Condições Operacionais Petróleo

O projeto básico são os documentos que definem todos os dados de entrada e condições que são necessárias para a concepção da válvual submarina. O Projeto Básico define todos os requisitos regulamentares, códigos e normas, requisitos da operadora, os critérios de projeto, as condições operacionais, as condições ambientais, cargas e fatores de segurança que serão usados para o dimensionamento.Sempre que possível, os dados de entrada (e quaisquer hipoteses feitas onde faltam dados), devem ser acordados entre a Operadora e a Projetista, e se houverem requisitos ambíguos ou conflitantes devem ser resolvidos antes da concepção e início dos trabalhos de engenharia.

Algumas condições operacionais são listadas a seguir:

• Missão Projetado (30 anos de vida útil);
• Parâmetros Ambientais;

- Dados sobre água do mar - Densidade, valor pH, resistência elétrica, salinidade, temperatura mínima e máxima;

- Temperatura do ar - Temperaturas mínima, máxima e médias;

- Dados do solo marinho - Descrição, a força de cisalhamento, coeficientes de atrito, densidades;

- Crescimento de vida marinha - Valores máximos e variações, densidade de crescimento marinho;

- Dados das correntes marinhas - Corrente em função da profundidade da água, direção e tempo de retorno;

- Dados sobre ondas - Ondas significativas e máximas, os períodos associados, espectros de onda, diagrama de dispersão, em função da direção e tempo de retorno;

- Níveis das marés - Maior/menor maré astronômica, tempestade;

- Lâmina d’água de instalação do equipamento (Design water depth, water depth variations LDA = 2600 a 3500 metros);

• Distância da superfície do mar à unidade de potência hidráulica (AG = 30 metros);
• Parâmetros do fluído interno, composição química dos fuídos, todos os parâmetros dos fluidos internos relevantes devem ser especificados, como por exemplo:

- Temperatura mínima de projeto de -50 ° F (-46 °C );

- Temperatura máxima de projeto de 350 ° F (177°C);

- Temperatura de operação ou perfil de temperatura ao longo da vida de serviço;

- Pressão interna;

- Pressão de operação, com o perfil ao logo da vida de serviço;

- Pressão máxima de trabalho Pt = 15000 psi;

- Pressão mínima de projeto;

- Pressão do ambiente Pa = 3.809 psi;

• Descrição do fluido/fluxo, o tipo de fluido e regime do fluxo;
• Parâmetros da taxa de fluxo:

- Viscosidade cinematica do fluido de produção (v = 2,7.10-6 m²/s);

- Grau API do oleo produzido (API = 25°);

- Massa especifica do fluido de controle (ρfc = 1060 kg/m³);

• Vazão
• Ambiente externo,
• Perfil de produção;
• Pressão máxima de trabalho do atuador (PMTA) especificada;
• Composição do fluido deve considerar os seguintes tópicos:

- Todos os parâmetros que definem as condições de serviço dos agentes corrosivos, incluindo os ácidos orgânicos, cloretos, etc.

- Quantidade de produtos químicos injetados incluindo inibidores de corrosão, de hidratos e solventes de parafina;

• - Concentração de areia e distribuição de partículas de areia;
• Definição de serviço, incluindo pressão parcial de CO₂ e H2S, e composição da água;
• O desenvolvimento do reservatório é importante na concepção do projeto das válvulas submersas e devem ser observados os seguintes itens:

1. Performance do Reservatório
Como será o desempenho do reservatório ao longo de toda a vida do campo podem ter impactos profundos sobre o projeto e especificação dos materiais contrutivos das válvulas. As válvulas não podem simplesmente ser dimensionadas para proporcionar o produção máxima. Como a válvula será operada em diferentes fases da vida do campo isto deve ser levado em conta. Diferentes taxas de óleo, água, gases e com taxas de fluxo de fluídos irão resultar em um comportamento de fluxo diferente dentro da válvula, durante a vida do poço. Assim, para especificar corretamente os materiais metálicos de uma válvula e formular as estratégias para lidar com os diterentes comportamentos do reservatório ao logo de sua vida produtiva devem ser consideradas e bem compreendidos.

2. Pressão do Reservatório e temperatura

Tanto a pressão do reservatório e a temperatura afetarão a definição dos materiais da válvula. A pressão do reservatório está diretamente relacionada com a pressão do poço, o que afetará a pressão de operação da válvula. A pressão muito elevada do reservatório pode exigir uma metalurgia especial para a vávula e pode elevar o custo do material de forma dramática. Por outro lado, se a pressão no reservatório for muito baixa, o gás de elevação (gás-lift) ou outros mecanismos de elevação artificial podem ser necessários. O gás-lift pode afetar o projeto da válvula. O gás-lift pode implicar em efeitos ainda piores de resfriamento tipo Joule-Thomson e causar preocupações com a metalurgia. Efeito Joule-Thomson (queda de temperatura) está associada ao gás que flui através do produto pela ação do choke, onde pode ocorrer grande queda de pressão. O gás-lift também pode fazer com que o fluxo de fluido no interior da válvula fique estável ou instável.

A temperatura do reservatório também pode afetar metalurgia da válvula. A temperatura muito elevada do reservatório pode exigir a utilização de materiais especiais e elevar os custos.
Temperaturas extremamente altas ou baixas também podem restringir a flexibilidade do projeto.

3. Formações Reservatório
A formação do reservatório pode ser classificada como consolidada ou não consolidada. As areias marinhas depositadas, como formações de arenito, são frequentemente cimentadas com minerais calcários ou siliciosas e podem ser fortemente consolidadas (Bradley et al., 1992). Mioceno e areias mais jovens são muitas vezes não consolidadas ou apenas parcialmente consolidadas com argila mole ou lodo.
Com formações consolidadas, grãos individuais tendem a mover-se facilmente, especialmente quando houver aumento da pressão, que muitas vezes associadas a alta produção e altas taxas de fluxo. Este fato contribui para acelerar a erosão da válvula. Que tipo de formações os reservatórios são constituídos e a probabilidade de produzir areia na produção de petróleo são peças importantes para os engenheiros no projeto de válvulas.