DESENVOLVIMENTO DE UM MEDIDOR DE FRAÇÃO
DE ÁGUA PARA ESCOAMENTO BIFÁSICO (ÁGUAÓLEO) UTILIZANDO TÉCNICAS DE MICRO-ONDAS
POR CAVIDADE RESSONANTE
Eduardo Scussiato (bolsista); Agustinho Plucenio (colaborador/co-orientador);
Daniel Juan Pagano (orientador)
MOTIVAÇÃO:
O desenvolvimento de um medidor de fração de água é motivado por
ser um equipamento pequeno se comparado aos volumosos
separadores de teste de poços. O uso de medidores multifásicos
oferece vantagens como menor peso e volume ocupado nas
plataformas e maior rapidez de instalação (Figura 8). Além disso,
permite a medição sem a separação das fases e em tempo real
durante transitórios com maior qualidade das realizadas com
separadores de testes que realizam medições por amostragem.
OBJETIVOS DO TRABALHO:
Desenvolver um medidor de fração de água (bifásico água-óleo)
baseado na tecnologia de micro-ondas e no princípio físico de
cavidades ressonantes, Figura 1 e 2. Este projeto de mestrado
insere-se dentro de um projeto maior que visa a implantação de um
Laboratório de medição e controle de fluídos multifásicos e o
desenvolvimento de um medidor multifásico (Figura 9).
Figura 3 – Gráfico de intensidade
em função da freqüência
Figura 4 – Gráfico da intensidade em
função da fração de água
Figura 5 – Foto da planta piloto (Duto
Acrílico) medição por atenuação
Para os novos testes a serem realizados com o princípio de cavidades
ressonantes espera-se encontrar freqüências de ressonância na faixa
de 8 a 10Ghz (Figura 2), para cada valor de fração de água. O
presente sistema encontra-se em fase de testes, onde está sendo
pesquisado sobre a tecnologia de micro-ondas (Figura 6 e 7) e o
princípio físico de cavidades ressonantes (Figura 1 e 2).
Figura 6 – Foto da planta piloto Medidor
Multifásico
Figura 1 – Sensores de
Transmissão/Recepção de
Micro-ondas
Figura 2 – Gráfico ilustrando a freqüência de
ressonância para cada fração de água/óleo
APLICAÇÃO NA INDÚSTRIA DO PETRÓLEO:
A medição da vazão das fases de água, óleo e gás de um escoamento
multifásico permite a otimização de diversas atividades realizadas na
produção de petróleo. O conhecimento das frações produzidas por
cada poço é de fundamental importância em qualquer esforço para se
melhorar o fator de recuperação de reservatórios. O controle de
processos de elevação artificial, por outro lado, ganha em simplicidade
e robustez enquanto pode também ser otimizado ao dispor dessas
medições. Em um processo de explotação com injeção de água, por
exemplo, pode ser extremamente valioso a medição da fração de
água produzida por cada poço, para que se efetue o correto manejo da
distribuição de injeção de água.
Outra aplicação da medição multifásica é nos testes de produção de
poços, onde os medidores multifásicos começam a substituir os
volumosos separadores de teste. Atualmente existe uma tendência
mundial para a utilização de um Gerenciamento Digital e Integrado de
Campos de Petróleo, esta tendência se manifesta na busca pela
utilização de medições e atuações nos poços seja na superfície ou no
fundo do poço, de forma a produzir mais com menor custo.
RESULTADOS OBTIDOS\ESPERADOS:
Figura 7 – Diagrama de blocos do sistema de
geração e processamento de Micro-ondas
Figura 8 – Foto da planta piloto (Duto Metálico)
CONCLUSÕES:
O desenvolvimento de um sistema de medição de fração de água de
baixo custo, permitirá maior participação da indústria nacional na área
de instrumentação para o setor de petróleo e gás natural. Plataformas
off-shore se beneficiam da redução do espaço físico proporcionado por
este tipo de medidor. Sua utilização também é comum na recuperação
de poços, por permitir um monitoramento constante das frações de
água em poços que utilizam injeção de água ou de gás na extração do
óleo. Além disso, é possível ainda promover a automação e controle
desses poços com medições continuas do escoamento em tempo real,
disponíveis para processamento
digital. Um laboratório de
medição e controle de fluídos
multifásicos
esta
sendo
desenvolvido
para
realizar
testes dinâmicos dos protótipos
de medidores desenvolvidos,
Figura 9.
Os resultados obtidos pelo método de atenuação (Figura 5) estão
expressos nas Figuras 3 e 4. [1]
REFERÊNCIA:
AGRADECIMENTOS:
Figura 9 – Projeto do laboratório de medição e controle de fluídos multifásicos
[1] Waldschmidt, Dayson R., Desenvolvimento de um medidor de fração de
água utilizando tecnologia de microondas, Dissertação Mestrado, UFSC, 2008.