulr 0,005 BSW 1 0,0050 infinit 0,05% Diltçã térmic - tnque retngulr 0 BSW 1 0,00000 infinit 0,00% BSW 0,571 - - - - - k,07 0,109 41,7 U(BSW) 0,6 39,6 % 57,1 % BSW 0,571 ± 0,6 100,00% Figur 4.4 Resultd d qurt ensi BS&W (Petróle Pesd)

80 Cálcul d Incertez d BSW Grndezs Estimtiv Distribuiçã Ceficiente de Incertez Gru de Cntribuiçã Incertez pdrnizd de prbbilidde sensibilidde cmbind liberdde (%) Incertez d sensr de pressã 4853 retngulr 51,961543 P -0,001057348-0,05494 infinit 7,75% Repetitividde d pressã idrstátic 0 nrml 63,45553 P -0,001057348-0,06687 9 41,1% Resluçã d sensr de pressã 0 retngulr,88675e-05 P -0,001057348 0,00000 infinit 0,00% Incertez d sensr de ltur 5 retngulr 0,00057735 m 6,460036803 0,00373 infinit 0,13% Repetitividde d clun fluid 0 nrml 0,00447136 m 6,460036803 0,0889 4 7,67% Resluçã d sensr de ltur 0 retngulr 0,00088675 m 6,460036803 0,00186 infinit 0,03% Incertez d densímetr - óle 1010,0 retngulr 0,57735069 kg/m 3 0,01396117 0,00806 infinit 0,60% Incertez d densidde d óle (repetitividde) 1010,0 nrml 1,40967365 kg/m 3 0,01396117 0,01733 4,76% Incertez d densidde d óle x tempertur 3,0 retngulr 0,00411886 kg/m 3 / C 0,04188635 0,00018 infinit 0,00% Resluçã d densímetr - óle 0 retngulr 0,08867513 kg/m 3 0,01396117 0,00040 infinit 0,00% Incertez d densidde d águ (repetitividde) 979,3 nrml,3570604 kg/m 3 0,01858361 0,04380 9 17,64% Incertez d densímetr - águ 979,3 retngulr 0,57735069 kg/m 3 0,01858361 0,01073 infinit 1,06% Resluçã d densímetr - águ 0 retngulr 0,08867513 kg/m 3 0,01858361 0,00054 infinit 0,00% Incertez d densidde d águ x tempertur 3,0 retngulr 0,007594 kg/m 3 / C 0,05575083 0,0117 infinit 1,17% Presenç de sediments 0 retngulr 0,17305081 % 0,00571 0,00099 infinit 0,01% Incertez d vlr d gl 9,78019 retngulr 1,1547E-05 m/s 3,30613141 0,00004 infinit 0,00% Reprdutibilidde 0 retngulr 0,005 BSW 1 0,0050 infinit 0,06% Diltçã térmic - tnque retngulr 0 BSW 1 0,00000 infinit 0,00% BSW 0,571 - - - - - k,07 0,1043 41,8 U(BSW) 0,16 37,8 % 57,1 % BSW 0,571 ± 0,16 100,00% Figur 4.5 Resultd d quint ensi BS&W (Petróle Extrpesd)

81 Já pr um óle extr-pesd, cnsidernd um estimtiv ds médis ds msss especifics d petróle de 1.010 kg/m³ bserv-se que crre ument de su incertez expndid cmprd cm resultd pr óle medin já pr óle pesd crre um diminuiçã d err ttl. Ist é pr mesm cndiçã de BS&W cm pressã de 4853 P su incertez é de 0,16 BS&W. Pr s cndições cim de 1.010 kg/m³ crrerá nvmente um diminuiçã de su incertez expndid. Cnfrme vist ns resultds ds Figurs 4., 4.3 e 4.4 escl d tip de óle é de fundmentl imprtânci pr timizçã d incertez expndid, pr s ensis iniciis fi especificd um petróle leve td petróle cm densidde igul u inferir 0,87 (u gru API igul u superir 31 ), pis fi que presentu melr resultd. Um utr resultd bstnte imprtnte é vliçã feit sbre vriável ltur, pis cnfrme vist ns resultds d Figur 4.1, 4.6 e 4.7, presentm sus incertezs expndids diferencids. N Figur 4.1 é presentd um resultd de su incertez expndid de 0,067, cm su incertez expndid percentul de 11,6 % pr s cndições de BS&W de 0,571 e cm ltur de 5m. Neste cs influênci d vriável ltur é pens 5,68 % d incertez ttl. N Figur 4.6 é presentd um resultd de su incertez expndid de 0,16, cm incertez expndid percentul de 5,6 % pr s cndições de BS&W de 0,571 e cm ltur de 1m. Neste cs influênci d vriável ltur é pens 4,13 % d incertez expndid ttl. E Figur 4.7 é presentd um resultd de su incertez expndid de 0,0448, cm su incertez expndid percentul de 18 % pr s cndições de BS&W de 0,571 e cm ltur de 3m. Neste cs influênci d vriável ltur é pens 5,05 % d incertez expndid ttl. Cnfrme vist ns resultds ds Figurs 4.1, 4.6 e 4.7 escl d ltur ótim pr s ensis é de fundmentl imprtânci pr timizçã d incertez expndid. Pr s ensis simples e cnsecutivs fi especificd ns prcediments de ensis, cnfrme Anex I, um ltur mínim de 3m pr tnque uditr.

8 Cálcul d Incertez d BSW Grndezs Estimtiv Distribuiçã Ceficiente de Incertez Gru de Cntribuiçã Incertez pdrnizd de prbbilidde sensibilidde cmbind liberdde (%) Incertez d sensr de pressã 9000 retngulr 51,961543 P 0,001178936 0,0616 infinit 3,40% Repetitividde d pressã idrstátic 0 nrml 89,447191 P 0,001178936 0,10545 4 69,34% Resluçã d sensr de pressã 0 retngulr 0,00088675 P 0,001178936 0,00000 infinit 0,00% Incertez d sensr de ltur 1 retngulr 0,00057735 m -6,681771647-0,00386 infinit 0,09% Repetitividde d clun fluid 0 nrml 0,00447136 m -6,681771647-0,0988 4 5,57% Resluçã d sensr de ltur 0 retngulr 0,00088675 m -6,681771647-0,00193 infinit 0,0% Incertez d densímetr - óle 841,6 retngulr 0,57735069 kg/m 3-0,003113055-0,00180 infinit 0,0% Incertez d densidde d óle (repetitividde) 841,6 nrml 1,40967365 kg/m 3-0,003113055-0,00386 4 0,09% Incertez d densidde d óle x tempertur 3,0 retngulr 0,00411886 kg/m 3 / C -0,009339166-0,00004 infinit 0,00% Resluçã d densímetr - óle 0 retngulr 0,08867513 kg/m 3-0,003113055-0,00009 infinit 0,00% Incertez d densidde d águ (repetitividde) 979,3 nrml 3,535533906 kg/m 3-0,004147944-0,01467 4 1,34% Incertez d densímetr - águ 979,3 retngulr 0,57735069 kg/m 3-0,004147944-0,0039 infinit 0,04% Resluçã d densímetr - águ 0 retngulr 0,08867513 kg/m 3-0,004147944-0,0001 infinit 0,00% Incertez d densidde d águ x tempertur 3,0 retngulr 0,007594 kg/m 3 / C -0,01443833-0,0051 infinit 0,04% Presenç de sediments 0 retngulr 0,17305081 % 0,00571635 0,00099 infinit 0,01% Incertez d vlr d gl 9,78019 retngulr 1,1547E-05 m/s -0,68319446-0,00001 infinit 0,00% Reprdutibilidde 0 retngulr 0,005 BSW 1 0,0050 infinit 0,04% Diltçã térmic - tnque retngulr 0 BSW 1 0,00000 infinit 0,00% BSW 0,571 - - - - - k,37 0,166 8,3 U(BSW) 0,301 5,6 % BSW 0,571 ± 0,301 100,00% Figur 4.6 Resultd d sext ensi BS&W (Altur de 1m)

83 Cálcul d Incertez d BSW Grndezs Estimtiv Distribuiçã Ceficiente de Incertez Gru de Cntribuiçã Incertez pdrnizd de prbbilidde sensibilidde cmbind liberdde (%) Incertez d sensr de pressã 7000 retngulr 51,961543 P 0,00039979 0,004 infinit 0,78% Repetitividde d pressã idrstátic 0 nrml 89,447191 P 0,00039979 0,03515 4 61,58% Resluçã d sensr de pressã 0 retngulr,88675e-05 P 0,00039979 0,00000 infinit 0,00% Incertez d sensr de ltur 3 retngulr 0,00057735 m -,75716-0,0019 infinit 0,08% Repetitividde d clun fluid 0 nrml 0,00447136 m -,75716-0,00996 4 4,95% Resluçã d sensr de ltur 0 retngulr 0,00088675 m -,75716-0,00064 infinit 0,0% Incertez d densímetr - óle 841,6 retngulr 0,57735069 kg/m 3-0,003113055-0,00180 infinit 0,16% Incertez d densidde d óle (repetitividde) 841,6 nrml 1,40967365 kg/m 3-0,003113055-0,00386 4 0,74% Incertez d densidde d óle x tempertur 3,0 retngulr 0,00411886 kg/m 3 / C -0,009339166-0,00004 infinit 0,00% Resluçã d densímetr - óle 0 retngulr 0,08867513 kg/m 3-0,003113055-0,00009 infinit 0,00% Incertez d densidde d águ (repetitividde) 979,3 nrml 3,535533906 kg/m 3-0,004147944-0,01467 4 10,7% Incertez d densímetr - águ 979,3 retngulr 0,57735069 kg/m 3-0,004147944-0,0039 infinit 0,9% Resluçã d densímetr - águ 0 retngulr 0,08867513 kg/m 3-0,004147944-0,0001 infinit 0,00% Incertez d densidde d águ x tempertur 3,0 retngulr 0,007594 kg/m 3 / C -0,01443833-0,0051 infinit 0,3% Presenç de sediments 0 retngulr 0,17305081 % 0,00571635 0,00099 infinit 0,05% Incertez d vlr d gl 9,78019 retngulr 1,1547E-05 m/s -0,68319446-0,00001 infinit 0,00% Reprdutibilidde 0 retngulr 0,005 BSW 1 0,0050 infinit 0,31% Diltçã térmic - tnque retngulr 0 BSW 1 0,00000 infinit 0,00% BSW 0,571 - - - - - k,9 0,0448 10, U(BSW) 0,103 18,0 % BSW 0,571 ± 0,103 100,00% Figur 4.7 Resultd d sétim ensi BS&W (Altur de 3m)

84 Pr simulçã d determinçã d vzã frm dtds situções reis, e que serã cndições de perçã pr s ensis de clibrçã de medidres de vzã. As cndições pr primeir ensi estã presentds n Figur 4.8, nde se bserv presenç de it cluns cm seguinte divisã: primeir clun present tds s grndezs de influênci pr cálcul d vzã, segund clun present s estimtivs dests grndezs, terceir clun present frm de distribuiçã de prbbilidde, qurt clun present cálcul d incertez pdrnizd cm sus uniddes, quint clun present ceficiente de sensibilidde, sext incertez pdrnizd, sétim gru de liberdde e últim é presentd de frm percentul d cntribuiçã de cd grndez n incertez ttl. De crd cm Figur 4.8, bserv-se que mir influênci de incertezs é repetitividde d vriável ltur que crrespnde quse 80%, dinte dist é interessnte executr um númer mir de medições pr determinçã d ltur. Que pr este primeir ensi frm dtds cinc medições pr grndez ltur. A vliçã pr 10 medições é presentd n Figur 4.9. O resultd d primeir ensi present um incertez expndid de 0,13 m³/ pr um vzã de 10,06 m³/, csinnd em um incertez expndid percentul de 1,3 %. A Figur 4.9 present resultd pr ument d númer de medições pr determinçã d ltur. Observ-se gr que crre um diminuiçã d influênci d repetitividde d vriável ltur pr 65 %, crretnd em um diminuiçã de su incertez expndid pr 0,085 m³/ cm um incertez expndid percentul de 0,8 %. Cm mir influênci de incertez é repetitividde d vriável ltur, presentnd pr ensi d Figur 4.8 quse que 80 %, dinte dist é interessnte executr um númer mir de medições pr determinçã d ltur.

85 Cálcul d Incertez d determinçã d Vzã Grndezs Estimtiv Distribuiçã Ceficiente de Incertez Gru de Cntribuiçã Incertez pdrnizd de prbbilidde sensibilidde cmbind liberdde (%) Incertez d sensr de ltur 5 retngulr 0,00057735 m 0,00798 0,00000 infinit 1,8% Repetitividde d sensr de ltur 0 nrml 0,00447136 m 0,00798 0,00001 4 76,85% Resluçã d sensr de ltur 0 retngulr 0,00088675 m 0,00798 0,00000 infinit 0,3% Incertez d Vlume d Pdrã (Arquement) 0, retngulr 0,00693118 m 3 0,0005 0,00000 infinit 4,86% Incertez d vriçã de vlume x tempertur 3 retngulr 0,001073886 m 3 0,0005 0,00000 infinit 0,14% Resluçã d medidr de tempertur 0 retngulr 1,07389E-07 m 3 0,0005 0,00000 infinit 0,00% Repetitividde d mediçã de tempertur 0 nrml 4,8056E-06 m 3 0,0005 0,00000 4 0,00% Incertez d inerci d bmb 0 retngulr 0,008018754 m 3 0,00050 0,00000 infinit 7,89% Resluçã d medidr de temp 000 retngulr 0,00088675 s -0,0079 0,00000 infinit,56% Reprdutibilidde 0 retngulr 0,000005 m³/s 1 0,00000 infinit 3,07% Diltçã térmic - tnque 0,008597 retngulr 0,004963396 m 3 0,0005 0,00000 infinit 3,0% VAZÃO 0,003 - - m 3 /s - - k,5 0,0000 7 VAZÃO 0,000 1,3 % VAZÃO 0,003 ± 0,000 m 3 /s 100,00% BSW 0,571 Vzã 10 VAZÃO 10,060 ± 0,130 m 3 / Figur 4.8 Resultd d primeir ensi VAZÃO (5 medições)

86 Cálcul d Incertez d determinçã d Vzã Grndezs Estimtiv Distribuiçã Ceficiente de Incertez Gru de Cntribuiçã Incertez pdrnizd de prbbilidde sensibilidde cmbind liberdde (%) Incertez d sensr de ltur 5 retngulr 0,00057735 m 0,00798 0,00000 infinit,08% Repetitividde d sensr de ltur 0 nrml 0,0031678 m 0,00798 0,00001 9 6,41% Resluçã d sensr de ltur 0 retngulr 0,00088675 m 0,00798 0,00000 infinit 0,5% Incertez d Vlume d Pdrã (Arquement) 0, retngulr 0,00693118 m 3 0,0005 0,00000 infinit 7,89% Incertez d vriçã de vlume x tempertur 3 retngulr 0,001073886 m 3 0,0005 0,00000 infinit 0,3% Resluçã d medidr de tempertur 0 retngulr 1,07389E-07 m 3 0,0005 0,00000 infinit 0,00% Repetitividde d mediçã de tempertur 0 nrml 4,8056E-06 m 3 0,0005 0,00000 4 0,00% Incertez d inerci d bmb 0 retngulr 0,008018754 m 3 0,00050 0,00000 infinit 1,81% Resluçã d medidr de temp 000 retngulr 0,00088675 s -0,0079 0,00000 infinit 4,16% Reprdutibilidde 0 retngulr 0,000005 m³/s 1 0,00000 infinit 4,98% Diltçã térmic - tnque 0,008597 retngulr 0,004963396 m 3 0,0005 0,00000 infinit 4,91% VAZÃO 0,003 - - m 3 /s - - k,1 0,0000 3 VAZÃO 0,000 0,8 % VAZÃO 0,003 ± 0,000 m 3 /s 100,00% BSW 0,571 Vzã 10 VAZÃO 10,060 ± 0,085 m 3 / Figur 4.9 Resultd d segund ensi VAZÃO (10 medições)

87 N Figur 4.8 é presentd um resultd de su incertez expndid de 0,130 cm pr s cndições de vzã de 10,06 m³/ e cm ltur de 5m. Neste cs influênci d vriável ltur é de 78,45 % d incertez expndid ttl. N Figur 4.10 é presentd um resultd de su incertez expndid de 0,178 cm pr s cndições de vzã de 10,007 m³/ e cm ltur de 1m. Neste cs influênci d vriável ltur é pens 1,88 % d incertez expndid ttl, mstrnd que pr s cndições próxims de vzã su incertez expndid pr vriçã d ltur nã é significnte, prém influênci d vriável ltur é reduzid mis que 50 %, e deixnd mir incertez pr s cndições de prtid e de desligment d bmb. A Figur 4.11 present um resultd pr quisiçã d vriável temp trvés d tribut Current d vriável d tip TAG PLC d Elipse SCADA que pssui um resluçã de 1s, crretnd em um incertez expndid de 1,3 %. Já resultd d Figur 4.8 quisiçã é feit trvés d tribut TimeStmp d vriável tip TAG PLC d Elipse SCADA que pssui um resluçã de 1ms. Observ-se que pr quisiçã d vriável temp é insignificnte su resluçã pr resultd de su incertez expndid, csinnd mesm incertez expndid pr s dis css. Um bservçã imprtnte é que pr cndições de ensis cm bix BS&W e cm bix vzã s incertezs expndids umentm. Cm exempls sã presentds s Figurs 4.1 e 4.13. N Figur 4.1 é presentd resultd cm BS&W de 7 % crretnd em um incertez expndid percentul de 46,4 %. Já Figur 4.13 present resultd pr um vzã de 0,69 m³/ crretnd em um incertez expndid percentul de 4 %.

88 Cálcul d Incertez d determinçã d Vzã Grndezs Estimtiv Distribuiçã Ceficiente de Incertez Gru de Cntribuiçã Incertez pdrnizd de prbbilidde sensibilidde cmbind liberdde (%) Incertez d sensr de ltur 1 retngulr 0,00057735 m 0,00798 0,00000 infinit 0,36% Repetitividde d sensr de ltur 0 nrml 0,00447136 m 0,00798 0,00001 4 1,43% Resluçã d sensr de ltur 0 retngulr 0,00088675 m 0,00798 0,00000 infinit 0,09% Incertez d Vlume d Pdrã (Arquement) 0, retngulr 0,000785196 m 3 0,005 0,00000 infinit 0,53% Incertez d vriçã de vlume x tempertur 3 retngulr 0,000133989 m 3 0,005 0,00000 infinit 0,0% Resluçã d medidr de tempertur 0 retngulr 1,33989E-08 m 3 0,005 0,00000 infinit 0,00% Repetitividde d mediçã de tempertur 0 nrml 5,9919E-07 m 3 0,005 0,00000 4 0,00% Incertez d inerci d bmb 0 retngulr 0,008018754 m 3 0,0050 0,0000 infinit 55,01% Resluçã d medidr de temp 400 retngulr 0,00088675 s -0,00747 0,00000 infinit 0,64% Reprdutibilidde 0 retngulr 0,000005 m³/s 1 0,00000 infinit 0,86% Diltçã térmic - tnque 0,008597 retngulr 0,004963396 m 3 0,005 0,00001 infinit 1,08% VAZÃO 0,003 - - m 3 /s - - k,03 0,0000 87 VAZÃO 0,000,0 % VAZÃO 0,003 ± 0,000 m 3 /s 100,00% BSW 0,571 Vzã 10 VAZÃO 10,007 ± 0,198 m 3 / Figur 4.10 Resultd d terceir ensi VAZÃO (Altur de 1m)

89 Cálcul d Incertez d determinçã d Vzã Grndezs Estimtiv Distribuiçã Ceficiente de Incertez Gru de Cntribuiçã Incertez pdrnizd de prbbilidde sensibilidde cmbind liberdde (%) Incertez d sensr de ltur 5 retngulr 0,00057735 m 0,00798 0,00000 infinit 1,31% Repetitividde d sensr de ltur 0 nrml 0,00447136 m 0,00798 0,00001 4 78,88% Resluçã d sensr de ltur 0 retngulr 0,00088675 m 0,00798 0,00000 infinit 0,33% Incertez d Vlume d Pdrã (Arquement) 0, retngulr 0,00693118 m 3 0,0005 0,00000 infinit 4,99% Incertez d vriçã de vlume x tempertur 3 retngulr 0,001073886 m 3 0,0005 0,00000 infinit 0,15% Resluçã d medidr de tempertur 0 retngulr 1,07389E-07 m 3 0,0005 0,00000 infinit 0,00% Repetitividde d mediçã de tempertur 0 nrml 4,8056E-06 m 3 0,0005 0,00000 4 0,00% Incertez d inerci d bmb 0 retngulr 0,008018754 m 3 0,00050 0,00000 infinit 8,10% Resluçã d medidr de temp 000 retngulr 0,88675135 s 0,00000 0,00000 infinit 0,00% Reprdutibilidde 0 retngulr 0,000005 m³/s 1 0,00000 infinit 3,15% Diltçã térmic - tnque 0,008597 retngulr 0,004963396 m 3 0,0005 0,00000 infinit 3,10% VAZÃO 0,003 - - m 3 /s - - k,5 0,0000 6 VAZÃO 0,000 1,3 % VAZÃO 0,003 ± 0,000 m 3 /s 100,00% BSW 0,571 Vzã 10 VAZÃO 10,060 ± 0,18 m 3 / Figur 4.11 Resultd d qurt ensi VAZÃO (Aquisiçã de 1s)

90 Cálcul d Incertez d BSW Grndezs Estimtiv Distribuiçã Ceficiente de Incertez Gru de Cntribuiçã Incertez pdrnizd de prbbilidde sensibilidde cmbind liberdde (%) Incertez d sensr de pressã 43000 retngulr 51,961543 P 0,000491063 0,055 infinit 3,90% Repetitividde d pressã idrstátic 0 nrml 89,447191 P 0,000491063 0,0439 4 70,81% Resluçã d sensr de pressã 0 retngulr,88675e-05 P 0,000491063 0,00000 infinit 0,00% Incertez d sensr de ltur 5 retngulr 0,00057735 m -1,76960804-0,00074 infinit 0,0% Repetitividde d clun fluid 0 nrml 0,00447136 m -1,76960804-0,00571 4 1,0% Resluçã d sensr de ltur 0 retngulr 0,00088675 m -1,76960804-0,00037 infinit 0,00% Incertez d densímetr - óle 841,6 retngulr 0,57735069 kg/m 3-0,00569337-0,00304 infinit 0,34% Incertez d densidde d óle (repetitividde) 841,6 nrml 1,40967365 kg/m 3-0,00569337-0,00654 4 1,57% Incertez d densidde d óle x tempertur 3,0 retngulr 0,00411886 kg/m 3 / C -0,015808011-0,00007 infinit 0,00% Resluçã d densímetr - óle 0 retngulr 0,08867513 kg/m 3-0,00569337-0,00015 infinit 0,00% Incertez d densidde d águ (repetitividde) 979,3 nrml 3,535533906 kg/m 3-0,001991663-0,00704 4 1,8% Incertez d densímetr - águ 979,3 retngulr 0,57735069 kg/m 3-0,001991663-0,00115 infinit 0,05% Resluçã d densímetr - águ 0 retngulr 0,08867513 kg/m 3-0,001991663-0,00006 infinit 0,00% Incertez d densidde d águ x tempertur 3,0 retngulr 0,007594 kg/m 3 / C -0,005974988-0,0011 infinit 0,05% Presenç de sediments 0 retngulr 0,17305081 % 0,0074959 0,00048 infinit 0,01% Incertez d vlr d gl 9,78019 retngulr 1,1547E-05 m/s -0,6583064-0,00001 infinit 0,00% Reprdutibilidde 0 retngulr 0,005 BSW 1 0,0050 infinit 0,3% Diltçã térmic - tnque retngulr 0 BSW 1 0,00000 infinit 0,00% BSW 0,74 - - - - - k,44 0,05 8,0 U(BSW) 0,17 46,4 % Figur 4.1 Resultd d itv ensi BS&W (Bix BS&W)

91 Cálcul d Incertez d determinçã d Vzã Grndezs Estimtiv Distribuiçã Ceficiente de Incertez Gru de Cntribuiçã Incertez pdrnizd de prbbilidde sensibilidde cmbind liberdde (%) Incertez d sensr de ltur 5 retngulr 0,00057735 m 0,000174875 0,00000 infinit 0,08% Repetitividde d sensr de ltur 0 nrml 0,00447136 m 0,000174875 0,00000 4 5,00% Resluçã d sensr de ltur 0 retngulr 0,00088675 m 0,000174875 0,00000 infinit 0,0% Incertez d Vlume d Pdrã (Arquement) 0, retngulr 0,00693118 m 3 0,0000315 0,00000 infinit 0,3% Incertez d vriçã de vlume x tempertur 3 retngulr 0,001073886 m 3 0,0000315 0,00000 infinit 0,01% Resluçã d medidr de tempertur 0 retngulr 1,07389E-07 m 3 0,0000315 0,00000 infinit 0,00% Repetitividde d mediçã de tempertur 0 nrml 4,8056E-06 m 3 0,0000315 0,00000 4 0,00% Incertez d inerci d bmb 0 retngulr 0,008018754 m 3 0,00003 0,00000 infinit 0,51% Resluçã d medidr de temp 3000 retngulr 0,00088675 s -0,0079 0,00000 infinit 4,7% Reprdutibilidde 0 retngulr 0,000005 m³/s 1 0,00000 infinit 51,14% Diltçã térmic - tnque 0,008597 retngulr 0,004963396 m 3 0,0000315 0,00000 infinit 0,0% VAZÃO 0,000 - - m 3 /s - - k,01 0,0000 1597 VAZÃO 0,000 4,0 % VAZÃO 0,000 ± 0,000 m 3 /s 100,00% VAZÃO 0,69 ± 0,05 m 3 / Figur 4.13 Resultd d quint ensi VAZÃO (Bix Vzã)

4. RESULTADOS EXPERIMENTAIS 9 Pr vlidçã dest metdlgi de cálcul de incertez fi elbrd um utr plnil em cnjunt cm s plnils já existentes utilizds ns simulções, denmind Aquisiçã. A plnil dds tmbém fi elbrd pel Sftwre Excel d Micrsft. A plnil denmind Aquisiçã é respnsável pel quisiçã ds grndezs necessáris determinçã d vzã e d BS&W. Est plnil trbl em cnjunt cm sistem supervisóri d lbrtóri send pssível mnitrr tds s dds em temp rel. Um vez dd iníci à quisiçã esses dds sã rmzends em intervls préestbelecids e rmzends pr psterir trtment. Após términ d quisiçã s estimtivs ds grndezs de influênci sã trnsferids pr s plnils Dds-BS&W e Dds-Vzã nde sã relizds s cálculs d vzã e d BS&W prprimente dit, pr gerçã ds gráfics n sistem supervisóri. N fse de quisiçã servidr OPC dispnibiliz s vriáveis de interesse de tds s instruments. Vi Elipse é cnfigurd temp de quisiçã ds vriáveis de interesse. Os dds btids lng ds testes sã trnsferids pr um plnil mdel denmind Vzã, pr determinçã d vzã e pr plnil BS&W pr determinçã d BS&W. Neste mesm dcument d Excel existe plnil denmind Instruments nde está presente um bnc de dds que cntem tds s infrmções sbre s prprieddes e crcterístics ds instruments utilizds pr mediçã, tis cm dds de certificd de clibrçã, resluçã, etc, e tmbém plnil de Ensi águ e óle pr crreçã ds msss especifics d águ e d óle cm tmbém registr d resultd ds nálises físic-químics ds mstrs de águ e óle pr cálcul de repetitividde d determinçã ds msss específics. Cm equipe de pi técnic d lbrtóri está em fse de treinment de segurnç industril e cm tmbém lbrtóri ind encntr-se em fse finl de seu

93 prjet de instrumentçã pr dequçã d recebiment d petróle, ensi de BS&W nã fi executd. Pr ensi de vzã fi dtd prcediment, cnfrme Anex I, send que em virtude d nã existênci de um instrument de teste (medidr de vzã) fi dtd vriável vzã em funçã d velcidde n eix d bmb. Cm mesm é cind pr inversr de freqüênci cm cntrle vetril sensrless de velcidde pssui um excelente regulçã de velcidde de ±0,1 %. Pr ensi de vzã s cndições sã s seguintes: Temp de celerçã: 5 s; Temp de descelerçã 10 s; Velcidde d Mtr: 1799 rpm; Redutr de engrengens: 6,41; Vzã: 10,88 m³/; Pressã de reclque 3 br; Vlume mrt tubulçã: 0,086434 m³. Vlume mrt tnque uditr: 0,05787 m³. Velcidde n eix d bmb: 80,6 rpm; A nálise físic-químic d águ fi efetud pel Lbrtóri de Mecânic ds Fluids d Deprtment de Engenri Mecânic d UFRN e é presentd bix: Densidde ds mstrs Tempertur 7 C Unidde de medid (g/cm³) AMOSTRAS 1ª mediçã ª mediçã 3ª mediçã Médi 3 006 0,9963 0,9965 0,9965 0,9964 3 008 0,9966 0,9965 0,9965 0,9965 3 009 0,9965 0,9965 0,9963 0,9964 3 010 0,9967 0,9966 0,9966 0,9966 3 011 0,9966 0,9966 0,9968 0,9967 Tbel 4.1 Análise d águ

94 A nálise fi efetud trvés de um densímetr de vidr cm resluçã de 0,0001 g/cm³. As mstrs sã identificds em funçã d lin em que se clerm s mstrs e cnfrme prjet de identificçã d tubulçã. A vzã é determind utiliznd sftwre d própri frnecedr d bmb NETZSCH, e su curv crcterístic é presentd n Figur 4.14. Figur 4.14 Curv crcterístic d bmb NETZSCH O cálcul d vlume mrt é efetud fim de se determinr td vlume preencid n tubulçã durnte ensi cm tmbém vlume de equipments e cessóris presentes n tnque uditr, cm pr exempl: cve de nível e nds de scrifíci, vlume mrt é subdividid pel vlume mrt intern d tnque que já fi previmente clculd pels técnics d INMETRO, e frnecid cm certificd de rqueçã d tnque, e pel vlume mrt d