Edição 299 • 2007

Aplicação de analisadores de emissões atmosféricas em uma refinaria de petróleo
Aerenton F. Bueno (Doutorando em Química Analítica – UNICAMP / Químico de Petróleo – Petrobras)
Carlos Roberto Alves (Técnico de manutenção – Petrobras)
Resumo
Os sistemas de monitoramento contínuo de emissões (Cems, em inglês) tem sido largamente aplicados devido às crescentes demandas ambientais que são atribuídas às indústrias no mundo inteiro. No Brasil, órgãos como a Cetesb exigem atualmente a instalação desses instrumentos como pré-requisito para a aprovação ou renovação de licenças ambientais.

Um estudo experimental sobre a instabilidade da interface no deslocamento de óleo por injeção de água
Gabriel C. Mariano
Mestrando em Engenheira Química1
Fabrício F. Cardoso
Graduando em Engenharia Química1
Toni J. Lopes, Mara G. N. Quadri, Ricardo A. F. Machado, Marintho B. Quadri
Doutores, Engenheiros Químicos1
André L. Nogueira
Mestre, Engenheiro Químico1
1Universidade Federal de Santa Catarina/Departamento de Engenharia Química
Renan M. Baptista
Mestre, Engenheiro de Petróleo – Cenpes (Centro de Pesquisa e Desenvolvimento da Petrobras)
Resumo
O deslocamento imiscível de sistemas água/óleo está presente em vários procedimentos da indústria do petróleo tais como a recuperação secundária e terciária de jazidas petrolíferas e o bombeamento de petróleo e suas frações através de linhas de transporte até as áreas de processamento e distribuição. A eficiência desses processos tem uma estreita relação com as características dos fenômenos interfaciais água/óleo. Uma vez que o petróleo é mais viscoso que a água, esta última tende a se deslocar mais rapidamente que o óleo. Como conseqüência, observa-se o aparecimento da digitação viscosa devido às diferenças de viscosidades e densidades entre os fluidos. Quando ocorre durante o deslocamento imiscível, a digitação pode comprometer a operação industrial porque é responsável pelo atraso do óleo e saída antecipada da água. Este trabalho tem como objetivo avaliar os fatores atuantes no aparecimento da digitação viscosa em operações de deslocamento de óleo por injeção de água. Uma célula de Hele-Shaw foi usada para a realização dos ensaios, e água e óleo de soja colorido foram utilizados para simular o sistema água/petróleo. Testou-se a influência da distância entre as placas de vidro da célula, inclinação dessas placas, vazão da alimentação de água e concentração de sal na água sobre o tamanho dos fingers formados e conseqüente atraso no deslocamento da fase óleo. Um planejamento experimental parcial 24-1 com três pontos centrais foi elaborado. A quantificação da instabilidade na interface do sistema água/óleo foi avaliada por análise de imagem de fotografias digitais. Os resultados mostraram que a distância entre as placas é o fator mais significativo na formação dos fingers, sendo que, para as condições testadas, quanto menor for a distância entre as placas maior o atraso no deslocamento do óleo.


Influência da vazão de vapor no processo de drenagem gravitacional de óleo (SAGD) com injeção contínua de vapor
Jennys L. M. Barillas, Tarcilio V. Dutra Jr., Wilson da Mata
Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Departamento de Engenharia Química – CT.
Resumo
Os processos avançados de recuperação de óleo visam aumentar a recuperação de reservatórios leves ou pesados que já possam estar produzindo. Diversas tecnologias têm sido desenvolvidas com o intuito de extrair o óleo pesado e extra-pesado encontrados nas diferentes jazidas petrolíferas, os mais utilizados são os processos de injeção de água quente e vapor que têm sido aplicados com sucesso no Brasil e no mundo. Devido ao avanço recente de certas tecnologias para perfuração direcional, se tem facilitado o desenvolvimento de novos métodos de produção que envolvem poços horizontais, entre estes novos processos se encontra o de drenagem gravitacional de óleo com injeção contínua de vapor (SAGD, Steam Assisted Gravity Drainage), que tem melhorado significativamente o contato dos fluidos no poço, as eficiências de varrido, a produção de óleo e o óleo recuperado.
Neste estudo se modelou um reservatório com algumas características do nordeste brasileiro, em um sistema homogêneo, com uma zona de óleo e outra de água, as simulações foram realizadas em um programa comercial de processos térmicos avançados de recuperação de óleo (Stars da Computer Modelling Group). Avaliou-se a influência da vazão de vapor na recuperação de óleo, para diferentes espessuras da zona de óleo do reservatório. Realizou-se uma otimização da vazão de injeção através do valor presente líquido (VPL), que foi calculado com uma função que incorpora os custos do vapor utilizado e da produção do óleo, através de dois fatores. O cálculo também incorporou o preço do barril de petróleo e a taxa de desconto aplicada anualmente, mas não considerou o custo inicial de investimento do projeto. Foi encontrado que a recuperação do óleo aumenta na medida em que aumenta o vapor injetado até um limite máximo, a partir do qual começa a diminuir. Foi demonstrado que existe uma vazão ótima de injeção para se obter o maior VPL (valor presente líquido) no processo e, que esta vazão depende da espessura do reservatório, do fator de custo do vapor e do fator de custo de produção do óleo. Estes resultados permitem ter uma idéia da rentabilidade do processo em três reservatórios com as mesmas características e de diferentes espessuras.

Minimização de esforço de controle para processos contínuos – estudo do separador VASPS
André Veras de Melo,
José Ricardo P. Mendes
Departamento de Engenharia de Petróleo,
FEM/UNICAMP
Adriane B. S. Serapião
DEMAC/IGCE/UNESP – Rio Claro
Valdir Estevam
Petrobras
Resumo
A aplicação de técnicas de controle a processos industriais contínuos é relegada ao plano de aplicações de técnicas comumente desenvolvidas para processos discretos, mais comumente de processos de manufatura, sendo o desafio real de controle resolvido através de automação e monitoramento. Esta abordagem se dá devido à dificuldade em se lidar com um parâmetro de erro a ser corrigido e pela facilidade em se tratar o processo apenas com eletrônica. No entanto, em processos altamente complexos e custosos, como o caso da separação submarina inerente à tecnologia VASPS, é interessante se lançar mão de conceitos de controle voltados a minimizar a agressão tomada na operação do equipamento, a fim de maximizar sua vida útil, facilitar sua operação e melhor tratar seu comportamento. Neste trabalho, são apresentados conceitos de controle sob a ótica de processos contínuos, com um estudo de caso para o separador VASPS, apresentando também algumas abordagens aplicadas em controladores lançando mão de tais conceitos.

Estudos sobre a formação de estearato de cálcio empregando diferentes solventes
Ana Paula D. Moreira, Ana Maria R. F. Teixeira
Universidade Federal Fluminense, Instituto de Química, Departamento de Química Analítica
Francisca, F. Rosário
Petrobras, Cenpes
Resumo
O depósito de naftenatos de cálcio é um dos maiores problemas da indústria de petróleo, pois ocasiona sérios problemas operacionais. O mecanismo de formação dos naftenatos de cálcio ainda não é muito bem definido e controlado, mas sabe-se que as reações geralmente ocorrem entre os ácidos naftênicos presentes no óleo e íons cálcio presentes na água. Neste trabalho, as atividades experimentais foram realizadas empregando ácido esteárico em diferentes tipos de solventes e, estes testes servirão como estudos prévios na formação de naftenatos de cálcio. Três solventes orgânicos foram escolhidos para a preparação das soluções de ácido esteárico: etanol, diclorometano e heptol (50:50 hetano/tolueno). Os testes foram realizados através da mistura de hidróxido de cálcio e solução de ácido esteárico em volumes e concentrações equivalentes à temperatura ambiente e à 75 oC por 1h. Os sólidos obtidos foram caracterizados por MEV, EDS, TG e FTIR. O estearato de cálcio foi obtido em todos os solventes empregados, porém os resultados são distintos, influenciando principalmente a forma do precipitado. Os testes realizados mostraram que o emprego de etanol se mostrou mais eficiente, pois somente nesse caso houve uma conversão completa do ácido esteárico em estearato. Isso indica que a escolha do solvente é um parâmetro importante a ser considerado na formação do estearato de cálcio.


Escalonamento de compressores em campos de petróleo operados por gas-lift: uma formulação em programação matemática
Melissa Pereira de Castro, Eduardo Camponogara, Agustinho Plucenio
Departamento de Automação e Sistemas
Universidade Federal de Santa Catarina
Resumo
No problema de escalonamento de compressores deve-se optar por quais tipos de compressores e níveis de operação que serão alocados às necessidades específicas dos poços em campos de petróleo que operam com a técnica de elevação artificial gas-lift. Embora se caracterize pelos maiores custos do projeto, o estudo mais detalhado das facilidades em superfície envolvidas no processo de elevação artificial por gas-lift ainda foi pouco explorado, encontrando-se carente de modelos formais e algoritmos capazes de produzir soluções ótimas globais. Pretende-se formalizar o problema através de um modelo em programação matemática concebido à luz de um cenário prático, apresentando um método de solução para o estudo de caso.

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