Bem-vindo à coluna de ciência popular desta edição.
Quando você pensa em petróleo, provavelmente pensa em postos de gasolina, carros e nas flutuações dos preços internacionais do petróleo. Mas você já se perguntou qual a forma que esse petróleo e gás, frequentemente chamados de "sangue da indústria", realmente assumem nas profundezas do subsolo? E como são extraídos cientificamente?
Física do reservatório de petróleo:
Pode parecer um pouco radical, mas na verdade é repleto de insights científicos fascinantes. A física de reservatórios de petróleo é o estudo microscópico das propriedades físicas de rochas e fluidos (petróleo, gás e água) dentro de reservatórios de petróleo e gás, bem como suas interações e padrões de movimento. Hoje, vamos condensar esse assunto complexo em 30 fatos fáceis de entender. Seja você iniciante no setor ou curioso sobre o setor de energia, este artigo ajudará você a entender a indústria subterrânea de petróleo e gás.
Parte 1: Rochas do Reservatório
1. O que é um reservatório?
Um reservatório é uma camada rochosa que pode armazenar petróleo e gás e permitir que eles fluam através dele. As rochas-reservatório mais comuns são arenito e rochas carbonáticas (como calcário e dolomita).
2. O que é porosidade?
Porosidade refere-se à porcentagem do volume de poros de uma rocha em relação ao volume total da rocha. Ela determina diretamente a quantidade de petróleo e gás que um reservatório pode conter. Quanto maior a porosidade, maior o potencial de reserva.
3. O que é permeabilidade?
Permeabilidade é uma grandeza física que mede a capacidade de uma rocha de permitir a passagem de fluidos. Somente com uma certa permeabilidade o petróleo e o gás nos poros podem fluir sob pressão de formação e ser produzidos. É um parâmetro fundamental que determina a produtividade de um poço de petróleo.
4. Permeabilidade absoluta vs. Permeabilidade efetiva vs. Permeabilidade relativa
Permeabilidade absoluta: Permeabilidade medida quando existe apenas um fluido na rocha.
Permeabilidade efetiva: A permeabilidade de um fluido quando dois ou mais fluidos (como óleo e água) existem na rocha.
Permeabilidade relativa: A razão entre a permeabilidade efetiva e a permeabilidade absoluta, que reflete o grau de interferência entre fluidos multifásicos.
5. O que é Saturação?
Saturação refere-se à porcentagem de volume de um poro de reservatório ocupado por um certo fluido (óleo, gás ou água). Por exemplo, a saturação de óleo refere-se à proporção de espaço poroso ocupado por óleo. Normalmente, a soma das saturações de óleo, gás e água é 100%. 6. Compressibilidade da rocha À medida que o óleo e o gás são produzidos, a pressão da formação diminui, e a pressão da camada de rocha sobrejacente comprimirá o esqueleto da rocha do reservatório e os poros. Essa propriedade afetará os cálculos de reserva e a dinâmica de produção. 7. O que é molhabilidade? Molhabilidade refere-se à tendência do líquido de se espalhar na superfície da rocha em um sistema onde óleo, água e rocha coexistem. [1][10] A maioria dos reservatórios é hidrofílica ou neutra molhada, o que significa que a água é mais facilmente adsorvida na superfície da rocha, enquanto o óleo ocupa o centro do poro, o que é propício à injeção de água para deslocar o óleo (inundação de água). 8. O que é pressão capilar? Na pequena garganta dos poros, devido à existência de tensão interfacial óleo-água, será gerada uma diferença de pressão adicional, que é a pressão capilar. A pressão capilar é a razão fundamental pela qual óleo e água não conseguem se separar completamente nos reservatórios, formando uma zona de transição.
Parte II: Fluidos Subsuperficiais
9. Petróleo bruto:
O petróleo bruto subterrâneo contém uma grande quantidade de gás natural dissolvido e está em alta temperatura e pressão. Quando é trazido à superfície, a pressão e a temperatura caem, e o gás dissolvido se separa, assim como o gás que sai quando você abre uma garrafa de Coca-Cola.
10. Propriedades físicas do petróleo bruto - diferentes tipos
As principais propriedades físicas do petróleo bruto incluem densidade, viscosidade, pressão de saturação (pressão do ponto de bolha) e fração de volume.
Densidade: Determina o peso do óleo e é um fator importante na classificação do petróleo bruto.
Viscosidade: A resistência do petróleo bruto ao fluxo. Quanto maior a viscosidade, mais difícil é a extração.
Pressão de saturação: ponto de pressão no qual o petróleo bruto começa a liberar gás dissolvido a uma determinada temperatura.
11. O que é gás natural?
O gás natural é composto principalmente de metano, mas também contém hidrocarbonetos mais pesados, como etano e propano, bem como gases não hidrocarbonetos, como nitrogênio e dióxido de carbono.
12. Gás Natural "Fator de Compressibilidade (Z)"
Em condições subterrâneas de alta temperatura e alta pressão, o comportamento do gás natural desvia-se significativamente do de um gás ideal. Cientistas introduzem o fator de compressibilidade "" (também chamado de fator de desvio Z) para modificar a equação de estado do gás ideal, permitindo cálculos precisos de sua densidade e volume.
13. Água de formação
Quase todos os reservatórios de petróleo e gás estão associados à água de formação. Trata-se tipicamente de uma salmoura altamente mineralizada, e suas propriedades (como salinidade, densidade e viscosidade) são cruciais para a avaliação e o desenvolvimento de reservatórios.
14. Hidrato de gás - "Combustível Geladoddhhh
Sob condições específicas de alta pressão e baixa temperatura (como as do mar profundo ou do permafrost), as moléculas de gás natural ficam encapsuladas por moléculas de água, formando uma substância sólida branca chamada hidrato de gás, comumente conhecida como gelo combustível.
15. Comportamento de fase
O estudo dos estados do petróleo e do gás em diferentes pressões e temperaturas (gás, líquido ou uma mistura de gás e líquido) é uma área central da física de reservatórios. Isso determina o tipo de reservatório (por exemplo, óleo negro, óleo volátil, reservatório de gás condensado) e a estratégia de desenvolvimento.
O próximo artigo apresentará os 15 pontos de bom senso restantes. Fique ligado!