Medição Operacional para Balanço de Óleo em FPSO´s baseado em sondagem manual, Manuais, Projetos, Pesquisas de Metrologia

Baixe Medição Operacional para Balanço de Óleo em FPSO´s baseado em sondagem manual e outras Manuais, Projetos, Pesquisas em PDF para Metrologia, somente na Docsity!

Marcio Linco Teekay Petro 6/23/

MEDIÇÃO OPERACIONAL PARA BALANÇO DE ÓLEO

EM FPSO´s BASEADO EM SONDAGEM MANUAL_Rev. 4

Perturbação devido a Lavagem dos Tanques de Carga com Óleo Crú/ Água - COW / SWW

 - 23/6/ - SONDAGEM MANUAL_REV. 

• INTRODUÇÃO............................................................................................................................... Índice - Contents
• DEFINIÇÕES..................................................................................................................................
  • A Dissociação do Óleo no Processamento “Upstream”..........................................................
    • Determinação do Fator de Encolhimento (FE)....................................................................
    • RGO....................................................................................................................................
    • BS&W (Basic Sediment and Water)....................................................................................
    • Grau API..............................................................................................................................
    • PVR (Pressão de Vapor Reid)..............................................................................................
  • FORMULAÇÃO INICIAL DO BALANÇO DE CARGA....................................................................
• SONDAGEM MANUAL PARA MEDIÇÃO OPERACIONAL.............................................................. - Determinação do Erro Máximo em função do balanço do FPSO e acurácia do Operador..
  • BDP – Boletim Diário de Produção.........................................................................................
  • RASPAGEM DOS TANQUES DE CARGA – CARGO DEBOTTOMING...........................................
    • CONSIDERAÇÕES NAS QUANTIFICAÇÕES PARA OS TANQUES SLOPS.................................
  • QUANTIFICAÇÃO DA CARGA EXPORTADA..............................................................................
    • Cálculo do FEN (Fator de Experiência do “Navio”)..............................................................
  • Incerteza no Deslocamento de Linha e Flushing.....................................................................
  • MÉTODO PARA CÁLCULO DO BALANÇO DE CARGA................................................................
• Conclusão...................................................................................................................................
• ANEXO 1 – CARTA PROTESTO – MODELO INTERTANKO.............................................................
• ÍNDICE REMISSIVO......................................................................................................................
• Bibliografia................................................................................................................................. - 23/6/
  • SONDAGEM MANUAL_REV.
• Figura 1 - Cilindro de Volume conhecido.................................................................................... LISTA DE FIGURA
• Figura 2 - Diagrama de Fases de uma mistura[ CITATION Ter14 \l 1046 ]..................................
• Figura 3 - Garrafas de amostra simples......................................................................................
• Figura 4 - Vidraria milimitrada....................................................................................................
• Figura 5- Inserção da garafa no Banho-Maria para determinar o PVR.......................................
• Figura 6 - Leitura da PVR............................................................................................................
• Figura 7 - Fluxo típico de Processo.............................................................................................
• Figura 8 - Conceito básico de processos.....................................................................................
• Figura 9 - Totalizando volumes...................................................................................................
• Figura 10 - Detalhes típicos de uma trena fechada de sondagemMMC©..................................
• Figura 11 - Espessura da chapa dos tanques de carga................................................................
• Figura 12- Verificação de DATUM de sondagem........................................................................
• SONDAGEM................................................................................................................................ Figura 13 - VERIFICAÇÃO DE DATUM DOS TANQUES E CORREÇÃO PARA A TRENA DE
• Figura 14 - TABELA PARA REGISTRO DE SONDAGEM MANUAL..................................................
• Figura 15 - Histórico do ajuste do “teto” dos tanques................................................................
• Figura 16 - Determinação do Erro de Sondagem em função do Pitch e Roll..............................
• (online)....................................................................................................................................... Figura 17 – Lodic (software de cálculo de estabilidade) no modo conectado aos sensores
• Figura 18 - Acompanhamento diário de Carga e Lastro..............................................................
• Produção.................................................................................................................................... Figura 19- COMPUTADOR DE VAZÃO (Medidor de Vazão Ultrassônico) – Relatório diário de
• Figura 20 - Relatório do Laboratório...........................................................................................
• Figura 21 - Fluxo de Raspagem...................................................................................................
• Figura 22- Razão Óleo/ Água no Tanque Slop Sujo.....................................................................
• Figura 23- Declaração de Carga Exportada.................................................................................
• Figura 24 - Relatório de Batelada............................................................................................... - 23/6/
  • SONDAGEM MANUAL_REV.
• Figura 25 - Calculo de carga Exportada por Medição Operacional.............................................
• Figura 26 - Cálculo do FEN..........................................................................................................
• Figura 27- Cálculo do Desvio de Balanço relativo ao volume produzido no mês........................
• Figura 1 - Cilindro de Volume conhecido.........................................................................................
• Figura 2 - Diagrama de Fases de uma mistura (Terry & Rogers, 2014)............................................
• Figura 3 - Garrafas de amostra simples...........................................................................................
• Figura 4 - Vidraria milimitrada.........................................................................................................
• Figura 5- Inserção da garafa no Banho-Maria para determinar o PVR............................................
• Figura 6 - Leitura da PVR.................................................................................................................
• Figura 7 - Fluxo típico de Processo..................................................................................................
• Figura 8 - Conceito básico de processos..........................................................................................
• Figura 9 - Totalizando volumes........................................................................................................
• Figura 10 - Detalhes típicos de uma trena fechada de sondagemMMC©.......................................
• Figura 11 - Espessura da chapa dos tanques de carga.....................................................................
• Figura 12- Verificação de DATUM de sondagem.............................................................................
• SONDAGEM..................................................................................................................................... Figura 13 - VERIFICAÇÃO DE DATUM DOS TANQUES E CORREÇÃO PARA A TRENA DE
• Figura 14 - TABELA PARA REGISTRO DE SONDAGEM MANUAL.......................................................
• Figura 15 - Histórico do ajuste do “teto” dos tanques....................................................................
• Figura 16 - Determinação do Erro de Sondagem em função do Pitch e Roll...................................
• (online)............................................................................................................................................ Figura 17 – Lodic (software de cálculo de estabilidade) no modo conectado aos sensores
• Figura 18 - Acompanhamento diário de Carga e Lastro..................................................................
• Produção......................................................................................................................................... Figura 19- COMPUTADOR DE VAZÃO (Medidor de Vazão Ultrassônico) – Relatório diário de
• Figura 20 - Relatório do Laboratório...............................................................................................
• Figura 21 - Fluxo de Raspagem........................................................................................................
• Figura 22- Razão Óleo/ Água no Tanque Slop Sujo..........................................................................
• Figura 23- Declaração de Carga Exportada......................................................................................
• Figura 24 - Relatório de Batelada....................................................................................................
• Figura 25 - Calculo de carga Exportada por Medição Operacional..................................................
• Figura 26 - Cálculo do FEN...............................................................................................................
• Figura 27- Cálculo do Desvio de Balanço relativo ao volume produzido no mês.............................

23/6/

2015 SONDAGEM MANUAL_REV.

Primeiramente, gostaria de agradecer a minha esposa Cristiane M., pelo tempo cedido sabendo-se da nobre causa da construção do Conhecimento numa Sociedade que depende disso para a construção de uma cultura do coletivo com sabedoria. Agradeço a minha filha Isabella. Aos meus pais: Luci e Accacio que ajudaram a forjar a base do meu caráter; e aos meus sogros: Sandra e Fernando, que me apoiaram ao longo da minha jornada. Aos meus colegas de trabalho que passaram horas discutindo para alguns dos tópicos deste trabalho, verdadeiros orientadores, Oficial de Náutica - Edison L., Especialistas em Automação - Thiago Paiva e Tiago França, Oficial de Náutica - Alexandre S., Oficial de Náutica - Vitor, Oficial de Náutica - Natalia N., Técnico de Laboratório – Geraldo. A Teekay Offshore Production/ Piranema que, através de sua Gerência (Stefano, Henning, Rune, Jostein, Claudio e Renato), permitiu um ambiente criativo e desafiador. Aos impulsionadores deste estudo: Gerente de Base (UO-SE) – Helio Fertunes e o Engenheiro de Processos – Carlos Wagner e os Fiscais Petrobras: Alexandre, Herbst, Adilson, André e Emília, sem os quais jamais teria feito as ponderações do referente estudo.

Agradeço a Deus e que muitos seres sejam beneficiados.

23/6/

2015 SONDAGEM MANUAL_REV.

INTRODUÇÃO

FPSO significa Unidade Flutuante para Produção, Estocagem e Exportação de petróleo. Neste contexto da cadeia produtiva desta commodity , a determinação do volume produzido e o exportado serve como referência para o pagamento de Royalties e Emissão de Nota Fiscal em caso de transferência de custódia (propriedade). Com isso, o somatório de fluxo do óleo escoado através de bateladas tem que ser proporcional ao somatório do que foi produzido e para isso a indústria do petróleo bem como a Agência Reguladora – ANP – Agência Nacional do Petróleo se baseiam em medições instrumentadas através de fluxômetros. Contudo, a Medição Operacional do estoque é muito importante mesmo que não sirva para os cálculos financeiros de transação do produto de forma direta. A Medição Operacional cumpre os requisitos para verificação da integridade física dos tanques, verificação do que foi produzido garantindo os critérios de BS&W e salinidade, relação entre o óleo vivo e o óleo morto como parametrização da possibilidade de carregamento seguro devido aos gases disassociados do petróleo, comparação na transferência de Custódia (os Navios Aliviadores não são dotados de fluxômetros e a comparação com o terminal de descarga é feita através de medição operacional). Todos esses parâmetros são passíveis de monitoramento instrumentado, porém, exigiriam um custo operacional e de manutenção muito maior, teriam mais acurácia, mas não se comparam em termos de robustez e confiabilidade ao método de sondagem. Por outro, lado esta é uma oportunidade única para o aperfeiçoamento do método uma vez, que se pode fazer comparações entre dois sistemas de medição (medidor de vazão instrumentado x medição por sondagem) diferentes que deveriam teoricamente ter o mesmo resultado de balanço carga (massa). O intuito da comparação não seria a substituição de um pelo outro, mas aperfeiçoar um em detrimento do outro através do insight do Operador nos cálculos de ambos. Óleos diferentes (pesados ou leves) requerem cuidados diferentes, que geram perturbações no processo de medição para balanço – seja qual for. O método escolhido para Medição Operacional, de que se trata esta publicação é o método de sondagem por trena eletrônica fechada, que baseada no Caderno de Estabilidade e na arqueação/ Plano de Capacidades do Navio/ FPSO permite o conhecimento da carga/ fluído armazenado. Assim, a Medição Operacional pode levar a comparações com o que foi produzido e o escoado. Isto resulta no que chamei de Divergência de Balanço, ou seja, “perda ou ganho” total de carga no período de referência, na comparação entre o estocado nos tanques de carga e o produzido na Planta de Processo do FPSO, bem como, no Desvio de Balanço.

23/6/

2015 SONDAGEM MANUAL_REV.

23/6/

2015 SONDAGEM MANUAL_REV. Inmetro no 71/03: Norma de Termômetros para Petróleo e Seus Derivados Quando em Estado Líquido, Bem Como para os Respectivos Suportes; ISO 91-2/91. Petroleum measurement tables – Part 2: Tables based on a reference temperature of 20 degrees Celsius; ISO 4266-4/02. Petroleum and Liquid Petroleum Products – Measurement of Level and Temperature in Storage Tanks by Automatic Methods - Part 4: Measurement of Temperature in Atmospheric Tanks; ISO 4266-5/02. Petroleum and Liquid Petroleum Products – Measurement of Level and Temperature in Storage Tanks by Automatic Methods - Part 4: Measurement of Temperature in Marine Vessels; ISO 4266-5/02. Petroleum and Liquid Petroleum Products – Measurement of Level and Temperature in Storage Tanks by Automatic Methods - Part 4: Measurement of Temperature in Marine Vessels. c) Massa específica do petróleo e conteúdo de água e sedimentos determinados conforme capítulo 0 deste Regulamento. 6.1.4. Todos os dutos conectando os tanques de medição às suas entradas e saídas, bem como a outros tanques e a drenos, devem ser providos de válvulas que possam ser lacradas na posição fechada e instaladas o mais próximo possível do tanque, de forma a garantir a operação de medição. 6.1.4.1. As válvulas associadas a sistemas de medição fiscal, de apropriação e de transferência de custódia devem ter a estanqueidade verificada e certificada através de inspeções com periodicidade conforme Anexo B deste Regulamento. 6.1.5. Deve ser estabelecido um manual de procedimentos operacionais para a medição em tanques, incluindo o período de tempo a ser utilizado para repouso de seu conteúdo. Este manual de procedimentos operacionais deve ser disponibilizado na instalação, devendo seus executores comprovar a habilitação nas respectivas atividades. 6.1.5.1. A descrição dos procedimentos deve considerar as condições operacionais do tanque, que deve estar adequado ao volume e características do fluido a ser medido, de forma que sejam garantidos os requisitos mínimos exigidos para cada aplicação. 6.1.6. O cálculo dos volumes de petróleo deve atender aos requisitos dos documentos mencionados nas referências (API/MPMS 11.1/07 - Temperature and Pressure Volume Correction Factors for Generalized Crude Oils, API/MPMS 11.2.1M/84 - Compressibility Factors for Hydrocarbons: 638-1074 Kilograms per Cubic Meter Range e API/MPMS 12.1.1/01 - Calculation of Static Petroleum Quantities, Part 1(Includes Addendum dated August 2007). ” (...) “7.4. Transferência de Custódia

23/6/

2015 SONDAGEM MANUAL_REV. (...) 7.4.2.1. Medição dos volumes de petróleo ou gás natural transferidos por instalações de produção para Navios Aliviadores ou para outras instalações através de dutos, com mudança de titularidade do fluido e que não for contabilizado como medição fiscal. ”

Segundo as definições de glossário da ANP [ CITATION ANI13 \l 1046 ]: “Medidor (de vazão ou volume) - Instrumento destinado a medir continuamente computar e indicar o volume ou vazão do fluido que passa pelo sensor sob as condições de medição. Petróleo Estabilizado - Petróleo com pressão de vapor inferior a 70 kPa, na temperatura de medição. Ponto de Ebulição - Temperatura na qual a fase vapor e líquida estão em equilíbrio sob a pressão de 0,101325 MPa. RGO (Razão Gás-Petróleo) - Volume de gás natural produzido por volume de petróleo produzido, ambos medidos na condição padrão de medição. Relatório de Medição - Documento com o registro de todos os valores medidos, todos os cálculos efetuados, incluindo os parâmetros e fatores utilizados, para determinação do volume do fluido medido num período de medição. Tabela Volumétrica - Tabela indicando o volume contido em um tanque para cada nível de enchimento, sendo esta parte integrante do Certificado de Arqueação de tanque emitido pelo Inmetro. Tanque de Calibração - Medida materializada de volume utilizada como padrão volumétrico para calibração de medidores. Transferência de custódia – A transferência legal e/ou comercial de fluidos hidrocarbonetos. Volume Bruto - Volume de petróleo ou gás natural nas condições de operação. Este volume inclui o volume de água livre, água emulsionada e sedimentos. Petróleo Estabilizado - Petróleo com pressão de vapor inferior a 70 kPa (0,7 Bar/ 10,15 psi), na temperatura de medição[ CITATION ANP15 \l 1046 ]. Volume Corrigido - Volume bruto de petróleo ou gás natural (descontada a água livre, quando se tratar de medição em tanque) corrigido pelos fatores de dilatação térmica da parede do tanque ou corrigido pelo fator do medidor (quando se tratar de medição em linha) e convertido para a condição padrão de medição. Medição Fiscal - Medição do volume de produção fiscalizada efetuada nos pontos de medição da produção a que se refere o inciso IV do art. 3º do Decreto n.º 2.705/98 e inciso X, do art. 2º da Lei 12.351/2010. Toda medição utilizada no cômputo da totalização das Participações Governamentais, inclusive as medições utilizadas no cálculo das Participações Especiais.

23/6/

2015 SONDAGEM MANUAL_REV.

23/6/

2015 SONDAGEM MANUAL_REV.

CONDIÇÕES DE

RESERVATÓRIO DO ÓLEO

CONDIÇÕES DE SUPERFÍCIE DO ÓLEO

Gás Livre Gás Hidrocarbonetos Livres

Óleo Gás de Solução (do óleo) Água

Água Gás de Solução (da água)

Tabela 1 - Condições físicas do Óleo.

A descompressão do petróleo (diminuição da pressão, com consequente aumento de volume). A compressibilidade isotérmica pode ser definida como sendo a variação de volume de um fluido em relação à variação de pressão, admitindo-se temperatura constante[ CITATION Ros06 \l 1046 ]. É definida pela Equação II.1. ROSA et al. , 2006

C =−( (^) V^1 ) X (^) ( (^) ∂∂ PT^ V )T

Sendo: C: Compressibilidade isotérmica. V: Volume do fluido.

( (^) ∂∂ PTV )T:^ Variação de volume de um fluido em relação à variação de pressão, a temperatura constante. A contração térmica (diminuição do volume do fluido com a diminuição da temperatura), definida pela Equação II.2.

γ =−( (^) V^1 ) X (^) ( (^) ∂∂ PTV )P

23/6/

2015 SONDAGEM MANUAL_REV.

Determinação do Fator de Encolhimento (FE) Uma amostra deverá ser colhida em um cilindro de 1000 ml (1L) mantendo a pressão e ao máximo a temperatura do processo na sequência os seguintes passos [ CITATION API \l 1046 ] deverão ser obedecidos:

1. Determinar a temperatura da amotra assim que a amostra é obtida e registrar a pressão.
2. Com o cilindro completado, numa posição vertical de coleta, ou seja voltado para cima, lentamente comece a liberar para um cilindro transparente, seco e graduado abero para a atmosfera.
3. Permita que o líquido fique completamente estabilizado , até que nenhuma bolha emerja visivelmente.
4. Registre o volume total da amostra remanescente no cilindro graduado. Registre a temperatura da amostra.
5. Se houver a água presente na amostra final determine a fração de água através de um método reconhecido.
6. Através da amostra de óleo, agora já livre de água, determine o grau API e a densidade a 20 ° C (kg/m3).
7. Calcule o fator de enclhimento, a seguinte equação:

FE = Vf −( VfxXw )¿ x ( CTL ) f ( Vi −( Vi x Xw ¿ ) ) x ( CTL ) i

Onde: Vf – volume total da amostra final no cilindro graduado. Vi – volume total inicial no cilindro de coleta de amostra. Xw – volume de água removida da amostra final. (CTL)f – Fator de Correção de Volume na amostra final. (CTL)i- Fator de Correção de Volume na amostra inicial.

23/6/

2015 SONDAGEM MANUAL_REV.

Figura 1 - Cilindro de Volume conhecido

23/6/

2015 SONDAGEM MANUAL_REV. Determinação da densidade pelo método do densímetro Determinação da densidade @20 °C pelo método do densímetro baseado na ABNT 7148: e ISO 91-2. Determinação da densidade @ 15 °C pelo método do densímetro baseado na API MPMS 11.1. É normalmente expressada, para nosso propósito, em Kg/m

PVR (Pressão de Vapor Reid) A liberação de gases do petróleo pode se dar por meio das seguintes atividades[ CITATION INT96 \l 1046 ]:

1. Movimento da plataforma
2. Mudança de clima
3. Uso de gás inerte
4. Volatilidade do óleo
5. Lavagem com óleo crú
6. Operações de descarga e bombeio À medida que aumenta a temperatura de uma mistura de petróleo, a TVP também aumenta. Se a PVT excede a pressão atmosférica, o líquido começa a ferver. O PVR é determinado através de uma amostra de óleo é retirada do processo na temperatura e pressão do processo em recipiente comum de amostra. A amostra é resfriada em um refrigerador para uma temperatura abaixo da ambiente, posteriormente, esta é levada para uma garrafa num volume apropriado para a expansão do gás na quantida de 125 ml.

Figura 3 - Garrafas de amostra simples.

23/6/

2015 SONDAGEM MANUAL_REV.

Figura 4 - Vidraria milimitrada.