Sistemas de produção artificial: métodos e seleção

Os sistemas de produção artificiais são processos utilizados em poços de petróleo para aumentar a pressão dentro do reservatório e assim encorajar os aumentos de óleo para a superfície.

Quando a energia de impulso natural do reservatório não é forte o suficiente para empurrar o óleo para a superfície, um sistema artificial é usado para obter mais material.

Sistemas de produção artificial: métodos e seleção 1

Fonte: pixabay.com

Embora alguns poços contenham pressão suficiente para que o óleo suba à superfície sem a necessidade de realizar qualquer estímulo, a maioria não, portanto, é necessário um sistema artificial.

Dos aproximadamente milhões de poços de petróleo e gás produzidos no mundo, apenas 5% flui naturalmente, tornando quase toda a produção mundial de petróleo e gás dependente de operações eficientes de sistemas de produção artificiais.

Mesmo para os poços que inicialmente têm um fluxo natural para a superfície, essa pressão está acabando com o tempo. O uso de um sistema artificial também é necessário para eles.

Métodos

Embora existam vários métodos para alcançar a produção artificial, os dois principais tipos de sistemas artificiais são sistemas de bombeamento e sistemas de elevação de gás.

Por exemplo, nos Estados Unidos, 82% dos poços usam roqueiros mecânicos, 10% usam elevador de gás, 4% usam bombas submersíveis elétricas e 2% usam bombas hidráulicas.

Sistemas de bombeamento

Sistema de bombeamento mecânico

Este sistema utiliza equipamentos na superfície e abaixo dela para aumentar a pressão e empurrar os hidrocarbonetos para o chão. Bombas mecânicas são os balancins conhecidos que são vistos em poços de petróleo em terra.

Acima da superfície, o balancim oscila para frente e para trás. Ele está conectado a uma cadeia de hastes denominadas hastes de bomba, que afundam no poço.

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As hastes de bombeamento são conectadas à bomba da haste, que é instalada como parte dos tubos próximos ao fundo do poço.

À medida que o balancim oscila, isso opera a corrente da haste, a haste da bomba e a bomba da bomba, operando de maneira semelhante aos pistões dentro de um cilindro.

A haste da bomba eleva o óleo do fundo do poço para a superfície. Normalmente, as unidades de bombeamento são acionadas eletronicamente ou por meio de um motor a gasolina, chamado de motor primário.

Para o sistema de bombeamento funcionar corretamente, é usado um redutor de velocidade para garantir que a unidade da bomba se mova constantemente.

Sistema de bombeamento hidráulico

Esse sistema de bombeamento aplica uma bomba hidráulica do fundo do poço, em vez de hastes de bombeamento, para elevar o óleo à superfície. A produção é forçada contra os pistões, fazendo com que a pressão e os pistões levem os fluidos à superfície.

Semelhante à física aplicada às rodas hidráulicas que acionam os antigos moinhos, a energia natural é usada dentro do poço para elevar a produção à superfície.

As bombas hidráulicas são geralmente compostas por dois pistões, um em cima do outro, conectados por uma barra que se move para cima e para baixo dentro da bomba.

As bombas hidráulicas de superfície e as hidráulicas subterrâneas são acionadas por óleo limpo, previamente extraído do poço.

A bomba de superfície envia o óleo limpo através dos tubos para a bomba hidráulica instalada no subsolo, na parte inferior da corrente da tubulação. Os fluidos do tanque são enviados para a superfície por uma segunda cadeia paralela de tubos.

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Sistema de bombeamento submersível elétrico

Os sistemas de bombeamento submersíveis elétricos empregam uma bomba centrífuga abaixo do nível dos fluidos do reservatório. Conectada a um longo motor elétrico, a bomba é composta por vários impulsores, ou pás, que movimentam os fluidos dentro do poço.

Todo o sistema é instalado na parte inferior da cadeia de tubulações. Um cabo elétrico percorre toda a extensão do poço e conecta a bomba a uma fonte superficial de eletricidade.

A bomba submersa elétrica aplica produção artificial girando os impulsores no eixo da bomba, que exercem pressão sobre os fluidos circundantes, forçando-os a subir à superfície.

As bombas submersíveis elétricas produzem em massa e podem levantar mais de 25.000 barris de fluidos por dia.

Sistema de elevação de gás

Como um sistema de produção artificial emergente, o elevador de gás injeta gás comprimido no poço para restaurar a pressão, produzindo-o. Mesmo quando um poço flui sem suporte artificial, geralmente usa uma forma natural de elevação de gás.

O gás injetado, principalmente nitrogênio, reduz a pressão no fundo do poço, diminuindo a viscosidade dos fluidos no poço. Por sua vez, isso faz com que os fluidos fluam mais facilmente para a superfície. Normalmente, o gás injetado é o mesmo gás reciclado produzido no poço de petróleo.

Embora tenha muito poucas unidades na superfície, este sistema é a opção ideal para aplicá-lo no mar. No fundo do poço, o gás comprimido é injetado no anel do tubo, entrando no poço por vários pontos de acesso, chamados válvulas de elevação de gás.

À medida que o gás entra no tubo nesses diferentes estágios, forma bolhas, alivia fluidos e diminui a pressão.

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Seleção de um sistema de produção artificial

Para obter o potencial máximo para o desenvolvimento de qualquer poço de petróleo ou gás, o sistema de produção artificial mais eficiente deve ser selecionado. Os critérios usados ​​historicamente para selecionar o sistema artificial para um poço específico variam amplamente no setor:

– Experiência do operador.

– Quais sistemas artificiais estão disponíveis para instalações em determinadas áreas do mundo.

– O sistema artificial que está operando em poços adjacentes ou similares.

– Determine quais sistemas serão implementados na velocidade desejada e a partir das profundidades necessárias.

– Avalie listas de vantagens e desvantagens.

– Sistemas especialistas para descartar e selecionar sistemas.

– Avaliação de custos iniciais, custos operacionais, capacidades de produção, etc. com o uso da economia como ferramenta de seleção, geralmente baseada no valor presente.

Na maioria dos casos, o sistema de produção artificial que funcionou melhor em campos semelhantes serve como critério de seleção. Além disso, os equipamentos e serviços disponíveis podem facilmente determinar qual sistema de produção artificial será aplicado.

No entanto, quando parte do cenário exigiria custos significativos para manter altas taxas de produção nos poços, é prudente considerar a maioria dos métodos de avaliação e seleção disponíveis.

Referências

  1. Rigzone (2019). Como funciona o elevador artificial? Retirado de: rigzone.com.
  2. UNAM (2019). Fundamentos de sistemas de produção artificial. Retirado de: ptolomeo.unam.mx:8080.
  3. Schlumberger (2019). Elevador artificial. Retirado de: slb.com.
  4. Petrowiki (2019). Elevador artificial. Retirado de: petrowiki.org.
  5. Wikipedia, a enciclopédia livre (2019). Elevador artificial. Retirado de: en.wikipedia.org.

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