Compatibilidade do elastômero e dimensionamento

Por: Oldrich Joel Romero

O escoamento de fluidos na rocha-reservatório de petróleo é seguido pela elevação no interior da coluna de produção. A coleta, que utiliza um arranjo de dutos, permite a entrega dos fluidos na unidade de separação primária. Este percurso é possível com consumo de energia do reservatório de petróleo, a qual, com o tempo, torna-se insuficiente para vencer as perdas de carga comprometendo a manutenção da vazão econômica.

No poço produtor, os métodos de elevação artificial atuam suplementando a energia faltante, ou reduzindo a perda de carga à jusante dos canhoneados. O bombeio por cavidades progressivas (BCP) é uma das alternativas existentes, sendo sua aplicação vantajosa na elevação de óleos viscosos com alta concentração de areia em poços de baixa a média profundidade. O método apresenta simplicidade de instalação e de operação, além de possuir dimensões reduzidas e baixo risco ambiental. É considerado uma técnica relativamente recente se comparada aos métodos tradicionais, como bombeio mecânico com hastes e bombeio centrífugo submerso. No Brasil é o segundo método mais utilizado em campos terrestres. No mundo ocupa o quarto lugar.

Na medida em que cresce o uso do sistema BCP, torna-se importante conhecer seu comportamento, principalmente no que se refere à escolha correta do elastômero e ao dimensionamento dos componentes do sistema. Ambas as temáticas são detalhadamente apresentadas nesta obra.

Sendo um tipo de falha recorrente no conjunto BCP, a análise de compatibilidade do elastômero é realizada para caracterizar seu comportamento quando em contato com os fluidos produzidos na temperatura e pressão de operação. Dois poços terrestres de produção foram selecionados para esta etapa. O procedimento de análise de compatibilidade utilizado mostrou-se eficiente pois identificou os elastômeros com os melhores desempenhos para cada poço.

A diferença da análise de compatibilidade tradicional, que não considera a temperatura de operação nem a composição dos fluidos produzidos, neste livro o comportamento real do elastômero e as características de cada poço são envolvidas. Nesse sentindo, a identificação do elastômero mais adequado para revestir o estator da bomba BCP diminui o número de intervenções, e consequentemente traz economia e aumento da lucratividade da operação.

A segunda temática abordada é o dimensionamento. Três poços terrestres são selecionados. Nestes, é utilizado o software PC-Pump® para verificar as condições limite dos equipamentos que compõem o sistema BCP quando submetidos a diversas condições operacionais e de ambientes de poço, de tal forma a garantir o sucesso da operação de bombeio.

Dados reais de produção dos poços, assim como faixas ideais para o carregamento dos equipamentos, com os critérios do projeto a serem obedecidos durante o dimensionamento, foram fornecidos pela operadora do campo. Estas informações são a base para a operação de poços equipados com o sistema de elevação BCP.

Com o dimensionamento foi possível especificar uma combinação de equipamentos para três poços, apresentando análises de tal forma a verificar se cada parâmetro operacional se encontra dentro dos limites estabelecidos.

Foi realizada também a análise do backspin. O intuito foi constatar como a energia potencial que permanece no sistema após uma interrupção do acionamento, resulta em que o equipamento de superfície e a coluna de hastes acelerem na direção oposta ao seu modo de operação normal. Sendo necessário, portanto, a verificação da eficiência do sistema de frenagem para travar o equipamento, caso ocorra a rotação reversa.

Finalmente é determinado o desgaste no contato entre as colunas de produção e de hastes, identificando as taxas de desgaste máximas e sua profundidade. Com isso, foi possível prever o uso de centralizadores para evitar a propagação de trincas que aumentam o risco de falhas e uma possível perfuração na coluna de produção.

Somente a realização de um projeto de dimensionamento, adequado às características do poço, pode garantir um desempenho satisfatório dos equipamentos de elevação instalados e o sucesso da operação com o BCP.

Boa leitura.