Injeção Contínua de Polímeros e de Bancos de Gradação Polimérica

Com as amostras na saturação de água conata e preenchidas com óleo, injetou-se solução polimérica a fim de avaliar o desempenho deste método de recuperação. Conforme já explicitado anteriormente, a injeção de polímeros foi avaliada sob duas perspectivas: a injeção contínua de solução polimérica (teste 1) e o processo de gradação viscosa em duas configurações diferentes (testes 2 e 3). Em todos os testes, as metodologias de injeção de polímeros foram mantidas até que a produção de óleo fosse nula. Desta forma, foi possível avaliar o potencial de cada uma das metodologias na recuperação de óleo pesado para as condições representadas pelos experimentos

A Figura 4.16 apresenta os históricos volumétricos da injeção de polímeros, já corrigidos pelos volumes mortos de entrada e saída, para os testes realizados. Nesta figura é possível observar que a irrupção da solução polimérica, nos três testes, ocorreu após ser injetado um volume equivalente a 27% do volume poroso (Figura 4.16 – A.2, B.2 e C.2). Quando comparada à injeção de água, a irrupção da solução polimérica nos testes ocorreu mais tardiamente, indicando uma frente de deslocamento mais estável. O maior grau de estabilidade associado aos escoamentos envolvendo soluções poliméricas e o óleo está atrelado ao fato de a razão viscosa entre estes fluidos ser mais favorável. A irrupção mais tardia da solução polimérica também indica uma antecipação da produção de óleo e um menor volume produzido do fluido injetado.

A fim de atingir a saturação de óleo residual, no teste de injeção contínua de polímeros decidiu-se injetar um volume de solução polimérica correspondente a 15 volumes porosos. Embora a saturação de óleo residual tenha sido atingida após a injeção de um volume de solução polimérica de aproximadamente 10 volumes porosos (linha preta da Figura 4.16– A.1), manteve-se os mesmos 15 VPinj nos testes 2 e 3 com intuito de preservar uma similaridade entre

todos testes. Além disso, nos processos de gradação viscosa, após a injeção do primeiro banco polimérico (1850 ppm), a frente de deslocamento entre os bancos subsequentes é mais instável quando comparada à injeção contínua de polímero, a qual sugere períodos de tempo mais extensos para se atingir a saturação de óleo residual. Esta situação é indicada pelas linhas pretas na Figura 4.16 – B.1 e C.1, onde o término da produção bifásica acontece após 2894,2 e 2909,2 minutos de injeção nos testes 2 e 3, respectivamente. Ademais, nota-se que os períodos de produção bifásica durante a injeção de polímeros, apesar de diferirem entre si, são menos extensos se analisados em relação à injeção de água.

Destaca-se ainda que a dificuldade envolvendo a leitura do volume de interface entre as fases oleica e aquosa nas provetas também foi observada durante esta etapa. Diante disso, assim como na segunda embebição, foram realizadas interpolações lineares para alguns pontos da injeção a partir dos pontos amostrados.

Figura 4.16: Históricos Volumétrico - injeção de polímeros (A.1) Teste 1 - 15 PVinj (A.2)

Teste 1 - 1.4 PVinj (B.1) Teste 2 - 15 PVinj (B.2) Teste 2 - 1.4 PVinj (C.1) Teste 3 – 15 PVinj

Dado o volume total injetado para os processos de gradação viscosa e os definidos para os bancos poliméricos na seção 4.3, tem-se que o volume de solução salina injetada para os testes 2 e 3 corresponderam 14.1 e 13.9 volumes porosos, respectivamente. A Tabela 4.16 apresenta os volumes injetados, em termos de fração de volume poroso, para cada um dos bancos poliméricos e para a solução salina durante os testes 2 e 3.

Tabela 4.16: Volumes dos bancos poliméricos e da solução salina injetada para as configurações avaliadas do processo de gradação viscosa

Testes Volume Banco I Volume Banco II Volume Banco III Volume de Solução Salina Teste 2 0.31 0.61 - 14.1 Teste 3 0.31 0.33 0.39 13.9

Conforme demonstra os históricos de pressão da Figura 4.17, a injeção de solução polimérica no meio poroso, nas diferentes metodologias de injeção avaliadas, resulta em uma redução dos diferencias de pressão ao longo das amostras. No caso do teste 1, devido à injeção contínua da solução polimérica de 1850 ppm, observou-se que as pressões se estabilizam em valores maiores quando comparados aos diferencias de pressão dos testes 2 e 3. Nestes testes, constatou-se que conforme as soluções poliméricas de diferentes concentrações deslocam os fluidos residentes nas amostras os diferencias de pressão decaem sob diferentes taxas.

Os históricos de pressão dos testes 2 e 3 (Figura 4.17 – B e C) demonstram que no final da injeção de solução salina, os diferenciais de pressão estabilizam-se em patamares semelhantes. Além disso, estes mesmos históricos indicam que, durante o regime permanente, os valores de pressão foram maiores do que aqueles referentes à segunda embebição (injeção convencional de água). A diferença entre estes valores está associada à retenção do polímero no meio poroso, que dificulta a passagem da solução salina na amostra após a injeção dos bancos de polímero. A análise mais detalhada da retenção do polímero do meio poroso é apresentada na seção 4.4.6.

Assim como na segunda embebição, a permeabildiade efetiva à água na saturação de óleo residual (kwef –Pol/Wat) também foi calculada para esta etapa dos testes de deslocamento

Para tal, foram utilizados os seguintes parâmetros: vazão, viscosidade do fluido deslocante, diferencial de pressão ao longo da amostra e as dimensões geométricas básicas das amostras. Dado que nos testes 2 e 3 foi injetado mais de um fluido, para o cálculo da permeabildade efetiva à água na saturação óleo de residual, utilizou-se a viscosidade da solução salina. Foi usado este valor de viscosidade, pois, no momento em que o sistema se encontrava na saturação de óleo residual nos testes 2 e 3, o fluido injetado era solução salina. A Tabela 4.17 apresenta os valores da permeabilidade efetiva à água na saturação de óleo residual calculados bem como os outros dados medidos ao longo desta etapa.

Tabela 4.17: Principais dados calculados e medidos na injeção de polímeros.

Variável Nomenclatura Unidade Teste 1 Teste 2 Teste 3

Tempo de Deslocamento t min 3201.7 3199.2 3074.2

Tempo de Irrupção tbt min 52.7 48.2 47.2

Volume Morto Entrada VME cm³ 3.36 3.36 3.36

Volume Morto Saída VMS cm³ 15.6 6.00 5.60

Volume Total Produzido Vt cm³ 1294.6 1285.6 1253.5

Volume de Óleo Produzido VO cm³ 41.6 39.6 40.5

Volume de Água na Amostra Vwamostra cm³ 71.4 71.5 66.8

Volume de Óleo na Amostra Voamostra cm³ 15.4 15.5 20.5

Saturação de Óleo Residual Sor % 17.8 17.9 23.5

Saturação de Água Sw % 82.2 82.1 76.5

Permeabilidade efetiva à água/polímero

kwef-Pol/Wat mD 305.6 29.6 33.4

Salienta-se que os subscritos “Pol” e “Wat” foram utilizados para diferenciar as permeabilidades efetivas à água obtidas ao final do teste de injeção contínua e dos processos de gradação viscosa, respectivamente. A Tabela 4.18 apresenta as permeabilidades efetivas à àgua/polímero para os trechos A, B e C assim como a equivalência em série entre elas.

Tabela 4.18: Permeabilidade efetiva à água e ao polímero por trechos – injeção contínua de polímeros e de bancos de gradação polimérica.

TESTE 1 TESTE 2 TESTE 3

Trechos A B C ΔP (psi) 8.32