MÉTODOS DE ELEVAÇÃO ARTIFICIAL
Quando a pressão do reservatório é relativamente baixa, os fluidos não alcançam a superfície sem que sejam utilizados meios artificiais para elevar os mesmos. Isso ocorre no final da vida produtiva por surgência ou quando a vazão do poço está muito abaixo do que poderia produzir, necessitando de uma suplementação de energia natural através de elevação artificial. Utilizando equipamentos específicos reduz-se a pressão de fluxo no fundo do poço com consequentemente aumento de diferencial de pressão sobre o reservatório, resultando em um aumento de vazão. Os métodos de elevação artificial mais comuns na indústria de petróleo são: gás lift contínuo e intermitente, bombeio centrífugo submerso, bombeio mecânico com hastes e bombeio por cavidade progressiva.
Figura – Bombeio centrifugo submerso
A utilização do bombeio centrífugo submerso está se expandindo na elevação artificial de petróleo pela crescente flexibilidade dos equipamentos disponíveis. Neste tipo de bombeio a energia é transmitida para o fundo do poço através de um cabo elétrico, a energia elétrica é transformada em energia mecânica através de um motor de subsuperfície, o qual está diretamente conectada a uma bomba centrífuga. Esta bomba transmite a energia para o fluido sob a forma de pressão e levando-o para superfície.
Até alguns anos atrás o bombeio centrífugo submerso era considerado um método de elevação artificial para poços que produziam a altas vazões sob a influência do influxo de água, atualmente poços com fluido de alta viscosidade e poços com altas temperaturas estão sendo produzidos economicamente por este método de bombeio e estão sendo feitos estudos para produzir também poços com alta vazão gás-líquido.
Figura – Equipamentos BCS
Os principais equipamentos de subsuperfície de um poço equipado para produzir por BCS são: a bomba, admissão da bomba, protetor, motor elétrico e cabo elétrico.
A bomba utilizada é do tipo centrífuga de múltiplos estágios, consistindo cada estágio de um impulsor e um difusor. O impulsor é preso a um eixo e gira uma velocidade aproximadamente 3500 rotações por minuto, ao girar transfere energia ao fluido sobre a forma de energia cinética aumentando sua velocidade. O difusor, que permanece estacionário, redireciona o fluido do impulso localizado imediatamente abaixo para imediatamente acima, reduzindo sua velocidade e transformando a energia cinética em pressão. Cada estágio fornece o incremento de pressão ao fluido e em uma bomba são colocados tantos estágios quanto forem necessários para que o fluido chegue à superfície.
Figura – 1 estágio da bomba BCS
A forma e o tamanho do impulsor e do difusor determina a vazão a ser bombeada, enquanto que o número de estágios determina a sua capacidade de elevação. Existem bombas cuja vazões se situam entre 20 e 10.000 metros cúbicos por dia com capacidade de elevação de até 5. 000 m.
Figura – Bomba BCS
A escolha da bomba a ser descida num determinado poço é feito da seguinte forma:
Escolha da série ou diâmetro externo da bomba: Em função do diâmetro do revestimento, seleciona-se a de maior diâmetro externo que caiba no revestimento deixando uma folga para passagem do cabo elétrico que alimenta o motor;
Escolha do tipo de bomba: Seleciona-se a bomba em que a vazão desejada esteja próxima da faixa recomendada de vazão para bomba;
Determinação do número de Estágios: A partir da curva de performance da bomba escolhida calcula-se o número de estágios para fornecer ao fluido a elevação necessária.
Sophia Paiva Diretoria de Projetos Portal do Petroleiro Graduanda em Engenharia de Petróleo
Referências:
THOMAS, José Eduardo et al. (Org.). Fundamentos de Engenharia de Petróleo. 1. ed. Rio de Janeiro: Editora Interciência Ltda., 2001. 271 p.
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