(Parte 1 de 2)

Eng. Luiz Antônio Chaves, MSc.

Engenharia de Petróleo Offshore Agosto de 2008

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MSc MSc 2 2

Tó picos do Curso picos do Curso

Engenharia de Petr Engenharia de Petróó leo leo --

Conceitos Conceitos

Arranjos Submarinos Arranjos Submarinos

Equipamentos de Superf Equipamentos de Superfíí cie cie

An Anáá lise de Projetos lise de Projetos

Dimensionamento de Equipamentos Dimensionamento de Equipamentos para EVTE para EVTE

Estudo de Caso Real Estudo de Caso Real ––

Desenvolver Desenvolver projetos conceituais. projetos conceituais.

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MSc MSc 3 3

Objetivos Objetivos

Apresentar as tecnologia de engenharia Apresentar as tecnologia de engenharia para processamento de petr para processamento de petróó leo, os leo, os sistemas de produ sistemas de produçç ão e delineamento de ão e delineamento de projetos petrol projetos petrolíí feros feros offshore offshore. .

Inclui a an Inclui a anáá lise do sistema e especifica lise do sistema e especificaçç ão ão de sistemas para extra de sistemas para extraçç ão, ão, processamento, transporte e transferência processamento, transporte e transferência de fluidos para região de fluidos para região onshore onshore ou para ou para á rea de armazenamento tempor rea de armazenamento temporáá rio. rio.

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MSc MSc 4 4

Estrutura do Curso Estrutura do Curso

Arranjo Produtivo I Arranjo Produtivo I

Conceitos Gerais e aplica Conceitos Gerais e aplicaçç ões para o ões para o desenvolvimento de Sistemas de desenvolvimento de Sistemas de

Engenharia Engenharia

Offshore Offshore para processamento para processamento de fluidos. de fluidos.

Arranjo Produtivo I Arranjo Produtivo I

Desenvolvimento de Projetos Conceituais de Desenvolvimento de Projetos Conceituais de processamento de fluidos. processamento de fluidos.

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MSc MSc 5 5

Alternativas de Projeto Alternativas de Projeto

Qual o melhor arranjo? Quais as incertezas? Qual o melhor projeto?

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MSc MSc 6 6

Aplica Aplicaçç ão Pr ão Práá tica tica

Ap Apóó s a descoberta da jazida e a s a descoberta da jazida e a co mprova co mprovaçç ão do volume e estimativa de ão do volume e estimativa de produ produçç ão de petr ão de petróó leo/ g leo/ gáá s s é desenvolvido desenvolvido o EVTE. o EVTE.

O EVTE O EVTE é um estudo anal um estudo analíí tico e profundo tico e profundo para definir quais as alternativas para definir quais as alternativas tecnol tecnolóó gicas que auferem a maior gicas que auferem a maior lucratividade e o menor risco do lucratividade e o menor risco do empreendimento que como empreendimento que como ú nica fun nica funçç ão ão maximizar a extra maximizar a extraçç ão de fluidos do ão de fluidos do reservat reservatóó rio com o menor custo. rio com o menor custo.

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MSc MSc 7 7

O EVTE O EVTE é dividido genericamente em 7 dividido genericamente em 7 mó dulos: dulos:

Engenharia do Reservat Engenharia do Reservatóó rio (Engenharia rio (Engenharia do po do poçç o). o).

Engenharia Sub marina Engenharia Sub marina

Engenharia de Superf Engenharia de Superfíí cie cie

Regula Regulaçç ão ão

Meio Ambiente Meio Ambiente

Pol Políí tica P tica Púú blica (Aspectos S blica (Aspectos Sóó cio

Econô micos) Econô micos)

Log Logíí stica stica

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MSc MSc 8 8

Justificativa do EVTE Justificativa do EVTE

Maximizar o lucro!

Reduzir Incertezas Reduzir Incertezas no Empreendimento no Empreendimento

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MSc MSc 9 9

Arranjos Produtivos Arranjos Produtivos

Engenharia Sub marina Engenharia Sub marina

Engenharia de Superf Engenharia de Superfíí cie cie

Engenharia de Dutos Engenharia de Dutos

(dutos/ (dutos/ rises rises// flowline flowline) )

Atenção: Quando se estuda os sistemas de engenharia tem de analisar Detalhadamente quais os fluidos que são processados, os mecanismos que regem os processos e as propriedades físico-químicas.

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Fase I Fase I

Engenharia de Engenharia de

Petr Petróó leo leo

Offshore Offshore

Conceitos Básicos

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Co mposi Co mposiçç ão dos Fluidos do ão dos Fluidos do

Reservat Reservatóó rio Petrol rio Petrolíí fero fero

Hidrocarbonetos ( Hidrocarbonetos (

Paraf Parafíí nicos nicos ,

Naftênicos Naftênicos ,

Aro m Aro máá ticos, ticos,

Asf Asfáá ltico ltico) )

Compostos Sulforosos Compostos Sulforosos --Gá s s

Sulf Sulfíí drico drico (H (H polissulfetos polissulfetos e e

Mercaptans Mercaptans (RSH) (RSH)

Compostos Oxigenados: Compostos Oxigenados: é steres, cetonas, steres, cetonas, á cidos cidos carbox carboxíí licos, fen licos, fenóó is is

Compostos Nitrogenados: NO, NO Compostos Nitrogenados: NO, NO

Metais (Pb, Metais (Pb,

Zn Zn , V,

Ni Ni ,

Fe Fe , Ti, Cr, Mo,

, Ti, Cr, Mo,

Cu Cu e outros) e outros)

Sais ( Sais (

NaCl NaCl ,

NaBr NaBr , CaCl

, CaCl

Areia (Argilas, Areia (Argilas,

Silte

Silte) )

A caracterização físico-química do óleo interfere no desenvolvimento do Projeto. Discuta analisando os mecanismos que podem interferir no empreendimento.

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Classes de Classes de Ó leo leo ––

Densidade Densidade

Petr Petróó leos Leves: acima de 30 leos Leves: acima de 30°° API ( API (

Petr Petróó leos M leos Méé dios: entre 21 e 30 dios: entre 21 e 30°° API API

Petr Petróó leos Pesados: abaixo de 21 leos Pesados: abaixo de 21°° API API

A classe de óleo interfere na escolha de equipamentos para promover a elevação. A classe de óleo também estáassociada ao tipo de campo Petrolífero quanto a sua surgência. Discuta.

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API do API do ó leo e Peso Espec leo e Peso Especíí fico do fico do ggáás s

Onde:

γ= peso específico do gás PM = Peso Molecular da substância

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An Anáá lise PVT lise PVT --

Densidade do g

Densidade do gáás s

Gá s Real s Real

Onde: ρg = densidade do gás γ= peso específico do gás P = Pressão T = temperatura z = fator de compressibilidade z T

Pg γ

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Rela Relaçç ão do G ão do Gáá s Ideal s Ideal

Onde: V= Volume P = Pressão T = temperatura R = constante Real dos gases n = número de moles do gás

Em projeto a Equação e Clayperonéuma aproximação

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Teor de Enxofre Teor de Enxofre

Petróleos “Doces”(sweet): teor de enxofre < 0,5 % de sua massa

Petróleos “Ácidos”(sour): teor de enxofre > 0,5 % em massa

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Caracteriza Caracterizaçç ões do Petr ões do Petróó leo leo

Teor de sal: Teor de sal:

Podendo ser expresso em Podendo ser expresso em miligramas de miligramas de

NaCl NaCl por litro de por litro de ó leo, indica a leo, indica a quantidade de sal dissolvido na quantidade de sal dissolvido na á gua presente no gua presente no ó leo em forma de emulsão; leo em forma de emulsão;

Ponto de fluidez: Ponto de fluidez:

Indica a menor temperatura Indica a menor temperatura que permite que o que permite que o ó leo flua em determinadas leo flua em determinadas condi condiçç ões de teste; ões de teste;

Teor de cinzas: Teor de cinzas:

Estabelece a quantidade de Estabelece a quantidade de constituintes met constituintes metáá licos no licos no ó leo ap leo apóó s sua s sua combustão completa. combustão completa.

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Vari Variáá veis do Reservat veis do Reservatóó rio rio

Basic Basic

Sedi ments Sedi ments

Water Water

Teor de sedimentos e Teor de sedimentos e á gua presente no petr gua presente no petróó leo. leo.

Pw - Pe q IP=

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An Anáá lise do Projeto lise do Projeto

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Conclusões Conclusões

Dados do Reservat Dados do Reservatóó rio permitem rio permitem an anáá lise e o desenvolvimento do lise e o desenvolvimento do projeto. projeto.

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Engenharia Engenharia

Sub marina Sub marina

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Limites do Empreendimento Limites do Empreendimento

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Spread Spread

Mooring Mooring

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Itens B Itens Báá sicos sicos ––

Caracteriza Caracterizaçç ão ão

An Anáá lise Geral do Projeto lise Geral do Projeto

Local: Bacia Mar Local: Bacia Maríí ti ma ti ma

Distancia da costa Distancia da costa

Tipo de plataforma Tipo de plataforma

Escoamento, trecho e destino Escoamento, trecho e destino

Tipo de Fluidos Tipo de Fluidos

Explotados Explotados

Quantidade de Po Quantidade de Poçç os os

Arranjo submarino Arranjo submarino

Exporta Exportaçç ão de Fluidos ão de Fluidos ––Ó leo ( leo (

Escoamento de Fluido Escoamento de Fluido ––Gá s ( s (

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Justificativas do uso do FPSO Justificativas do uso do FPSO

1. 1.Ideal para regiões sem infra-estrutura;

2.Grande área de convés e capacidade para receber peso;

3.Cronograma reduzido para conversão;

4.Custo pouco sensível ao aumento da LDA;

5.Fácil de ser removido e reutilizado;

6.Flexibilidade para o desenvolvimento do ca mpo.

Quais os itens que interferem na desenvolvimento do projeto para engenharia de superfície?

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Caracteriza Caracterizaçç ão do Projeto ão do Projeto - -

Os objetivos do projeto Os objetivos do projeto -- ES C O P O ES C O P O

Cronograma preliminar da atividade Cronograma preliminar da atividade

Localiza Localizaçç ão e limites dos ão e limites dos

Blocos/Ca mpos Blocos/Ca mpos

4. 4. N ú mero total de po mero total de poçç os do projeto e que os do projeto e que serão interligados serão interligados

Localiza Localizaçç ão da Unidade de produ ão da Unidade de produçç ão ão

Justificativas Justificativas

Descri Descriçç ão geral dos processos de ão geral dos processos de produ produçç ão ão

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Equipa mentos Submarinos Equipa mentos Submarinos

ANM (Cabe ANM (Cabeçç a do Po a do Poçç o) o)

Spool Spool

Manifold Manifold

Sub marino Sub marino

Flowline Flowline

Riser Riser

Umbilical El Umbilical Eléé trico Hidr trico Hidráá ulico ulico

Te mplate Te mplate

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Arranjo Submarino Arranjo Submarino

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Arranjo Submarino Arranjo Submarino

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Ancorage m Ancorage m

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Arranjo Geral do Sistema Arranjo Geral do Sistema de Produ de Produçç ão

Integra Integraçç ão de ão de

Equipamentos do Po Equipamentos do Poçç o, o,

Submarinos e de Submarinos e de

Superf Superfíí cie cie

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Estrutura Geral de Po Estrutura Geral de Poçç o de o de

Produ Produçç ão ão

( (( (opcional opcionalopcional opcional) ))

Co mpletação Seca

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Dispositivos da Coluna at Dispositivos da Coluna atéé a AN a AN

Tubo de produção

–Éo componente de maior consumo e custo em uma coluna de produção. Usado para conduzir os fluidos do fundo da coluna àsuperfície.

Válvula de segurança de subsuperfície (DHSV) ou SSSV

–Dispositivo de segurança instalada a cerca de 30 m abaixo da superfície, ou do assoalho marinho que tem a função de fechar o poço em casos de emergência. Opera sempre pressurizado.

Redução

–Conexão usada para permitir o acoplamento entre componentes de diâmetro diferentes na coluna.

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Dispositivos da Coluna at Dispositivos da Coluna atéé a AN a AN

Mandril de gas-lift

–Dispositivo que tem a função de alojar a válvula que permitiráa circulação do gás do espaço anular para a coluna de produção.

Liner

–Tubulação de revestimento externo que protege a coluna de produção das paredes do furo do poço.

Junta telescopia (TSR)

–Dispositivo que absorve a expansão ou contração da coluna de produção, causadas pelas variações de temperatura sofridas quando da produção ou injeção de fluidos.

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Dispositivos da Coluna at Dispositivos da Coluna atéé a AN a AN

PackerHidráulico ou de Produção

–Tem a função de promover o fechamento do espaço anular entre o tubo de revestimento e a coluna de produção, numa determinada profundidade.

–Os objetivos desse equipamento são:

Proteger o revestimento (acima dele) contra pressões da formação de fluidos corrosivos

Possibilitar a injeção controlada de gás, pelo anular, nos casos de elevação artificial por gas-lift.

Permitir a produção seletiva de várias zonas por uma única coluna de produção (com mais de um packer).

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Dispositivos da Coluna at Dispositivos da Coluna atéé a AN a AN

Niple

–Equipamento normalmente instalado no fundo da coluna de produção, abaixo de todas as outras ferramentas, com o objetivo de alojar o tampão mecânico (shear-out), válvula de retenção ou registrador de pressão.

Shear-o ut

–Equipamento instalado no fundo da coluna de produção, com o objetivo de realizar o tamponamento temporário desta coluna, quando necessário

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Tipos de Tipos de

Co mpleta Co mpletaçç ão ão

Co mpleta Co mpletaçç ão ão

Seca Seca

Co mpleta Co mpletaçç ão ão

Molhada Molhada

Discuta as vantagens e desvantagens do tipo de completação.

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Arranjo Submarino Arranjo Submarino

Co mpleta Co mpletaçç ão ão

Molhada Molhada

Linhas de fluxo e equipamentos de Linhas de fluxo e equipamentos de suporte a extra suporte a extraçç ão fluidos e inje ão fluidos e injeçç ão ão de fluidos no reservat de fluidos no reservatóó rio. rio.

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Equipamentos na Cabe Equipamentos na Cabeçç a do Po a do Poçç o o

Co mpleta Co mpletaçç ão ão

Seca ou Molhada Seca ou Molhada

São os equipamentos responsáveis pelas seguintes atividades:

–•Ancoragem da coluna de produção

–•Vedação entre a coluna e o revestimento de produção

–•Controle do fluxo de fluidos oriundo do reservatório.

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Equipamentos de Equipamentos de

Co mpleta Co mpletaçç ão ão

Cabeça de produção

Éum carretel com dois flanges e duas saídas laterais. O flange inferior fica apoiado na cabeça do revestimento de produção e o flange superior recebe a árvore de natal com seu adaptador.

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