O sistemas de produção artificiais são os processos usados em poços de petróleo para aumentar a pressão dentro do reservatório e, assim, ser capazes de estimular o petróleo a subir à superfície.
Quando a energia de impulso natural do reservatório não é forte o suficiente para empurrar o óleo para a superfície, um sistema artificial é usado para obter mais material.
Embora alguns poços contenham pressão suficiente para o óleo subir à superfície sem estimulação, a maioria não, exigindo um sistema artificial..
Dos cerca de 1 milhão de poços de petróleo e gás produzidos no mundo, apenas 5% fluem naturalmente, tornando quase toda a produção mundial de petróleo e gás dependente de operações eficientes de sistemas artificiais de produção..
Mesmo para os poços que inicialmente têm um fluxo natural para a superfície, essa pressão se esgota com o tempo. Para eles, também é necessário o uso de um sistema artificial..
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Embora existam vários métodos para atingir a produção artificial, os dois tipos principais de sistemas artificiais são os sistemas de bomba e os sistemas de elevação a gás..
Por exemplo, nos Estados Unidos, 82% dos poços usam balancins mecânicos, 10% usam gás elevador, 4% usam bombas submersíveis elétricas e 2% usam bombas hidráulicas..
Este sistema usa equipamentos na superfície e abaixo dela para aumentar a pressão e empurrar os hidrocarbonetos em direção ao solo. Bombas mecânicas são os braços oscilantes bem conhecidos vistos em poços de petróleo em terra.
Na superfície, o rocker balança para frente e para trás. Ele é conectado a uma cadeia de hastes chamadas hastes de sucção, que afundam no poço.
As hastes de sucção são conectadas à bomba de haste de sucção, que é instalada como parte dos tubos próximos ao fundo do poço.
Conforme o balancim oscila, ele opera a corrente da haste, a haste da sucção e a bomba da haste da sucção, funcionando de forma semelhante aos pistões dentro de um cilindro..
A bomba de haste de sucção eleva o óleo do fundo do poço para a superfície. Geralmente, as unidades de bombeamento são acionadas eletronicamente ou por meio de um motor a gasolina, denominado motor principal..
Para que o sistema de bombeamento funcione corretamente, um redutor de velocidade é empregado para garantir que a unidade da bomba se mova de forma constante.
Esse sistema de bombeamento aplica uma bomba hidráulica do fundo do poço, em vez de hastes de sucção, para trazer o óleo à superfície. A produção é forçada contra os pistões, fazendo com que a pressão e os pistões elevem os fluidos à superfície.
Semelhante à física aplicada às rodas d'água que movem os antigos moinhos, a energia natural é usada dentro do poço para trazer a produção para a superfície..
As bombas hidráulicas são geralmente compostas por dois pistões, um em cima do outro, conectados por uma haste que se move para cima e para baixo dentro da bomba..
Tanto as bombas hidráulicas de superfície quanto as subterrâneas são movidas a óleo limpo, previamente extraído do poço..
A bomba na superfície envia o óleo limpo através dos tubos para a bomba hidráulica instalada no subsolo na parte mais baixa da corrente de tubos. Os fluidos do reservatório são enviados para a superfície por uma segunda cadeia paralela de tubos.
Os sistemas de bombeamento submersíveis elétricos empregam uma bomba centrífuga abaixo do nível dos fluidos do reservatório. Conectada a um longo motor elétrico, a bomba é composta por vários impulsores, ou pás, que movem os fluidos dentro do poço..
Todo o sistema é instalado na parte inferior da cadeia de tubos. Um cabo elétrico percorre todo o comprimento do poço e conecta a bomba a uma fonte de eletricidade na superfície.
A bomba submersível elétrica aplica a produção artificial girando os impulsores no eixo da bomba, que exercem pressão sobre os fluidos circundantes, forçando-os a subir para a superfície.
As bombas submersíveis elétricas são produtoras em massa e podem elevar mais de 25.000 barris de fluidos por dia.
Como um sistema de produção artificial emergente, o gas lift injeta gás comprimido no poço para restaurar a pressão, fazendo-o produzir. Mesmo quando um poço está fluindo sem elevação artificial, ele geralmente usa uma forma natural de elevação a gás..
O gás injetado, principalmente nitrogênio, reduz a pressão no fundo do poço, diminuindo a viscosidade dos fluidos no poço. Isso, por sua vez, faz com que os fluidos fluam mais facilmente para a superfície. Normalmente, o gás que é injetado é o mesmo gás reciclado que é produzido no poço de petróleo.
Embora tenha muito poucas unidades na superfície, este sistema é a escolha ideal para aplicação offshore. No fundo do poço, o gás comprimido é injetado no anel do tubo, entrando no poço por meio de vários pontos de acesso, chamados de válvulas de elevação de gás..
Conforme o gás entra no tubo nesses diferentes estágios, ele forma bolhas, alivia os fluidos e diminui a pressão..
Para obter o máximo potencial de desenvolvimento de qualquer poço de petróleo ou gás, o sistema de produção artificial mais eficiente deve ser selecionado. Os critérios usados historicamente para selecionar o sistema artificial para um determinado poço variam amplamente na indústria:
- Experiência do operador.
- Quais sistemas artificiais estão disponíveis para instalações em certas áreas do mundo.
- O sistema artificial que está operando nos poços contíguos ou semelhantes.
- Determine quais sistemas serão implantados na velocidade desejada e nas profundidades necessárias.
- Avalie listas de vantagens e desvantagens.
- Sistemas especialistas para descartar e selecionar sistemas.
- Avaliação dos custos iniciais, custos operacionais, capacidades de produção, etc. com o uso da economia como uma ferramenta de seleção, geralmente com base no valor presente.
Na maioria dos casos, o sistema de produção artificial com melhor desempenho em campos semelhantes serve como critério de seleção. Além disso, os equipamentos e serviços disponíveis podem determinar facilmente qual sistema de produção artificial será aplicado..
No entanto, quando parte do cenário exigiria custos significativos para manter altas taxas de produção em poços, é prudente considerar a maioria dos métodos de avaliação e seleção disponíveis..
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