Mecanismos de Elevação Artificial • Pressão do reservatório é suficiente para os fluidos nele contidos alcançarem a superfície Poço Surgente Elevação Natural • Pressão do reservatório insuficiente Necessidade de suplementação da energia natural Elevação Artificial • Poços surgentes no final da vida produtiva também necessitam de elevação artificial Mecanismos de Elevação Artificial • Gás • Êmbolo • Bombeio – Centrífugo submerso – Mecânico com hastes – Por cavidades progressivas Gas-Lift • Método que utiliza energia contida em gás comprimido para elevar fluidos até a superfície • É versátil em termos de: – Vazão: de 1 a 1700 m³/d – Profundidade: até 2600 m (dependendo da pressão do gás de injeção) Gas-Lift • É propício para poços que produzem fluidos com: – Alto teor de areia – Elevada razão gás/líquido – Exige investimentos relativamente baixos para poços profundos Tipos de Gas-Lift • Contínuo • Intermitente Gas-Lift Contínuo • Similar à elevação natural • Injeção contínua de gás a alta pressão na coluna de produção • Objetivo: gaseificar o fluido desde o ponto de injeção até a superfície diminuição do gradiente médio de pressão na coluna diminuição da pressão no fundo do poço aumento da vazão Gas-Lift Contínuo • Necessita de válvula com orifício relativamente pequeno • Em princípio utilizado em poços com: – IP (Índice de Produtividade) acima de 1m³/dia/(kg/cm²) (~0,44 bpd/psi) – Pressão estática suficiente para suportar entre 40 a 70% da profundidade total do poço Gas-Lift Intermitente • Deslocamento de golfadas de fluido para a superfície através da injeção de gás a alta pressão de forma intermitente • Injeção com tempos definidos • Normalmente controlada na superfície por um intermitor de ciclo e uma válvula controladora (motor valve) Gas-Lift Intermitente • Requer elevada vazão periódica de gás para imprimir grande velocidade ascendente à golfada válvulas com maior orifício e abertura rápida (diminuição da penetração de gás na golfada de fluido) • Poços com: – Baixo IP – Baixa pressão estática (alto ou baixo IP) Sistema de Gas-Lift • Equipamentos para separação e armazenamento dos fluidos produzidos • Fonte de gás a alta pressão (compressores) • Controlador de injeção de gás na superfície (choke ou motor valve) • Controlador de injeção de gás de subsuperfície (válvulas de gas-lift) Sistema de Gas-Lift Tipos de Instalação • Depende, principalmente, do tipo de gas-lift a ser empregado: contínuo ou intermitente • Pode ser: – Aberta – Semi-fechada – Fechada Tipos de Instalação Instalação Aberta • A coluna de produção fica suspensa na cabeça de produção, sem packer e sem válvula de pé • Como não tem packer, só pode ser utilizada em poços com boa produtividade e elevada pressão de fundo. Assim, existirá um selo de fluido no fundo evitando que o gás atinja a extremidade da coluna de produção Instalação Semi-fechada • Diferença da aberta: utiliza um packer para vedar o espaço anular • Pode ser utilizada para gas-lift contínuo ou intermitente Instalação Semi-fechada • Vantagens em relação à aberta: – O nível de fluido no espaço anular permanece constante, independente de variações na pressão do gás de injeção – O nível de fluido no espaço anular não pode atingir a extremidade da coluna de produção perda do controle da injeção de gás na coluna Instalação Fechada • Diferença em relação a semi-fechada: existência de uma válvula de pé • É utilizada em poços que produzem gas-lift intermitente • Evita que, durante a injeção de gás na coluna de produção, a pressão do gás injetado empurre de volta para o reservatório parte dos fluidos produzidos Instalação Fechada • Não é recomendada em poços que: – Produzem grande quantidade de areia – Produzem de reservatórios com baixa permeabilidade e alta pressão estática Válvulas de Gas-Lift • Tipos – De descarga – Operadora • Facilitam a operação de descarga do poço (retirada do fluido de amortecimento) • Controlam o fluxo de gás, do anular para o interior da coluna de produção, em profundidades predeterminadas Descarga de um Poço de Gas-Lift • Retirada do fluido de amortecimento que está no anular e/ou coluna de produção para colocar o poço em produção Descarga de um Poço de Gas-Lift Gas-Lift Contínuo Gas-Lift Contínuo • Assumindo gradientes médios de pressão acima e abaixo do ponto de injeção pwf pwh G fa Lvo G fb D Lvo pwf – pressão de fluxo no fundo do poço pwh – pressão de fluxo no cabeça de poço Gfa – gradiente dinâmico médio acima do pto. de injeção Gfb – gradiente dinâmico médio abaixo do pto. de injeção Lvo – profundidade da válvula operadora D – profundidade do poço Gas-Lift Contínuo • A profundidade da injeção depende fortemente da pressão disponível de gás de injeção. Quanto maior, mais profunda • Para um determinado poço, a quantidade de gás a ser injetado depende da relação econômica entre o custo de injeção e o volume de óleo a ser recuperado Gas-Lift Contínuo Gradiente de pressão Gas-Lift Intermitente • Consiste no deslocamento de golfadas de líquido de uma determinada profundidade até a superfície pela injeção de gás a alta pressão de forma intermitente Ciclo de Intermitência • Tempo do ciclo de intermitência – Tempo decorrido entre duas aberturas consecutivas da válvula operadora – Pode variar de poucos minutos até algumas horas – Dividido em três períodos: • Alimentação • Elevação de golfada ou Injeção • Redução de pressão Ciclo de Intermitência Gas-Lift Intermitente • Fenômenos que diminuem a eficiência do método: – Perda por escorregamento de líquido – normal de 1,5 a 2% a cada 100 m de elevação – Penetração do gás na golfada – ocasiona o escorregamento de líquido pelas paredes. Solução: criação de uma interface gás/líquido para otimizar a vazão do poço Gas-Lift Intermitente • Determinação da vazão – Para um tempo mínimo de 1 minuto a cada 100m de elevação: N max – onde: 1440 Lvo 100 • Nmax – ciclagem máxima (ciclos/d) • Lvo – profundidade da válvula operadora (m) Gas-Lift Intermitente • Determinação da vazão – A vazão máxima esperada para o poço será: Qmax N max .Vgf – onde: • Qmax – vazão máxima (m³/d) • Vgf – volume da golfada produzida (m³) Gas-Lift Intermitente • Determinação da vazão – O volume da golfada recuperado na superfície é estimado pela equação: pt pwh Lvo Vgf Ct 1 FB Gs 100 – onde: • pt – pressão no interior da coluna de produção em frente à válvula operadora no momento de sua abertura (kgf/cm²) Gas-Lift Intermitente • Determinação da vazão – onde: • pwh – pressão na cabeça de poço, normalmente considerada como a pressão do vaso separador (kgf/cm²) • Gs – gradiente estático do fluido do poço (kgf/cm²/m) • Ct – capacidade volumétrica da coluna de produção por unidade de comprimento (m³/m) • FB – valor estimado do escorregamento do fluido