DESENVOLVIMENTO DE UMA UNIDADE DE DESPARAFINAO MECNICA UDM EM UM CAMPO DE PETRLEO

Josemberg de Assis Severiano1, Joo Vicente Santiago do Nascimento2, Silvanito Alves Barbosa3

1Engenheiro de Produo FANESE. e-mail: ja.severiano@bol.com.br 2Doutor em Engenharia Qumica. Professor Efetivo IFS e-mail: joao.vicente@ifs.edu.br 3Doutor em Biotecnologia. Professor Efetivo IFS e-mail:silvanito.barbosa@ifs.edu.br

Resumo: A caracterstica do leo contida na maioria dos reservatrios de petrleo situados na bacia Sergipe-Alagoas, parafnica. Por isso, em alguns poos, mais especificamente, no campo de Furado situado em Alagoas, comum ocorrer precipitao de parafina ao longo da coluna de produo, causando a obstruo da mesma devido ao seu excesso. Diante deste fato, faz-se necessrio a utilizao de um processo denominado desparafinao, com intuito de evitar possveis precipitaes de parafinas e, consequentemente, manter o fluxo de produo do poo constante. A unidade de desparafinao mecnica (UDM) consiste em um equipamento utilizado no processo de desparafinao de poos surgentes, ou em poos que operam com sistema de elevao por gs-lift, visando apresentar vantagens operacionais e econmicas sobre os mtodos tradicionais de desparafinao (trmica e mecnica) mantendo o poo em produo durante o seu processo de operao, alm de proporcionar baixo custo de operao e manuteno. Em sntese, este trabalho objetivou analisar os aspectos e impactos operacionais antes e depois da implantao da UDM. Enfim, foi possvel obter resultados relevantes num determinado campo de petrleo, tais como: aumento da quantidade de interveno dos poos, levantamento de custos operacionais para produo e manuteno, como tambm foi constatado vantagens e desvantagens da utilizao das unidades operacionais de desparafinao comumente aplicadas no campo de petrleo em estudo.

Palavraschave: desparafinao, petrleo, reservatrio, poos surgentes

1. INTRODUO O petrleo basicamente uma mistura de hidrocarbonetos, hidrognio e carbono, e outros

constituintes em menor percentual, como nitrognio, enxofre, oxignio, metais e sais. Diante da concentrao destes constituintes e aspectos geolgicos, grande parte dos reservatrios contidos na bacia Sergipe-Alagoas, a caracterstica do leo parafnica. Em funo disso e tambm das propriedades fsico-qumico do leo produzido, como tambm do seu regime de escoamento at a superfcie, favorece-se a formao das parafinas que ficam agregadas nas paredes da coluna de produo do poo, obstruindo mesma, causando a reduo ou, at mesmo, a paralisao completa da produo de petrleo e gs.

Com isso, imprescindvel a utilizao de processos de desparafinao, a fim de manter a produo do poo, consequentemente, evitando obstrues causadas pelo excesso de parafinas na coluna de produo do poo.

Os mtodos comumente utilizados para a desparafinao esto divididos em duas categorias: os processos trmicos e os processos mecnicos. O primeiro baseia-se na injeo de grandes quantidades de leo ou gua quente, com o objetivo de aquecer a parafina fazendo com que a mesma escoe pelas paredes da coluna, desobstruindo a mesma. Por outro lado, o processo mecnico utiliza-se de ferramentas de corte e raspagem do excesso de parafina formada no interior da coluna de produo do poo, melhorando a passagem do leo produzido.

Ambos os mtodos utilizam equipamentos especiais projetados e desenvolvidos especialmente para este tipo de interveno nos poos, chamados de Unidade de Circulao de gua Quente (UCAQ) e unidade wire-line. Muitas vezes tais equipamentos, implicam em perda de tempo para mobilizao e desmobilizao, alm de acarretar a parada total da produo durante todo o processo de operao dos mesmos, ocasionando muitas vezes perda de receita e aumento dos custos operacionais.

suporteTextboxISBN 978-85-62830-10-5VII CONNEPI2012

Deve-se considerar ainda que, as operaes atravs dos mtodos trmicos que utilizam a Unidade de Circulao de gua Quente (UCAQ), podem causar danos aos reservatrios de petrleo, como tambm podem contribuir na formao do chamado pisto de parafina. Por sua vez, as operaes mecnicas que podem ser realizadas atravs da unidade operacional wire-line, utiliza uma ferramenta de corte sustentada por um carretel de arame, sujeito quebra do arame. Consequentemente, tal quebra resulta em complexas operaes para o resgate da ferramenta do fundo do poo, comumente chamadas de pescaria no jargo da indstria do petrleo.

No intuito de minimizar tais problemas, foi desenvolvido um equipamento denominado Unidade de Desparafinao Mecnica (UDM) utilizado no processo de desparafinao mecnica, seja em poos surgentes como em poos que operam com sistema de elevao por gs-lift.

O desenvolvimento deste trabalho proveniente de um estudo de caso de UDM instaladas e que vm operando no campo especfico de Furado pertencente bacia Sergipe-Alagoas, apresentando resultados expressivos e vantajosos do ponto de vista econmico e operacional em relao aos mtodos tradicionais de desparafinao trmicos e mecnicos.

2. MATERIAL E MTODOS Inicialmente, foram investigadas in loco todas as atividades e procedimentos prticos

relacionados desparafinao dos poos do campo de petrleo Furado, com objetivo de melhor analisar todo o processo de desparafinao, antes e depois da implantao da unidade de desparafinao mecnica (UDM), a fim de estabelecer um procedimento operacional padro que atenda os requisitos da operao de desparafinao em poos de petrleo.

2.2 Mtodos de Desparafinao

2.2.1 Mtodos Trmicos Os mtodos trmicos consistem na injeo de leo a uma temperatura em torno de 130C ou

injeo de gua, a 100C, atravs do espao anular do poo ou na coluna de produo, removendo a parafina das paredes internas dos tubos. No momento em que este leo ou gua troca calor com a coluna parafinada, o ponto de fuso da parafina atingido, dissolvendo-se e, posteriormente escoando pela linha de produo do poo (VIANA, 1996).

O volume a ser injetado deve ser previamente estabelecido. No se pode estabelecer um volume fixo de leo ou gua para ser injetado em todos os poos. Na realidade, para saber a quantidade de fluido a ser injetado em uma operao de desparafinao trmica, dever-se conhecer a profundidade e o ponto de fuso do depsito de parafina, alm da temperatura que o fluido injetado chega a esta profundidade, RGO (Razo Gs-Oleo) e presso da formao (VIANA, 1996).

Esta elevao de temperatura uma informao de certa forma pouco precisa, apesar de saber que a coluna comeou a ser desobstruda por causa do leo ou da gua quente, no garantindo completamente que a coluna de produo do poo tenha sido totalmente desparafinada.

De acordo com Viana (1996), outra maneira recomendada para verificar se est ocorrendo circulao, abrir a vlvula de teste para o ante-poo. Vale lembrar que ao abrir a vlvula de teste, o operador deve ficar atento para uma possvel poluio da locao do poo. O equipamento utilizado para efetuar a operao de desparafinao trmica chamado de Unidade de Circulao de gua Quente (UCAQ).

Conforme Viana (1986), a Unidade de Circulao de gua Quente (UCAQ) aplicada no aquecimento de gua para injeo nos poos de petrleo. Esta se constitui de uma unidade de bombeamento com presso mxima de 950 psi, uma caldeira (aquecedor) e um tanque de suprimento de gua, montados sobre um caminho.

2.2.2 Mtodos Mecnicos - UDM Para Tavares (1999), as operaes com os mtodos mecnicos de desparafinao, visam prover

por meio mais seguro a operao nos poos, sem a necessidade de amortec-los ou interferir em seu regime de produo, economizando tempo e custos das operaes que, de outra maneira, demandariam a utilizao de sondas.

Conforme Tavares (1999), os mtodos mecnicos consistem na utilizao de raspadores ou gabaritos do tipo saia, tipo H e arranhadores que so introduzidas na coluna de produo para desagregar a parafina depositada nas paredes da mesma, possibilitando a sua elevao juntamente com leo produzido. Essa operao feita atravs da utilizao de dois tipos de equipamentos operacionais: wire-line e de UDM, sendo este ltimo objeto de estudo deste trabalho.

A UDM uma unidade de desparafinao composta basicamente dos seguintes componentes: tubo lubrificador; staffing-box; contrapeso; Arame; motor-pneumtico; vlvula de quatro vias; ferramenta de corte; vlvula redutora de presso; medidor de profundidade; mangueiras; base; tampa basculante e carretel de arame. Esses componentes so mostrados conforme a Figura 1.

LINHA DE GSRevestimento do poo

Linha de produo

Tubo lubrificador

Stufing-box

Faca tipo H

Contrapeso Tanque de petrleo

UDM

Arame 0,082

Reservatrio

Figura 1: Uma UDM instalada no poo.

Este equipamento preserva boas condies de fluidez do liquido e ainda melhora e simplifica os mecanismos de operao da ferramenta de corte tipo H no interior da coluna de produo do poo. De acordo com Tavares (1999), a principal fonte de energia utilizada para o funcionamento da UDM o gs do revestimento do prprio poo de petrleo. Vale destacar que as unidades UDMs so instaladas de forma permanente ou fixa em qualquer poo do campo em estudo, permitindo que sejam acionadas ou operadas diariamente.

3. RESULTADOS E DISCUSSO

3.1 Intervenes Antes da Implantao da UDM A interveno a denominao dada para cada operao realizada no poo petrleo atravs da

unidade operacional. Este um requisito essencial no que diz respeito eficincia dos trabalhos de desparafinao em poos produtores de petrleo. De acordo com os dados de intervenes analisados entre o perodo dos meses de Agosto de 2006 a Janeiro de 2007, foi verificado que antes da

implantao da UDM, o processo de desparafinao no campo de Furado estava sendo dispendioso do ponto de vista operacional e financeiro.

Em relao ao ponto de vista operacional, aconteceram constantes paradas de produo dos poos, causada pela precipitao da parafina formada. No ponto de vista financeiro, foi constatado que estavam ocorrendo altos custos operacionais, tais como: gastos com consumo de gua quente, contrato com equipes operacionais de UCAQ e wire-line, consumo de leo diesel para acionar as unidades UCAQ e wire-line, alm de contratos de alocao de caminho munk e de manuteno para unidades operacionais. De acordo com a Figura 2, foi possvel avaliar o nmero de intervenes em conformidade com o perodo analisado, antes da implantao das UDMs.

Figura 2 - Intervenes antes da implantao da UDM.

Com relao s operaes realizadas pela a unidade de wire-line, de acordo com a Figura 2, foram feitos 82 intervenes de desparafinao e 13 de pescaria, completando um total de 95 intervenes. Durante essas intervenes da equipe do wire-line foi observado que os mesmos gastavam em mdia de 30 a 60 minutos para completar cada interveno de desparafinao nos poos do campo. Enquanto que, nas intervenes de pescaria realizadas pela a mesma equipe, foram gastos em mdia de trs a quatro horas para sua execuo, comprometendo assim o rendimento da equipe de operao do wire-line.

Conforme dito acima, o nmero de operaes de pescaria, 13 no total, no perodo analisado, foi bem menor em comparao com os demais dados de intervenes do wire-line e UCAQ. No entanto, esse valor para nveis operacionais de desparafinao de poos de petrleo foi indesejvel, pois essa interveno foi resultado da quebra do arame da unidade de wire-line, durante as operaes de desparafinao dos poos.

Devido ocorrncia deste fato, houve a retirada do arame do interior do poo chamada de operao de pescaria, gerando assim trabalho de manuteno para troca do carretel de arame da unidade e, consequentemente, provocando custos adicionais s operaes de desparafinao.

Enfim, de acordo com a Figura 1, o somatrio de todas as intervenes no perodo de Agosto de 2006 Janeiro de 2007 totalizou 290 intervenes envolvendo as operaes de UCAQ, wire-line e pescaria.

Conforme a Figura 2 foi possvel verificar que a quantidade total de intervenes com a UCAQ foi de 195 operaes, em contra partida, a wire-line e pescaria obteve apenas 95 intervenes. Assim foi constatando que os nmeros de operaes com a UCAQ so bem maiores quando comparado com

as demais intervenes no perodo analisado. Por outro lado, sabido que para cada interveno com a UCAQ so necessrios aproximadamente 1.000 litros de gua quente. Considerando um total de 195 intervenes realizada pela UCAQ, logo foram consumidos 195.000 litros de gua quente para desparafinao dos poos do campo em estudo, conforme perodo analisado.

3.2 Intervenes Depois da Implantao da UDM De acordo com os dados analisados de intervenes no perodo entre Maro e Agosto de 2007,

depois da implantao da UDM foi possvel tornar as operaes de desparafinao no campo Furado viveis no ponto de vista operacional.

Atravs da Figura 3 foi possvel observar que no houve nenhuma operao com a utilizao da UCAQ, ao contrrio que ocorria antes da implantao da UDM. Em funo desse resultado, foi descartada a necessidade de utilizar a UCAQ no campo em estudo. Conseqentemente, acarretou o cancelamento dos contratos de abastecimento de gua, de mo-de-obra operacional e de abastecimento de combustvel.

Figura 3 - Intervenes depois da implantao da UDM.

Ainda de acordo com a Figura 3, as quantidades totais de operaes depois da implantao das unidades operacionais UDMs passaram de 290 para 971 operaes de desparafinao. Com isso, ficou evidente que esses nmeros de intervenes de desparafinao nos poos triplicaram, quando comparados com a situao do perodo anterior analisado, implicando em ganhos operacionais e de produo para o poo de petrleo, no qual a UDM se encontra instalada.

Esse resultado extremamente relevante para os nveis operacionais envolvendo as atividades de desparafinao.Outro fator relevante que foi considerado na anlise das intervenes operacionais, diz respeito diminuio da carga de trabalho em que os operadores foram submetidos durante as intervenes antes e depois da implantao da UDM. Antes da implantao da UDM, os operadores do wire-line e UCAQ fizeram um total de 290 intervenes. Para atender essa mesma demanda de poos foi realizado um trabalho em mdia de quatro horas diariamente. Depois da implantao da UDM, houve uma reduo significativa no nmero de intervenes totais, de 290 para 08 operaes, conforme pode ser constatado na Figura 3. Consequentemente, houve uma diminuio na carga de trabalho dessas equipes operacionais da UCAQ e wire-line.

Alm disso, a UCAQ no realizou nenhuma operao. No entanto, em comparao com o perodo analisado anteriormente, esse tipo de interveno foi a que prevaleceu em relao s demais intervenes no perodo considerado anteriormente, isso no acontecido depois implantao das UDM.

Conforme observao na Figura 3 foi notrio que houve praticamente uma eliminao nas atividades de wire-line e pescaria depois da implantao da UDM, pois passaram de 95 para apenas 08 operaes totais, ou seja, ocorrendo essa reduo nas atividades em mais de 90% em comparao com perodo anteriormente analisado.

Como se pode observar as operaes com as UDMs prevaleceram de forma considervel em relao aos mtodos tradicionais de desparafinao (UCAQ e wire-line), pois possibilitaram a realizao de 963 intervenes de um total de 971 depois da implantao da UDM.

6. CONCLUSES Em relao quantidade de intervenes nos poos foi verificado que aplicando os mtodos de

tradicionais desparafinao, os mesmos no estavam sendo eficientes para manter a produo do campo de petrleo em estudo. Dessa forma, a interveno um fator muito importante para manuteno da produo dos poos que acumulam parafina na sua coluna de produo.

Os resultados obtidos permitiram concluir que, as quantidades de intervenes realizadas nos poos depois da implantao da UDM aumentaram mais do que 3 vezes, ou seja, passaram de 290 para 923, quando comparados ao mesmo perodo tempo anteriormente analisado, ou seja, 6 meses antes e 6 meses depois da implantao da UDM. Em decorrncia disso, ocorreu extino dos trabalhos com a UCAQ, ao mesmo tempo diminuiu drasticamente o volume de trabalho da equipe de wire-line.

Alm disso, houve uma reduo expressiva dos custos operacionais associados UCAQ e wire-line, tais como: custos com locao de caminho munk; custos com combustvel; custos de contrato de mo-de-obra; custos de contrato de fornecimento de gua e custos de aquisio e manuteno das unidades operacionais.

No que diz respeito ao poo de petrleo, a operao diria e contnua da UDM manteve o fluxo de produo do poo constante. Com isso, as perdas de cargas tanto na coluna como na linha de produo foram reduzidas, de modo que se tenha aumento na produo do poo e eliminao dos custos de manuteno das linhas.

Portanto, a pesquisa apresentada neste trabalho possibilitou concluir que a implantao da UDM no campo em estudo um processo extremamente vantajoso em relao s unidades utilizadas nos mtodos tradicionais de desparafinao, pois se mostraram viveis economicamente e eficazes no ponto de vista operacional.

REFERNCIAS

THOMAS, J. E. Fundamentos da Engenharia de Petrleo 2. ed. Rio de Janeiro: Intercincia, 2004. ROSA, A. J.; CARVALHO, R. S.; XAVIER, J. A. D. Engenharia de Reservatrio de Petrleo. Rio de Janeiro: Intercincia, 2006. ST/SE-SEAL - Relatrios de Operaes de Desparafinao Sergipe/Alagoas: UN-SEAL 2006 e 2007. VIANA, Humberto Lopes Manual de operao e manuteno da unidade de circulao de gua quente (UCAQ). PETROBRAS, 1996. TAVARES, E. C. Apostila de Wire-Line. PETROBRAS, 1999.