Basic Sediment Water 62

Durante a produção de óleo em um poço é natural que, juntamente ao óleo, água seja produzida devido a diversos fatores como as propriedades e condições do reservatório, proximidade com aquíferos ou injeção de água como método de recuperação secundária. Dependendo das condições de produção e no estágio de produção que o campo esteja este parâmetro pode variar de 0 até 100% como quando há formação de cones de água, quando a vazão de produção de água atinge um limite crítico. O Basic

Sediments and Water, muitas vezes chamado de corte ou fração de água ou simplesmente

muito conhecido pela sigla BSW é expresso a rigor pela Equação (4.46). Usualmente, como em muitos campos a quantidade de sedimentos é significativamente inferior à de água, o BSW é utilizado como parâmetro de determinação da quantidade de água presente no óleo.

𝐵𝑆𝑊 𝑄

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O cálculo do BSW é importante na determinação da vazão, pois a grande parte das correlações de escoamento multifásico consideram a mistura água-óleo como uma fase com densidades e viscosidades médias e inserem o BSW dentro da formulação para considerar qual parcela é referente ao óleo e qual parcela é referente a água. Apesar de ser a abordagem mais utilizada, aplicar o BSW dessa forma resulta em erros que fazem aumentar a sensibilidade deste parâmetro quanto a precisão da sua medição.

A água presente no óleo pode estar contida de três maneiras: água livre, água emulsionada ou água solúvel. A água livre caracteriza-se por não estar quimicamente ligada ao óleo. Isso significa que os dois líquidos são produzidos ao mesmo tempo, porém em velocidades diferentes. Já a água emulsionada apresenta ligação química ao óleo, gerando emulsão água-óleo devido a diversos fatores como regime de fluxo turbulento ou cisalhamento nos equipamentos como bombas e válvulas. Por fim, na água solúvel, os dois líquidos são considerados imiscíveis, porém ocorre solubilidade em baixo grau da água com o óleo devido a temperatura ou tipo de hidrocarboneto.

Em um campo em operação, o BSW é medido através do monitoramento contínuo de amostras coletadas na superfície nos vasos separadores ou amostras coletadas em tanques. As condições de medição variam de acordo com o campo produtor, suas facilidades de produção e custos envolvidos. PESSOA [56] levanta os principais métodos de obtenção do BSW: Micro-ondas, condutividade elétrica, aceleração de Coriolis, através de coletas de amostras de campo, pela medição da vazão bruta e a partir da pressão estática.

4.4.1

Esses métodos são apropriados para unidades de produção que contenham processamento primário no campo, poços de alta produtividade e pouco espaço disponível para facilidades de produção. Este fato é devido aos altos custos dos medidores quando utilizados para poços de baixa produção. Outro importante fato para destacar é que eles são sensíveis a homogeneidade da mistura e presença de gás [56].

O método de micro-ondas está baseado na medição do comprimento e do ângulo de fase de uma onda que percorrem em meio a mistura água-óleo. A onda irá variar dependendo da fração de água na mistura.

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Já o método de condutividade elétrica utiliza um sensor indutivo para medir a condutividade elétrica da mistura e assim é associada a quantidade de água da mistura.

Por fim, no método da aceleração de Coriolis mede-se a torção de um tubo em U. A torção é proporcional a massa específica da mistura contida no tubo. Este método requer o conhecimento prévio das massas específicas da água e do óleo.

4.4.2

Nesse método, coleta-se, na cabeça de poço ou em vasos separadores de teste, uma amostra de fluido do poço. Em seguida, a vazão total do fluido é medida por medidores de vazão convencionais. Por fim, a amostra coletada é analisada em laboratório através de processos de aquecimento ou centrifugação, para que a água seja separada do óleo. Assim, uma vez separada a água, calcula-se o BSW através da razão entre água e óleo ou através da destilação usando um desemulsificante [56].

De acordo com PESSOA [56], outra opção é recolher as amostras do tanque de teste em maior quantidade e após uma certa quantidade de tempo de repouso, a vazão é calculada a partir da medição da variação do fluido no tanque e do tempo de coleta, armazenada num tanque. Desta forma, a medição é feita através de medidores de nível ou através da medição da água livre através da interface de contato água-óleo.

4.4.3

Muito utilizado em campos terrestres, este método consiste em inicialmente acumular a produção em um tanque, chamada de vazão de óleo bruta, durante um certo período de tempo. Em seguida, a obtenção do BSW é feita em duas etapas. Na primeira etapa, realizada no campo, determina-se o volume de água livre através da medição da água recolhida de uma caixa de drenagem e o excedente é o volume de óleo mais água emulsionada. Já na segunda etapa, a obtenção de separação da água do óleo na emulsão é feita através do processo de aquecimento e centrifugação. Assim, o BSW é a razão da água obtida nas duas etapas pelo volume total de fluido no tanque [56]. Deste modo também pode-se obter a vazão de óleo através da Equação (4.47).

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4.4.4

Em um tanque cilíndrico são adicionados dois fluidos: emulsão de água em óleo e emulsão de óleo em água onde P1 representa a pressão estática do primeiro fluido e P2

representa a pressão estática do segundo fluido em kg/cm2_{, h é a altura em metros do}

cilindro, 𝜌w é a densidade da água e 𝜌o é a densidade do óleo e estão representados na

Figura 4.8. Desta forma o BSW é calculado através da Equação (4.48) [56].

Figura 4.8 – Medição da pressão estática. Fonte: Figura adaptada de [56].

𝐵𝑆𝑊 10, 198 𝑃 ℎ 𝑑

𝜌 𝜌 (4.48)

4.5 Parâmetros Operacionais