Introduo Engenharia de Petrleo e Gs Roteiro Petrleo

Introdução à Engenharia de Petróleo e Gás

Roteiro • Petróleo • Noções de Geologia do Petróleo • Prospecção de Petróleo • Perfuração de Poços de Petróleo • Completação de Poços de Petróleo • Avaliação de Formações • Fundamentos de Engenharia de Reservatórios • Elevação e Escoamento • Processamento Primário de Fluidos

Engenharia de Produção SMS Engenharia de Petróleo Engenharia de Reservatórios Engenharia de Poço

Engenheiro de Petróleo • O que faz ? Ø Ø Projetos de construção de Poços Procura e análise de novos reservatórios Desenvolvimento de técnicas de recuperação de petróleo Desenvolvimento, monitoramento e otimização de métodos de perfuração de poços e de produção de óleo e gás Ø Projeto de equipamentos Ø Desenvolvimento de modelos computacionais para simulação de processos.

Engenheiro de Petróleo • O que faz ? O engenheiro de petróleo deve estar preparado para desenvolver e aprimorar tecnologias para melhorar a recuperação de petróleo e reduzir custos relacionados aos processos de perfuração, produção e transporte.

Engenheiro de Petróleo • O que faz ? O engenheiro de petróleo deverá desempenhar todas as 18 atividades estabelecidas para o exercício profissional da engenharia, "referentes a dimensionamento, avaliação e exploração de jazidas petrolíferas, transportes e industrialização do petróleo; serviços afins e correlatos”. No Brasil, a profissão do Engenheiro de Petróleo é reconhecida pelo CONFEA – Conselho Federal de Engenharia, Arquitetura e Agronomia – na sua Resolução nº 218, de 29 de junho de 1973.

Petróleo

Petróleo • DEFINIÇÃO – O petróleo pode ser tratado como uma mistura sólida, líquida ou gasosa, complexa, de ocorrência natural, formada predominantemente por hidrocarbonetos e outros compostos orgânicos com quantidades significativas de nitrogênio, enxofre e oxigênio. (Tissot & Welte, 1984)

Principais Compostos Encontrados no Petróleo Hidrocarbonetos Saturados Hidrocarbonetos Heteroatômicos NSO Hidrocarbonetos Insaturados Resinas & Asfaltenos Hidrocarbonetos Aromáticos

Hidrocarbonetos Saturados • Também denominados alcanos ou parafinas, são aqueles cujos átomos de carbono são unidos somente por ligações simples, constituindo cadeias lineares, ramificadas e cíclicas.

Exemplos METANO PROPANO ISOBUTANO OU METIL-PROPANO CICLOPROPANO METIL-CICLOPROPANO NEOPENTANO OU 2, 2 -METIL-PROPANO

Hidrocarbonetos Parafínicos Normais • São os alcanos de cadeias lineares. METANO PROPANO • Fórmula Geral : Cn. H 2 n+2 • Nas condições de 1 ATM a 25 o. C: – C 1 – C 4 : Gasoso; – C 5 – C 15 : Líquido; – C 16 em diante: Sólido BUTANO

Hidrocarbonetos Parafínicos Ramificados • São os alcanos que apresentam ramificações em um ou mais átomos de carbono; • Também são conhecidos por Isoparafinas, isoalcanos ou parafinas ramificadas; • Destaque para os hidrocarbonetos isoprenóides.

Classe dos Isoprenóides

Hidrocarbonetos Parafínicos Cíclicos • São compostos de cadeias carbônicas cíclicas ou fechadas; • Fórmula Geral : Cn. H 2 n • São conhecidos por ciclo-parafinas ou hidrocarbonetos naftênicos.

Esteranos e os Triterpanos • Família dos Esteranos Colestano (C 27) Sistostano (C 29) Ergostano (C 28) 24 -n-propil-colestano (C 30)

Fragmentograma de massas de um óleo californiano - USA

Hidrocarbonetos Insaturados • • No petróleo cru. . – São instáveis e muito reativos. – São encontrados em pequena quantidade. Na matéria orgânica. . . – Presentes em estruturas moleculares da matéria orgânica precursora do petróleo. – São biologicamente metabolizados e dificilmente preservados na natureza. – Precursores de compostos saturados e aromáticos do petróleo.

Hidrocarbonetos Aromáticos • São compostos que apresentam ligações duplas e simples que se alternam em 6 átomos de carbono; • Apresentam alta estabilidade devido ao fenômeno da ressonância; • Apresentam odor acentuado. .

Exemplos de Hidrocarbonetos Aromáticos

Compostos Heteroatômicos • Os compostos heteroatômicos de interesse para a geoquímica do petróleo são aqueles que contém um ou mais átomos de nitrogênio, enxofre e oxigênio (NSO).

Grupamentos Sulfurados • Tiol (mercaptana) – - SH • Tioéter (sulfetos) – R – S – R’ • Ditioéter (dissulfetos) – R-S-S-R’ Compostos sulfurados encontrados no petróleo cru. Tissot & Welte, 1984.

Grupamentos Nitrogenados - Amina - Nitrila -NH 2 -CN Tissot & Welte, 1984. Compostos nitrogenados encontrados no petróleo cru.

Compostos Oxigenados Tissot & Welte, 1984. Compostos oxigenados encontrados no petróleo cru.

Resinas e Asfaltenos • As resinas e os asfaltenos constituem uma fração pesada do petróleo, que engloba diferentes compostos: Estrutura hipotética do asfalteno de um óleo californiano. Estrutura hipotética da resina de um óleo americano.

Petróleo: Características Básicas e Questões Mais Comuns

Composição Elementar do Petróleo A composição elementar varia muito pouco porque o óleo cru é composto por séries homólogas de hidrocarbonetos.

Outras Definições • Petróleo Todo e qualquer hidrocarboneto líquido em seu estado natural, a exemplo do óleo cru e condensado. (ANP) • Petróleo Todo e qualquer hidrocarboneto líquido em seu estado natural, a exemplo do óleo cru e condensado. (Petrobras)

• Óleo – Porção do petróleo existente na fase líquida nas condições originais do reservatório e que permanece líquida nas condições de pressão e temperatura de superfície. • Gás Natural – Todo hidrocarboneto ou mistura de hidrocarbonetos que permaneça em estado gasoso nas condições atmosféricas normais, extraído diretamente a partir de reservatórios petrolíferos ou gaseíferos, incluindo gases úmidos, secos e residuais.

O “Ouro Negro” poucas vezes é negro. . . • • Negro Marrom Castanho Marrom esverdeado Amarelado Quase Incolor Etc.

Outras Características Físicas: • Cheiro característico (de derivados). • Elevada viscosidade. • Iridescência sobre água.

Cuidado! Geralmente o Petróleo é Combustível.

O petróleo é mais leve que a água. • Densidade em torno de 0, 8. • Medida em APIº • American Petroleum Institute.

Densidade - APIo

Vantagens do Petróleo Leve • Apresentam maior valor de mercado (deles se obtém uma maior quantidades de derivados leves numa simples “destilação”); • Elevada abundância de n-parafinas; • Possuem menor teor de enxofre; • Possuem menos impurezas. • São mais claros. • Fácil refinamento.

Composição Química do Petróleo Típico Parafinas Normais 14% Parafinas Ramificadas 16% Parafinas Cíclicas 30% Aromáticos 30% Resinas e Asfaltenos 10%

Classificação do Petróleo Classe Parafínica Óleos leves; d < 0. 85; baixo teor de resinas e asfaltenos. Bacias do Nordeste Parafíniconaftênico Teor de resinas e asfaltenos entre 10 e 15%; maior densidade e viscosidade. Bacia de Campos Naftênico Originado por alteração bioquímica; baixo teor de enxofre. América do Sul, Rússia e Mar do Norte

Classificação do Petróleo Classe Aromática Intermediária Óleos pesados; d > 0. 85; teor de resinas e asfaltenos entre 10 e 30%. Oriente Médio, Venezuela, Califórnia e África Ocidental. Aromáticonaftênica Parafinas ausentes por biodegradação; teor de resinas e asfaltenos > 25%. África Ocidental Aromáticoasfáltica Alto teor de resinas e asfaltenos Canadá e Venezuela.

Esquema de Uma Coluna de Dstilação

Hidráulica de uma Torre de Destilação

Esquema de Refino

Uso das Frações do Petróleo Fração Temperatura de Ebulição (ºC) Composição aproximada Usos Gás Residual - C 1 -C 2 Gás Combustível Gás Liquefeito de Petróleo - GLP Até 40 C 3 -C 4 Gás Combustível engarrafado, uso doméstico e industrial Gasolina 40 -175 C 5 -C 10 Combustível de automóveis, solvente. Querosene 175 -235 C 11 -C 12 Iluminação, combustível de aviões a jato Gasóleo leve 305 -400 C 13 -C 17 Diesel, fornos C 18 -C 25 Combustível, matériaprima para lubrificantes Gasóleo pesado Lubrificantes 400 -510 C 26 -C 38 Resíduo Acima de 510 C 38+ Óleos lubrificantes Asfalto, piche, impermeabilizantes