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.

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.

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.

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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