Polímeros e aplicação na recuperação avançada de petróleo

Esse método de recuperação pode ser dividido em: térmicos (redução da viscosidade por aquecimento), miscível (redução das tensões interfaciais entre o óleo do reservatório e o gás injetado, que deve ser miscível ou parcialmente miscível com o óleo), químicos (interação química entre o fluido a ser injetado e o contido no reservatório, também deve apresentar miscibilidade entre os fluidos) e microbiológicos, conforme figura 1 (DANTAS, 2013; SILVA, 2014; ALMEIDA, 2015; MENESES, 2016). Figura 1: Métodos de recuperação avançada de óleo (DANTAS, 2013). Através da injeção polimérica que consiste na adição de polímeros a água ou a salmoura, reduzindo a mobilidade da água no meio poroso e a formação de caminhos preferenciais (fingers), melhorando a eficiência do varrido, o óleo adquire mobilidade devido à redução da sua viscosidade, sendo assim o óleo é deslocado dentro do reservatório constituído de razões de mobilidades desfavoráveis.

Isso ocorre devido à diferença de viscosidade dos fluidos dentro do reservatório, fluidos que apresentam menor viscosidade tendem a se deslocar mais facilmente entre os poros da rocha. Apesar do deslocamento ocorrer de maneira satisfatória, trata-se de um método de recuperação de elevado custo. A poliacrilamida é obtida pela polimerização do monômero da acrilamida, sua estrutura está representada na figura 2a. A hidrólise (figura 2b) é feita de maneira parcial, quando parte dos grupos amida são alterados para grupos carboxilatos, a reação ocorre em meio básico para assim diminuir sua alta adsorção por minerais no meio poroso. Sua utilização no processo de injeção é considerada eficiente devido a sua elevada massa molar, já que alcança valores superiores a 1 x 106 g mol-1, responsável pelo aumento da viscosidade do fluido injetado e mais barata quando relacionada com a goma xantana (DANTAS, 2013; SILVA, 2014; ALMEIDA, 2015; MENESES, 2016).

Figura 3: Estrutura química da goma xantana (SILVA, 2014). A goma xantana (estrutura exemplificada na figura 3) é um biopolímero obtido por fermentação bacteriana. Idealmente ocorre devido a adição de polímeros uma varredura mais eficiente como mostrado na figura 5. Figura 5: mecanismo de recuperação de petróleo usando agua e polímeros (UNISIM (UNICAMP)) Do ponto de vista da produção as características mais importantes são densidades e viscosidades do óleo nas diversas condições de preção e temperatura, durante o processo de produção. Os óleos de baixo grau API a moderado são bastante viscosos por isso tem alta resistência ao escoamento sendo necessário a aplicação de tecnologias suplementares para sua produção, de modo geral o valor agregado aos óleos mais pesados é menor, por isso e um desafio a produção deste tipo de óleo (FARIAS 2013).

A injeção de polímeros visa recuperar óleo móvel remanescente que não pode ser extraído por injeção de água. Dependendo das especificidades do reservatório pode ser aplicado desde o início da produção. Nesse sentido, as rochas arenitas são as mais indicadas para esse método de recuperação, pois as carbonáticas apresentam grandes concentrações de Ca2+ que aumentam a adsorção do polímero na rocha, diminuindo a eficiência do processo (DE MELO, 2015). Figura 7: Interações entre os cátions metálicos e os polímeros (RELLEGADLA et al. A viscosidade de alguns polímeros, como os HPAMs são sensíveis aos cátions presentes no reservatório, de modo que o aumento na salinidade provoca o aumento na mobilidade da solução polimérica, diminuindo assim a viscosidade, esse fato se deve a blindagem dos grupos iônicos que levam a uma diminuição das repulsões eletrostáticas do polímero, diminuindo assim seu volume hidrodinâmico.

RELLEGADLA et al. Figura 8: Comportamento de solução polimérica em ambiente de baixa concentração de sais (a) e com a presença de sais (b) (RELLEGADLA et al. óleos com gravidade API maior que 15 são os mais indicados para utilizar a injeção de polímeros, óleos mais pesados (API <15) possuem viscosidades mais altas e por isso precisam de uma maior quantidade de polímeros para haver a recuperação. Uso no Brasil e no mundo A Petrobras desenvolveu no Brasil nas duas últimas décadas projetos pilotos em três campos na Região Nordeste: Carmópolis (Sergipe), Buracica (Bahia) e Canto do Amaro (Rio Grande do Norte) (MELO, 2005; DANTAS 2013). Problemas com a alta saturação de água, grande quantidade de argila e a alta heterogeneidade da formação fez com que a aplicação fosse considerada como de resultados modestos.

Em Buracica o incremento na produção de óleo foi de 2,8% do volume original, em Carmópolis de 1,3%, e de 3,2% em Canto do Amaro (ROSA & MACHADO, 2017). A utilização da injeção de polímeros para a recuperação vem sendo bastante difundida no mundo, principalmente em poços com óleo pesado, como no Canadá, Oman, Suriname, China, Argentina e Turquia. unicamp. br/br/home. Acesso em 10/08/2017. puc-rio. br/pibic/relatorio_resumo2008/relatorios/ctc/mec/mec_marcel. p. Dissertação de mestrado. Universidade Federal do Rio Grande do Norte. BORGES, S. M. CURBELO, F. D. S. Recuperação avançada de petróleo utilizando tensoativos. Tese de doutorado. Anais. Society of Petroleum Engineers, 2005. DÓRIA, M. A. F. Tese de doutorado (Programa de Pós Graduação em Engenharia Mecânica) Pontificia Universidade Católica Do Rio de Janeiro.

HOLZWARTH, G. Conformation of the extracellular polysaccharide of Xanthomonas campestris. Biochemistry 15:4333–9, 1976. JANINGA. Chemical flooding – Status report. Journal of Petroleum Science and Engineering, v. p. KOONS, L. Enhaced Oil Recovery, University of Texas at Austin, Prentice Hall, New Jersey, 1989. Polymer Flooding: Developments in Petroleum Science, No. Elsevier, Amsterdam, 1988. MEDEIROS, H. O. BARILLAS, J. R. C. SILVA, I. P. G. SPE International, 94898, 2005. MENESES, Z. I. Novas nanoemmulsões aplicadas à recuperação avançada de petróleo em reservatórios carbonáticos. p. Polymers for enhanced oil recovery: fundamentals and selection criteria. Applied Microbiology and Biotechnology, p. ROMANATO, J. P. et al. anp. gov. br/wwwanp/images/Palestras/Aumento_Fator_Recuperacao/Marcos_Vitor_Barbosa_Machado_Petrobras. pdf>. Acesso em: 14/08/2017. Universidade Federal do Rio Grande do Norte. SHENG, J. J. LEONHARDT, B. AZRI, N. EOR Screening Criteria Revisited—Part I: Introduction to Screening Criteria and Enhanced Oil Recovery Projects (SPE-35385).

SPE Reservoir Engineering 12 (3), 189–198, 1997. VIANNA, I. G. P.