Ortiz-Vidal L. E., Rodriguez O. M. H., Estevam V., and Lopes D., 2011, “Downhole total gas separation in pumped directional wells,” Boletim técnico da Produção de Petróleo, 5(2), pp. 45–62.
Os processos de produção de petróleo exigem desenvolvimentos tecnológicos constantes, mais agora, haja vista a descoberta do Pré-Sal, uma nova reserva de petróleo, potencialmente de alta qualidade. O processo de separação de gás no fundo de poços direcionais bombeados não é exceção. A presença de gás livre a montante da bomba é uma das maiores limitações dos sistemas de bombeio monofásicos, por acarretar perda de eficiência, o fenômeno de surge e até mesmo falhas dinâmicas nos equipamentos. Não obstante o conhecimento deste problema, grande parte das pesquisas atuais está sendo direcionada ao estudo do comportamento do gás no interior das bombas e da máxima fração de gás livre permissível a montante da bomba para uma operação satisfatória. O presente estudo propõe uma mudança de paradigma, tendo por objetivo garantir a separação total de gás livre a montante da bomba por meio do uso de um separador do tipo shroud invertido em tubulação inclinada. Um critério de separação total de gás e uma modelagem fenomenológica são apresentados. Configurações geométricas, propriedades termofísicas dos fluidos e condições de operação representam as variáveis de entrada do modelo. O modelo foi validado qualitativamente com dados de água-ar e óleo-nitrogênio obtidos da literatura. Uma validação quantitativa e ajuste também foram realizados a partir de dados coletados no separador piloto shroud invertido do Núcleo de Engenharia Térmica e Fluidos da Universidade de São Paulo (NETeF/USP), com ar e água como fluidos de trabalho. Os resultados do modelo são mapas de separação total de gás em função das condições de operação. Apesar de o modelo ter sido ajustado para água e ar, os resultados são fenomenologicamente válidos e a modelagem facilmente adaptável para fluidos de fenomenologia semelhante, como, por exemplo, óleo de baixa viscosidade como os presentes no Pré-Sal. A abordagem apresentada poderia assistir na otimização e dimensionamento de sistemas de bombeio submerso na produção de poços direcionais de petróleo.
Parabéns!!
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