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Fundamentos aplicados a Indústria de Petróleo e Gás 1 Fundamentos aplicados a Indústria de Petróleo e Gás Módulo Introdutório 2 OPERAÇÃO DE PRODUÇÃO DE PETRÓLEO OFFSHORE Fundamentos aplicados a Indústria de Petróleo e Gás 2 Firjan – Federação das Indústrias do Estado do Rio de Janeiro Presidente Eduardo Eugenio Gouvêa Vieira Firjan SENAI Diretor Regional Alexandre dos Reis Gerente Operacional – Firjan SESI Vicente de Carvalho Rodrigo Duarte Moura Fundamentos aplicados a Indústria de Petróleo e Gás 3 OPERADOR DE PRODUÇÃO OFFSHORE. Módulo Introdutório 2 – Fundamentos aplicados a Indústria de Petróleo e Gás. 2022 Ficha Técnica Coordenador Operacional de Educação Profissional Allan Teixeira da Cruz Mendonça Produção do conteúdo técnico Wilhermyson Lima Leite Tratamento Pedagógico e Revisão Gramatical Tereza Leite Design Gráfico | Diagramação | Ilustração Lienice Silva de Souza Propriedade do SENAI-RJ. Reprodução, total ou parcial, sob expressa autorização. Fundamentos aplicados a Indústria de Petróleo e Gás 4 Fundamentos aplicados a Indústria de Petróleo e Gás 5 Sumário Apresentação 7 Lista das Figuras 9 Lista das Tabelas 10 Módulo 2 – Fundamentos aplicados a indústria de Petróleo e Gás 11 1. Introdução a indústria do Petróleo e Gás 1.1 Segmentos da cadeia de petróleo e gás: Upstream e Downstream 13 14 2. Geografia geral 2.1 Tipos de rocha: ígneas, sedimentares e metamórficas 2.2 Bacias sedimentares brasileiras 2.3 Geologia estrutural: princípios básicos dos mecanismos de deformação das rochas 18 22 24 26 3. Geologia do petróleo 33 3.1 Formação do petróleo: origem (gênese dos hidrocarbonetos) 3.2 Composição, características e composição das rochas 3.3 Acompanhamento geológico de poços 33 38 4. Sigla e Numeração de poços 43 5. Tipos e Características da completação de poços 48 5.1 Funções – formas de completação 5.2 Características da coluna de produção 49 51 6. Principais elementos (Acessórios e Especificações) 54 Fundamentos aplicados a Indústria de Petróleo e Gás 6 Referências Bibliográficas 57 Referências das Figuras 58 Fundamentos aplicados a Indústria de Petróleo e Gás 7 Apresentação Você está recebendo o material teórico do Programa de Formação de Operador de Formação Offshore, que tem como objetivo embasar tecnicamente seus conhecimentos na Operação de Sistema Produtivo na Cadeia de Petróleo e Gás. Lembre-se que o estudo é imprescindível para o seu desenvolvimento e para a garantia dos resultados obtidos no seu dia a dia de trabalho. Esperamos que esse treinamento possa contribuir significamente para sua carreira e para seu desenvolvimento profissional. Fundamentos aplicados a Indústria de Petróleo e Gás 8 Fundamentos aplicados a Indústria de Petróleo e Gás 9 Lista das Figuras Figura 1: Representação em corte da estrutura terrestre Figura 2: Escala do tempo geológico Figura 3: Amostra da estrutura interna de uma rocha Figura 4: Rocha ígnea extrusiva Figura 5: Rocha ígnea intrusiva Figura 6: Rocha sedimentar Figura 7: Exemplo de arranjo geológico Figura 8: Exemplo de trapa Figura 9: Exemplo de trapa Figura 10: Exemplo de trapa estratigráfica Figura 11: Transformação termoquímica da matéria orgânica e a geração do petroléo Fundamentos aplicados a Indústria de Petróleo e Gás 10 Lista das Tabelas Tabela 1: Código da finalidade do poço de petróleo Tabela 2: Sigla do campo de petróleo Tabela 3: Tipo de perfuração Fundamentos aplicados a Indústria de Petróleo e Gás 11 Módulo 2 Fundamentos aplicados a Indústria de Petróleo e Gás A produção de um poço de petróleo requer inúmeros cuidados e precisa ser controlada, antes mesmo que se inicie a efetiva produção. Antes do início da fase exploratória, temos que compreender seus segmentos Upstream e Dowsnstream, além do processo geológico de sua formação e a perfuração do poço e suas etapas de completação, de forma a garantir que todas as providências sejam tomadas e que a produção ocorra forma controlada e segura. Ao iniciar a perfuração, por exigências normativas nacionais e internacionais, vamos operar com duas barreiras de segurança no poço, que vão variar em função da operação que está sendo executada. Durante a perfuração, usaremos BOP e fluido de perfuração. No abandono temporário, usaremos tampões de cimento e fluido de perfuração. Fundamentos aplicados a Indústria de Petróleo e Gás 12 Na completação usaremos BOP e fluido de completação e, na fase exploratória, DHSV e Árvore de Natal. Precisamos, além de todas as máquinas e equipamentos necessários para produção dos hidrocarbonetos, monitorar e controlar. Para isso, existe uma grande quantidade de instrumentos e acessórios que medirão pressão, temperatura, vazão, propriedades físicas e químicas, controle de resíduos etc. No decorrer dessa apostila vamos descrever os aspectos geológicos de formação do petróleo, processos, máquinas, equipamentos, instrumentos e acessórios, que serão apresentados e descritos na perfuração e completação. Bons estudos! Fundamentos aplicados a Indústria de Petróleo e Gás 13 1. Introdução a Indústria de Petróleo e Gás Atualmente é praticamente impossível pensar em nosso dia a dia, sem a presença de um produto obtido a partir da indústria petroquímica. Essa indústria, que utiliza derivados do petróleo ou do gás natural como matéria-prima, nos traz conforto e praticidade. Porém não imaginamos que, mesmo para as coisas mais simples, tenhamos vasta tecnologia e conhecimentos envolvidos para que toda essa cadeia produtiva se estabeleça. Podemos observar a existência de produtos oriundos dessa indústria têxtil, como: colchões, embalagens para alimentos e medicamentos, brinquedos, móveis, eletrodomésticos, veículos, aviões, xampus, cosméticos, dentre outros. Isso se deve ao desenvolvimento da petroquímica, que transforma o petróleo refinado em produtos e que serão a base para grande parte da indústria química. Com a crescente demanda mundial de petróleo e seus derivados, formar profissionais qualificados é um desafio e uma necessidade urgente do setor. Fundamentos aplicados a Indústria de Petróleo e Gás 14 As descobertas da chamada camada pré-sal impulsionaram a área, proporcionando um grande avanço a partir do desenvolvimento de novas técnicas e tecnologias de materiais, equipamentos, produção, operação e, consequentemente, no mercado e na ampliação da oferta de emprego. Com isso, estima-se que nos próximos anos sejam criados milhares de novos postos de trabalho. Para aumentar a competitividade na indústria petrolífera, a qualificação do profissional deverá estar entrelaçada às novas tecnologias do mercado, com vistas ao desenvolvimento do autoconhecimento, inteligência emocional, agilidade, comunicação, proatividade, criatividade, equilíbrio e, em conjunto com a capacitação técnica, garantindo que o profissional possa estar sempre em constante aprendizado. 1.1 Segmentos da cadeia de petróleo e gás: Upstream e Downstream O impacto dos avanços tecnológicos tem sido intenso nas indústrias petrolíferas no Brasil, principalmente no setor de pesquisas, perfuração e produção. Com isso, aumenta-se cada vez mais a necessidade de mão de obra especializada, não só neste setor, como nos setores paralelos relacionados a esse segmento. Com a industrialização do petróleo e a necessidade de novos produtose derivados, o mundo sofreu mudanças econômicas e tecnológicas, o que trouxe indícios de pesquisas mais contundentes, aumentando a possibilidade de encontrar petróleo e, Fundamentos aplicados a Indústria de Petróleo e Gás 15 consequentemente, diminuindo gastos desnecessários com investidas economicamente inviáveis. Porém, mesmo com todo esse avanço tecnológico, se faz necessária a presença de profissionais (geofísicos, geólogos e técnicos) nas regiões onde os satélites apontam possibilidades de existência de petróleo (quase sempre em regiões de difícil acesso), com a finalidade de realizar testes geológicos, sísmicos e, se necessário, perfurar poços em busca da confirmação da existência do petróleo e na colheita de dados, para uma possível produção. Upstream e Downstream A cadeia de suprimentos na indústria do petróleo e gás envolve todas as atividades logísticas relacionadas a um bom planejamento na prospecção, perfuração, produção, armazenagem, transportes, refino, distribuição e na comercialização de petróleo e derivados. Para que seja alcançado um planejamento eficaz dessa cadeia, é necessário o gerenciamento de alto nível de excelência e uma série de informações, tais como: informações relativas às demandas dos produtos finais, capacidades de refino, volumes de petróleo e derivados, disponibilidades de transportes e condições comerciais dos produtos. Para fins didáticos de literatura, as atividades que compõem a cadeia de suprimento da produção de petróleo são divididas em dois ou até em três segmentos, como: Downstream e upstream ou Downstream, midstream e upstream. Fundamentos aplicados a Indústria de Petróleo e Gás 16 Downstream é um termo usado para definir, essencialmente a fase logística, que compreende as atividades de transporte, comercialização e refino de petróleo e gás, ou seja, o transporte dos produtos da refinaria até os locais de consumo. Resume-se no transporte, distribuição e comercialização dos derivados do petróleo. Upstream é o segmento que compreende as atividades de exploração e produção de petróleo, que quando ocorre em Terra é chamado, Onshore, e quando ocorre no mar, é chamado offshore. Ou seja, nesta temos atividades de busca, identificação e localização das fontes de óleo, e ainda o transporte do óleo e do gás extraído até as refinarias, onde esses serão processados. Caso a cadeia de suprimento de petróleo seja dividida em três segmentos, a segmentação das atividades é feita do seguinte modo: Upstream é a fase de exploração e produção de petróleo. Midstream se relaciona ao processamento de petróleo, que é a fase em que o petróleo (hidrocarboneto) se transformada em produtos prontos para consumo com gás natural, GLP, gasolina, nafta, querosene, diesel, óleo lubrificante, graxas, ou seja, é o refino. Downstream compreende a logística de vendas dos derivados acabados. A segmentação da cadeia de suprimentos da indústria do petróleo no Brasil tem um grau de complexidade elevado, sendo essa Fundamentos aplicados a Indústria de Petróleo e Gás 17 composta por uma grande quantidade de unidades operacionais que são: as refinarias, um sistema de transportes abrangente composto por dutos, terminais, navios petroleiros, e uma variedade de atuações no mercado como a produção, venda, importação e exportação de petróleo e derivados. Já do lado do mercado consumidor, há uma grande variação na demanda, seja relacionada aos tipos de produto, seja em seus volumes e seus requisitos de qualidade. A maximização dos insumos da produção de petróleo e derivados evidencia ainda mais a necessidade de se ter um gerenciamento efetivo dessa cadeia logística, de maneira integrada e otimizada. Um melhor conhecimento dos pontos de ineficiência dessa cadeia produtiva, nos permitirá a execução de um melhor planejamento integrado, com a programação e o controle das atividades e produção. Em geral, a maneira mais adequada de planejar a logística é pela perspectiva de maximização de lucro, aliada a minimização dos custos, sem causar impacto na segurança operacional e qualidade dos insumos, produtos e serviços. Fundamentos aplicados a Indústria de Petróleo e Gás 18 2. Geologia Geral A geologia tem como objetivo estudar as sucessivas transformações do globo terrestre e a evolução de seu mundo orgânico e inorgânico, com foco principal no entendimento da crosta e de suas camadas rochosas. Observe a estrutura da Terra, segundo as propriedades físicas: Núcleo interno (sólido) – 5.000°C Núcleo externo (líquido) – 4.000°C Mesosfera (manto inferior) Astenosfera (manto superior) Litosfera (crosta oceânica e continental) Figura 1: Representação em corte da estrutura terrestre. Fundamentos aplicados a Indústria de Petróleo e Gás 19 Vejamos alguns pontos importantes: A crosta continental apresenta espessura variável (de 30 a 40km nos crátons até 60 a 80km nas cadeias montanhosas). A descontinuidade distingue a interface entre a crosta superior e a crosta inferior. Ao descer através da crosta e do topo do manto superior, passamos de uma parte rígida para uma parte plástica. A parte rígida, que inclui a crosta e uma parte do manto, é denominada litosfera, enquanto a parte plástica é denominada astenosfera. A mesosfera, em função de sua alta temperatura, o que poderia torná-la mais plástica, está submetida a uma pressão mais elevada que a torna sólida. A partir das propriedades físicas e com o apoio de experimentos que simulam as condições de temperatura e pressão da Terra, é possível deduzir as composições mineralógicas das camadas presentes. Entre as camadas existem descontinuidades e algumas delas bastante marcantes. A primeira descontinuidade detectada na Terra foi o limite crosta-manto, que se encontra a profundidades variáveis (5 a 10km nas áreas oceânicas e a 30 a 80km nos continentes). A segunda descontinuidade em importância delimita o contato manto-núcleo, chamada de descontinuidade de Guttenberg e está situada a 2.900km de profundidade. Os aumentos de densidade e velocidade ao atravessar a descontinuidade de Guttenberg são muitos grandes e Fundamentos aplicados a Indústria de Petróleo e Gás 20 deixam poucas dúvidas a respeito da composição de uma liga metálica de ferro-níquel. O manto forma 83% do volume da Terra. Com o desenvolvimento da rede sismográfica mundial e dos métodos de observação e análise, foram encontradas novas interfaces e zonas de transição. Tempos geológicos A escala de tempo geológico representa a linha do tempo, desde o presente até a formação da Terra e está dividida em eras, períodos, épocas e idades, que se baseiam nos grandes eventos geológicos da história do planeta. É possível estabelecer uma correlação fossilífica ou bioestratigráfica entre faunas e floras iguais, mesmo que contidas em litologias diferentes, devido aos mecanismos da evolução biológica e pelo grau da preservação dos organismos que já habitaram nosso planeta, formando subdivisões de registros sedimentares e do tempo geológico de formação das rochas. Fundamentos aplicados a Indústria de Petróleo e Gás 21 Figura 2: Escala do tempo geológico. Fundamentos aplicados a Indústria de Petróleo e Gás 22 2.1 Tipos de rocha: ígneas, sedimentares e metamórficas As rochas são agregadas de minerais em proporções definidas, que formam a parte essencial da camada chamada litosfera. A litosfera é um elemento dinâmico, ou seja, que se encontra em um processo contínuo de transformação, e que compõe a superfície sólida da Terra. Por ser um agregado constituído pela união de diferentes minerais e formado por diversos processos naturais, transforma-se nos mais variados tipos de rochas, como:Rochas Ígneas Também chamadas de magmáticas, são rochas que se formaram pelo resfriamento e solidificação de um magma. Magma é o material em estado de fusão que existe abaixo da superfície terrestre e que pode extravasar através dos vulcões (passando então a se chamar lava). De sua composição vai depender a composição da rocha magmática a se formar. Se o magma resfria na superfície da Terra, após ser expelido por um vulcão, origina uma rocha ígnea vulcânica (também chamada de extrusiva). O exemplo mais comum é o basalto. Se o magma sobe através da crosta, mas resfria ainda dentro dela, em grandes profundidades, ele origina uma rocha ígnea plutônica (também chamada de intrusiva). O exemplo mais comum é o granito. Fundamentos aplicados a Indústria de Petróleo e Gás 23 Rochas Sedimentares São rochas que se formam na superfície da crosta terrestre sob temperaturas e pressões relativamente baixas, pela desagregação de rochas preexistentes seguida de transporte e de deposição dos detritos ou, menos comumente, por acumulação química. Conforme a natureza desse material podem ser detríticas ou não detríticas. Possuem porosidade e permeabilidade, uma marcante estratificação e baixa resistência mecânica. São muito difíceis de polir e podem conter fósseis. As camadas de rochas sedimentares podem totalizar vários quilômetros de espessura. Rochas Metamórficas São aquelas formadas a partir de outra rocha (sedimentar, ígnea ou metamórfica) por ação do metamorfismo. Entende-se por metamorfismo o crescimento de cristais no estado sólido, sem fusão. A mudança nas condições de pressão e temperatura provoca mudanças na composição mineralógica da rocha ou, pelo menos, deformações físicas. Um calcário, por exemplo, submetido a um aumento de pressão e temperatura, transforma-se em mármore; um arenito transforma- se em quartzito; um folhelho (rocha sedimentar argilosa) transforma-se em ardósia. Uma característica típica das rochas metamórficas é a foliação (xistosidade), estrutura paralela que produz partição mais ou menos plana na rocha. Fundamentos aplicados a Indústria de Petróleo e Gás 24 O limite entre rochas sedimentares e metamórficas é arbitrário e difícil de estabelecer, exceto onde o calor e os esforços tenham sido primordiais nas mudanças. Já na distinção entre rochas sedimentares e ígneas é mais fácil, a não ser quando se tratar de rochas ígneas piroclásticas 2.2 Bacias sedimentares brasileiras Para sua melhor compreensão do que é uma bacia sedimentar, precisamos entender o que são depressões geográficas. Uma depressão geográfica é uma forma de relevo, que está presente ao lado de montanhas, planaltos e planícies e formadas por meio das ações do vento e da água, possuindo as altitudes mais baixas do planeta. Nelas, encontram-se um grande acúmulo de sedimentos, denominados depressões geográficas de bacias sedimentares. Por sua vez, os depósitos de sedimentos são transformados em camadas de formações rochosas, e estas são classificadas de acordo com a localização, tipo de sedimento, evolução e grau de deformação. Ou seja, as bacias sedimentares são composições rochosas formadas a partir de extensas e inúmeras camadas de rochas sedimentares, que surgiram a partir da deposição de sedimentos ao longo das eras geológicas. Fundamentos aplicados a Indústria de Petróleo e Gás 25 Os sedimentos depositados podem ser de origem: Orgânicas: animais, algas e vegetais. Rochosos: restos de rochas que passaram por processos de intemperismo físico e ou químico. A formação dessa estrutura geológica tem enorme relevância para a humanidade e através dela torna-se possível comprovar teses a respeito da vida na Terra, explicando pontos fundamentais para o entendimento sobre a evolução. Os depósitos de detritos encontrados em suas camadas podem, por exemplo, revelar a idade da formação, bem como suas origens nas eras paleozoica, mesozoica ou cenozoica. Os sedimentos acumulados representam, no âmbito econômico, grande fonte de recursos, como os usados como fonte de energia, entre eles o petróleo, o carvão mineral e o gás natural. Outros dão origem ao arenito e o calcário, importantes matérias primas empregada na indústria da construção civil. As bacias sedimentares são formações mais recentes e extensas das estruturas geológicas e representam 70% do relevo terrestre. Fundamentos aplicados a Indústria de Petróleo e Gás 26 2.3 Geologia estrutural: princípios básicos dos mecanismos de deformação das rochas A geologia estrutural estuda os processos de deformação da litosfera e das estruturas decorrentes dessas deformações, que são causadas pela ação contínua da pressão gerada no interior da Terra. Como você já estudou, as rochas são produtos consolidados resultantes da união natural de minerais. Diferente dos sedimentos, as rochas têm seus grãos ou cristais bem unidos e consolidados. O dinamismo no interior da Terra pode se manifestar, não apenas na forma de vulcões, mas por deformações nas rochas originadas por tensão que afetam suas formas. Muitas estruturas são responsáveis pelo armazenamento de hidrocarbonetos (petróleo e gás) e dependendo do processo de formação, a união dos grãos representados varia, resultando em rochas brandas e rochas duras. Denomina-se estrutura da rocha, o aspecto geral externo do agrupamento de minerais que a constitui. A estrutura pode ser maciça, com cavidades, orientada ou não. A textura se revela por meio da observação mais detalhada de tamanho, forma e relacionamento entre os cristais ou grãos constituintes da rocha. Fundamentos aplicados a Indústria de Petróleo e Gás 27 Figura 3: Amostra da estrutura interna de uma rocha. Classificar as rochas significa usar critérios que permitam agrupá- las, segundo características semelhantes. Uma das principais classificações é a genética, em que as rochas são agrupadas de acordo com seu modo de formação na natureza. Sob esse aspecto, as rochas se dividem em três grandes grupos: (1) Rochas ígneas ou magmáticas: resultantes do resfriamento e consolidação de material rochoso fundido do magma e podem ser intrusivas ou extrusivas: 1.1. Rochas ígneas extrusivas: formam-se a partir das erupções vulcânicas que, ao atingir a superfície, resfriam muito rápido, não permitindo que os minerais se desenvolvam (Figura 4). 1.2. Rochas ígneas intrusivas: são o resultado de um lento resfriamento do magma, no subsolo, dando origem a cristais bem desenvolvidos (Figura 5). Fundamentos aplicados a Indústria de Petróleo e Gás 28 Figura 4: Rocha ígnea extrusiva. Figura 5: Rocha ígnea intrusiva. (2) Rochas sedimentares: são formadas a partir da compactação e/ou cimentação de fragmentos produzidos pela ação do intemperismo. Figura 6: Rocha sedimentar. (3) Rochas metamórficas: resultam da transformação de uma rocha preexistente (protólito) no estado sólido. O processo de transformação se dá por aumento de pressão e temperatura sobre a rocha preexistente, sem que o ponto de fusão de seus minerais constituintes seja atingido. Essas Fundamentos aplicados a Indústria de Petróleo e Gás 29 rochas, devido a suas características e propriedades, podem exercer as seguintes funções: 3.1. Geradoras: são assim chamadas por tratar-se de uma rocha sedimentar de granulação fina, formada principalmente pelo acúmulo de fragmentos de outros minerais e de detritos orgânicos. Quando submetidas a pressão, temperatura e baixa permeabilidade, criam condições necessárias para a formação do hidrocarboneto. 3.2. Reservatório: pode ser qualquer rocha porosa e permeável, capaz de armazenar o petróleo expulso das rochas geradoras, após o processo de migração. 3.3. Capeadora (ou selante): são assim chamadas devidoà sua capacidade de impedir a passagem do petróleo e do gás após o processo de migração. Além de impermeável, a rocha capeadora deve ser dotada de plasticidade, que é a característica que possibilita deformações sem fraturas, mantendo sua condição selante. Os folhelhos e os evaporitos (sal) são excelentes seladores. As acumulações de petróleo dependem, não só das características, como também dos arranjos (falhas, dobramentos ou discordância) de certos tipos de rochas sedimentares no subsolo. Fundamentos aplicados a Indústria de Petróleo e Gás 30 Figura 7: Exemplos de arranjo geológico. Basicamente, é preciso que existam rochas geradoras, o processo de migração, rochas reservatórias que possuam boa porosidade, capazes de armazenar petróleo, e rochas selantes, envolvendo-o em formato de armadilhas geológicas. As armadilhas ou trapas são situações estruturais ou estratigráficas. De modo geral, as trapas podem ser classificadas em três tipos principais: 1. Trapas estruturais: são formadas por alguma deformação local, como resultado de falhamentos e de dobramentos, sendo as mais evidentes nos mapeamentos geológicos de superfície. 2. Trapas estratigráficas: são produtos diretos do ambiente de sedimentação e são denominadas trapas deposicionais. As trapas secundárias são aquelas que se desenvolvem após a deposição e diagênese da rocha reservatório. Este tipo de Fundamentos aplicados a Indústria de Petróleo e Gás 31 trapa está frequentemente associado à discordância das formações geológicas. 3. Trapas combinadas: são formadas pela combinação de fatores estruturais e estratigráficos em proporção aproximadamente igual. Trapas combinadas típicas são formadas quando, uma falha corta um arenito próximo à sua mudança de fases para folhelho ou, quando esse mesmo arenito é dobrado. Não havendo presença de uma rocha selante e de uma armadilha, o petróleo não se acumularia e continuaria seu fluxo rumo a áreas de menor pressão, podendo aflorar na superfície da Terra, formando lagos de óleo (exsudação). Figura 8: Exemplo de trapa. Fundamentos aplicados a Indústria de Petróleo e Gás 32 Figura 9: Exemplo de trapa. Figura 10: Exemplo de trapa estratigráfica. Fundamentos aplicados a Indústria de Petróleo e Gás 33 3. Geologia do petróleo Do latim petra (pedra) e oleum (óleo), o petróleo no estado líquido é uma substância oleosa, inflamável, menos densa que a água, com cheiro característico e cor variando entre o negro e o castanho-claro. O termo petróleo é utilizado tanto para o óleo quanto para o gás natural. 3.1 Formação do petróleo: origem (gênese dos hidrocarbonetos) O petróleo é um combustível fóssil originado da decomposição não oxidante de matéria orgânica armazenada em sedimentos, que migra através de aquíferos e fica aprisionado em reservatórios. A interação dos três fatores: matéria orgânica, sedimentos e condições termoquímicas apropriadas, é fundamental para o início da cadeia de processos que leva à formação do petróleo. A matéria orgânica proveniente de vegetais superiores também pode dar origem ao petróleo, todavia, sua preservação torna-se mais difícil em função do meio oxidante. O tipo de hidrocarboneto gerado (óleo ou gás) é determinado pela constituição da matéria orgânica original e pela intensidade do processo térmico atuante sobre ela. Fundamentos aplicados a Indústria de Petróleo e Gás 34 A matéria orgânica proveniente do fitoplâncton, quando submetida a condições térmicas adequadas, pode gerar hidrocarboneto líquido. O processo atuante sobre a matéria orgânica vegetal lenhosa pode ter como consequência a geração de hidrocarbonetos gasosos. Admitindo um ambiente apropriado, após a incorporação da matéria orgânica ao sedimento, dá-se o aumento de carga sedimentar e temperatura, começando então, a se delinear o processo que passa pelos seguintes estágios evolutivos: Na faixa de temperatura até 65°C, tem-se a atividade bacteriana, que gera a reorganização molecular e transforma a matéria orgânica em querogênio. O produto final é o metano bioquímico ou biogênico (diagênese). Na faixa de temperatura acima de 65°C até 165°C ocorre a quebra das moléculas de querogênio, resultando na geração de hidrocarbonetos líquidos e gás (catagênese). Após a geração de hidrocarbonetos e o aumento da temperatura até 210°C ocorre a quebra das moléculas líquidas, transformando-as em gás leve (metagênese). Após essas fases, o aumento da temperatura leva à transformação dos hidrocarbonetos em grafite, gás carbônico e resíduos de gás metano (metamorfismo). Ou seja, o processo de geração de petróleo, como um todo, é o resultado da transformação da matéria orgânica com a contribuição do calor proveniente do interior da Terra. Fundamentos aplicados a Indústria de Petróleo e Gás 35 Figura 11. Transformação termoquímica da matéria orgânica e a geração do petróleo. 3.2 Composição, características e composição das rochas O petróleo é uma substância orgânica formada, principalmente, por Carbono e Hidrogênio, com impurezas como Nitrogênio, Enxofre e Oxigênio. Quando uma quantidade suficiente de matéria orgânica, vegetal e/ou animal, começou a ser depositada junto com finos sedimentos em ambientes de águas calmas, iniciou-se o processo de formação de petróleo. Fundamentos aplicados a Indústria de Petróleo e Gás 36 A partir deste momento, foi necessário o soterramento desta lama por mais sedimentos, de forma que esta massa ganhasse profundidade, e rapidamente se isolasse da atmosfera oxidante. Ao ganhar profundidade houve um aumento da temperatura e pressão que, ao longo do tempo, agiram em um processo chamado maturação. Neste processo, semelhante ao processo de cozimento em uma panela de pressão, pequenas quantidades de petróleo foram sendo liberadas desta rocha e, devido a menor densidade, iniciaram o processo de migração para a superfície. Em alguns casos, o processo de migração terminou quando, o óleo encontrou uma rocha permeável e porosa coberta por uma capa impermeável, chamada trapa. Esta rocha que acumulou o petróleo chama-se reservatório e é normalmente uma rocha sedimentar. Uma análise microscópica mostraria que existe um espaço entre os grãos do material que constitui a rocha sedimentar. Algumas rochas apresentam fissuras ou fraturas naturais, que contribuem para a porosidade total, enquanto rochas calcárias podem apresentar porosidades oriundas de processos de dissolução do carbonato. Para uma unidade de volume de rocha, a soma destes espaços chama-se porosidade. Ao longo dos anos muitos processos físico-químicos vão agir sobre a rocha e alterar a sua porosidade. Assim, a porosidade de uma rocha sedimentar, que diminui com a profundidade devido a compactação, também diminui com a Fundamentos aplicados a Indústria de Petróleo e Gás 37 obstrução do espaço poroso intergranular devido a cimentação dos grãos por elementos, como cálcio e intrusão de sedimentos finos. como folhelho etc. Em uma situação típica, o petróleo vai deslocar a água que ocupa o espaço poroso e saturar a rocha com petróleo. Porém nem toda a água será deslocada, por efeitos como capilaridade, molhabilidade etc., e por isso, parte da água vai permanecer. Dependendo das características do reservatório e do fluído de formação, a fração recuperável deste volume, varia em torno de trinta por cento. Este fator pode aumentar dependendo do preço do barril no mercado e das tecnologias disponíveis para a exploração de petróleo. Uma propriedade desejável para o reservatório é que o fluido possa mover-se com facilidade através do meio poroso. Esta característica é a permeabilidade, medida em Darcy, cuja homenagem se dá para o trabalho pioneiro de HenryDarcy, na investigação de fluxo de água em filtros de areia. A busca por acumulações de petróleo é a parte do processo chamado de exploração. De forma sintética podemos dizer que, a medida da probabilidade da existência de um reservatório explotável, depende da probabilidade da existência de uma rocha-mãe nas proximidades, de uma rocha reservatório com porosidade e permeabilidade aceitáveis, de uma trapa e de que tenha havido um caminho para a migração da rocha-mãe para o reservatório. Ao longo dos anos tem-se utilizado diversas técnicas que permitem, com maior ou menor grau de exatidão, a inferência de algumas das características mencionadas. Fundamentos aplicados a Indústria de Petróleo e Gás 38 Dentre estas técnicas temos: métodos que utilizam medidas gravitacionais medições do nível médio do mar por satélite, de forma a inferir a geometria das formações no subsolo, devido a diferenças de densidade das rochas e, principalmente, técnicas utilizando sísmica. 3.3 Acompanhamento geológico de poços Durante o processo de perfuração dos poços de petróleo, ao mesmo tempo em que a perfuração avança, são coletados um conjunto de dados com objetivo de aumentar o conhecimento do subsolo na área de interesse. Durante a perfuração são coletadas amostras das camadas rochas cortadas, que são chamadas amostra de calha, e amostras de rocha indeformadas, tal como estão no subsolo, chamadas de testemunhos. A obtenção do testemunho ou a testemunhagem é uma operação especial realizada em poços durante a perfuração, onde uma amostra real da formação, com alterações mínimas nas suas propriedades naturais seja coletada. Após o processo de coleta o testemunho é levado para laboratório, onde são efetuados testes para obterem informações a respeito da litologia, textura, porosidade, permeabilidade, saturação de fluidos como óleo e água etc. Fundamentos aplicados a Indústria de Petróleo e Gás 39 Os testemunhos são amostras de rocha reservatório preservadas, portanto, bastante representativos das características da formação. Em função do elevado custo tanto operacional quanto temporal, a testemunhagem só é realizada em alguns poços considerados estratégicos. Essa operação consiste basicamente em: Um equipamento destinado a testemunhagem, denominado barrilete testemunhador, composto por uma broca especial, chamada coroa de testemunhagem. Coroa de testemunhagem: corta um pedaço de rocha em forma cilíndrica, que é retirado por um apanhador. Apanhador: equipamento destinado a reter o testemunho cortado dentro de um tubo interno fino, chamado de barrilete interno. Barrilete interno: vai dentro de outro tubo, grosso e robusto, chamado barrilete externo. Barrilete externo: este equipamento é descido até o fundo do poço, com o auxílio da coluna de perfuração. Atualmente, em perfuração de poços de petróleo, apenas se testemunha um poço de uma única maneira, que é pelo método rotativo. Nesse método a broca de testemunhagem e o barrilete são conectados à coluna de perfuração e baixados sobre a formação a ser testemunhada, que vai sendo cortada pelo movimento rotativo da coluna. Fundamentos aplicados a Indústria de Petróleo e Gás 40 Eles são retirados a profundidades predeterminadas, gerando informações pontuais do poço. São conhecidos três tipos: 1. Testemunhagem com barrilete convencional: consiste na descida de uma broca vazada, e dois barriletes, um externo, que gira com a coluna, e outro interno, onde o testemunho se aloja. No final de cada corte é necessário que a coluna venha à superfície através de uma manobra, o que aumenta o tempo e o custo de operação; 2. Testemunhagem a cabo: o barrilete interno pode ser levantado até a superfície sem a necessidade de se retirar toda a coluna; 3. Testemunhagem lateral: é utilizado para se testemunhar alguma formação já perfurada. Consiste em cilindros ocos, presos por cabos de aço e a um canhão e são arremessados contra a parede da formação para retirar amostras da rocha. Ao se retirar o canhão até a superfície, são arrastados os cilindros contendo as amostras retiradas da formação. A obtenção de um testemunho e um processo dispendioso e demorado, pois implica em recolher a coluna com a broca de perfuração para trocá-la por uma ferramenta de amostragem e, após recolher o testemunho, fazer a troca inversa. Em um poço terrestre de 1400m de profundidade, este processo de testemunhagem leva dias ou semanas, a depender dos tipos de formações rochosas existentes e a um custo de cerca de 100 mil dólares por dia de operação da perfuradora. Em função dos elevados custos, muitas empresas têm limitado as operações de testemunhagens aos trechos de rochas reservatórios, Fundamentos aplicados a Indústria de Petróleo e Gás 41 que restringe a obtenção de dados para alguns estudos, dentre eles a determinação do fluxo térmico, que se faz necessário o conhecimento da condutividade térmica de todas as rochas de um perfil da área. Por outro lado, todo poço de prospecção de hidrocarboneto construído e perfilado e, na maioria das vezes, os perfis geofísicos obtidos são os únicos registros petrofísicos desses poços, principalmente quando eles não são testemunhados. Na maioria das vezes, a descida de uma ferramenta tem a finalidade de transportar vários equipamentos e realizar vários tipos de perfilagem. Com a possibilidade de arquivar permanente esses dados, portanto, esses perfis podem funcionar como registros cada vez mais eficientes e duradouros de um poço, podendo ser interpretados e reinterpretados sempre que novos conhecimentos geofísicos e geológicos, os quais não se conheciam na época de seu processamento, o que os tornam parte de amplos bancos de dados de grande importância técnica e cientifica. Durante a perfilagem de poços, diversas propriedades físicas são medidas e algumas fortemente correlacionadas com a condutividade térmica. Dentre essas propriedades temos, por exemplo, resistividade elétrica, velocidade compressional e a densidade, tornando possível derivar de forma empírica a condutividade térmica da correlação com estas e outras propriedades físicas da rocha reservatório. Fundamentos aplicados a Indústria de Petróleo e Gás 42 O limite entre rochas sedimentares e metamórficas é arbitrário e difícil de estabelecer, exceto onde o calor e os esforços tenham sido primordiais nas mudanças. Já na distinção entre rochas sedimentares e ígneas é mais fácil, a não ser quando se tratar de rochas ígneas piroclásticas. Ou seja, as rochas coletadas são analisadas em laboratório e os dados são pontuais, entretanto muitas dessas informações, de suma importância, somente podem ser adquiridas quando dados são fornecidos a partir das duas técnicas, testemunhagem e perfilagem, como por exemplo, proceder a identificação precisa da composição litoquímica das formações em função da profundidade. Fundamentos aplicados a Indústria de Petróleo e Gás 43 4. Siglas e Numeração de poços Os poços possuem uma codificação, que é o ato de dotar o poço de um cadastro e de um nome válido para a Agência Nacional do Petróleo e é feita com base na Comunicação de Início de Perfuração de Poço (CIPP). Os poços perfurados durante as fases de exploração e produção deverão receber uma codificação pela ANP, segundo a Resolução ANP 699/2017. A classificação é o processo de conferir ao poço atributos que definem os resultados obtidos com a perfuração e a avaliação. Os poços exploratórios podem receber duas diferentes nomenclaturas, poder uma da empresa e outra ANP. Já para os poços explotatórios ou de produção, é adotada uma única nomenclatura de acordo com ANP e neste caso funciona da seguinte forma: Primeiro recebe o código da finalidadedo poço, de acordo com a tabela 1 a seguir: Fundamentos aplicados a Indústria de Petróleo e Gás 44 CÓDIGO CATEGORIA/FINALIDADE DO POÇO OBJETIVO 1 Ex p lo ra tó ri o Pioneiro Testa a ocorrência de petróleo e/ou gás natural em um ou mais objetivos de um prospecto geológico. 2 Estratigráfico Perfurado com a finalidade de conhecer-se a coluna estratigráfica de uma bacia e obter outras informações geológicas de subsuperfície. 3 Extensão Delimita a acumulação de um reservatório e/ou gás natural de um reservatório. 4 Pioneiro Adjacente Testa a ocorrência de petróleo e/ou gás natural em uma área adjacente a uma descoberta 5 Jazida Mais Rasa Testa a ocorrência de jazidas mais rasas dos que as já descobertas numa determinada área. 6 Jazida Mais Profunda Testa a ocorrência de jazidas mais profundas dos que as já descobertas numa determinada área. 7 Ex p lo ra tó ri o Produção Destinado a drenar uma ou mais jazidas de um campo. 8 Injeção Destinado à injeção de fluidos visando melhorar a recuperação de petróleo, de gás natural ou manter a energia do reservatório. 9 Especial Objetiva permitir uma operação específica que não se enquadra nas situações anteriormente definidas. Tabela 1: Código da finalidade do poço de petróleo. De acordo com a ANP os poços explotatórios/produção são das categorias 7, 8 e 9. Depois de definido a Categoria/finalidade do poço é designado a sigla do campo. Veja o exemplo de campo de Marlim Sul, sigla MLS conforme tabela a seguir. Fundamentos aplicados a Indústria de Petróleo e Gás 45 ESTADO BACIA BLOCO SIGLA DO CAMPO CAMPO RJ Campos AB AB ALBACORA RJ Campos ABL ALBACORA LESTE RJ Campos ANQ ANQ ANEQUIM RJ Campos RJS ÁREA DO RJS–150 RJ Santos IARA_ENT ATP ATAPU RJ Santos BS–4 ATL ATLANTA RJ Campos BD BD BADEJO RJ Campos BG BG BAGRE RJ Campos BR BARRACUDA RJ Santos BM–S–11 BBG BERBIGÃO RJ Campos BI BI BICUDO RJ Campos BJ BJ BIJUPIRÁ RJ Campos BO BO BONITO RJ Santos FRANCO BUZ BÚZIOS RJ Santos BUZE BÚZIOS_ECO RJ Campos CRP CRP CARAPEBA RJ Campos CRT CRT CARATINGA RJ Campos CH CH CHERNE RJ Campos CG CG CONGRO RJ Campos CO CO COVINA RJ Campos EN EN ENCHOVA RJ Campos ENO ENO ENCHOVA OESTE RJ Campos ESP ESP ESPADARTE RJ Campos FR FR FRADE RJ Campos FR FRADE RJ Campos GP GP GAROUPA RJ Campos GPN GPN GAROUPINHA RJ Santos FLORIM IPT ITAPU RJ Campos LI LI LINGUADO RJ Campos MLH MLH MALHADO RJ Campos MA MA MARINGÁ RJ Campos MRL MRL MARLIM RJ Campos MLL MLL MARLIM LESTE RJ Campos MLS MLS MARLIM SUL RJ Campos MRB MRB MAROMBA RJ Santos LIBRA MRO MERO RJ Campos MO MO MORÉIA RJ Campos NA NA NAMORADO RJ Campos NEN NEN NORDESTE DE NAMORADO RJ Santos BM–S–11 OATP OESTE DE ATAPU RJ Santos BS–4 OLV OLIVA RJ Santos S–M–518 4196 PA–1SHEL23RJS–S–M–518 RJ Campos PM PM PAMPO RJ Campos BC–200 PPT PAPA–TERRA RJ Campos PA PA PARATI RJ Campos PG PG PARGO RJ Campos BM–C–7 PRG PEREGRINO RJ Santos BS–500 PRP PIRAPITANGA RJ Campos PU PU PIRAÚNA RJ Campos C–M–529 PTGL PITANGOLA RJ Campos BM–C–8 POL POLVO RJ Campos C–M–499 REM RÊMORA RJ Campos RO RO RONCADOR RJ Campos SA SA SALEMA Continua Fundamentos aplicados a Indústria de Petróleo e Gás 46 Continuação ESTADO BACIA BLOCO SIGLA DO CAMPO CAMPO RJ Santos TUPI_NE SEP SÉPIA RJ Santos IARA_ENT SBBG SUL DE BERBIGÃO RJ Santos TUPI_SUL STUP SUL DE TUPI RJ Santos BM–S–11 SRR SURURU RJ Santos BS–500 TBU TAMBAÚ RJ Santos BS–500 TMB TAMBUATÁ RJ Campos C–M–401 TVD TARTARUGA VERDE RJ Campos TR TR TRILHA RJ Campos C–M–592 TBAR TUBARÃO AREIA RJ Campos C–M–592 TBGT TUBARÃO GATO RJ Campos C–M–466 TBMT TUBARÃO MARTELO RJ Campos C–M–592 TBTG TUBARÃO TIGRE RJ Santos BM–S–11 TUP TUPI RJ Santos BS–500 URG URUGUÁ RJ Campos VM VM VERMELHO RJ Campos VL VL VIOLA RJ Campos VD VD VOADOR RJ Campos BC–2 XRL XERELETE Tabela 2: Sigla do campo de petróleo. Recebe depois um número que se refere à quantidade de poços perfurados da região e uma sigla referente ao tipo de perfuração, que vai definir o poço quanto à sua geometria, conforme a tabela 3. Tipo de Poço Letra Vertical Não é acrescida letra para poços verticais. Lateral D Horizontal H Repetido Recebe letras do alfabeto com as exceções das letras D, H e P. Devendo seguir a ordem alfabética sequencialmente. Partilhado ou multilateral P Tabela 3: Tipo de perfuração. Os últimos caracteres contemplam a sigla com a referência geográfica, onde se localiza o poço (Ex.: SP para São Paulo; RJ para Rio de Janeiro), acompanhada de um S (de “submarino”), se o campo for marítimo. Fundamentos aplicados a Indústria de Petróleo e Gás 47 Exemplo: o poço 7–MLS–230D–RJS é um poço de Produção destinado a drenar uma ou mais jazidas de um campo, que apresenta as seguintes localizado em Marlim Sul características: é o 230º poço perfurado na região/campo, do tipo Lateral, encontra-se no estado do Rio de Janeiro e trata-se de uma operação marítima. Siglas e numeração de poços 7 Categoria/finalidade do Poço Produção MLS Sigla do Campo Marlim Sul 230 Nº de poços perfurados no campo 230º D Tipo de Poço Lateral RJ Referência geográfica Rio de Janeiro S Caso o poço seja submarino Submarino Fundamentos aplicados a Indústria de Petróleo e Gás 48 5. Tipos e características da completação de poços Completação é a ação de completar o que está faltando, complementar ou realizar o acabamento final necessário para colocar o poço em produção. Essas operações são realizadas nos poços de petróleo, após o término dos trabalhos de perfuração, verificação da viabilidade da exploração e antes dos trabalhos de produção. Ao término da operação de perfuração, o poço é abandonado temporariamente, isto é, ele é preparado para não permitir vazamento de hidrocarbonetos e permitir a retomada das operações por outra sonda, que na sequência normal será a de completação. No abandono o BOP será retirado e, lembrando que sempre teremos duas barreiras de segurança, e serão instalados tampões de cimento dentro da coluna de produção, que junto com o fluido de perfuração manterão o poço amortecido na perfuração. Caso a completação seja realizada pela mesma sonda, a operação abandono temporário não será realizada. Ao chegar na locação, a sonda de completação vai instalar o BOP, perfurar os tampões de cimento, limpar o poço e fazer a troca do Fundamentos aplicados a Indústria de Petróleo e Gás 49 fluido de perfuração pelo fluido de completação, deixando o poço em condições seguras de operar. Estando o poço em condições seguras de operar, antes de iniciar a completação é realizada a perfilagem a poço revestido, que consiste em descer no poço uma ferramenta com sensores que permitirão uma análise da cimentação para verificar se a mesma não tem falhas que possam comprometer a segurança do poço. Estando tudo dentro dos padrões, inicia-se a montagem da coluna de produção. Havendo alguma irregularidade, esta será corrigida antes de iniciar a operação de montagem da coluna de produção. O projeto da coluna de produção é muito importante em todos os aspectos, pois a coluna vai influenciar toda a vida produtiva do poço. Um erro pode elevar os custos de produção. Simuladores de produção vão prever todos os possíveis problemas de produção que poderão ocorrer ao longo da vida produtiva. Essa simulação vai considerar características dos hidrocarbonetos, do reservatório etc. A partir dessa simulação, os equipamentos e acessórios, tipo de elevação artificial, futuras intervenções (workover), tipo de Árvore de Natal, serão especificados para agilizar a intervenção e, quando ocorrer, deve causar o menor impacto possível na produção. 5.1 Funções – formas de completação Basicamente, existem dois tipos de poços de petróleo, localizado em terra (onshore) ou localizado no mar (offshore).Fundamentos aplicados a Indústria de Petróleo e Gás 50 A forma de completação de poços de petróleo não é a mesma, e cada poço tem um projeto e varia conforme sua localização, tipo de revestimento da coluna de produção, número de zonas envolvidas na exploração etc. Assim podemos ter os seguintes casos: 1. Completação terrestre, convencional ou seca: É a completação realizada em cabeças de poços de petróleo terrestres, utilizando Árvores de Natal Convencional (ANC). A completação terrestre é muito mais simples e muito mais barata, em relação à completação marítima, pelas facilidades de instalação, pelos materiais empregados, visto que o ambiente marinho é muito mais agressivo, exigindo materiais diferenciados e com novas tecnologias para resistirem. A operação da Árvore de Natal também é extremamente mais simples, pois operadores e equipe de manutenção têm acesso direto ao equipamento, diferente da completação molhada em que são utilizados mergulhadores ou robôs de controle remoto para as ações necessárias, tornando as operações complexas e de custo elevado. 2. Completação marítima seca ou molhada: É a completação realizada em cabeças de poços de petróleo marítimos, podendo ser seca ou molhada. A diferença que na completação seca a Árvore de Natal é instalada na plataforma, e na completação molhada a Árvore de Natal é instalada no fundo do mar, tornando as operações e manutenções extremamente complexas. 3. Completação de poço aberto: A poço aberto é quando a zona de interesse do reservatório não terá revestimento e cimentação, tornando a completação barata. Mas só pode Fundamentos aplicados a Indústria de Petróleo e Gás 51 ser utilizado se houver uma formação rochosa muito consolidada para não ocorrer desabamento. Proporciona uma área de fluxo maior. 4. Completação de poço com liner rasgado: É a completação realizada como na completação de poço aberto. Logo depois do poço ser avaliado, é descida uma coluna de tubos rasgados ou lisos, inclusive na zona de reservatório, que serão posteriormente canhoneados, denominados liner, têm a vantagem de estruturar o poço, porém de custo mais elevado do que na completação a poço aberto. 5. Completação de poço com revestimento: Consiste na colocação do tubo de revestimento, seguido de cimentação da zona de interesse e posterior canhoneio para abertura da passagem de fluxo. Maior custo, porém, permite seletividade de diferentes áreas de produção. 6. Completação simples: É quando somente uma coluna será instalada; consequentemente, apenas uma zona de interesse será produzida. 7. Completação dupla ou seletiva: É quando uma coluna possui duas aberturas ou duas colunas são instaladas no mesmo poço com objetivo de produzir duas zonas de interesse diferentes ao mesmo tempo. 5.2 Características da coluna de produção A coluna de produção ou production string é a coluna de tubos criada para possibilitar a transferência de petróleo, desde o reservatório até a plataforma de produção. A coluna de produção vai desde o reservatório até a Árvore de Natal, que realiza o Fundamentos aplicados a Indústria de Petróleo e Gás 52 acoplamento com a tubulação desde a Árvore de Natal até a plataforma de produção. A coluna de produção, além dos tubos, é composta por vários equipamentos com funções distintas e específicas, porém cada poço terá um projeto diferente em função das suas características. Montagem da coluna de produção A primeira etapa a ser realizada na chegada da sonda à locação é preparar o poço para operar de forma segura. Nessa etapa o BOP será reinstalado, os tampões de cimento serão retirados por uma broca, e atrás da broca um raspador para limpar o revestimento. Posteriormente será trocado o fluido encontrado no poço por um fluido de completação, que terá as propriedades e características do fluido de perfuração. Terminada esta fase de condicionamento, a coluna será testada quanto à estanqueidade, sofrendo os reparos, se necessário. Em seguida é feita a perfilagem com perfis acústicos para avaliar a cimentação. Será verificado principalmente se houve aderência do cimento à parede do revestimento e poço, garantindo assim o isolamento entre as formações, impedindo o fluxo de fluidos. Caso tenha anormalidade na cimentação, a mesma precisa ser solucionada, antes de se iniciar a completação. A falha na cimentação acarreta produção de fluidos não desejáveis, falha no controle do reservatório e no processo de estimulação, que dependendo da gravidade da falha pode levar ao fechamento do poço. Fundamentos aplicados a Indústria de Petróleo e Gás 53 A operação de canhoneio visa colocar o poço em contato com a formação produtora. Uma ferramenta descerá com cargas explosivas que irão rasgar o revestimento, o cimento, e penetrar na formação abrindo caminhos de fluxo do reservatório para o poço. A coluna de produção será descida dentro do poço e terá a função de conduzir os fluidos do reservatório no poço até a Árvore de Natal, onde linhas de tubos continuarão conduzindo os fluidos até a unidade de produção. É um conjunto de tubos interligados entre si e os demais componentes da coluna de produção. A coluna de produção deve permitir o acesso ao poço e às zonas isoladas. Para se colocar um poço em produção, reduz–se o peso do fluido de completação diminuindo a pressão hidrostática, com isso a pressão do reservatório será maior e o fluido se deslocará para a Árvore de Natal. O fluido de completação será o primeiro a chegar na plataforma, e se o reservatório tiver pressão suficiente o poço então passará a produzir por surgência, ou seja, a produção ocorre pela pressão original do reservatório. Na maioria dos reservatórios a produção por surgência acontece em um período, no início da vida produtiva. Portanto a coluna de produção já deverá prever qual método de elevação artificial deverá ser instalado, mesmo que não seja utilizado no início da produção. Fundamentos aplicados a Indústria de Petróleo e Gás 54 6. Principais elementos (acessórios e especificações) Tubos de produção: A tubulação de produção consiste em uma tubulação de aço com elementos de ligas especiais para resistir ao ambiente agressivo em que será instalado, bem como a pressões e esforços a que será submetida. Essa tubulação será a responsável por conduzir os hidrocarbonetos. Shear-out: É um equipamento utilizado para pressurizar a coluna de produção, composto de três sedes com parafusos cisalhantes instalado na parte inferior da coluna. A sede inferior desce na coluna tamponada e após sua utilização a coluna é pressurizada, a ponto de romper os parafusos cisalhantes e a sede cair no fundo do poço. Se for necessário pressurizar de novo a coluna, outra esfera de diâmetro maior será lançada e fechará a segunda sede, que poderá ter os parafusos cisalhantes rompidos e uma e última sede poderá ser utilizada. Hydro-trip: Equipamento utilizado para tamponamento temporário da coluna. Sua sede não é lançada no fundo do poço, pois possui uma reentrância onde a sede se encaixa, tendo como desvantagem um estrangulamento do diâmetro da coluna. Fundamentos aplicados a Indústria de Petróleo e Gás 55 Nipples: Peça utilizada na coluna de produção para instalar tampões mecânicos, válvulas de retenção e registradores de pressão. Sliding sleeve (camisa deslizante): Equipamento instalado na coluna de produção para colocar em produção ou isolar uma zona do poço e utilizado em completações seletivas. Consiste em rasgos em um tubo que serão abertos ou fechados, e sua área de fluxo é igual à área da seção transversal da coluna. Check valve: É uma válvula de retenção que permite o fluxo de baixo para cima e impede o fluxo no sentido contrário. Packer de produção: Equipamento que promovea vedação entre o revestimento e a coluna de produção, protegendo o revestimento, permitindo a produção seletiva e a injeção de gás lift. Unidade selante: Equipamento que promove a vedação da área polida do packer. TSR (junta telescópica): O TSR (Tubing Seal Receptacle) é o equipamento utilizado para absorver a movimentação da coluna de produção. Mandril de gás lift: É o equipamento que aloja a válvula de gás lift, responsável pela injeção de gás na coluna como método de elevação. DHSV (Down Hole Safety Valve): A Válvula de segurança de subsuperfície, fica posicionada poucos metros abaixo do fundo do mar e fecha o poço em caso de emergência. Por questões de segurança a DHSV fica constantemente aberta pela pressão da linha de controle. Caso ocorra um problema no sistema de pressurização, uma mola vai fechar a válvula. Fundamentos aplicados a Indústria de Petróleo e Gás 56 Fundamentos aplicados a Indústria de Petróleo e Gás 57 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Elevação natural. Salvador: Petrobras/Serec/Cen–Nor, 1990. Fundamentos da produção. Salvador: Petrobras/Serec/Cen–Nor, 1991. KERMIT, E. B. The technology of artificial lift methods, v. 1, Petroleum Publishing Company, Tulsa, OK 1977. PAULA, J. L.; GARCIA, J. E. L.; CALDAS, P. Equipamentos de superfície. Salvador: Petrobras/Serec/Cen–Nor,1989. PETROBRAS. Pequena história do petróleo – exposição permanente do petróleo. Rio de Janeiro: Serviço de Comunicação Social da Petrobras, 1985. ROSSI, N.C.M. Bombeio centrífugo submerso. Salvador: Petrobras/Serec/Cen–Nor, 1981. SERRA, K. V.; SANTOS, F. A. Bombeio mecânico. Salvador: Petrobras/Serec/Cen–Nor, 1989. The technology of artificial lift methods, v. 2, Petroleum Publishing Company, Tulsa, OK 1980. THOMAS, José Eduardo. Fundamentos de engenharia de petróleo. Rio de Janeiro: Interciência, 2001. Sites www.youtube.com/watch?v=u4lEIxQ6k5g . Acessado em 01/08/2022. http://www.youtube.com/watch?v=u4lEIxQ6k5g Fundamentos aplicados a Indústria de Petróleo e Gás 58 REFERÊNCIA DAS FIGURAS Figura 1: Representação em corte da estrutura terrestre. Arte: Cris Marcela/ In-folio. Figura 2: Escala do tempo geológico. Química aplicada a petróleo e gás. Arte: In-folio. Figura 4: Rocha ígnea extrusiva. Crédito: José Mariano Soares Pinto Coelho. Figura 5: Rocha ígnea intrusiva. Crédito: José Mariano Soares Pinto Coelho. Figura 6: Rocha sedimentar. Crédito: José Mariano Soares Pinto Coelho. Figura 7: Exemplo de arranjo geológico. Crédito: Cleber Magno do Sacramento. Figura 11: Transformação termoquímica da matéria orgânica e a geração do petróleo. Fonte: SENAI/DN. Química aplicada a petróleo e gás.
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