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Introdução à Engenharia de Petróleo e Gás. Roteiro Petróleo Noções de Geologia do Petróleo Prospecção de Petróleo Perfuração de Poços de Petróleo Completação.

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1 Introdução à Engenharia de Petróleo e Gás

2 Roteiro Petróleo Noções de Geologia do Petróleo Prospecção de Petróleo Perfuração de Poços de Petróleo Completação de Poços de Petróleo Avaliação de Formações Fundamentos de Engenharia de Reservatórios Elevação e Escoamento Processamento Primário de Fluidos

3 Engenharia de Petróleo Engenharia de Reservatórios SMS Engenharia de Produção Engenharia de Poço

4 Engenheiro de Petróleo O que faz ? Projetos de construção de Poços Procura e análise de novos reservatórios Desenvolvimento de técnicas de recuperação de petróleo Desenvolvimento, monitoramento e otimização de métodos de perfuração de poços e de produção de óleo e gás Projeto de equipamentos Desenvolvimento de modelos computacionais para simulação de processos.

5 Engenheiro de Petróleo O que faz ? O engenheiro de petróleo deve estar preparado para desenvolver e aprimorar tecnologias para melhorar a recuperação de petróleo e reduzir custos relacionados aos processos de perfuração, produção e transporte.

6 Engenheiro de Petróleo O que faz ? O engenheiro de petróleo deverá desempenhar todas as 18 atividades estabelecidas para o exercício profissional da engenharia, "referentes a dimensionamento, avaliação e exploração de jazidas petrolíferas, transportes e industrialização do petróleo; serviços afins e correlatos. No Brasil, a profissão do Engenheiro de Petróleo é reconhecida pelo CONFEA – Conselho Federal de Engenharia, Arquitetura e Agronomia – na sua Resolução nº 218, de 29 de junho de 1973.

7 Petróleo

8 DEFINIÇÃO –O petróleo pode ser tratado como uma mistura sólida, líquida ou gasosa, complexa, de ocorrência natural, formada predominantemente por hidrocarbonetos e outros compostos orgânicos com quantidades significativas de nitrogênio, enxofre e oxigênio. (Tissot & Welte, 1984)

9 Principais Compostos Encontrados no Petróleo Hidrocarbonetos Saturados Hidrocarbonetos Insaturados Hidrocarbonetos Aromáticos Hidrocarbonetos Heteroatômicos NSO Resinas & Asfaltenos

10 Hidrocarbonetos Saturados Também denominados alcanos ou parafinas, são aqueles cujos átomos de carbono são unidos somente por ligações simples, constituindo cadeias lineares, ramificadas e cíclicas.

11 Exemplos METANO ETANO PROPANO ISOBUTANO OU METIL-PROPANO NEOPENTANO OU 2,2-METIL-PROPANO CICLOPROPANO METIL-CICLOPROPANO

12 Hidrocarbonetos Parafínicos Normais São os alcanos de cadeias lineares. METANO ETANO PROPANOBUTANO Fórmula Geral : C n H 2n+2 Nas condições de 1 ATM a 25 o C: –C1 – C4 : Gasoso; –C5 – C15 : Líquido; –C16 em diante: Sólido

13 São os alcanos que apresentam ramificações em um ou mais átomos de carbono; Também são conhecidos por Isoparafinas, isoalcanos ou parafinas ramificadas; Destaque para os hidrocarbonetos isoprenóides. Hidrocarbonetos Parafínicos Ramificados

14 Classe dos Isoprenóides

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16 Hidrocarbonetos Parafínicos Cíclicos São compostos de cadeias carbônicas cíclicas ou fechadas; Fórmula Geral : C n H 2n São conhecidos por ciclo-parafinas ou hidrocarbonetos naftênicos.

17 Esteranos e os Triterpanos Família dos Esteranos Colestano (C 27 ) Ergostano (C 28 ) Sistostano (C 29 ) 24-n-propil-colestano (C30)

18 Fragmentograma de massas de um óleo californiano - USA

19 Hidrocarbonetos Insaturados No petróleo cru.... –São instáveis e muito reativos. –São encontrados em pequena quantidade. Na matéria orgânica... –Presentes em estruturas moleculares da matéria orgânica precursora do petróleo. –São biologicamente metabolizados e dificilmente preservados na natureza. –Precursores de compostos saturados e aromáticos do petróleo.

20 Hidrocarbonetos Aromáticos São compostos que apresentam ligações duplas e simples que se alternam em 6 átomos de carbono; Apresentam alta estabilidade devido ao fenômeno da ressonância; Apresentam odor acentuado....

21 Exemplos de Hidrocarbonetos Aromáticos

22 Compostos Heteroatômicos Os compostos heteroatômicos de interesse para a geoquímica do petróleo são aqueles que contém um ou mais átomos de nitrogênio, enxofre e oxigênio (NSO).

23 Grupamentos Sulfurados Tiol (mercaptana) – - SH Tioéter (sulfetos) – R – S – R Ditioéter (dissulfetos) –R-S-S-R Compostos sulfurados encontrados no petróleo cru. Tissot & Welte, 1984.

24 Grupamentos Nitrogenados - Amina -NH2 - Nitrila -CN Compostos nitrogenados encontrados no petróleo cru. Tissot & Welte, 1984.

25 Compostos Oxigenados Compostos oxigenados encontrados no petróleo cru. Tissot & Welte, 1984.

26 Resinas e Asfaltenos As resinas e os asfaltenos constituem uma fração pesada do petróleo, que engloba diferentes compostos: Estrutura hipotética do asfalteno de um óleo californiano. Estrutura hipotética da resina de um óleo americano.

27 Petróleo: Características Básicas e Questões Mais Comuns

28 Composição Elementar do Petróleo A composição elementar varia muito pouco porque o óleo cru é composto por séries homólogas de hidrocarbonetos.

29 Outras Definições Petróleo Todo e qualquer hidrocarboneto líquido em seu estado natural, a exemplo do óleo cru e condensado.(ANP) Petróleo Todo e qualquer hidrocarboneto líquido em seu estado natural, a exemplo do óleo cru e condensado.(Petrobras)

30 Óleo –Porção do petróleo existente na fase líquida nas condições originais do reservatório e que permanece líquida nas condições de pressão e temperatura de superfície. Gás Natural – Todo hidrocarboneto ou mistura de hidrocarbonetos que permaneça em estado gasoso nas condições atmosféricas normais, extraído diretamente a partir de reservatórios petrolíferos ou gaseíferos, incluindo gases úmidos, secos e residuais.

31 O Ouro Negro poucas vezes é negro..... Negro Marrom Castanho Marrom esverdeado Amarelado Quase Incolor Etc.

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33 Outras Características Físicas: Cheiro característico (de derivados). Elevada viscosidade. Iridescência sobre água.

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35 Cuidado! Geralmente o Petróleo é Combustível.

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37 O petróleo é mais leve que a água. Densidade em torno de 0,8. Medida em APIº American Petroleum Institute.

38 Densidade - API o

39 Vantagens do Petróleo Leve Apresentam maior valor de mercado (deles se obtém uma maior quantidades de derivados leves numa simples destilação); Elevada abundância de n-parafinas; Possuem menor teor de enxofre; Possuem menos impurezas. São mais claros. Fácil refinamento.

40 Composição Química do Petróleo Típico Parafinas Normais14% Parafinas Ramificadas16% Parafinas C í clicas30% Arom á ticos30% Resinas e Asfaltenos10%

41 Classificação do Petróleo Classe Paraf í nica Ó leos leves; d < 0.85; baixo teor de resinas e asfaltenos. Bacias do Nordeste Paraf í nico- naftênico Teor de resinas e asfaltenos entre 10 e 15%; maior densidade e viscosidade. Bacia de Campos NaftênicoOriginado por altera ç ão bioqu í mica; baixo teor de enxofre. Am é rica do Sul, R ú ssia e Mar do Norte

42 Classificação do Petróleo Classe Arom á tica Intermedi á ria Ó leos pesados; d > 0.85; teor de resinas e asfaltenos entre 10 e 30%. Oriente M é dio, Venezuela, Calif ó rnia e Á frica Ocidental. Arom á tico- naftênica Parafinas ausentes por biodegrada ç ão; teor de resinas e asfaltenos > 25%. Á frica Ocidental Arom á tico- asf á ltica Alto teor de resinas e asfaltenos Canad á e Venezuela.

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44 Esquema de Uma Coluna de Dstilação

45 Hidráulica de uma Torre de Destilação

46 Esquema de Refino

47 Uso das Frações do Petróleo FraçãoTemperatura de Ebulição (ºC) Composição aproximada Usos Gás Residual-C 1 -C 2 Gás Combustível Gás Liquefeito de Petróleo - GLP Até 40C 3 -C 4 Gás Combustível engarrafado, uso doméstico e industrial Gasolina40-175C 5 -C 10 Combustível de automóveis, solvente. Querosene C 11 -C 12 Iluminação, combustível de aviões a jato Gasóleo leve C 13 -C 17 Diesel, fornos Gasóleo pesadoC 18 -C 25 Combustível, matéria- prima para lubrificantes Lubrificantes C 26 -C 38 Óleos lubrificantes ResíduoAcima de 510C 38 + Asfalto, piche, impermeabilizantes

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