5 Input and Output
5.3 Formatted Printing
5.3.2 Fixed-length String Fields
Foi analisada a influência da pressão mínima do fundo do poço produtor na produção de óleo. Essa pressão foi diminuída para elevar a diferença de pressão entre o reservatório e o poço produtor, tendo como consequência o aumento da vazão de produção de óleo e a maior capacidade de se injetar fluidos no reservatório sem que seja necessária uma exagerada
pressurização do sistema. O valor mínimo da pressão de fundo do poço produtor que inicialmente foi de 5.581,442 psi (38.482,68 kPa), foi diminuído para 3.348,8 psi (23.089,6 kPa) correspondendo a 60% do valor anterior. Esse valor de pressão foi escolhido pelos motivos já mencionados e também porque continua sendo um valor acima da pressão mínima de miscibilidade por múltiplos contatos que é de 14.651 kPa.
Deste modo foram realizadas as simulações para as novas condições operacionais –
capacidade de produção de 6.041,5 m3std/dia e pressão mínima do poço produtor de 23.089,6
kPa – para as mesmas 5 vazões de injeção anteriores que são de 600 m3std/dia, 800 m3std/dia,
1.000 m3std/dia, 1.200 m3std/dia e 1.400 m3std/dia por poço. A Figura 5.25 apresenta as curvas
de produção acumulada em relação ao tempo para esses novos casos.
Figura 5.25: Produção Acumulada para a Injeção de Polímeros com novas condições operacionais.
FONTE: Autor (2019).
Na Figura 5.25 percebe-se um aumento na produção acumulada de todos os casos com
todas as curvas ultrapassando o valor de 10 milhões de m3std de produção. Apesar de se
identificar facilmente que todas as curvas ultrapassaram o valor de 10 milhões de m3std, a figura
curvas estão umas sobre as outras. Dessa forma decidiu-se apresentar a Tabela 5.7 que mostra o óleo recuperado na data de 20 anos para os mesmos casos simulados.
Tabela 5.7: Óleo Recuperado para a Injeção de Polímeros com alteração nas condições operacionais.
Vazão de Injeção de Polímeros por poço
(m3std/dia) OR (%) em 20 anos 600 54,5 800 55,5 1.000 55,7 1.200 55,6 1.400 55,3 FONTE: Autor (2019).
Ao verificar Tabela 5.7 identifica-se que a injeção de polímeros com vazão de 1.000
m3std/dia por poço foi a que proporcionou um maior óleo recuperado, dessa maneira as injeções
com vazões de 1.200 m3std/dia e 1.400 m3std/dia por poço que são mais altas não
incrementaram a produção, sendo possível que alguma dessas injeções ainda não tenha conseguido uma boa injetividade. Portanto, para verificar se todas as injeções foram eficientes foi gerado o gráfico de vazão de injeção de polímeros em relação ao tempo representado na Figura 5.26.
Figura 5.26: Vazão de Injeção de Polímeros em relação ao tempo para novas condições operacionais.
FONTE: Autor (2019).
Na Figura 5.26 identifica-se que apenas a curva que representa a vazão de 1.400
m3std/dia por poço teve variação no período de 20 anos, logo é possível afirmar que a injeção
de polímeros com essa vazão continuou tendo problemas de injetividade mesmo com a
mudança nas variáveis operacionais. Assim sendo, a vazão de injeção de 1.400 m3std/dia foi
desconsiderada dos resultados já que não teve sua injetividade eficaz.
Com os resultados obtidos para a injeção de polímeros é necessário compará-los aos resultados da injeção de água nas mesmas condições. A Figura 5.27 apresenta as curvas de produção acumulada para o método de injeção de água para servir de base como comparação entre os dois métodos.
Figura 5.27: Produção Acumulada para a Injeção de Água com novas condições operacionais.
FONTE: Autor (2019).
Na Figura 5.27 é possível perceber que nem todas as curvas de produção acumulada
para a injeção de água ultrapassam o valor de 10 milhões de m3std, sendo esse um resultado
inferior quando comparado com a injeção de polímeros. Porém para comparar esses dois métodos da melhor forma possível foi gerada a Figura 5.28 que demonstra a comparação do Óleo Recuperado para os métodos de injeção de água e injeção de polímeros em um período de 20 anos de produção.
Figura 5.28: Comparativo do Óleo Recuperado entre a injeção de água e a injeção de polímeros com variação nas condições operacionais.
FONTE: Autor (2019).
A Figura 5.28 deixa evidente que em todos os quatro casos comparativos apresentados a injeção de polímeros teve um maior óleo recuperado. Consequentemente a injeção de polímeros produziu mais óleo do que a injeção de água nesses casos, porém ainda é necessário analisar as curvas de produção acumulada desses métodos de forma conjunta, pois se essas curvas forem bastante parecidas durante quase todo o período de produção, como aconteceu
anteriormente com a injeção de polímeros de vazão de 400 m3std/dia por poço (item 5.3.1),
novamente não será possível afirmar que a injeção de polímeros é melhor tecnicamente em relação à injeção de água.
Portanto, foi elaborado um gráfico que contém as curvas de produção acumulada para
as injeções de água e polímeros com vazão de 1.000 m3std/dia por poço com o objetivo de
analisar o comportamento dessas curvas, sendo este gráfico representado na Figura 5.29.
52,3 54,5 53,5 55,5 54,1 55,7 54,4 55,6 50 51 52 53 54 55 56
Ó
leo
Recup
erado
(%
)
Óleo Recuperado em 20 anos de produção
Inj Água Q600 Inj Pol Q600 Inj Água Q800 Inj Pol Q800 Inj Água Q1000 Inj Pol Q1000 Inj Água Q1200 Inj Pol Q1200
Figura 5.29: Curvas de Produção Acumulada para uma vazão de injeção de 1.000 m3std/dia.
FONTE: Autor (2019).
Ao observar a Figura 5.29 é possível ver que as duas curvas iniciam o período de produção juntas e se separam na data de aproximadamente 4 anos o que significa que a partir desse tempo a produção acumulada da injeção de polímeros é maior que a da injeção de água. Para verificar o comportamento da água no interior do reservatório com e sem a presença de polímeros foi desenvolvida a Figura 5.30 na qual estão representados mapas de saturação de
água para os tempos de 2, 3, 4 e 5 anos, para a mesma vazão de injeção de 1.000 m3std/dia.
Figura 5.30: Mapas de Saturação de Água para as injeções de água e de polímeros.
FONTE: Autor (2019).
A Figura 5.30 demonstra o deslocamento da água e da solução polimérica no interior do reservatório ao longo do tempo, de maneira que é possível ver que no tempo de 5 anos de produção a água já chegou no poço produtor, no entanto a solução polimérica ainda está chegando a esse ponto, sendo esse o motivo de as duas curvas de produção acumulada da Figura 5.29 se separarem no tempo de aproximadamente 4 anos, já que com a chegada do fluido injetado no poço produtor – breakthrough – a produção decresce, nesse caso o fluido injetado chega mais rapidamente ao poço produtor na injeção de água e essa tem sua produção de óleo prejudicada de maneira antecipada.
Através da mesma Figura 5.30 pode ser visto a diferença de área ocupada por cada fluido injetado, de modo que a água com polímeros consegue ocupar mais espaços de maneira uniforme e não cria caminhos preferenciais, diferentemente da água sem polímeros que flui por caminhos preferenciais chegando mais rápido no poço produtor.
O fato da Figura 5.29 mostrar as curvas de produção acumulada se separando ainda no início do período de produção já torna este resultado melhor do que o obtido anteriormente no item 5.3.1, visto que a comparação anterior mostrava curvas de produção acumulada praticamente iguais durante quase 14 anos.
Com isso a avaliação conjunta das figuras 5.28, 5.29 e 5.30 confirma que com a mudança das condições operacionais a injeção de polímeros mostrou-se melhor tecnicamente em relação à injeção de água para o reservatório em questão.
Portanto, é possível dar continuidade neste trabalho, estudando a performance da produção da injeção alternada de gás e polímeros (PAG) e compará-la a injeção alternada de gás e água (WAG).
5.5.
Injeção Alternada de Gás e Polímeros (PAG)
A injeção alternada de gás e polímeros (PAG) foi simulada com quatro diferentes vazões
de injeção de polímeros, porém a vazão de injeção de CO2 permaneceu a mesma em todas as
simulações. Como os melhores resultados com a injeção miscível de CO2 foram atingidos com
a vazão de injeção de 400.000 m3std/dia por poço decidiu-se manter esse valor durante todos
os casos simulados. Já os valores da vazão de injeção de polímeros foram variados para observar o comportamento das curvas de produção acumulada com o aumento da vazão. As vazões
utilizadas para a injeção de polímeros foram de 600 m3std/dia, 800 m3std/dia, 1.000 m3std/dia
e 1.200 m3std/dia por poço, os mesmos valores que apresentaram os melhores resultados para
esse método na injeção contínua.
A injeção PAG é um método atual e ainda não foi estudado o suficiente para se obter quais seriam os melhores parâmetros a serem utilizados, tais como, melhor tempo de intervalo de injeção ou se é preferível iniciar a injeção com gás ou com polímeros. Desse modo, foram realizadas simulações para três diferentes intervalos de injeção que foram de 2, 4 e 10 anos cada um, como também foi variada a ordem de injeção que em algumas simulações foi iniciada com gás e em outras foi iniciada com polímeros.
Para escolher a duração do tempo de cada intervalo de injeção, foi levado em consideração que Jamal et al. (2016) afirmam que cada intervalo de injeção é composto de dois
estágios, dessa forma cada intervalo de injeção é composto por uma injeção de CO2 e uma
injeção de polímeros. A Figura 5.31 mostra os intervalos de injeção utilizados pelos autores, sendo que inicialmente foi injetado o gás seguido pela solução polimérica.
Figura 5.31: Representação dos intervalos de injeção no método da injeção PAG.
FONTE: Adaptado de Jamal et al. (2016).
Dessa forma foram realizadas simulações com 6 esquemas diferentes para observar qual seria o melhor esquema de injeção. As figuras 5.32, 5.33 e 5.34 mostram os 6 esquemas utilizados, de forma que os esquemas 1 e 2 tiveram 2 intervalos de injeção de 10 anos cada um, os esquemas 3 e 4 tiveram 5 intervalos de injeção de 4 anos cada um e os esquemas 5 e 6 tiveram 10 intervalos de injeção de 2 anos cada um.
Figura 5.32: Representação dos Esquemas de Injeção com 2 Intervalos de 10 anos.
Figura 5.33: Representação dos Esquemas de Injeção com 5 Intervalos de 4 anos.
FONTE: Autor (2019).
Figura 5.34: Representação dos Esquemas de Injeção com 10 Intervalos de 2 anos.
FONTE: Autor (2019).
Através das figuras 5.32, 5.33 e 5.34 também é possível perceber que os esquemas 1, 3
e 5 tiveram suas injeções iniciadas pelo CO2, já os esquemas 2, 4 e 6 tiveram suas injeções
iniciadas pelo polímero.
É importante ressaltar que com o intuito de comparar os resultados de produção da injeção PAG com os resultados da injeção WAG, todas as simulações realizadas para a injeção PAG também foram praticadas para a injeção WAG sob as mesmas condições operacionais, inclusive as vazões de injeção de polímeros/água foram as mesmas de acordo com os valores
por poço). Vale destacar que todas as injeções de polímeros – nas simulações da injeção PAG – tiveram uma concentração de polímeros de 100 ppm.
A Figura 5.35 mostra as curvas de produção acumulada de óleo para as primeiras simulações realizadas com a injeção PAG e WAG que correspondem aos esquemas 1 e 2, ou seja, injeções com 2 intervalos de injeção de 10 anos de duração cada um.
Figura 5.35: Curvas de Produção Acumulada para as Injeções PAG e WAG com intervalo de injeção de 10 anos.
FONTE: Autor (2019).
Na Figura 5.35 observa-se a presença de 8 curvas de produção para cada método – 8 curvas para a injeção PAG e 8 curvas para a injeção WAG – totalizando 16 curvas presentes no gráfico de produção acumulada em relação ao tempo. A curva que alcançou a maior produção passou do valor de 12 milhões de m³std, enquanto que a curva que representa a pior produção atingiu um valor um pouco acima dos 10 milhões m³std. Porém, a presença de muitas curvas no mesmo gráfico dificulta a identificação de quais conseguiram produzir mais óleo, dessa forma optou-se pela disposição dos dados de produção na Tabela 5.8 para visualizar quais foram os melhores resultados.
Tabela 5.8: Dados de produção para as injeções PAG e WAG com intervalo de injeção de 10 anos. Nº Método de Injeção Ciclo de injeção Vazão de Injeção de Polímeros/Água por poço (m3std/dia) OR (%) em 20 anos
1 PAG (CO2/Pol) 600 59,2
2 PAG (CO2/Pol) 800 63,0
3 PAG (CO2/Pol) 1.000 65,1
4 PAG (CO2/Pol) 1.200 66,3
5 PAG (Pol/CO2) 600 65,4
6 PAG (Pol/CO2) 800 67,1
7 PAG (Pol/CO2) 1.000 67,8
8 PAG (Pol/CO2) 1.200 68,0
9 WAG (CO2/Água) 600 55,7
10 WAG (CO2/Água) 800 58,6
11 WAG (CO2/Água) 1.000 60,6
12 WAG (CO2/Água) 1.200 62,1
13 WAG (Água/CO2) 600 59,1
14 WAG (Água/CO2) 800 61,0
15 WAG (Água/CO2) 1.000 62,0
16 WAG (Água/CO2) 1.200 62,6
FONTE: Autor (2019).
Analisando a Tabela 5.8 percebe-se que todas as injeções PAG obtiveram melhores resultados de óleo recuperado em comparação com a injeção WAG. O maior óleo recuperado alcançado com a injeção PAG, 68%, foi na simulação número 8, com uma vazão de injeção de
polímeros de 1.200 m3std/dia por poço e um intervalo de injeção iniciado pela própria injeção
de polímeros, enquanto que o melhor óleo recuperado obtido com a injeção WAG, 62,6 %, foi
na simulação número 16 com uma vazão de injeção de água de 1.200 m3std/dia por poço e um
intervalo de injeção iniciado pela injeção de água. Dessa forma, a injeção PAG aumentou em 8,6% a produção de óleo em relação à injeção WAG.
Ainda observando a Tabela 5.8 é visto que a diferença entre o óleo recuperado da simulação número 8 (68%) e da simulação número 5 (65,4%) é de 2,6 pontos percentuais. Entretanto, uma diferença maior entre esses valores seria esperada, pois na simulação número
5 tem-se uma vazão de injeção de polímeros de 600 m3std/dia por poço enquanto que a vazão
de injeção de polímeros da simulação número 8 é de 1.200 m3std/dia por poço, ou seja, o dobro
injeção de gás foi a mesma, o que provavelmente foi um dos motivos para essa proximidade de produção, porém a diferença de volume de solução polimérica injetada é considerável, o que leva a conclusão de que talvez em uma eventual análise econômica, a injeção PAG com vazão
de 1.200 m3std/dia por poço poderia não ser viável, porém a presente pesquisa trata-se de uma
análise técnica e a injeção PAG com essa vazão continuará sendo considerada a que trouxe os melhores resultados.
Em seguida foram realizadas as simulações para as injeções PAG e WAG com os esquemas de injeção 3 e 4, dessa forma essas injeções tiveram 5 intervalos de injeção com duração de 4 anos cada um. A Figura 5.36 mostra as curvas de produção acumulada de óleo para esses esquemas.
Figura 5.36: Curvas de Produção Acumulada para as Injeções PAG e WAG com intervalo de injeção de 4 anos.
FONTE: Autor (2019).
Na Figura 5.36 é possível ver que algumas curvas alcançam valores de produção bem
próximos de 14 milhões de m3std, caracterizando assim resultados de produção melhores em
facilitar a visualização dos resultados foi gerada a Tabela 5.9 que corresponde aos valores de óleo recuperado para cada uma das simulações.
Tabela 5.9: Dados de produção para as injeções PAG e WAG com intervalo de injeção de 4 anos. Nº Método de Injeção Ciclo de injeção Vazão de Injeção de Polímeros/Água por poço (m3std/dia) OR (%) em 20 anos
17 PAG (CO2/Pol) 600 64,5
18 PAG (CO2/Pol) 800 68,8
19 PAG (CO2/Pol) 1.000 71,6
20 PAG (CO2/Pol) 1.200 73,3
21 PAG (Pol/CO2) 600 68,6
22 PAG (Pol/CO2) 800 71,9
23 PAG (Pol/CO2) 1.000 73,7
24 PAG (Pol/CO2) 1.200 75,0
25 WAG (CO2/Água) 600 59,0
26 WAG (CO2/Água) 800 62,5
27 WAG (CO2/Água) 1.000 64,9
28 WAG (CO2/Água) 1.200 66,7
29 WAG (Água/CO2) 600 61,5
30 WAG (Água/CO2) 800 64,1
31 WAG (Água/CO2) 1.000 66,0
32 WAG (Água/CO2) 1.200 67,5
FONTE: Autor (2019).
Os dados presentes na Tabela 5.9 deixam claro de que novamente a injeção PAG obteve maiores valores de óleo recuperado em relação à injeção WAG. O melhor resultado de óleo recuperado com a injeção PAG (75,0%) foi alcançado na simulação de número 24 que corresponde a injeção iniciada com polímeros e com uma vazão de injeção de polímeros de
1.200 m3std/dia por poço, já o maior valor de óleo recuperado obtido com a injeção WAG
(67,5%) foi logrado na simulação de número 32 que refere-se a uma injeção iniciada com água
com uma vazão de injeção de água de 1.200 m3std/dia por poço. Deste modo, a injeção PAG
incrementou a produção de óleo em 11,1% em relação à injeção WAG.
Finalmente foram realizadas as últimas simulações para as injeções PAG e WAG correspondendo aos esquemas 5 e 6, dessa maneira essas simulações tiveram 10 intervalos de injeção com duração de 2 anos cada um. A Figura 5.37 representa as curvas de produção acumulada para os esquemas 5 e 6.
Figura 5.37: Curvas de Produção Acumulada para as Injeções PAG e WAG com intervalo de injeção de 2 anos.
FONTE: Autor (2019).
Ao observar a Figura 5.37 é percebido um comportamento das curvas de produção acumulada similar com os anteriores, porém com a diminuição do tempo do intervalo de injeção as maiores produções acumuladas atingidas foram novamente incrementadas. Esse incremento fica claro na Tabela 5.10 que corresponde aos dados de produção obtidos através das mesmas simulações.
Tabela 5.10: Dados de produção para as injeções PAG e WAG com intervalo de injeção de 2 anos. Nº Método de Injeção Ciclo de injeção Vazão de Injeção de Polímeros/Água por poço (m3std/dia) OR (%) em 20 anos
33 PAG (CO2/Pol) 600 66,2
34 PAG (CO2/Pol) 800 70,7
36 PAG (CO2/Pol) 1.200 75,1
37 PAG (Pol/CO2) 600 68,3
38 PAG (Pol/CO2) 800 72,4
39 PAG (Pol/CO2) 1.000 75,1
40 PAG (Pol/CO2) 1.200 76,6
41 WAG (CO2/Água) 600 60,8
42 WAG (CO2/Água) 800 64,3
43 WAG (CO2/Água) 1.000 66,6
44 WAG (CO2/Água) 1.200 68,4
45 WAG (Água/CO2) 600 63,6
46 WAG (Água/CO2) 800 66,3
47 WAG (Água/CO2) 1.000 68,0
48 WAG (Água/CO2) 1.200 69,4
FONTE: Autor (2019).
A Tabela 5.10 evidencia que novamente a injeção PAG alcançou maiores valores de óleo recuperado em relação à injeção WAG. O maior valor de óleo recuperado através da injeção PAG foi de 76,5% na simulação de número 40 e o maior valor alcançado com a injeção WAG foi de 69,4% na simulação de número 48.
Deste modo os melhores resultados para cada método, obtidos através dos 6 esquemas de injeção diferentes, foram considerados os que alcançaram as maiores porcentagens de óleo recuperado.
Com o intuito de comparar as curvas de produção acumulada obtidas com a injeção PAG e WAG separadamente, foram geradas as figuras 5.38 e 5.39.
Figura 5.38: Comparativo da Produção Acumulada da Injeção PAG com uma vazão de
injeção de polímeros de 1.000 m3std/dia.
FONTE: Autor (2019).
A Figura 5.38 mostra as curvas de produção acumulada para 3 casos da injeção PAG,
nessas três simulações a vazão de injeção de polímeros foi de 1.000 m3std/dia e a injeção foi
iniciada por polímeros. Ao analisar a figura é percebido que o aumento no número de intervalos de injeção melhorou a produção acumulada e isso acontece pelo melhor controle na mobilidade
do CO2, já que com uma quantidade maior de intervalos de injeção, o tempo em que cada
injeção acontece é diminuído evitando assim que o CO2 – gás com alta mobilidade – chegue no
Figura 5.39: Comparativo da Produção Acumulada da Injeção WAG com uma vazão de
injeção de água de 1.000 m3std/dia.
FONTE: Autor (2019).
A Figura 5.39 demonstra de maneira similar à figura anterior, as curvas de produção acumulada, porém dessa vez, da injeção WAG. As três curvas representam a produção através
de simulações com vazões de injeção de água de 1.000 m3std/dia e com injeções iniciadas pela
água. Nessa figura também é constatado que com o aumento do número de intervalos de injeção, a produção é melhorada pelo mesmo motivo explicado anteriormente, ou seja, pelo
melhor controle da mobilidade do CO2.
Os melhores resultados obtidos com as injeções PAG e WAG foram portanto com o maior número de intervalos de injeção, ou seja, 10 intervalos de injeção de 2 anos de duração cada um e com uma injeção iniciada com polímeros/água, logo o melhor esquema de injeção foi o de número 5. Portanto, com os melhores resultados para os dois métodos, foi decidido que observar suas curvas de produção acumulada de forma isolada das demais é relevante para verificar se essas curvas permanecem com um comportamento muito parecido durante um longo ou curto período de tempo. As duas curvas – injeções PAG e WAG com vazão de injeção de polímeros/água de 1.200 m³std/dia por poço de acordo com o esquema 5 – foram plotadas em um gráfico de produção acumulada de óleo pelo tempo encontrado na Figura 5.40.
Figura 5.40: Comparativo entre as injeções PAG e WAG.
FONTE: Autor (2019).
Observando a Figura 5.40 é possível ver que as duas curvas permanecem juntas durante 4,2 anos e a partir desse tempo a produção acumulada da injeção PAG é maior com relação à injeção WAG. A produção acumulada total alcançada pela injeção PAG foi de 14.143.500