Modelagem de Poços - Modelagem Experimental

4.2 Modelagem Experimental

4.2.3 Modelagem de Poços

As características dos poços denominados de poço 1, 2, 3 e 4 são discutidas a seguir:

4.2.3.1 Poço 1

O primeiro cenário trata-se de um poço offshore vertical com lamina de 500 m, considerada rasa e com profundidade de 1.000 m do leito marinho até o reservatório 1.

Este poço produz por elevação natural com RGO de 360 scf/STB ou 64 Nm³/Nm³. Os demais dados operacionais são apresentados na Tabela 4.2.

Tabela 4.2: Dados operacionais de produção do Poço 1.

Dados de Entrada Valores Unidades Comprimento da Coluna de Produção 1.000 m Comprimento vertical da Coluna de Produção 1.000 m

Comprimento do riser 500 m

Comprimento vertical do riser 500 m

Temperatura ambiente na superfície 68 | 20 ºF | ºC Temperatura no leito marinho 40 | 4 ºF | ºC Temperatura do reservatório 120 | 49 ºF | ºC Diâmetro interno da coluna de Produção 4,89 | 0,12421 in | m Diâmetro interno do riser 5,00 | 0,12700 in | m Rugosidade da coluna de Produção 0,0006 | 1,52x10^-5 in | m Rugosidade do riser 0,0006 | 1,52x10^-5 in | m Pressão no Separador na Superfície 130 | 795 psi | kPa

Figura 4.4: Geometria do riser de produção do Poço 1.

Figura 4.5: Geometria da coluna de produção do Poço 1.

Figura 4.6: Gráfico de Comprimento Vertical x Comprimento Total do Poço 1.

Figura 4.7: Gráfico de Gradiente térmico do Poço 1.

Tabela 4.3: Perfil e desvio do Poço 1.

O segundo cenário trata-se de um poço offshore vertical com lamina de 1.000 m, considerada profunda e com profundidade de 1.000 m do leito marinho até o reservatório 2. Este poço produz por elevação natural com RGO de 360 scf/STB ou 64 Nm³/Nm³. Os demais dados operacionais são apresentados na Tabela 4.4.

Tabela 4.4: Dados operacionais de produção do Poço 2.

Dados de Entrada Valores Unidades Comprimento da Coluna de Produção 1.000 m Comprimento vertical da Coluna de Produção 1.000 m

Comprimento do riser 1.000 m

Comprimento vertical do riser 1.000 m

Temperatura ambiente na superfície 68 | 20 ºF | ºC

Figura 4.8: Geometria do riser de produção do Poço 2.

Figura 4.9: Geometria da coluna de produção do Poço 2.

Figura 4.10: Gráfico de Comprimento Vertical x Comprimento Total do Poço 2.

Figura 4.11: Gráfico de Gradiente térmico do Poço 2.

Tabela 4.5: Perfil e desvio do Poço 2.

O terceiro cenário trata-se de um poço offshore horizontal com lamina de 500 m, considerada rasa e com profundidade vertical de 1.000 m do leito marinho até o reservatório 1. Este poço produz por elevação natural com RGO de 360 scf/STB ou 64 Nm³/Nm³. Os demais dados operacionais são apresentados na Tabela 4.6.

Tabela 4.6: Dados operacionais de produção do Poço 3.

Dados de Entrada Valores Unidades Comprimento da Coluna de Produção 1.270 m

Comprimento vertical da Coluna de Produção 1.000 m

Comprimento do riser 500 m

Comprimento vertical do riser 500 m

Temperatura ambiente na superfície 68 | 20 ºF | ºC

Figura 4.12: Geometria do riser de produção do Poço 3.

Figura 4.13: Geometria da coluna de produção do Poço 3.

Figura 4.14: Gráfico de Desvio do Poço 3.

Figura 4.15: Gráfico de Gradiente térmico do Poço 3.

Tabela 4.7: Perfil e desvio do Poço 3.

1.499,89 1.458,57 115,70 62,81

1.512,68 1.463,20 127,62 68,78

1.521,86 1.465,63 136,48 74,65

1.764,11 1.499,61 376,33 81,94

1.768,41 1.500,00 380,61 84,80

1.770,00 1.500,00 382,20 90,00

4.2.3.4 Poço 4

O quarto cenário trata-se de um poço offshore horizontal com lamina de 1000 m, considerada profunda e com profundidade vertical de 1000 m do leito marinho até o reservatório 2. Este poço produz por elevação natural com RGO de 360 scf/STB ou 64 Nm³/Nm³. Os demais dados operacionais são apresentados na Tabela 4.8.

Tabela 4.8: Dados operacionais de produção do Poço 4.

Dados de Entrada Valores Unidades Comprimento da Coluna de Produção 1270 m

Comprimento vertical da Coluna de Produção 1000 m

Comprimento do riser 1000 m

Comprimento vertical do riser 1000 m

Figura 4.16: Geometria do riser de produção do Poço 4.

Figura 4.17: Geometria da coluna de produção do Poço 4.

Figura 4.18: Gráfico de Desvio do Poço 4.

Figura 4.19: Gráfico de Gradiente térmico do Poço 4.

Tabela 4.9: Perfil e desvio do Poço 4.

1.999,89 1.958,57 115,70 62,81

2.012,68 1.963,20 127,62 68,78

2.021,86 1.965,63 136,48 74,65

2.264,11 1.999,61 376,33 81,94

2.268,41 2.000,00 380,61 84,80

2.270,00 2.000,00 382,20 90,00

– R ESULTADOS E D ISCUSSÕES

CAPÍTULO 5

Neste capítulo serão apresentados os resultados e discussões sobre as simulações realizadas no PROSPER. Primeiramente serão apresentadas as comparações entre os perfis de pressão, temperatura e as curvas Vertical Lifting Performance (VLP), obtidas pelo simulador para as correlações empíricas. No segundo momento a mesma análise será conduzida para avaliar a variação de parâmetros e propriedades físicas e os seus resultados.

Para o cálculo das curvas Vertical Lifting Performance (VLP), tanto para os equipamentos de superfície quando para os de subsuperfície, foi utilizada a correlação de Beggs & Brill (1973), por ser a mais difundida e por ser a de maior aplicação no meio acadêmico.

A correlação de Beggs & Brill pode ser utilizada tanto em escoamento horizontal, vertical e inclinado. Foi desenvolvida a partir de dados experimentais em tubos de acrílico de 1,00 e 1,50 polegadas que podia ser inclinado em qualquer ângulo. O ar e a água foram os fluidos utilizados. As vazões líquidas e gasosas foram variadas para permitir que todos os padrões de escoamento pudessem ser observados variando-se a angulação do tubo. Esses resultados foram então correlacionados para a identificação do padrão de escoamento em um determinado segmento da tubulação por onde ocorre o deslocamento de fluidos, as perdas por atrito e gravitacionais.

5.1 P

OÇO

1

O poço 1, com lâmina de água de 500 m, é um poço vertical com 1.000 m de trajetória na formação até o reservatório 1 com pressão de 2.627 psi ou 18.011 kPa. O reservatório subsaturado com óleo de grau API de 20 e RGO de 360 scf/STB ou 64 Nm³/Nm³apresenta-se sem corte de água. Pressão de superfície no separador de 130 psi ou 795 kPa.

Tabela 5.1: Padrão de escoamento do Poço 1.

Local Padrão de Escoamento

Separador -

Riser Escoamento por transição

Árvore de Natal -

Coluna de Produção Escoamento por transição

Figura 5.1: Análise Nodal – Acoplamento VLP vs. IPR do Poço 1.

O ponto interseção é considerado o ponto ótimo de operação, por garantir uma maior estabilidade para o sistema como um todo, para a condição simulada.

0 2000 4000 6000 8000

Pressão (psia)

Vazão Líquida (STB/dia)

Acoplamento VLP vs. IPR

VLP IPR

Figura 5.2: Comparativo das perdas de pressão por atrito e gravidade no Poço 1 com a mudança da vazão líquida.

Na condição estática, isto é, com o poço fechado sem produção de líquidos na superfície, o reservatório precisa vencer uma coluna hidrostática de aproximadamente 1.930 psi ou 13.307 kPa. Está é a condição inicial do poço antes de começar a fluir e tem como base os fluidos esperados na coluna e riser de produção.

Uma vez entrado em regime de fluxo, existe a adição da perda de pressão por atrito, isto ocorre devido ao atrito entre os fluidos em movimento e as paredes da tubulação e riser de produção, além das restrições como válvulas, chokes e etc. Fatores como viscosidade, temperatura e pressão dos fluidos que compõem o escoamento são agentes diretos das perdas deste tipo. A perda de pressão gravitacional é a maior das perdas em todo o sistema.

0 2000 4000 6000 8000

Pressão (psia)

Vazão Líquida (STB/dia)

Comparativo de Perdas de Pressão

Atrito Gravidade

Figura 5.3: Comparativo entre o perfil de temperatura do fluido produzido e o gradiente geotérmico para o Poço 1.

Na condição de escoamento em regime permanente, nota-se que a perda de temperatura ocorre diferentemente do gradiente de temperatura do sistema de produção. Enquanto que o gradiente de temperatura do sistema é regido pela formação, leito marinho e superfície, o fluido escoando pela tubulação interage até certo ponto com o meio, porém de forma menos intensa em virtude da vazão ser suficientemente alta para garantir um comportamento quase que linear do reservatório até a superfície.

0 250 500 750 1000 1250 1500

0 20 40 60 80 100 120

Profundidade (m)

Temperatura (°F)

Perfil de Temperatura

Fluido Produzido Gradiente de Temperatura

LDA

RESERVATÓRIO ROCHA

Figura 5.4: Gradiente de perda de carga por tipo para o Poço 1.

Na condição de fluxo para a solução do nó da análise nodal, tem-se um total de perdas de 1.167,60 psi, ou 8.050 kPa distribuídos em 1.076,95 psi ou 7.425 kPa referente a coluna hidrostática e 90,65 psi ou 625 kPa referente ao atrito devido ao escoamento.

0 250 500 750 1000 1250 1500

0 200 400 600 800 1000 1200

Profundidade (m)

Pressão (psia)

Perfil de Perda de Pressão

Atrito Gravidade

LDA

RESERVATÓRIO ROCHA

Tabela 5.2: Resultados da simulação do Poço 1.

Dados de Entrada Valores Unidades Nó de solução Fundo do Poço

Vazão Líquida 5.637,60 STB/dia Vazão de Óleo 5.637,60 STB/dia

Vazão de Água 0 STB/dia

Vazão de Gás 2.030,00 1000 scf/dia Pressão no nó de solução 1.298,49 psi Perda de pressão por atrito 90,65 psi Perda de pressão por gravidade 1.076,95 psi Viscosidade do líquido na árvore de natal 63,53 centipoise

Viscosidade do gás na árvore de natal 0,011664 centipoise Velocidade superficial do líquido na árvore de natal 2,894 ft/s

Velocidade superficial do gás na árvore de natal 5,11 ft/s Tensão interfacial na árvore de natal 17,2727 dina/cm

Pressão na árvore de natal 433,96 psi Temperatura na árvore de natal 94,37 °F Viscosidade do líquido na superfície 130,2197 centipoise

Viscosidade do gás na superfície 0,010854 centipoise Velocidade superficial do líquido na superfície 2,709 ft/s

Velocidade superficial do gás na superfície 18,724 ft/s Tensão interfacial na superfície 21,1857 dina/cm

Pressão na superfície 130 psi

Temperatura na superfície 75,31 °F

No documento – R EVISÃO T EÓRICA (páginas 68-88)