Perfurao_direcional_aula1

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO 
Centro de Engenharias 
Departamento de Engenharia e Tecnologia 
Engenharia de Petróleo 
Disciplina: Engenharia de Poço II 
Professora: Keila Regina Santana Fagundes 
keilaregina@ufersa.edu.br 
mailto:rodrigo.santiago@ufersa.edu.br
mailto:rodrigo.santiago@ufersa.edu.br
mailto:rodrigo.santiago@ufersa.edu.br
mailto:rodrigo.santiago@ufersa.edu.br
mailto:rodrigo.santiago@ufersa.edu.br
mailto:rodrigo.santiago@ufersa.edu.br
mailto:rodrigo.santiago@ufersa.edu.br
mailto:rodrigo.santiago@ufersa.edu.br
mailto:rodrigo.santiago@ufersa.edu.br
mailto:rodrigo.santiago@ufersa.edu.br
POÇO VERTICAL X DIRECIONAL 
Um poço é considerado 
vertical quando seu 
objetivo está sob a sonda. 
exista intencionalmente Caso 
algum afastamento lateral do 
objetivo em relação à sonda o 
poço é considerado direcional 
CONTROLE DE VERTICALIDADE 
 
• Classificação de Poços Quanto a Verticalidade: 
 
1. Inclinação < 3°  Ótima 
2. 3° < Inclinação < 5°  Boa (Desde que não comprometa as condições 
mecânicas do poço ou o raio de tolerância do seu objetivo). 
 
3. Normas da Petrobrás definem como 3° o valor limite para início do controle de 
verticalidade, principalmente em poços profundos. 
 
 
* Inclinômetro – Medidor normalmente utilizado ( Utilizado a cada retirada de 
broca). 
CONTROLE DE VERTICALIDADE 
• Dificuldades Advindas da Inclinação Excessiva: 
 
1. Imprecisão das informações geológicas; 
 
2. Falha em atingir o objetivo proposto; 
 
3. Possibilidade de se perfurar fora dos limites da concessão; 
 
4. Problemas durante a perfuração do poço; 
 
5. Problemas durante a vida produtiva do poço. 
CONTROLE DE VERTICALIDADE 
• Causas de Desvio de Poço: 
 
1. Inclinação e dureza das formações geológicas; 
 
2. Características mecânicas da coluna de perfuração: 
• Rigidez da coluna; 
• Estabilizadores; 
• Desgaste das lâminas dos estabilizadores; 
• Ferramentas que podem provocar desvios indesejáveis 
 
3. Parâmetros Mecânicos: 
• Peso sobre a broca (WOB); 
• Rotação (RPM). 
CONTROLE DE VERTICALIDADE 
• Providências para o Controle da Verticalidade: 
 
1. Ajuste dos parâmetros mecânicos; 
 
2. Alteração da composição do fundo (BHA); 
 
3. Utilizar instrumentos para registro de inclinação e direção; 
 
4. Descer motor de fundo para fazer correção; 
 
5. Tamponar e desviar o poço. 
 A mudança brusca na trajetória do poço 
traz sérios problemas à perfuração, tais como: 
 
→Desgaste dos tubos de perfuração; 
 
→Formação de chavetas (keyseats); 
 
→Dificuldade na descida das colunas de 
revestimento. 
 
 
CONTROLE DE VERTICALIDADE 
POÇOS DIRECIONAIS 
•Um poço é direcional quando o objetivo a atingir não se encontra 
na mesma vertical da locação da sonda, sendo necessário utilizar 
técnicas especiais não empregadas na perfuração de poços verticais. 
POÇOS DIRECIONAIS 
• Finalidades 
POÇOS DIRECIONAIS 
• Locações 
 
 Algumas vezes barreiras naturais ou artificiais impedem a instalação da 
sonda diretamente acima do alvo para se fazer um poço vertical, ou é melhor 
concentrar a perfuração de vários poços numa mesma locação: 
• Rio 
• Montanha 
• Perfuração terrestre para o mar 
• Cidade 
• Perfuração marítima 
• Perfuração em floresta 
• Área turística 
• Zona de proteção ambiental 
POÇOS DIRECIONAIS 
• Geológicos 
 
 Algumas vezes as formações a serem atravessadas e seus mergulhos podem 
tornar um poço direcional mais econômico do que um poço vertical. 
• Domos salinos 
• Perfuração através de falhas geológicas 
• Direcionais naturais 
POÇOS DIRECIONAIS 
• Produção 
 
 Algumas vezes o desenvolvimento de um campo pode tornar mais atrativo 
com poços direcionais. 
• Reaproveitamento de poços (reentradas) 
 
• Perfuração interceptando falhas geológicas 
 
• Poços horizontais 
 
•Poços multilaterais 
POÇOS DIRECIONAIS 
• Outros 
 
 Algumas vezes se faz um poço direcional que o objetivo não é produzir óleo 
• Combate a Blowouts 
• Desvio de peixe 
POÇOS DIRECIONAIS 
 
• Tipos de Poços Direcionais 
• Direcionais 
Tipo 1, 2 e 3 
Horizontais 
Longo Alcance (EWR) 
Laterais ou Multilaterais 
Tipo I 
O tipo 1 se caracteriza por ter 
o KOP (Ponto onde se inicia o 
ganho de inclinação) a pouca 
profundidade, 
trecho SLANT 
depois um 
(Trecho com 
inclinação constante) quando 
atinge o alvo. 
KOP 
Slant 
Tipo II 
O tipo 2 se caracteriza por ter 
um trecho de BUILD-UP 
(Trecho com ganho de ângulo) 
e um trecho de DROP-OFF 
(Trecho com perda de ângulo), 
o poço pode atingir o alvo na 
vertical ou não. 
Build 
Up 
Drop 
Off 
Tipo III 
O tipo 3 se caracteriza por ter 
o KOP a grande profundidade, 
e um trecho de ganho de 
ângulo para atingir o alvo. É 
muito utilizado para 
aproveitamento de poços já 
perfurados. 
Horizontais 
O tipo horizontal se caracteriza 
por ter inclinação final perto de 
noventa graus. 
Sua vantagem é ter uma maior 
área exposta no reservatório. 
ERW 
O poço de longo alcance (ERW - 
extended reach well) tem como 
um grande característica 
afastamento entre a locação da 
sonda e o alvo. Normalmente um 
poço é considerado ERW quando 
a relação entre o afastamento e a 
profundidade vertical final é maior 
que 2. 
ERW – Extended reach well 
(grande afastamento) 
S-ERW – Severe extended reach 
well (afastamento severo) 
Possuem a característica de ter um 
poço principal e pelo menos um lateral. 
Eles são classificados a depender do 
grau de complexidade da junção entre 
o poço principal e as ramificações. 
Poços Multilaterais 
MultiLateral 
Exemplo: 
POÇOS DIRECIONAIS 
• Definições Básicas 
 
 
• Afastamento (closure): 
 
 É a distância medida em planta 
entre a cabeça do poço e objetivo. 
• Profundidade Vertical 
(True Vertical Depth - TVD) 
• Profundidade Medida 
(Measured Depth - MD) 
POÇOS DIRECIONAIS 
• Definições Básicas 
POÇOS DIRECIONAIS 
• Definições Básicas 
 
 
• Objetivo, alvo e raio de tolerância 
 
O OBJETIVO é o ponto do espaço a ser atingido pela trajetória do poço, 
podendo um poço ter vários objetivos, como visto anteriormente. 
 
Usualmente define-se uma região em torno do objetivo, como tolerância para 
a trajetória do poço. Esta distância em torno do objetivo é chamado de RAIO 
DE TOLERÂNCIA e esta região definida como ALVO. 
 
 O valor do raio de tolerância varia de poço a poço, podendo variar de 
dezenas de metros (poços exploratórios) até poucos metros (poço de 
desenvolvimento, adensamento de malha, etc). 
* Para poços verticais a inclinação é 0º e para poços horizontais 90º. 
POÇOS DIRECIONAIS 
• Definições Básicas 
 
 
• Inclinação 
 
 A inclinação de um ponto na trajetória direcional é definida como sendo o 
ângulo entre a tangente da trajetória no ponto considerado e a linha vertical que 
passa através deste ponto, que é paralelo ao vetor gravitacional no ponto. 
POÇOS DIRECIONAIS 
• Definições Básicas 
 
 
• Direção, Azimute 
 
 A direção do poço é definida como o ângulo formado entre a projeção 
horizontal do poço e o norte geográfico verdadeiro. 
 
 O azimute é a medida direta da direção do poço medindo-se no sentido 
horário, a partir do norte verdadeiro, variando portanto de 0° a 360°. 
Projeção Horizontal 
N Locação 
 - Direção 
do alvo 
 
 
Afastamento do alvo - D 
Alvo 
A projeção horizontal possibilita uma visão do poço direcional. Na projeção horizontal os 
eixos são respectivamente as coordenadas locais Norte/Sul e Leste/Oeste. Dessa forma, 
esta projeção é geralmente usada para visualizar e corrigir a direção durante a perfuração. 
Projeção Vertical 
Trecho de 
Perda de 
Ângulo 
KOP Trecho de Ganho de Ângulo 
DOP 
 
Alvo 
Trecho 
Reto 
 
Locação na 
Superfície 
A seção vertical permite observar a projeção vertical do poço. Os eixos são, 
respectivamente, a profundidade vertical e o afastamento horizontal em relação a um 
determinadoazimute do plano de projeção. Este gráfico auxilia a correção de inclinação 
do poço caso não esteja de acordo com o projeto 
POÇOS DIRECIONAIS 
• Definições Específicas 
 
 
• Kick-off point (KOP) 
 É a profundidade onde inicia-se o ganho na inclinação da trajetória do poço. 
 
• Drop-off point 
 É a profunidade onde inicia-se a perda de inclinação na trajetória do poço. 
POÇOS DIRECIONAIS 
• Definições Específicas 
 
 
• Estação (survey station ou survey point) 
 
 É a localização na trajetória do poço onde um dado de inclinação e/ou 
direção é obtido. 
 
Usualmente, durante os trechos de ganho ou perda de ângulo, ou mudança de 
direção, os valores são medidos a cada 5-10 metros, enquanto que em 
trechos retos os valores podem ser medidos a cada seção (30 metros). 
 
O ângulo formado entre as inclinações do poço a cada estação será 
representado por α. 
POÇOS DIRECIONAIS 
• Definições Específicas 
 
 
• Seção de ganho de ângulo (Buildup) 
 
 Como o próprio nome se refere, é a seção da trajetória do poço, iniciada 
após o KOP onde ocorre o ganho de ângulo, podendo haver ou não 
mudança na direção. Essa seção será referenciada como buildup, e o seu 
final chamado de end-of-buildup (EOB). 
• Taxa de ganho de ângulo (buildup rate) 
 
 O ganho de ângulo no buildup, chamado de buildup rate (BUR), se dá 
usualmente a uma taxa constante, geralmente expressa em graus / 30 
metros (ou graus / 100 pés), sendo calculada entre duas estações por: 
Em que: 
αx = inclinação do poço na estação x. 
Mx = profunidade medida do poço na estação x. 
K = 30 para BUR em º/30 metros ou 100 para BUR em º/100 pés) 
POÇOS DIRECIONAIS 
• Definições Específicas 
POÇOS DIRECIONAIS 
• Definições Específicas 
 
 
• Seção tangente ou Slant 
 
 Em algumas trajetórias direcionais, usualmente após a seção de ganho de 
ângulo segue-se um trecho reto, onde a inclinação é mantida constante. A este 
trecho chamamos de seção tangente ou slant. 
POÇOS DIRECIONAIS 
• Definições Específicas 
 
 
• Raio de curvatura (R) 
 
 É o raio dos arcos que são formados nas seções de buildup e drop-off, 
devido a taxa constante de ganho/perda de ângulo. 
Fatores que afetam a trajetória direcional incluem: 
 
 Profundidade total do poço e afastamento; 
 
Limitações de torque e arraste; 
 
Presença de formações rasas e inconsolidadas que dificultam o ganho de ângulo, 
resultando num aprofundamento do KOP; 
 
 Aspectos geológicos, como direção, mergulho das camadas das formações e a 
presença de falhas; 
 
Existência de formações instáveis que podem limitar a inclinação do poço; 
 
 Requisitos de reservatório, como profundidade de entrada, formato e direção do 
objetivo. 
POÇOS DIRECIONAIS 
POÇOS DIRECIONAIS 
• Classificação Quanto ao Raio de Curvatura 
POÇOS DIRECIONAIS 
•Sistema de Referencia 
 
Representa a superfície da Terra no plano através dos componentes norte 
(northing) e leste (easting) sendo os mais comuns nos mapas. No Brasil a projeção 
mais utilizada é a projeção UTM. 
POÇOS DIRECIONAIS 
• Coordenadas UTM 
 
O UTM - Universal Transversa de Mercator 
 
 É um sistema de coordenadas baseado no plano cartesiano (eixo x,y) e 
usa o metro (m) como unidade para medir distâncias e determinar a posição 
de um objeto. Diferentemente das Coordenadas Geográficas (ou 
Geodésicas), o sistema UTM, não acompanha a curvatura da Terra e por 
isso seus pares de coordenadas também são chamados de coordenadas 
planas. 
POÇOS DIRECIONAIS 
• Coordenadas UTM 
 
O UTM - Universal Transversa de Mercator 
 
 O sistema UTM é bastante utilizado na perfuração para se definir a 
posição da locação da sonda e do objetivo. 
 
De posse dessas coordenadas, o AFASTAMENTO do poço pode ser calculado pela 
seguinte equação: 
E a DIREÇÃO DO ALVO por: