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breve histórico. sem muito que acrescentar. análise sintética. objetivos e métodos sobre as técnicas e procedimentos. ...............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
Tipologia: Notas de aula
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Não perca as partes importantes!
Parte manuscrita do Trabalho de Fim de Curso elaborado pelas alunas Rowena Maria Teixeira Vieira e Thalita Nascimento Secchim e apresentado ao Colegiado do Curso de Pós Graduação – Engenharia de Condicionamento / Comissionamento do Centro Tecnológico da Universidade Federal do Espírito Santo, para obtenção do certificado de Especialista.
Aos nossos pais por terem nos dado a oportunidade de construir nossa trajetória.
A todos que nos auxiliaram durante este trabalho.
Agradecemos primeiramente a Deus pela oportunidade e privilégio em participar deste curso, compartilhar essa experiência e pelo enorme aprendizado que tivemos. Aos organizadores e professores do PROMINP por oferecer um curso de qualificação e de excelente qualidade. Ao nosso orientador Prof. Flank Melo de Lima a nossa gratidão, pois não mediu esforços e socializou seus conhecimentos, dando-nos as diretrizes e orientações necessárias e importantes na elaboração desta monografia. Ao nosso Prof. Alessandro de Almeida Santos que nos ajudou na definição do tema da monografia e nos deu subsídios para avançarmos neste trabalho. Finalmente, agradecemos a todas as pessoas mais próximas do convívio diário pela paciência e tolerância pela nossa ausência, pelo carinho e apoio incondicional.
Figura 29 - Perfil de temperatura do sistema típico proposto ................................................. 52 Figura 30 - Perfil de pressão do sistema típico proposto ........................................................ 52 Figura 31 - Esquema da ANM ................................................................................................ 54 Figura 32 - Seção transversal de um umbilical eletro-hidráulico ........................................... 56 Figura 33 - Modelo computacional do sistema de comissionamento ..................................... 62 Figura 34 - Variação da pressão na flowline e riser de serviço .............................................. 63 Figura 35 - Variação da pressão na flowline e riser de produção ........................................... 64 Figura 36 - Perfil de pressão da flowline e riser de serviço durante teste hidrostático (t = 0 min) ............................................................................................................................... 64 Figura 37 - Perfil de pressão da flowline e riser de serviço durante teste hidrostático (t = 30 min) ............................................................................................................................. 65 Figura 38 - Perfil de pressão da flowline e riser de serviço durante teste hidrostático (t = 60 min) ............................................................................................................................. 65 Figura 39 - Perfil de pressão da flowline e riser de produção durante teste hidrostático (t = 0 min) ............................................................................................................................... 66 Figura 40 - Perfil de pressão da flowline e riser de produção durante teste hidrostático (t = 30 min) ............................................................................................................................. 66 Figura 41 - Perfil de pressão da flowline e riser de produção durante teste hidrostático (t = 60 min) ............................................................................................................................. 67 Figura 42 - Vazão de água durante teste hidrostático das linhas de serviço........................... 67 Figura 43 - Vazão de água durante teste hidrostático das linhas de produção ................................................................................................................................. 68 Figura 44 - Volume de diesel injetado na linha de serviço..................................................... 69 Figura 45 - Vazão de diesel injetado na linha de serviço ....................................................... 69 Figura 46 - Velocidade e posição do PIG nas linhas vs tempo .............................................. 70 Figura 47 - Volume de diesel na UEP com injeção de gás ..................................................... 71 Figura 48 - Vazão de diesel na UEP com injeção de gás ....................................................... 71 Figura 49 - Velocidade e posição do segundo PIG nas linhas vs tempo ................................ 72 Figura 50 - Velocidade e posição do segundo PIG nas linhas após reabertura ...................... 73 Figura 51 - Vazão de óleo após abertura do poço .................................................................. 73
Tabela 1 - Recursos necessários para o comissionamento do poço........................................ 52 Tabela 2 - Atividades de comissionamento das linhas e testes das válvulas da ANM ........... 58 Tabela 3 - Sequência das atividades para deslocamento do diesel da linha de serviço .......... 60 Tabela 4 - Sequência das atividades para abertura da DHSV e abertura do poço .................. 61
Comissionamento - Conjunto de operações prévias necessárias para deixar o duto em condições apropriadas para a pré-operação, operação, teste hidrostático, manutenção e inspeção por “pig” instrumentado.
Condicionamento - São as atividades necessárias para, após o término dos serviços de limpeza, colocar o duto em condições de hibernação. Considera-se o sistema condicionado quando estiver com seus processos corrosivos totalmente inibidos.
Duto Híbrido - Duto submarino contendo trechos rígidos e flexíveis.
Substituição de Fluido - Consiste em remover a água e/ou outro fluido do interior do duto com a utilização de pigs ou não na zona de interface dos fluidos ou simplesmente pelo uso de fluido com característica diferente, por exemplo, gás natural e MEG ou Etanol.
Gasoduto Submarino - Sistema Submarino composto por dutos rígidos, trechos dinâmicos e/ou estáticos (i. e. riser e flow) e/ou dutos flexíveis, tramos dinâmicos e/ou estáticos (i.e. riser e flow), seus equipamentos e acessórios destinados a coleta, injeção e escoamento de gás.
Hibernação - Ato de manter temporariamente um duto ou trecho de duto fora de operação, devidamente condicionado, para eventual retorno a operação.
Inertização - Processo que visa, fundamentalmente, evitar a formação de atmosfera explosiva no interior do duto e de seus componentes, devendo, ainda, minimizar o desenvolvimento de um processo corrosivo.
Limpeza Final - Considera-se como limpeza final aquela que vai assegurar a disponibilidade operacional do duto para a atividade subsequente, por exemplo, isenção de óxidos, areia e resíduos metálicos.
Pré-secagem - É a operação de eliminação de bolsões de água remanescentes do esvaziamento com a utilização de pigs ou não, deslocados por fluido adequado a cada caso.
Plano de Contigência - Plano elaborado entre as gerências envolvidas no comissionamento visando o atendimento a possíveis emergências durante a operação.
Plano de Comunicação - Documento que organiza e descreve como deve ocorrer a comunicação durante o comissionamento, destacando quem deve tomar ciência da operação.
Procedimento Mútuo de Operação - Procedimento que padroniza as ações de operação e de monitoramento dos parâmetros operacionais do gasoduto a ser comissionado.
Secagem - Processo de retirada de água até serem atingidos os critérios estabelecidos pelo projeto.
Riser - Porção vertical de uma linha de escoamento para transporte do óleo/gás natural do poço até a plataforma.
Flowline - Parte do duto de produção depositada no fundo do mar.
Offshore - Localizado ou operado no mar.
Manifold - Estrutura metálica apoiada no fundo do mar e que acomoda válvulas e acessórios que permitem que o mesmo esteja conectado à árvore de natal molhada, outros sistemas de produção, de tubulações e risers.
FPSO (Floating Production Storage and Offloading) - Unidade flutuante equipada com planta de processo, com capacidade para processar o óleo recebido, armazenar o óleo, enviar gás através de um gasoduto e transferir o óleo para um navio aliviador.
DOG-LEG - Mudança de direção do poço.
ERW (Extended Reach Well) - Tipo de poço direcional de grande afastamento. O poço ERW (Extended Reach Well) ou poço de grande afastamento tem como característica uma grande distância horizontal entre a locação da sonda de perfuração e o alvo.
KOP (kick off point) - Ponto onde se inicia o ganho de inclinação do poço.
BUILD-UP - Trecho do poço com ganho de ângulo.
1.1 Objetivos........................................................................................................................ 15 1.1.1 Objetivo Geral ..................................................................................................... 15 1.1.2 Objetivos Específicos .......................................................................................... 16 2 PETRÓLEO ....................................................................................................................... 17 2.1 Histórico ........................................................................................................................ 17 2.1.1 No mundo ............................................................................................................ 17 2.1.2 No Brasil.............................................................................................................. 19 2.2 Origem do petróleo ....................................................................................................... 20 2.3 Composição e classificação do petróleo ....................................................................... 21 2.4 Perfuração ..................................................................................................................... 23 2.5 Completação ................................................................................................................. 25 2.5.1 Tipos de completação ........................................................................................ 26 2.5.1.1 Quanto ao posicionamento da cabeça do poço ..................................... 26 2.5.1.1.1 Completação seca .............................................................................. 27 2.5.1.1.2 Completação molhada ....................................................................... 28 2.5.2 Etapas de uma completação............................................................................... 28 2.5.2.1 Instalação dos equipamentos de superfície .......................................... 28 2.5.2.2 Condicionamento do poço .................................................................... 29 2.5.2.3 Canhoneio ............................................................................................. 30 2.5.2.4 Instalação da coluna de produção ......................................................... 31 2.5.2.5 Colocação do poço em produção .......................................................... 32
Os sistemas de exploração e produção de petróleo e gás necessitam de condições especiais para que o processo seja realizado satisfatoriamente. Entretanto, para que essas atividades sejam realizadas é imprescindível que o processo tenha como ponto de partida o poço e a plataforma. O escoamento de petróleo e gás em ambiente offshore, especialmente em águas profundas, tem se constituído num grande desafio para a consolidação do sucesso econômico dos projetos de produção. Todo conjunto de equipamentos, acessórios e dispositivos instalados devem estar em perfeitas condições de uso e o inicio de seu funcionamento deve ser realizado de forma a garantir o escoamento dos produtos extraídos. É nesse contexto que a Engenharia de Condicionamento/Comissionamento é de extrema importância para deixar a plataforma em condições de operar, de forma segura e econômica durante toda sua vida produtiva. Desta forma, este trabalho objetiva apresentar os principais componentes necessários para a exploração e produção de petróleo e gás, descrevendo as operações de comissionamento de uma plataforma, o sistema poço-plataforma e suas principais características, rotinas, limpeza dos dutos e sequências operacionais de partida.
Palavras-Chave: Comissionamento, Dutos, Poço, Petróleo, Plataforma.
Operating and production systems of oil and gas need special conditions for the process be carried out satisfactorily. However, to such activities are carried out must, is necessary starts initially in the well and the platform. The flow of oil and gas in offshore environment, especially in deep water, has constituted a major challenge for the consolidation of the economic success of the production projects. The entire set of equipment, accessories and devices installed must be in perfect condition and the beginning of its operation should be performed to ensure the disposal of the products extracted. Its in this context that the Conditioning/Commissioning Engineering is extremely important to the platform operate safely and economically throughout their productive lives. Thus, the aim os this study presents was to show the main components needed for the exploration and production of oil and gas, describing operations of the commissioning of a platform, the well-platform system and its main features, routines, cleaning products and operational sequences.
Word-keys: Commisssioning, Pipeline, Well, Oil, Rig.
1.1.2 Objetivos Específicos Tendo em vista o objetivo principal, pretende-se atingir as seguintes metas: Apresentar os principais equipamentos que compõem um sistema poço-plataforma; Relatar aspectos importantes da garantia de escoamento; Detalhar as seqüências de operação de comissionamento; Fazer uma exemplificação por meio de simulação computacional visando modelar um sistema típico de produção para avaliar o desempenho do sistema proposto. Fazer levantamento de material bibliográfico para consultas acadêmicas, objetivando fundamentar a pesquisa.
2.1 Histórico 2.1.1 No Mundo O registro da participação do petróleo na vida do homem remonta a tempos bíblicos. Na antiga Babilônia, os tijolos eram assentados com asfalto e o betume era largamente utilizado pelos fenícios na calafetação de embarcações. Os egípcios o usaram na pavimentação de estradas, para embalsamar os mortos e na construção de pirâmides, enquanto gregos e romanos dele lançaram mão para fins bélicos. No Novo Mundo, o petróleo era conhecido pelos índios pré-colombianos, que o utilizavam para decorar e impermeabilizar seus potes de cerâmica. Os incas, os maias e outras civilizações antigas também estavam familiarizados com o petróleo, dele se aproveitando para diversos fins. [6] O petróleo era retirado de exsudações naturais encontradas em todos os continentes. O início e a sustentação do processo de busca com crescente afirmação do produto na sociedade moderna datam de 1859, quando foi iniciada a exploração comercial nos Estados Unidos, logo após a célebre descoberta do Cel. Drake, em Tittusville, Pensilvânia, com um poço de apenas 21 metros de profundidade perfurado com um sistema de percussão movido a vapor, que produziu 2m^3 /dia de óleo. Descobriu-se que a destilação do petróleo resultava em produtos que substituíam, com grande margem de lucro, o querosene obtido a partir do carvão e o óleo de baleia, que eram largamente utilizados para iluminação. Estes fatos marcaram o início da era do petróleo. [6] Posteriormente, com a invenção dos motores a gasolina e a diesel, estes derivados até então desprezados adicionaram lucros expressivos à atividade. Até o fim do século passado os poços se multiplicaram e a perfuração com o método de percussão viveu seu período áureo. Neste período, entretanto, começa a ser desenvolvido o processo rotativo de perfuração. Em 1900, no Texas, o americano Anthony Lucas, utilizando o processo rotativo, encontrou óleo a uma profundidade de 354 metros. Este evento foi considerado um marco importante na perfuração rotativa e na história do petróleo. [6] Nos anos seguintes a perfuração rotativa se desenvolve e progressivamente substitui a perfuração pelo método de percussão. A melhoria dos projetos e da qualidade do aço, os novos projetos de brocas e as novas técnicas de perfuração possibilitam a perfuração de poços com mais de 10.000 metros de profundidade.
