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Concluímos que o método atual depende diretamente da influência de quem o executa. Analisando os dados de testes foi constatado que a mudança de operador está quase sempre relacionada com a mudança do histórico de teste.
Com a instalação do sistema de controle de dreno haverá uma melhoria na confiabilidade dos testes, devido a uma menor incerteza tendo em vista que a influência do homem na geração dos dados será minimizada. Consequentemente, o operador terá mais tempo de outras atividades operacionais. Outro ponto importante é que o boletim de teste de produção será elaborado diretamente no computador de vazão ou no supervisório, reduzindo a digitação dos dados, através da utilização de algoritmo para cálculo dos volumes produzidos, que comporão o relatório de teste de produção.
O procedimento de drenagem depende do tipo de óleo, visto que o óleo mais denso retém mais água, maior BS&W de emulsão, em comparação ao óleo mais leve.
Um dos grandes problemas do teste convencional é que durante a drenagem o operador fica submetido a esta tarefa e qualquer descuido ou desatenção poderá ocasionar a perda do teste de produção, pois pode aparecer óleo no dreno, e, se a válvula não for fechada a tempo, o teste apresentará resultado insatisfatório com perda de tempo e geração de mais trabalho.
Foi constatado que o grande percentual de testes falhos será reduzido com o controle automático da drenagem, visto que as falhas estão relacionadas com a ação humana na execução da finalização do processo de retirada da água livre do tanque. Resultando na redução da incerteza do processo, pois os parâmetros da identificação do que é óleo e água serão fixos.
Quanto à geração de vórtice durante o processo de drenagem, concluímos que é uma das grandes preocupações de quem vai executar este procedimento. Desta forma incluímos no programa de controle o limite de 15 cm de altura da interface ao fundo do tanque, para começar o fechamento da válvula do dreno. Este trabalho foi elaborado tendo como premissa o dreno do tanque instalado no fundo do tanque, quando o tanque tiver dreno no costado deverá ser adicionada aos cálculos a caracterização do volume morto do tanque (fluido entre a entrada do dreno e o fundo do tanque).
Na montagem do sistema piloto desta proposta deverá ser instalada uma válvula de controle no dreno do tanque, um dispositivo sensor na lateral do tanque e implementado um algoritmo no sistema supervisório na sala de automação do campo. Para este fim já existe projeto aprovado na Unidade de Negócio da PETROBRAS no Rio Grande do Norte e Ceará, previsto para 2009, a fim de definir os parâmetros desta aplicação da técnica, para futura adoção nos diversos campos terrestres.
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Referência
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[1] THOMAS, José Eduardo. Fundamentos de Engenharia de Petróleo. 2 a. edição, Rio de Janeiro, Editora Interciência, 2001, p. 183.
[2] SENAI, Ministério do Desenvolvimento, Indústria e Comércio Exterior; O Futuro da
Indústria, a Importância da Metrologia para o Desenvolvimento Industrial. Brasília,
2005, capítulo 2, p. 29 – 43.
[3] REGULAMENTO TÉCNICO DE MEDIÇÃO, RTM, editado pela Agência Nacional de Petróleo e Gás natural, ANP, através da Portaria Conjunta número 1 ANP/INMETRO de 19 de junho de 2000. Rio de Janeiro.
[4] PORTARIA INPM No. 33/67 - Norma para Medição da Altura de Produtos de Petróleo Armazenados em Tanques. De 28 de abril de 1967.
[5] PORTARIA INPM No. 15 – Norma para Determinação de Temperatura do Petróleo e seus Derivados Líquidos. De 02 de maio de 1967, (p.3).
[6] SILVA FILHO, José Alberto Pinheiro; Apostila "Medição de Petróleo e Gás Natural e
Regulamento da ANP-INMETRO". Universidade Petrobras, Rio de Janeiro, Dez 2007.
[7] AMERICAN PETROLEUM INSTITUTE – Manual of Petroleum Measurement Standard; API – MPMS Chapter 12.1 – Calculation of Static Petroleum Quantities, Part 1, Upright Cylindrical Tanks and Marine Vessels. 2nd Edition, November, 2001.
[8] KREYSZIG, Erwin. Advanced Engineering Mathematics. 9th Edition, Columbus, Ohio, 2006, WILEY, INC, p .16.
[9] VENNARD, J.K. Elementary Fluid Mechanics. 4ª.Edição, Tokyo, Japan, 1961; John Wiley & Sons, Inc., p. 27 – 94.
[10] LIRA, Francisco Adval de. Metrologia na Indústria. 2ª. Edição, São Paulo, Editora Érica LTDA, 2001, p. 108; 147 – 149.
[11] DELMÉE, Gerald J. Manual de Medição de Vazão. 2ª.Edição, São Paulo, Editora Edgard Blücher Ltda, 1983, 4ª.Impressão, em 1999, p. 27 – 34.
[12] SIMON, Luiz. Instrumentação Básica. AMBEV, Apostila, Escola SENAI, Jacareí, São Paulo, 2003.
[13] BEGA, Egídio Alberto. DELMÉE, Gerald Jean. COHN, Pedro Estéfano. BULGARELLI, Roberval. KOCH, Ricardo e FINKEL, Vitor Schmidt.
Instrumentação Industrial. 2 a. edição, Rio de Janeiro, Editora Interciência, 2006, p.
534.
[14] LIMA, Carlos Eduardo Guimarães. Automação de Testes de Produção e Determinação de BS&W de poços produtores de petróleo. 2000. Dissertação
(Mestrado) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2000.
[15] ENCICLOPÉDIA MIRADOR INTERNACIONAL. Volume 10, Encyclopaedia Britannica do Brasil Publicações Ltda. São Paulo - SP, Brasil. 1977. Gravitação, p. 5428.
[16] CONSELHO NACIONAL DE PETRÓLEO - CNP-06-70; Correção de Densidade e Volume, Tabelas API 2540 e ASTM D-1250. Edição do Conselho Nacional de Petróleo, Rio de Janeiro, 1970.
[17] McCARTHY, Terry B. e MONSANTO, Jim Bridgett. Article What’s the Best Way to
Control an Interface Level when an Emultion Tends to Form Between Phases?
Agar Corporation, Houston, Texas, 1992.
[18] KLEIN, Stanlei I.; Apostila de Química Geral Experimental Dois. Universidade Estadual Paulista-UNESP; CEPEU (comissão de pesquisa doscente) / Proex, Site: <http: www // inorgan221.iq.unesp.br/quimgeral/respostas/eletrolitos.html>. Acesso em 28/04/2008.
[19] SILVA, Cláudio Barreiros da Costa e. Estudo Teórico dos Princípios de Medição do
Nível de Interface para Controle do Descarte de Água. Relatório do Centro de
Pesquisas e Desenvolvimento Leonardo A. Miguez de Melo, Tecnologia de Processo Primário e Avaliação de Petróleo, RT TPAP 048/07. Rio de Janeiro, dezembro de 2007. [20] AMARAL, Maria Cristina L.M. do. Medição de Interface no Tanque de lavagem a
Frio – Projeto de Ampliação da Injeção de Água no Campo de Ubarana. Relatório
do Centro de Pesquisas e Desenvolvimento Leonardo A. Miguez de Melo, Tecnologia de Instalação de Produção, RT IP 001/07. Rio de Janeiro, fevereiro de 2007.
Apêndice A
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Apêndice A - Cálculo da Aceleração da Gravidade Local
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a ) Apresentação:
O cálculo da aceleração da gravidade aqui apresentado se faz necessário na minimização do erro no valor desta grandeza, detalhada nos experimentos do capítulo 3, e também no cálculo do perfil de velocidade do fluido drenado, capítulo 4, nos quais é usado o valor da aceleração da gravidade do local onde o tanque de teste está instalado. Assim este item fornece a aceleração da gravidade para que o cálculo do perfil seja o mais representativo possível, [15].
b) Cálculo da aceleração da gravidade
O cálculo da aceleração da gravidade teve como base os dados do local escolhido a Estação Coletora de Monte Alegre – A, vide figura 14, para a instalação do projeto: situada entre os municípios de Pendências e Alto do Rodrigues3 a 5° 17’ 18” de latitude sul e 36° 45’ 44” de longitude oeste. A altitude é de 13 m acima do nível do mar e a distância rodoviária de 204 km da cidade de Natal, capital do Estado do Rio Grande do Norte.
Como o local está acima do nível do mar, para estimar gφ: h x
gφ =9,780318(1+0,0053024sin2φ−0,0000058sin22φ)−3,086 10−6 (19) Onde: h= altura em metros, comparada ao nível do mar.
Fazendo, φ =(π *5,33333/180), temos que a aceleração da gravidade calculada: 07
, 978 = φ
g Gal. Onde, o Gal, Galileu, é igual a (cm/s2).
3
O nome Alto do Rodrigues é uma homenagem à família do fundador da cidade, Joaquim Rodrigues Ferreira. Joaquim Rodrigues e seus descendentes se instalaram no Alto, quando este era apenas uma localidade do município de Pendências e deram início ao povoamento da região.
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Figura 14 – Estação Coletora do campo de Monte Alegre – A
O campo de Monte Alegre foi descoberto em novembro de 1981, localizado na porção nordeste da Bacia Potiguar a 200 km da cidade de Natal. Tem em torno de 40 poços produtores com uma produção de 550 bpd de óleo, para um BS&W médio de 90,0% e uma RGO média de 10 m3/m3.
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Apêndice B - Cálculo do Fator de Contração
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a) Apresentação:
Os dados obtidos em observação no tanque escolhido foram trabalhados nas tabelas abaixo, para estudo do fator de contração da drenagem do tanque.
b) Tabela de cálculo:
A tabela 2 teve como referência a equação de Torricelli, para definição do cálculo do fator “w”, coluna c10, que é o resultado da aplicação das equações de (20) a (24).
Tabela 2 – Planilha de dados do primeiro expe rimento
Tempo (s) Nível(cm) Queda Área Tanq Área orif Veloc_I g (cm/s2) _2*g*h Veloc_II Fator w
Início 0,0 164,0 cm cm2 cm2 cm/s Gal cm2/s2 cm/s
1 360,0 53,0 111,0 41707,50 40,94 0,31 978,07 217131,54 465,97 0,6692
c1 c2 c3 c4 c5 c6 c7 c8 c9 c10
Na tabela acima cada coluna de variável foi enumerada, para apresentação da base de cálculo da planilha, as colunas c1, c2, c4, c5 e c7 são entrada de dados definidas da seguinte forma:
• Coluna c1: tempo entre abertura e fechamento pleno do dreno; • Coluna c2: leitura de nível de fluido no tanque em cm;
• Coluna c4: área transversal do tanque em cm2 ; • Coluna c5: área transversal do orifício em cm2 ;
• Coluna c7: valor da aceleração da gravidade local em cm/s2 .
Observamos que as demais colunas são definidas conforme as fórmulas abaixo:
Queda do fluido: c3=c2anterior−c2atual (20) Velocidade média de queda:
1 3 6 c c c = (21)
Teoria de Torricelli, quadrado da velocidade: c8=2(c7)(c3) (22) Velocidade cinemática: c9= c8 (23) Fator de contração: )] 9 )( 5 [( )] 4 )( 6 [( 10 c c c c c = (24)
O experimento anterior tinha apenas um intervalo observado. Então, realizamos novo teste e definimos intervalos menores para observar o comportamento do referido fator, conforme a tabela 3.
Tabela 3 – Planilha dos dados do segundo experimento
Ordem Tempo (s) Nível(cm) Queda Área Tanq Área orif Veloc_I g (cm/s2) _2*g*h Veloc_II Fator w
Início 0 429,0 cm cm2 cm2 cm/s Gal cm2/s2 cm/s 1 30 413,0 16,0 41407,50 40,94 0,53 978,07 807885,82 898,82 0,6001 2 30 396,0 17,0 41407,50 40,94 0,57 978,07 774631,44 880,13 0,6512 3 30 380,0 16,0 41407,50 40,94 0,53 978,07 743333,20 862,17 0,6257 4 30 364,0 16,0 41407,50 40,94 0,53 978,07 712034,96 843,82 0,6393 5 30 348,5 15,5 41407,50 40,94 0,52 978,07 681714,79 825,66 0,6329 6 30 333,0 15,5 41407,50 40,94 0,52 978,07 651394,62 807,09 0,6475 7 30 318,0 15,0 41407,50 40,94 0,50 978,07 622052,52 788,70 0,6412 8 30 303,0 15,0 41407,50 40,94 0,50 978,07 592710,42 769,88 0,6569 9 30 289,0 14,0 41407,50 40,94 0,47 978,07 565324,46 751,88 0,6278 10 30 274,0 15,0 41407,50 40,94 0,50 978,07 535982,36 732,11 0,6908 11 30 259,0 15,0 41407,50 40,94 0,50 978,07 506640,26 711,79 0,7105 12 30 245,0 14,0 41407,50 40,94 0,47 978,07 479254,30 692,28 0,6818 13 30 231,0 14,0 41407,50 40,94 0,47 978,07 451868,34 672,21 0,7022 14 30 217,0 14,0 41407,50 40,94 0,47 978,07 424482,38 651,52 0,7244 15 30 204,0 13,0 41407,50 40,94 0,43 978,07 399052,56 631,71 0,6938 16 30 191,0 13,0 41407,50 40,94 0,43 978,07 373622,74 611,25 0,7170 17 30 178,5 12,5 41407,50 40,94 0,42 978,07 349170,99 590,91 0,7132 18 30 166,5 12,0 41407,50 40,94 0,40 978,07 325697,31 570,70 0,7089 19 30 154,0 12,5 41407,50 40,94 0,42 978,07 301245,56 548,86 0,7678 20 30 142,0 12,0 41407,50 40,94 0,40 978,07 277771,88 527,04 0,7676 21 30 132,0 10,0 41407,50 40,94 0,33 978,07 258210,48 508,14 0,6635 22 30 121,0 11,0 41407,50 40,94 0,37 978,07 236692,94 486,51 0,7623 23 30 110,0 11,0 41407,50 40,94 0,37 978,07 215175,40 463,87 0,7995 24 30 99,5 10,5 41407,50 40,94 0,35 978,07 194635,93 441,18 0,8024 25 30 89,0 10,5 41407,50 40,94 0,35 978,07 174096,46 417,25 0,8484 26 30 79,5 9,5 41407,50 40,94 0,32 978,07 155513,13 394,35 0,8122 27 30 70,0 9,5 41407,50 40,94 0,32 978,07 136929,80 370,04 0,8655 28 30 61,5 8,5 41407,50 40,94 0,28 978,07 120302,61 346,85 0,8262 29 30 53,0 8,5 41407,50 40,94 0,28 978,07 103675,42 321,99 0,8900 30 30 44,5 8,5 41407,50 40,94 0,28 978,07 87048,23 295,04 0,9713 c1 c2 c3 c4 c5 c6 c7 c8 c9 c10
Apêndice C
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Apêndice C - Questionário Aplicado aos Operadores
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a) Apresentação:
As questões abaixo foram elaboradas visando coletar o conhecimento e a experiência dos operadores na fase final da drenagem da água livre. Então, foi elaborado o questionário abaixo.
b) Questionário aplicado e análise:
Favor marcar a letra ou comentar, conforme vossa convicção e conhecimento. 1) Qual a função que exerce?
(a) Supervisão (b) Operador
(c) Outra função. Citar: _________________
2) Qual a(s) Estação(ões) que trabalha em teste de produção?
R - ________________________________________________________________ 3) Pela sua percepção. Quantos testes são falhos num mês?
(a) 10% (b)15% (c)20%
(d) Outro percentual, citar:_____%
4) Pela sua experiência. Quando está drenando, qual a altura de água que começa a ter geração de vórtice em centímetros no tanque?
(a) cinco cm (b) dez cm (c) quinze cm
(d) Outro, citar:_____%
5) Qual a melhor abertura para realização da drenagem do tanque em dreno de 3”? Se o dreno for de outro diâmetro, citar: _____ polegadas.
(a) plena abertura, 100%. (b) meia abertura, 50%.
(c) outro percentual, citar:_____%.
6) Qual o melhor momento para fechar o dreno?
(a) Quando o fluido parece óleo, isto é, muda a cor do fluido. (b) Quando verifico com um objeto que a viscosidade mudou.
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(c) Quando verifico manualmente que a viscosidade mudou.
(d) Outro, citar:_____________________________________________________
O questionário citado anteriormente neste apêndice foi distribuído entre os operadores, e foi respondido por um total de 17 operadores.
As respostas resultaram no quadro abaixo:
Tabela 4 – Quadro de resultado do questionário Questão Percentual Descrição
Q1 100,00% Todos eram operadores
Q2 29,41% Trabalham em Fazenda Pocinho 23,53% Trabalham no Alto do Rodrigues 47,06% Trabalham no Estreito
Q3 Quanto aos testes falhos
47,06% Apontaram que são 10%
17,65% Apontaram que são 15% 5,88% Apontaram que são 20%
23,53% Outros %, sendo dois 5%, um 3% e um 30%. 5,88% Não optaram
Q4 Quanto à geração de vórtice 5,88% Apontaram que o 5 cm 11,76% Apontaram que o 10 cm
23,53% Apontaram que o 15 cm
41,18% Outros %, sendo quatro 20%, um 30%, um 25% e um 45%. 17,65% Não optaram
Q5 Quanto à abertura para drenar
64,71% Abertura plena
17,65% Apontaram que o 50% 11,76% Outros %, sendo um 10%. 11,76% Não optaram
Q6 Melhor momento para fechar a válvula, quando aparece o óleo
82,35% Quando o fluido parece óleo
5,88% Verificam com um objeto
11,76% Outros restringem o máximo possível.
Basta ler esta última resposta, onde a afirmativa “quando o fluido parece óleo” define a verdadeira subjetividade do padrão ora adotado. É neste ponto que a aplicação deste trabalho pretende mudar o procedimento de teste de produção vigente.