Condições Operacionais Petróleo

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2. Pressão do Reservatório e temperatura

Tanto a pressão do reservatório e a temperatura afetarão a definição dos materiais da válvula. A pressão do reservatório está diretamente relacionada com a pressão do poço, o que afetará a pressão de operação da válvula. A pressão muito elevada do reservatório pode exigir uma metalurgia especial para a vávula e pode elevar o custo do material de forma dramática. Por outro lado, se a pressão no reservatório for muito baixa, o gás de elevação (gás-lift) ou outros mecanismos de elevação artificial podem ser necessários. O gás-lift pode afetar o projeto da válvula. O gás-lift pode implicar em efeitos ainda piores de resfriamento tipo Joule-Thomson e causar preocupações com a metalurgia. Efeito Joule-Thomson (queda de temperatura) está associada ao gás que flui através do produto pela ação do choke, onde pode ocorrer grande queda de pressão. O gás-lift também pode fazer com que o fluxo de fluido no interior da válvula fique estável ou instável.

A temperatura do reservatório também pode afetar metalurgia da válvula. A temperatura muito elevada do reservatório pode exigir a utilização de materiais especiais e elevar os custos.

Temperaturas extremamente altas ou baixas também podem restringir a flexibilidade do projeto.

3. Formações Reservatório

A formação do reservatório pode ser classificada como consolidada ou não consolidada. As areias marinhas depositadas, como formações de arenito, são frequentemente cimentadas com minerais calcários ou siliciosas e podem ser fortemente consolidadas (Bradley et al., 1992). Mioceno e areias mais jovens são muitas vezes não consolidadas ou apenas parcialmente consolidadas com argila mole ou lodo.

Com formações consolidadas, grãos individuais tendem a mover-se facilmente, especialmente quando houver aumento da pressão, que muitas vezes associadas a alta produção e altas taxas de fluxo. Este fato contribui para acelerar a erosão da válvula. Que tipo de formações os reservatórios são constituídos e a probabilidade de produzir areia na produção de petróleo são peças importantes para os engenheiros no projeto de válvulas.

4. Perfis de Produção

O perfil de produção é um dos dados mais importantes para o dimensionamento de válvulas. Os perfis de produção defininem como conteúdos de petróleo, água e gás taxas de fluxo que irão mudar com o tempo durante a vida do poço. A Figura 2.1 mostra perfis de produção em preto-petróleo típicos de óleo, água e gás. [pic 1]

Fonte Livro Offshore Pipelines. C:\Guido\Valvulas\2.Introducao_a_engenharia_submarina\Prominp-UFRGS

Normalmente, a vazão de petróleo vai atingir o máximo de produção em um curto período

e tempo e permanecerá no fluxo máximo durante alguns anos antes de declinar. A água normalmente não é produzida na fase inicial de produção. Depois que a água começa ser produzida a vazão de água tende a aumentar rapidamente e ficar na vazão máxima durante algum tempo antes da produção começe a diminuir. Programas para manutenção da pressão bem sucedidos são aplicados, a produção de água pode não diminuir muito durante a vida do poço. A taxa de fluxo de gás é normalmente associada com a produção de petróleo e é determinada pela relação gás-óleo, a menos que haja uma capa de gás ativa na formação. Se existir uma capa de gás, a produção de gás será muito maior do que a taxa de gás na solução.

Engenheiros de válvulas precisam entender os impactos da produção de gás e líquido na seleção dos materiais metálicos para o projeto das válvulas. As válvulas devem ser dimensionadas para manobrar a produção máxima e também deverá operar durante toda a vida do campo, em especial para a fase tardia da vida do campo quando as taxas de fluxo são muito mais baixas. Se o fluxo ficar instável pode afetar a integridade dos materiais metálicos da válvula, causando desgaste prematuro na válvula e corrosão excessiva.

5. Fluidos e Composições da água

Composições dos fluidos e da água afetaram as espeficicações dos materiais metálicos das válvulas submersas. A metalurgia das válvulas submersas deve satisfazer os requisitos de serviço azedos dependete da composição dos fluídos e água. Os fluidos produzidos que contêm CO₂ e/ou H₂S, é muito provavel que ocorra corrosão nas válvulas e deverão ser desenvolvidas estratégias de mitigação de corrosão. Utlizar uma liga resistente a corrosão - CRA (corrosion resistant alloy) ou será necessário a aplicação de um inibidor químico ou associar as duas soluções.

Se for utilizada a injeção de água para a manutenção da pressão no reservatório, após o avanço da água de injeção no reservatório, por vezes H₂S também poderá ser produzido (Seto e Beliveau; 2000, Evan s, 2001; Khatib e Salanitro, 1997; Smit h e Thurlow, 1978). Isto também é chamado acidificação do reservatório. A injeção de água nem sempre vai resultar em acidificação do reservatório. Se a injeção de água do mar está prevista, estudos de acidificação do reservatório devem ser realizados para avaliar a quantidade de H₂S que possa ser produzido, e os materiais das válvulas devem considerar esta operação.

A composição da água produzida também pode ter impactos significativos sobre na seleção dos materiais metálicos das válvulas. Os cations, tal como o cálcio, magnésio e bário, podem reagir com os anions, como sulfato, carbonato e bicarbonato, para formar incrustrações que podem bloquear o fluxo nas válvulas (Oddo e Tomson, 1976; Cowan e Weintritt, 1976).

É sabido que a água salgada é corrosiva. Quanto mais sal na água, tanto mais corrosivo será. A água do mar contém altas concentrações de sal sendo muito corrosiva. Os gases dissolvidos na água, tais como oxigênio, sulfeto de hidrogênio, dióxido de carbono, aumentam significativamente a corrosividade da água. Uma análise detalhada da composição da água é, portanto, muito crítica para o projeto adequado das válvulas submersas.

6. Propriedades PVT Fluidos

PVT do fluido (pressão-volume-temperatura) etas propriedades irão afetar significativamente a seleção dos materiais metálicos para aplicação em válvulas submersas. As válvulas devem ser dimensionadas para operar o fluxo de produção com uma perda de carga especificada. A queda de pressão é normalmente