O documento discute as fontes não renováveis de energia, com foco nos petróleos ultra-pesados. Apresenta as seguintes informações essenciais: 1) Petróleos ultra-pesados têm densidade menor que 10°API e são encontrados em depósitos no Canadá, Venezuela, Rússia e outros países. 2) Na Venezuela, a faixa do Orinoco contém os 2o maiores depósitos de petróleo ultra-pesado do mundo, com estimativas de reservas entre 60-500 bilhões de barris. 3) A

1. Universidade Federal do ABC
Fontes Não Renováveis de Energia
Petróleos Ultra-Pesados
Rodrigo Thiago Passos Silva
Yuri de Lima Barbosa
25 de fevereiro de 2013

2. Introdução
• Petróleo – Fonte de Energia
• Importância geopolítica
• Alta demanda
Fontes Primárias de Energia e sua demanda mundial percentual
Fonte de Energia Percentual em 2008
Carvão 27%
Petróleo 33%
Gás Natural 21,1%
Nuclear 5,8%
Hídrica 2,2%
Biomassa e lixo 9,2%
Outras renováveis 0,72%

3. Introdução
• Pico de Hubbert
• Pico entre 2020 e 2030
• Aumento da produção de petróleo em 1,33% de 2010
para 2011
Curva de Hubbert

4. Petróleos não convencionais
• Petróleo
• Oleoso e inflamável
• Mistura de hidrocarbonetos no estado líquido
• Petróleo não convencional
• Produção requer tecnologias significativamente diferentes das
utilizadas nos principais reservatórios
• Todos os óleos cujo grau API é menor que 20
• Para o World Energy Outlook (IAE)
• Betume e petróleo ultra-pesado em areias betuminosas
canadenses
• Petróleo ultra-pesado na faixa do Orinoco
• Petróleo contido em xisto
• Petróleo obtido a partir do carvão e do gás natural

5. Importância do estudo dos não
convencionais
• Qualidade do petróleo convencional tem se deteriorado
Evolução da qualidade das cargas processadas nas refinarias americanas

6. Importância do estudo dos não
convencionais
• Reduz dependência do petróleo do Oriente Médio
Distribuição geográfica das reservas provadas e da produção de petróleo em 2007
Produção (Mil Reservas Provadas
Região % %
Barris Diários) (Bilhões de barris)
América do
6499,1 9,1 % 69,3 5,6 %
Norte
América Central
9796,1 13,7 % 111,2 9,0 %
e do Sul
Europa e Eurásia 16317 22,8 % 143,7 11,6 %
Oriente Médio 22495 31,5 % 755,3 61,0 %
África 9065,7 12,7 % 117,5 9,5 %
Ásia-Pacífico 7309,2 10,2 % 40,8 3,3 %
Total 71482 100 % 1237,8 100 %

7. Petróleos não convencionais
no mundo
Distribuição dos recursos petrolíferos mundiais

8. Petróleos não convencionais
no mundo
Projeção da produção
de petróleo mundial

9. Petróleos ultra-pesados

10. Caracterização
• Em geral, são petróleos cujo grau API é menor que 10.
Classificação do Petróleo por Grau API
Grau API
Óleo ultra-
Óleo leve Óleo médio Óleo pesado
pesado
Alberta
≥ 34 25-34 10-25 ≤ 10
Government/Canadá
U.S. Department of
≥ 35,1 25-35,1 10-25 ≤ 10
Energy
OPEP ≥ 32 26-32 10,5-26 ≤ 10,5
Petrobras Offshore ≥ 32 19-32 14-19 ≤ 14
Petrobras Onshore ≥ 32 18-32 13-18 ≤ 13
ANP/Brasil ≥ 31,1 22,3-31,1 12-22,3 ≤ 12

11. Caracterização
• Pela composição do petróleo pode-se classifica-lo como [5]:
• classe paranífica (75% ou mais de parafinas);
• classe parafínico-naftênica (50-70% parafinas, >20% de
naftênicos);
• classe naftênica (>70% de naftênicos);
• classe aromática intermediária (>50% de hidrocarbonetos e
aromáticos);
• classe aromático-naftênica (>35% de naftênicos);
• classe aromático-asfáltica (>35% de asfaltenos e resinas).
• Processo de biodegradação avançado
• Óleos pesados e viscosos
• Elevado teor de enxofre: 1% a 9% (Bacia de Campos: < 1%)

12. Caracterização
Algumas características de petróleos pesados, ultra-pesados e betumes
Petróleo Petróleo ultra-
Betume
pesado pesado
Densidade
10-20 < 10 < 10
(°API)
Viscosidade
100-10000 100 -10000 > 10.000
(cp)
Enxofre (%
< 0,5 0,5-3,0 >3,0
peso)

13. Areias Betuminosas do Canadá
• Betume
• Em Alberta
• Reservas: 1,7 trilhão de barris
• 173 bilhões de barris recuperáveis
Localização dos depósitos
de areias betuminosas
no Canadá

14. Petróleo Venezuelano
• Nação com maior reserva de petróleo do mundo
• 296,5 bilhões de barris (18% do total)
• Produção relativamente pequena: 2,72 milhões b/d
• Brasil: 2,193 milhões b/d
Projeção de produção de petróleo por tipo na Venezuela

15. Petróleo Venezuelano - Localização
• Localização: faixa do Orinoco
• 2º maior depósito de ultra-pesado
• 500 a 1000 metros de profundidade
• Taxa de recuperação: 5% (vertical) e 10-15% (multilateral)
Localização da
faixa do Orinoco

16. Petróleo Venezuelano - Reservas
• U.S. Geological Survay (USGS): 500 bilhões de barris
recuperáveis
• PDVSA: 133 bilhões de barris recuperáveis
• Oil & Gas Journal: 60 bilhões de barris recuperáveis
• Pode ser estratégico. Areias betuminosas tem problema
ambiental.
• Início da exploração no Orinoco em 2000:
• Inicialmente: 700 mil b/d (exploração multilateral e
injeção de vapor)
• 2009: 400 mil b/d
• Até 2017: 2,3 milhões b/p

17. Petróleo Venezuelano - Projetos
Projetos de petróleo ultra-pesado na faixa do Orinoco, Venezuela
Capacidade
Parceiros Início da
Nome do Projeto Status (mil
Estrangeiros operação
barris/dia)
PetroAnzoategui Nenhum (100%
Produzindo 120 -
(PetroZuata) PDVSA)
Petrocedeno Total (30%)/ Statoil
Produzindo 200 -
(Zuata) (10%)
Petropiar (Hamaca) Chevron (30%) Produzindo 190 -
Petromonagas
BP (17%) Produzindo 110 -
(Cierro Negro)
Sinovensa CNPC Produzindo 80 -
Total produzido 700

18. Petróleo Venezuelano - Projetos
Projetos de petróleo ultra-pesado na faixa do Orinoco, Venezuela
Junin 2 Petrovietnam Anunciado 200 2012
Junin 5 ENI Anunciado 240 2013
Repsol /India/
Carabobo 1 Anunciado 480 2015
Petronas
Chevron / Inpex /
Carabobo 3 Mitsubishi / Anunciado 400 2015
Suelopetrol
Junin 4 CNPC Anunciado 400 2017
Junin 6
Russian companies Anunciado 450 2017
(Petromiranda)
Em
Junin 10 Total / Statoil 200 -
negociação
Total proposto 2370
Total produzido + proposto 3070

19. Petróleo Venezuelano - Custo
Custo de Produção do Petróleo: A disponibilidade de recursos em função do preço

20. Petróleo ultra-pesado em
outras localizações
• EUA – Região de Utah – há reservas semelhantes as do Canadá
• Congo e Madagascar também possuem
• Rússia: 350 bilhões de barris recuperáveis
• Cazaquistão: 200 bilhões de barris recuperáveis
Distribuição dos petróleos
ultra-pesados no mundo
(desconsidera areias
betuminosas).

21. Petróleo ultra-pesado no Brasil
• Exploração de ultra-pesado em 2008
• Reservatório de Siri, Campo de Bandejo, Bacia de
Campos, RJ
• Óleo de 12,8°API
• 95 metros de profundidade e 80 km da costa
• Conhecido desde 1975
• Poço com 2 km de trecho horizontal
• Uso de bomba de alta potência
• Outros Campos de ultra-pesados
• Marlim Leste
• Albacora Leste
• Papa-Terra

22. Extração e Produção de Petróleos
Ultra-Pesados
• desenvolvimento de forma acelerada
• tecnologias de recuperação terciária
• tecnologias para aumento do grau de API do
petróleo produzido
• recuperação máxima por volta de 15%

23. Extração e Produção de Petróleos
Ultra-Pesados
• Métodos de recuperação terciária:
• Injeção de vapor
• Adição de hidrocarbonetos leves
• Emulsificação
• Escoamento anular

24. Extração e Produção de Petróleos
Ultra-Pesados
• Injeção de vapor
• fornecimento de calor diminui a viscosidade
• força motriz é a pressão natural do
reservatório

25. Extração e Produção de Petróleos
Ultra-Pesados
• Adição de hidrocarbonetos leves
• hidrocarbonetos de menor viscosidade e
densidade
• Essa técnica está caindo em desuso pelo seu
alto custo

26. Extração e Produção de Petróleos
Ultra-Pesados
• Emulsificação
• Emulsões de água em óleo
• Emulsões de óleo em água (1 a 4% de
emulsificadores)
• surfactantes iônicos
• surfactantes não iônicos
• surfactantes com cáustica
• tratamento térmico
• desemulsionantes

27. Extração e Produção de Petróleos
Ultra-Pesados
• Escoamento anular
• Injeção de água juntamente com o óleo na
tubulação
• Substituição de água por uma solução de
tensoativos
• Formação de um filme molecular
• maior lubrificação das paredes da tubulação
pela água
• agente antioxidante
• Pode ser usado tanto na
configuração anular como
na forma emulsionada

28. Extração e Produção de Petróleos
Ultra-Pesados
• Os reservatórios são tipicamente estreitos e pouco
consolidados
• Presença de muita areia
• Presença de água
• elevação artifical em poços altamente desviados
• tratamento do petróleo no espaço confinado de
uma plataforma ou navio
• transporte do petróleo por tubulações através do
meio ambiente frio do oceano
• sistemas de início e restauração após de uma
parada

29. Extração e Produção de Petróleos
Ultra-Pesados
• Elevação artificial:
• número de poços
• diâmetro do revestimento
• produção de areia
• razão gás-líquido
• Vazão
• profundidade do reservatório
• viscosidade dos fluidos
• mecanismo de produção do reservatório
• disponibilidade de energia
• acesso aos poços
• distância dos poços às plataformas de produção
• equipamento disponível
• pessoal treinado
• Investimento
• custo operacional
• segurança

30. Extração e Produção de Petróleos
Ultra-Pesados
• Offshore
• Gás Lift
• confiabilidade e flexibilidade
• óleos pesados e ultra-pesados tem baixa
relação gás-óleo
• Bombeio Centrífugo Submerso
• resistência à abrasão de areia
• resistência a altas temperaturas
• cavitação

31. Extração e Produção de Petróleos
Ultra-Pesados
• Onshore
• Bombeio Mecânico com Haste
• método mais tradicional
• baixo custo de investimento e operacional
• baixa eficiência
• problemas com a presença de areia
• altas tensão nas hastes
• Bomba de Cavidades Progressivas
• fluidos viscoso
• grande concentração de areia
• baixo custo de investimento e operação

32. Refino de Petróleos Ultra-
Pesados
• O refino do petróleo envolve principalmente a
separação das moléculas por seus pontos de
ebulição, obtendo-se os produtos por destilação
e processos

34. Refino de Petróleos Ultra-
Pesados
• Presença de impurezas:
• Sedimentos
• Água
• Sais
• Ácidos naftênicos
• Enxofre

35. Refino de Petróleos Ultra-
Pesados

36. Refino de Petróleos Ultra-
Pesados
• Problemas:
• corrosão de equipamentos, tanques e
oleodutos
• bloqueio de unidades trocadoras de calor
• efeitos adversos na qualidade do produto final
• Aproveitamento dos resíduos
• contaminação dos catalisadores da refinaria
• Menor rendimento de produtos nobres
• Aumento do custo operacional do refino

37. Refino de Petróleos Ultra-
Pesados
• Refinarias:
• Mais complexas
• Processar óleos pesados e gerar produtos
leves e médios
• Reduzir o teor de enxofre dos derivados
• Estabilizar os derivados leves e médios
produzidos
• No Brasil:
• Importação de óleo leve

38. Considerações finais
• Entre os petróleos não convencionais, o ultra-
pesado é que apresenta maior potencial de
exploração.
• São necessários mais estudos para reduzir os
custos de produção.