Extração e produção de óleo e gás

Extração de gás natural

O gás natural ocorre na camada externa da crosta terrestre, ou seja, a litosfera. Foi criado como resultado da transformação de substâncias orgânicas sob diferentes condições de pressão e temperatura, que vêm ocorrendo há muitos milhões de anos. O gás natural consiste principalmente de metano (CH ₄ ) e seus homólogos (C ₃ -C ₄ ) . Sua composição depende fortemente do tipo de depósito do qual é extraído. Claro, além do metano e seus homólogos, o gás natural também contém uma série de componentes indesejáveis, como nitrogênio, água, sulfeto de hidrogênio ou dióxido de carbono.

Em condições naturais, o gás pode acompanhar o petróleo bruto ou ocorrer separadamente. Ocorre principalmente em duas formas: como um gás livremente dissolvido em água ou óleo, ou na forma absorvida em rochas ou carvão.

Gás produzido por métodos industriais

Vários tipos de gases podem ser obtidos usando métodos industriais:

a) Gases líquidos – popularmente chamados de GLP (Gás Liquefeito de Petróleo). Seus principais componentes são propano (C ₃ H ₈ ), butano e isobutano (C ₄ H ₁₀ ). Eles são obtidos principalmente pela estabilização da gasolina bruta, petróleo bruto ou pelo processamento de gases de refinaria de processos de reforma, craqueamento e pirólise.
b) Gás de cidade – obtido nas condições de carbonização de carvão em baixa e média temperatura.
c) Gás de carvão – produzido no processo de desgaseificação de carvão em alta temperatura.
d) Gás da gaseificação do carvão – é obtido pela ação sobre carvão marrom ou carvão preto com uma mistura de vapor d’água e oxigênio em temperaturas acima de 900 °C. Sua composição depende da tecnologia de gaseificação utilizada. O fator econômico mais importante é a produção de uma mistura de CO e H ₂ (o chamado gás de síntese).

Aplicação e vantagens dos combustíveis gasosos

Os combustíveis gasosos têm uma série de vantagens. Eles são caracterizados principalmente pela alta eficiência energética. Além disso, eles fornecem uma temperatura de combustão constante, não requerem armazenamento para o usuário e queimam sem fumaça (sem cinzas e emissões de óxidos de enxofre). O gás natural é um valioso transportador de energia e uma importante matéria-prima na indústria: química (produção de gás de síntese), energia (motores de combustão de pistão, turbinas a gás, geradores), construção (produção, vidro, cimento e cerâmica de construção) e metalurgia (fornos de aquecimento).

Extração de óleo

Escolher a localização de um novo campo de petróleo é um processo muito complicado e caro. Começa com a realização de pesquisas sísmicas para procurar estruturas geológicas apropriadas que possam criar depósitos de petróleo. Dois métodos de pesquisa são usados ​​para esse propósito. O primeiro envolve fazer explosões subterrâneas perto do depósito e observar as reações sísmicas que permitem obter informações sobre sua localização e tamanho. O segundo método é obter esses dados de ondas sísmicas naturais.

O primeiro estágio da extração de petróleo é perfurar um buraco fundo no solo. Em seguida, um revestimento (tubo de aço) é colocado no buraco perfurado, garantindo a estabilidade de toda a estrutura. No estágio posterior, mais furos são feitos para permitir maior fluxo do óleo extraído. Para dissolver poluentes no poço perfurado, o ácido clorídrico é frequentemente usado, o que acidifica efetivamente as formações de carbonato e cal e remove depósitos de incrustações, ferrugem e carbonita. O ácido clorídrico também é usado para remover o cimento residual restante após o processo de perfuração. No próximo estágio, uma instalação especial é colocada no topo do poço, às vezes chamada de "árvore de Natal". É um conjunto de válvulas, tubos e conexões combinados que são projetados para regular a pressão e o fluxo de petróleo e gás.

Após a conexão de todo o aparelho, ocorre o estágio de recuperação primária. Para extrair petróleo neste processo, muitos mecanismos naturais são usados, por exemplo, drenagem por gravidade. A taxa de recuperação no estágio primário geralmente não excede 15%. Com a extração adicional, a pressão subterrânea cai e se torna insuficiente para continuar a deslocar o óleo para a superfície. Neste ponto, a etapa de recuperação secundária começa.

Existem muitas técnicas para a recuperação secundária de petróleo. Elas geralmente envolvem o fornecimento de energia externa ao depósito por meio da injeção de fluidos (por exemplo, água) ou gases (por exemplo, ar, dióxido de carbono) para aumentar a pressão subterrânea. A taxa média de recuperação após as operações de recuperação primária e secundária de óleo geralmente não excede 45%. O último estágio do processo de extração é a chamada recuperação de terceira ordem, que pode ser obtida por meio de várias técnicas. A primeira delas reduz a viscosidade do óleo por meio do aquecimento térmico. A segunda é a injeção de gás no depósito (injeção de dióxido de carbono). O último método é chamado de inundações químicas. Elas consistem em misturar polímeros densos e insolúveis com água e injetá-los no subsolo. A recuperação terciária permite um adicional de 15 %da produção de petróleo do depósito.

Devido ao fim das reservas de depósitos de petróleo terrestres, a busca por seus recursos sob o fundo do mar começou. Para isso, estão sendo construídas plataformas de perfuração, o que é um processo complicado, caro e demorado – a construção da plataforma de mineração geralmente dura 2 anos. Elas podem ser fixadas permanentemente no fundo (profundidade de até 90 m) ou à deriva em flutuadores especiais, fixados com um sistema de ancoragem. As plataformas de perfuração offshore geralmente são conectadas a uma rede de várias dezenas de poços que extraem petróleo em rochas porosas. Além de extrair petróleo na plataforma de perfuração, ele também é separado do gás. A matéria-prima assim obtida é transportada por um sistema de dutos para uma refinaria ou para um navio de mineração e transbordo. Em seguida, o petróleo e o gás são enviados para o petroleiro, que os transporta para terra.

É claro que a quantidade de petróleo recuperada não depende apenas das técnicas de perfuração utilizadas. Os principais fatores neste caso são aspectos geológicos, como a permeabilidade da rocha, a força dos impulsos naturais, a porosidade do depósito ou a viscosidade do próprio petróleo.

Processamento de petróleo bruto

O petróleo bruto extraído é processado em refinarias para obter combustíveis, óleos, lubrificantes, asfaltos e outros produtos. Na maioria das vezes, o petróleo bruto é separado em frações sem uma alteração química de seus componentes. Dessa forma, são obtidos gases de refinaria voláteis à temperatura ambiente, éter de petróleo com ponto de ebulição de 35-60 °C, gasolina leve e pesada, querosene, diesel com diferentes pontos de ebulição e mazut (ou seja, um resíduo com ponto de ebulição acima de 350 °C).

O petróleo bruto passa por vários processos, como:

a) Craqueamento – consiste na decomposição de hidrocarbonetos alifáticos longos encontrados em frações pesadas de mazut e óleo, em compostos com cadeias mais curtas encontrados na gasolina e no óleo diesel. Além de hidrocarbonetos alifáticos de cadeia curta, metano, GLP, hidrocarbonetos insaturados e coque também são formados no processo. O craqueamento pode ser iniciado por métodos térmicos, catalíticos ou de radiação.
b) Reforma – este é um processo aplicado a frações leves de petróleo ou produtos obtidos do craqueamento para obter combustíveis com alto número de octanas. O processo é realizado na presença de hidrogênio usando catalisadores de platina muito caros. O processo de reforma produz hidrogênio, gás de refinaria, GLP, bem como isobutano e n-butano.
c) Destilação – visa separar o petróleo bruto em frações que fervem em várias faixas de temperatura. Graças a este processo, são obtidas frações básicas, tais como: gás seco e úmido, gasolina leve e pesada, querosene, óleo diesel, mazut e gudron.
d) Alquilação – é a reação de olefinas com isobutano, resultando na formação de isoparafinas com maior peso molecular e número de octanas. No processo de alquilação, o ácido sulfúrico pode ser usado como catalisador.
e) Pirólise – processo de degradação realizado sem oxigênio em temperaturas muito altas. É usado para quebrar frações pesadas de óleo em gasolina pirolítica, óleos e alcatrão.

A oferta do Grupo PCC para a indústria mineira

Para melhorar a extração de óleo e seu processamento, o uso de vários produtos químicos é de fundamental importância. A soda cáustica é usada no refino de petróleo bruto, óleos minerais, piche e betume e extração de gás de xisto. O hidróxido de sódio no PCC Group é produzido por um processo de eletrólise de membrana e fornecido na forma de uma solução com uma concentração de aprox. 50%. Outra aplicação do hidróxido de sódio na indústria de mineração é o tratamento de esgoto e produtos de coque líquido.

Um grupo importante de produtos de grande utilidade na extração e produção de petróleo e gás são os surfactantes. Os surfactantes reduzem a tensão interfacial entre o petróleo bruto e a rocha. Isso reduz as forças de adesão e óleo adicional pode ser liberado do campo de petróleo. Os surfactantes também são usados ​​como um meio de reduzir os danos ecológicos resultantes da lixiviação de petróleo e outros derivados de petróleo. Eles também podem ser usados ​​para limpar tanques e embarcações necessárias para o transporte da matéria-prima extraída.

Um dos grupos mais importantes de surfactantes usados ​​em preparações de limpeza são os sulfatos de alquil éter oferecidos pelo PCC Group na série SULFOROKAnol . Esses produtos, devido ao seu caráter aniônico, funcionarão bem em formulações com outros surfactantes aniônicos, não iônicos e anfotéricos. Suas propriedades de lavagem, emulsificação e formação de espuma os tornam úteis como ingredientes em fórmulas que limpam diferentes superfícies. O ácido alquilbenzenossulfônico (ABS) e seus sais, por exemplo, ABSNa , também têm uso semelhante. Oácido ABS/1 pertence ao grupo de surfactantes aniônicos. Devido à sua solubilidade em petróleo bruto, pode ser um elemento de agentes auxiliares usados ​​para extração e processamento de petróleo. Além disso, o ácido ABS/1 , graças às suas propriedades detergentes, é usado para processos de limpeza e desengorduramento, por exemplo, de tanques e navios. Os produtos de limpeza usados ​​na indústria do petróleo também podem incluir a série de produtos ROKAmid . Eles são caracterizados pela capacidade de criar espuma densa e estável, mesmo em uma pequena concentração. Graças à sua forma líquida, os produtos ROKAmid facilitam significativamente todas as operações relacionadas ao seu armazenamento, transporte e distribuição.

O próximo grupo de produtos necessários nos processos de extração de petróleo e gás são os emulsificantes. Eles são usados ​​em métodos industriais de desidratação e dessalinização de petróleo. Esses processos dependem do aquecimento do óleo com a adição de emulsificantes em um dispositivo chamado eletrodesidratador. A mistura assim aquecida é forçada através do espaço do sistema de eletrodos concêntricos. Gotas de água são deformadas, perdem sua carga e são mais fáceis de combinar umas com as outras, separando-as do petróleo. O petróleo bruto desidratado e dessalinizado pode ser submetido a processamento posterior. Ideais como emulsificantes em processos industriais de desidratação e dessalinização são os produtos ROKAnol . Esses são surfactantes não iônicos pertencentes ao grupo dos álcoois graxos alcóxi. Os produtos ROKAnol podem ser usados ​​em uma ampla faixa de temperaturas, bem como em ambientes ácidos, neutros e ligeiramente alcalinos. Eles também podem fazer parte de agentes de limpeza desengordurantes usados ​​na indústria do petróleo.

Propriedades emulsificantes muito boas também são exibidas por derivados de éster de sorbitano etoxilados, como ROKwinol 60 e ROKwinol 80. Esses produtos podem ser componentes de fluidos de perfuração usados ​​na produção de petróleo. Por outro lado, ésteres de sorbitano, como ROKwin 60 e ROKwin 80 , podem ser usados ​​no vazamento de substâncias de petróleo para águas como agentes dispersantes.