1858 – Marquês de Olinda concede a José Barros Pimentel o direito de extrair mineral betuminoso (Bahia). 1859 – Gotejamento de óleo no subúrbio de Salvador. 1891 – Primeiras pesquisas (Alagoas – sedimentos argilosos betuminosos). 1897 – Primeiro poço (Bof

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Introdução à Engenharia do Petróleo I

Professor: Sandro C. Amico, Ph. D.

  Carga horária: 45 horas Horário:

Objetivo: Capacitar os alunos em conhecimentos básicos nas

principais áreas relacionadas à indústria do petróleo.

Ementa:

  1) Petróleo 3 horas 2) Química Orgânica e Componentes do Petróleo 8 horas

  3) Geologia do Petróleo 8 horas 4) Prospecção do Petróleo 8 horas

  5) Leasing: Conceitos Gerais 3 horas 6) Operações de Perfuração 8 horas 7) Avaliação de Formações 2 horas 8) Completação

  3 horas 9) Reservatórios 2 horas

Avaliação: 2 Provas + 1 Seminário Bibliografia Básica:

  

(1) Fundamentals of Petroleum – Kate Van Dyke - Fourth Edition -

The University of Texas – Austin/USA, 1997.

(2) Fundamentos de Engenharia de Petróleo – José Eduardo Thomas –

PETROBRÁS – Editora Interciência – Rio de Janeiro/Brasil, 2001.

  

Introdução à Engenharia do Petróleo II

Carga horária: 30 horas – Data prevista: 2003-2

  Elevação, Transporte, Refino e Processamento - Produtos, Considerações Ambientais e de Saúde, Marketing, Economia do Petróleo.

  

CAPÍTULO 1

PETRÓLEO

1 – Histórico 1.1 – No Mundo Babilônia: Tijolos assentados com asfalto.

  Fenícios: Uso de betume na calefação de embarcações. Egípcios: Estradas, embalsamento e construção de pirâmides. Gregos e Romanos: Fins bélicos. Índios pré-colombianos: Decorar e impermeabilizar cerâmica. Incas, maias e outras civilizações antigas também utilizavam (ex. óleo medicinal ou para massagens). - Petróleo retirado de exudações naturais - 1859 – Início da exploração comercial (USA) após descoberta de: Cel. Drake (Pensilvânia) – Poço de 21 m perfurado com um sistema

  3 de percussão (a vapor) – Produção: 2 m /dia de óleo.

   Destilação (somente) resultava em produtos que substituíam o querosene para iluminação (do carvão e óleo de baleia) com grande margem de lucro. Posteriormente: Motores a gasolina e diesel para transporte e geração de energia (lucros expressivos para derivados até então desprezados) tornam o querosene de importância secundária. Fim do século XIX – Época áurea da perfuração pelo método de percussão (multiplicação de poços). 1900 (Texas) – Anthony Lucas: Óleo a 354 m (processo rotativo de perfuração). - melhoria dos projetos e da qualidade do aço (brocas) e técnicas de perfuração poços de mais de 10.000 m.

  Até 1945 – Produtores: USA, Venezuela, México, Rússia, Irã e Iraque. atividade exploratória. Aumento das incursões no mar. Década de 60: Abundância de petróleo (excesso de produção e baixos preços). Repolarização: Óleo no Oriente médio e gás na URSS. Anos 70: Brutal elevação de preço Grandes descobertas (Mar do Norte e México)

  o Descobertas em países do 3 Mundo e países comunistas.

  USA: Grandes reservas esgotadas grandes avanços tecnológicos (dispositivos de aquisição, processamento e interpretação de dados sísmicos além de recuperação de petróleo de jazidas já conhecidas). Avanços na geoquímica orgânica (geração e migração de petróleo). Anos 80 e 90: Redução de custos de exploração e produção (avanços tecnológicos) 1996: Reservas mundiais 60% maiores que 1980 e custos de prospecção e produção 60% menores.

  1.2 – No Brasil

  1858 – Marquês de Olinda concede a José Barros Pimentel o direito de extrair mineral betuminoso (Bahia). 1859 – Gotejamento de óleo no subúrbio de Salvador. 1891 – Primeiras pesquisas (Alagoas – sedimentos argilosos betuminosos).

  3 1897 – Primeiro poço (Bofete/SP) – 488 m – Produziu 0,5 m de óleo.

  1919 – Criação do Serviço Geológico e Mineralógico do Brasil. Perfuração sem sucesso de 63 poços (PA, Al, BA, SP, PR, SC e RS) 1938 - Criação do Departamento Nacional de Produção Mineral (DNPM) Poço DNPM-163 (Lobato/BA): descobre petróleo (21/01/1939) a 210 m (sonda rotativa). Poço antieconômico, mas de importância fundamental. Final de 1939 – Mais de 80 poços perfurados. 1941 – Primeiro campo comercial – Candeias/BA

  1954 – Monopólio estatal instituído por Getúlio Vargas

  • Empresa descobriu petróleo em AM, PA, MA, CE, RN, AL, SE, BA,

    ES, RJ, PR, SP e SC.
  • Década de50: Campos em Tabuleiro dos Martins/AL e Taquipe/BA

  • Década de 60: Carmopolis/SE e Miranga/BA. Primeiro descoberta no

  mar (Guaricema/SE) Década de 70: Província petrolífera da Bacia de Campos/RJ. Plataforma continental do RN (Ubarana).

  a

  • Década de 80: Petróleo em Mossoró/RN – 2 maior área produtora

  do país. Campos gigantes de Marlim e Albacora (águas profundas em Campos) e no Rio Urucu (AM).

  • Década de 90: Campos gigantes de Roncador e Barracuda (Campos)

  3

  /dia (anos 90)

  • Produção cresceu de 750 (1954) para 182.000 m

  Evolução do recorde mundial de produção na plataforma continental 3 – Importância do Petróleo e da Indústria Petrolífera

  O PETRÓLEO FOI SE IMPONDO COMO FONTE DE ENERGIA PETRÓLEO É IMPRESCINDÍVEL ÀS FACILIDADES E COMODIDADES DA VIDA MODERNA

  PRODUđấO DE PETRốLEO BRUTO, CONSUMO DE PRODUTOS PETROLÍFEROS E CAPACIDADE DE REFINO (Mton)

  [Fonte: ENSPM, Formation Industrie, 1998] 1 2 Consumo Refino Produção Pet. Bruto AMÉRICA DO NORTE 914 864,2 413,1 Dos quais Estados Unidos 831 771,6 322,5

  Canadá 83 92,6 90,6 EXTREMO ORIENTE/OCEANIA 887 814,3 352,5 Dos quais Japão 274 249,4 China 172 143,4 155,7 Índia 79 54,3 Indonésia

  42 40,2 75,5 Austrália 35 38,6 Singapura 37 57,9 EUROPA OCIDENTAL 669 705,4 313,7

  Dos quais Alemanha 137 105,4 Itália 94 113,1 França 86 87,3 Reino Unido 83 97,1 131,1 Espanha 54 64,8 Paises Baixos 36 59,3 Bélgica/Luxemburgo 30 31,5 Noruega

  153,7 EUROPA ORIENTAL 263 632,5 362,6 Incluindo ex URSS 196 517 350,7 AMÉRICA LATINA 278 372,6 432,5 Dos quais México 69 76,0 142,1 Brasil

  76 62,8 Argentina 22 33,2

  Venezuela 21 58,9 147,2 ORIENTE MÉDIO 187 69,8 948,2

  Dos quais Arábia Saudita 36 82,8 390,4 Irã

  47 62,1 183,0 6 41,2 90,5 Kuwait Iraque

  29,9 ÁFRICA 103 145,3 333,1 Dos quais Argélia 8 23,3 40,6 Nigéria

  100,3 69,8 Líbia

  TOTAL 3301 3804,1 3155,7 Produção da OPEP: 1285,6 - 40,7%. 1 Negritos: Fazem parte da OPEP 2 Consumo do mercado interno e das refinarias, sem as perdas Compreende condensados e líquidos do gás natural

  Todos os produtos (em milhões de toneladas) [Fonte: ENSPM, Formation Industrie, 1998]

  1973 1979 1983 1988 1990 1992 1994 1996* 901,7 958,1 773,1 873,5 859,5 857,1 887,4 914

  América do Norte

  818,0 868,0 704,9 796,7 781,8 782,2 807,9 831 Estados Unidos

  83,7 90,1 68,2 76,8 77,7 74,9 79,5 83 Canadá

  160,3 203,6 209,8 227,2 234,3 247,0 262,9 278

  América Latina

  2 737,6 716,6 584,0 612,4 627,5 653,0 652,5 669

  Europa Ocidental

  425,4 561,2 504,3 503,0 503,2 401,6 290,9 263

  Europa Oriental

  325,7 427,0 416,6 414,6 420,1 343,0 231,8 196 Ex URSS

  62,2 75,4 132,2 147,5 162,7 168,3 179,8 187

  Oriente Médio

  49,5 65,9 78,9 87,6 96,4 98,6 99,7 103

  África

  426,5 505,4 454,3 583,3 653,3 726,9 799,2 887

  Ásia/Austrália

  53,8 91,1 84,7 110,2 110,3 129,0 144,1 172 China

  269,1 265,1 207,2 224,7 247,7 258,5 221 274 Japão

  34,8 38,1 31,1 29,9 31,6 30,9 34,1 35 Austrália

  TOTAL

  2798,0 3124,3 2767,7 3034,1 3136,9 3152,5 3172,4 3301

  MUNDIAL

  • Números previstos

  1 Consumo do mercado interno e das refinarias, sem as perdas.

  2 A partir de 1982 a Alemanha reunificada.

  CONSUMO E PRODUđấO MUNDIAL DE GÁS NATURAL

América Latina 69 112,5 151 Europa Ocidental 191 230,5 257 Europa Oriental

  956

  112,5 334,0 400

  130 270

  CEI Outros Países 578

  530

  48 992

  1158

  36 1189

  Canadá Estados Unidos 467,0

  31 África 50,5 106 213 Oriente Médio 63,5 115 229 Ásia/Oceania Japão/Austrália/Nova Zelândia Outros Países

  94,5 16,5

  78 191,5

  30 161,5 284

  41 243 Produção Mundial de Gás Natural

  78,5

388,5

446,5

  Consumo Mundial de Gás Natural 1985 2000 2020 América do Norte

  1985 2000 2020 América do Norte Canadá Estados Unidos

  830 110,5 1136

  472

  58 414 454,5

  79,5 375 469

  95 374

  CEI Outros Países 555

  477,5 77,5 940,5

  999 137 África 32 71,5 138 Oriente Médio 61 108 174 Ásia/Oceania Japão Austrália/Nova Zelândia Outros Países

  27 210

  96

  35

  14

  47 197,5

  47,5 20,5 129,5

  268

  61

Total Mundial 1476 2115 2623

América Latina 69 114,5 181 Europa Ocidental 150 149,5 127 Europa Oriental

  PETRÓLEO X GÁS NATURAL mundo

  [Fonte: Cedigaz – Cornot-Gandolphe, 1993; Gaz Naturel, Rojey et al., 1998]

  [Fonte: PETROBRÁS]

  • Petroquímica: Grande utilização de derivados-Plásticos, borrachas sin-

    téticas, tintas, solventes, explosivos, prod. farmacêuticos, cosméticos, etc.

  Quais os rendimentos obtidos, em derivados, em relação ao petróleo processado?

  Estes rendimentos dependem do tipo do petróleo e da complexidade da refinaria. No caso das refinarias da Petrobrás, o aproveitamento médio de um barril de petróleo (PETROBRÁS) é:

  Derivados % GLP 8,75 Gasolinas (automotivas e aviação) 21,31 Nafta 8,96 Querosenes (iluminação e aviação) 4,36 Óleo diesel 34,83 Óleos combustíveis 16,85 Outros

  4,94 (mais de 80) Derivados e sua utilização:

  Produto Utilização Gás ácido Produção de enxofre Eteno Petroquímica Dióxido de carbono Fluido refrigerante Propanos especiais Fluido refrigerante Propeno Petroquímica Butanos especiais Propelentes Gás liquefeito de petróleo Combustível doméstico Gasolinas Combustível automotivo Naftas Solventes Naftas para petroquímica Petroquímica Aguarrás mineral Solventes Solventes de borracha Solventes Hexano comercial Petroquímica, extração de óleos Solventes diversos Solventes Benzeno Petroquímica Tolueno Petroquímica, solventes Xilenos Petroquímica, solventes Querosene de iluminação Iluminação e combustível doméstico Querosene de aviação Combustível para aviões Óleo diesel Combustível para ônibus, caminhões, etc. Lubrificantes básicos Lubrificantes de máquinas e motores em geral Parafinas Fabricação de velas, indústria de alimentos Óleos combustíveis Combustíveis industriais Resíduo aromático Produção de negro de fumo Extrato aromático Óleo extensor de borracha e plastificante Óleos especiais Usos variados Asfaltos Pavimentação Coque - Indústria de produção de alumínio Enxofre Produção de ácido sulfúrico n-Parafinas Produção de detergentes biodegradáveis

  • A indústria do petróleo fornece as matérias-primas mais baratas para a

  fabricação de muitas substâncias químicas comercializadas (ex. negro de fumo, amônia, etanol, glicol, precursores petroquímicos, etc.).

  1) Quantas refinarias tem a Petrobras?

  A Petrobras possui dez refinarias e uma fábrica de lubrificantes. São elas:

  1. Refinaria Landulpho Alves (Rlam) - Mataripe, Bahia

  2. Refinaria Presidente Bernardes (RPBC) - Cubatão, São Paulo

  3. Refinaria Duque de Caxias (Reduc) - Campos Elíseos, Rio de Janeiro

  4. Refinaria Gabriel Passos (Regap) - Betim, Minas Gerais

  5. Refinaria Alberto Pasqualini (Refap) - Canoas, Rio Grande do Sul

  6. Refinaria de Paulínia (Replan) - Paulínia, São Paulo

  7. Refinaria de Manaus (Reman) - Manaus, Amazonas

  8. Refinaria de Capuava (Recap) - Mauá, São Paulo

  9. Refinaria Presidente Getúlio Vargas (Repar) - Araucária, Paraná

  10. Refinaria Henrique Lage (Revap) - São José dos Campos, São Paulo

  11. Fábrica de Asfalto de Fortaleza (Asfor) - Fortaleza, Ceará As unidades industriais da Petrobrás se completam com duas fábricas de fertilizantes nitrogenados (Fafen), localizadas em Laranjeiras (Sergipe), e em Camaçari (Bahia).

  2) Existem refinarias particulares?

  Sim. Ao ser criada a Petrobrás, o governo manteve as autorizações concedidas a grupos privados. Esta é a razão da existência das refinarias Ipiranga, no Rio Grande do Sul, e Manguinhos, no Rio de Janeiro, ambas de pequeno porte.

  • Nenhuma industria orgânica é mais importante para a civilização

    técnica moderna (exceto produção primária de alimentos e vestuário).
  • À medida que novos campos (petróleo pesado) foram descobertos e o

  mercado foi ampliado (exigência de produtos mais especializados) Necessidade econômica de utilizar reações químicas para alteração da estrutura molecular dos compostos naturais existentes.

  • Espera-se que quando o custo dos produtos de petróleo como

  combustível líquido, para a geração de calor e de eletricidade, se tornar comparativamente mais elevado, serão processados o óleo de xisto, as areias oleíferas e o carvão.

  Existem substitutos para o petróleo?

Sim. O homem conhece e utiliza outras fontes de energia, como a hidrelétrica e a

nuclear. Existem também as chamadas energias alternativas, que têm baixo custo

ambiental, como a energia solar, a energia eólica (dos ventos) e a produzida por

óleos vegetais, por exemplo. Entre essas energias alternativas, encontra-se o álcool

anidro, que, no Brasil, tem sido utilizado com sucesso como combustível automotivo

e matéria-prima para obtenção de produtos tradicionalmente produzidos a partir de

petróleo. O uso do álcool foi uma resposta brasileira à crescente necessidade de

substituição do petróleo. [PETROBRÁS]

  • A indústria do petróleo (projeto, operação, desenvolvimento, vendas e

    executivo) tornou-se a maior empregadora de engenheiros químicos.

  Especialmente devido a necessidade por procedimentos de refino mais complexos, envolvendo numerosas operações físicas e conversões químicas, ou processos químicos unitários, muitas vezes de grande complexidade e porte.

  • Os ramos desta indústria estão inter-relacionados e são tão técnicos que

    exigem muitos engenheiros especializados.
  • A engenharia deve muito aos engenheiros de petróleo que, no projeto,

  na construção e na operação de refinarias descobriram e aplicaram muitos princípios da engenharia da destilação, da transferência de calor, da mecânica dos fluidos, etc.

  

[Fonte: BP Statistical Review of World Energy, junho 1997; PETROBRÁS]

Aproximadamente 20 milhões de toneladas.

  [Fonte: BP Statistical Review of World Energy, junho 1996; PETROBRÁS] 1900-1944: Média norte-americana; 1945-1985: Árabe Leve entregue em Ras Tanura; 1986-1996: Brent “Spot”

  Fonte PETROBRÁS

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