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Journal of Petroleum Science and Engineering 185 (2020) 106653
Perda de circulação na perfuração e construção de poços: o significado de
aplicações de polímeros reticulados no reforço de poço: uma revisão
Musaab I. Magzoubuma,*, Saeed Salehiuma, Ibnelwaleed A. Husseinb, Mustafá S. Nasserb
umaMewbourne School of Petroleum and Geological Engineering, The University of Oklahoma, Oklahoma, EUA
bCentro de Processamento de Gás, Faculdade de Engenharia, Caixa Postal 2713, Universidade do Catar, Doha, Catar
RESUMO
INFORMAÇÕES DO ARTIGO
Perda de circulação é uma das principais preocupações na perfuração e construção 
de poços. O fluxo descontrolado de fluidos em formação durante a perfuração ou 
cimentação primária leva a um tempo não produtivo substancial (NPT). Os métodos 
de fortalecimento do poço (WS) maximizam a pressão que o poço pode suportar 
antes que as fraturas sejam iniciadas ou propagadas, que é o parâmetro chave na 
prevenção e mitigação da circulação de perdas. Os polímeros reticuláveis entre 
vários materiais de circulação de perda (LCM) são considerados um material de 
tamponamento eficiente que pode vedar uma ampla variedade de tamanhos de 
fratura, fortalecer o poço e fornecer solução para circulações perdidas sob 
condições extremas de perfuração.
Este artigo revisa as aplicações de reforço de poço e resume várias 
práticas arquivadas usadas para tratamento preventivo e corretivo de 
circulações de perda. O artigo destaca o desenvolvimento de polímeros 
reticulados para fortalecimento de poços e a importância do uso de sistemas 
de polímeros de acrilamida como LCM. A revisão também abrange a 
aplicação de tipos de polímeros e reticulantes comercialmente disponíveis e 
seu desempenho em poços de alta pressão/alta temperatura (HPHT). A 
circulação de perda na perfuração geotérmica e no HPHT desafiador é 
discutida. Os tipos de formações causam perda de circulação, os métodos de 
localização de zonas de perda e o resumo de literaturas recentes sobre o 
efeito do processo de reticulação no tempo de gelificação, estabilidade 
térmica e danos à formação também estão incluídos.
Palavras-chave:
Perda de circulação Fortalecimento do poço Perfuração geotérmica 
Polímeros Reticulação Poliacrilamida Polietilenimina Fraturas
Na ausência de zonas de pressão anormais e fraturas naturais, a perda de fluido pode 
ser evitada simplesmente melhorando as propriedades reológicas dos fluidos de 
perfuração. A perfuração com propriedades de lama otimizadas pode melhorar muito a 
limpeza do furo para evitar alta densidade de circulação equivalente (ECD) e perdas de 
fluido. Uma prática bem conhecida na perfuração é manter a pressão hidrostática da 
lama ou pressão do fundo do poço (BHP) adequadamente acima da pressão de colapso 
ou pressão de poros da formação e abaixo do gradiente de fratura para evitar fraturar o 
poço. O baixo gradiente de fratura da formação diminui a pressão na qual a formação se 
rompe, o que estreita a janela operacional de perfuração. A janela operacional é a lacuna 
entre a pressão dos poros e o gradiente de fratura, que determina o projeto do poço, o 
programa de lama e o controle do poço (Salehi e Nygaard, 2011). O reforço ou 
endurecimento do poço é um termo usado para descrever o conjunto de técnicas 
aplicadas para ampliar a janela operacional de perfuração. O objetivo é permitir que a 
perfuração prossiga com um risco de circulação de perda minimizado e um número 
reduzido de colunas de revestimento. Isso é alcançado por fraturas de tampão e vedação 
de forma eficiente durante a perfuração para aumentar conscientemente o gradiente de 
fratura de formação (Saleh, 2012).
1. Introdução
A circulação perdida pode ser definida como qualquer fluxo descontrolado de fluidos de furo 
de poço na formação. As perdas parciais ou totais de fluidos de perfuração reduzem a coluna de 
lama dentro do poço, o que pode levar a sérios problemas de controle de poço. Muitos dos 
problemas de furação estão diretamente relacionados à perda de circulação, pois aumenta os 
problemas de instabilidade do furo e aderência diferencial (Byrom, 2014). O tempo gasto no 
processo de tentar recuperar a circulação do fluido de perfuração ou controlar e circular os kicks 
pode adicionar um tempo não produtivo substancial (NPT) em horas de sonda, levando a um 
custo de perfuração amplificado. O NPT é conhecido como qualquer momento em que a taxa de 
perfuração para, ou como qualquer tempo gasto em operações fora do plano original.Rehm et ai. 
(2013)relataram um estudo estatístico mostrando que, por um período de 10 anos, mais de 12% 
do NPT foi devido à perda de circulação no Golfo do México (GoM) e cerca de 18% foi devido a 
chutes resultantes e instabilidades no poço. Estudos semelhantes mostraram que, em geral,
as circulações de perda podem aumentar o custo de perfuração em US$ 70 a US$ 100 por pé.
Prevenir a circulação da perda é mais fácil e menos dispendioso do que curá-la.
* Autor correspondente.
Endereço de email:magzoub@ou.edu (MI Magzoub).
https://doi.org/10.1016/j.petrol.2019.106653
Recebido em 12 de julho de 2019; Recebido em formulário revisado em 22 de outubro de 2019; Aceito em 4 de novembro de 2019
Traduzido do Inglês para o Português - www.onlinedoctranslator.com
mailto:magzoub@ou.edu
https://www.onlinedoctranslator.com/pt/?utm_source=onlinedoctranslator&utm_medium=pdf&utm_campaign=attribution
Disponível online em 9 de novembro de 2019 0920-4105/© 2019 
Elsevier BV Todos os direitos reservados.
de criação e preenchimento de fraturas, determinação das dimensões de fraturas e 
seleção e formulação de materiais adequados para prevenção de perdas.O fortalecimento de poços tem amplas aplicações e benefícios, incluindo ajuda no 
acesso a reservas difíceis, como zonas esgotadas com gradientes de fratura variados, 
perfuração em águas profundas e formações com janela operacional estreita. Em formações 
esgotadas, a perda ocorre quando a lama mais densa é
usado para manter zonas de alta pressão, como rochas de baixa permeabilidade 
entre camadas que podem manter alta pressão de poros. Além de melhorar o controle 
do poço e reduzir o NPT, o fortalecimento do poço reduz a perda enquanto
revestimento em execução ou cimentação (Lavrov, 2017). enfatizado na prática industrial 
recomendada de vedação de fraturas naturais e induzidas através das zonas de perda 
potencial durante a fase de perfuração e antes do trabalho de cimentação para evitar
perda de pasta de cimento. Janelas operacionais apertadas ou estreitas são comumente
encontrados em campos esgotados maduros, formações de águas profundas, 
formações naturalmente fraturadas e poços desviados (Feng et al., 2016;Salehi e 
Nygaard, 2011).Figura 1Ilustra várias condições de perfuração possíveis onde
1.1. Modelos de reforço de poço
A primeira investigação experimental de fatores que afetam a circulação de perdas 
foi realizada em experimentos conjuntos da indústria iniciados pela Drilling Engineering 
Association na década de 1980; um projeto chamado DEA-13 (Onia, 1994). Uma 
observação importante do projeto DEA-13 foi que a pressão de propagação da fratura 
(FPP) está fortemente relacionada ao tipo de lama e aumenta significativamente com o 
uso de aditivos LCM. Os grandes blocos utilizados nestes experimentos (30 30 30 
polegadas) permitiram conduzir os experimentos sem quebrar as rochas pela iniciação 
da fratura e a parada do processo de propagação. Os resultados mostraram que a perda 
de circulação com OBM exigiu a adição de mi adequadoXtura de LCM de tamanho 
adequado. No entanto, as fraturas foram difíceis de parar após a propagação além do 
estágio de iniciação. A principal observação foi que uma carga adequada
técnicas de reforço de poço podem ser aplicadas para reduzir NPT e mitigar 
muitos dos problemas de perfuração associados a circulações perdidas.
Para remediar o problema de perda de circulação, vários tipos de materiais de perda 
de circulação (LCM) são usados. No entanto, em muitos casos, os LCMsnão conseguem 
recuperar a circulação do fluido de perfuração devido a condições extremas de fundo de 
poço e alta gravidade da perda. Portanto, vários testes de pílulas de LCM ou tampão de 
cimento podem ser necessários para continuar a perfuração. O tratamento proativo é 
altamente recomendado para evitar tais casos. Vários estudos e técnicas de reforço de 
furo de poço de implantação arquivada mostraram um aumento significativo nas 
pressões de fraturamento, número reduzido de coluna de revestimento e NPT reduzido (
Nygaard e Salehi, 2011). O ciclo de planejamento e implementação do fortalecimento do 
poço começa pela coleta de dados de poços compensados, se disponíveis, e exame da 
estrutura geológica para identificar zonas de risco. Em seguida, planejar a operação de 
perfuração, modelar
de materiais de tamanho adequado causa “tip screen out” logo após o início da 
fratura, o que impede a propagação (Fuh et al., 1992;Morita et ai.,
1996a;Onia, 1994). A teoria de fraturamento convencional prevê que a circulação 
perdida pode ocorrer quando a tensão tangencial na superfície do poço excede a 
resistência à tração de uma rocha.
Existem três principais modelos físicos usados na indústria de perfuração para 
explicar os tratamentos de fortalecimento de poços e como eles fortalecem um poço, 
que são: 1. O modelo de gaiola de tensão, 2. Modelo de tensão de fechamento de fratura 
(FCS), 3. Modelo de resistência à propagação de fratura.
O modelo de gaiola de tensão determina que os LCMs encravem a fratura perto do 
furo de poço. O fluido aprisionado na fratura filtra para a formação devido
Figura 1.Possíveis aplicações de técnicas de reforço de poços.
O polímero mais favorável entre os polímeros solúveis em água sintetizados é 
a poliacrilamida (PAM) devido às propriedades reológicas únicas, ampla faixa de 
peso molecular e baixo custo.El-karsani et al., 2014). O PAM é um polímero 
sintético formado pela polimerização do monômero de acrilamida com agentes 
de reticulação bifuncionais.Banga, 1998), a estrutura química do PAM é mostrada 
emFigura 2. (Kurenkov et al., 2001). Outro tipo de polímero de acrilamida é a 
poliacrilamida parcialmente hidrolisada (PHPA), que apresenta excepcional 
estabilidade térmica, mas custo relativamente mais alto. O PHPA é formado pela 
copolimerização de dois monômeros; acrilamidas e acrilato ligados entre si. O 
copolímero resultante tem carboXgrupos il e grupos amida, como mostrado na 
estrutura química emFigura 2. (Omer, 2012).
Várias formulações de acrilamida podem ser preparadas para diferentes condições 
de fundo de poço. Por exemplo; grupos de acrilato de terc-butila (tBA) são introduzidos 
no PAM a 4,7% em mol para formular um sistema de gel de polímero mais estável que é 
usado intensivamente para selar zonas de água em reservatórios de alta temperatura (
Al-Muntasheri e Zitha, 2009). A estrutura química do PAtBa é mostrada emFigura 2.
Existem muitos reticulantes comercialmente disponíveis, como acetato de 
cromo(iii), acetilacetonato férrico, amônio férrico ouXalato e polietilenoimina (PEI), 
porém a indústria tem preocupações ambientais e de segurança de usar alguns 
deles devido à altaXicidade. O reticulador mais utilizado na indústria do petróleo é 
a polietilenimina (PEI) por ser menosXic, tem boa solubilidade em água, e 
altamente ramificado com alto peso molecular. O PEI é um polímero orgânico 
composto por unidade de repetição do grupo amina e dois carbonos alifáticos 
espaçadores CHCH, a estrutura química do PEI é mostrada emFig. 3. (Zhang et al., 
2015). De acordo comAllison e Purkaple (1988)PAM pode ser reticulado com PEI 
para formar estrutura de gel mesmo à temperatura ambiente.
O PEI pode ser substituído por quitosana, que é um reticulador verde 
ecologicamente correto. A quitosana pode atuar como um reticulante para o PAM 
porque contém grupos amino iguais aos do PEI (El-karsani et al., 2014), a 
estrutura química da quitosana é mostrada emFig. 3. (Reddy et al., 2003).
à diferença de pressão; enquanto as forças de compressão são transferidas para a ponte 
LCM na boca da fratura. Em seguida, a fratura é ponteada na boca da fratura, resultando 
em um aumento da tensão do arco (Alberty e McLean, 2004a).
No modelo Fracture Closure Stress (FCS), uma fratura na parede do poço é 
inicialmente iniciada e estendida para aumentar a tensão de fechamento da fratura na 
rocha adjacente. Em seguida, o LCM é forçado na fratura. À medida que o fluido 
transportador vaza para a formação, as partículas de LCM se consolidam e formam uma 
ponte imóvel dentro da fratura que mantém a fratura aberta e isola a ponta da fratura da 
pressão do poço. A fratura está se tornando mais difícil de abrir devido ao aumento da 
tensão de fechamento da fratura e ao isolamento da ponta da fratura.Dupriest, 2005).
O modelo Fracture Propagation Resistance (FPR) não aumenta a tensão do 
arco do poço; em vez disso, tenta aumentar a resistência contra a propagação da 
fratura formando uma torta de filtro dentro da fratura. A torta de filtro pode vedar 
a ponta de fratura e impedir a comunicação de pressão entre a ponta de fratura e 
o furo de poço, aumentando assim a resistência à propagação da fratura (Morita et 
al., 1996b;Van Oort et al., 2011).
Vários métodos numéricos são aplicados para simular a perda de circulação e 
o reforço do poço para entender seus mecanismos. O modelo do método dos 
elementos de contorno 2D (BEM) foi construído porWang et ai. (2007)para calcular 
a tensão e a distribuição da largura da fratura antes e depois da ponte de uma 
fratura para reforço do furo de poço. Seu modelo também ajudou a investigar a 
distribuição da largura da fratura pelo método de elementos finitos (FEM) para 
duas fraturas localizadas simetricamente no poço com várias tensões in situ e 
comprimentos de fratura.
Todos esses modelos numéricos assumem que a rocha é linearmente elástica e não 
considera as características porosas da rocha, portanto, o efeito da pressão dos poros e 
do fluxo de fluido não são considerados (Alberty e McLean, 2004b;Wang et al., 2007). Um 
modelo tridimensional usando Métodos de Elementos Finitos (FEM) foi construído por
Saleh (2012)para resolver modelos poroelásticos tridimensionais, as simulações também 
incluem a identificação da zona de perda, o que muitas vezes é um desafio em testes de 
campo para tratamento de circulação de perda (Saleh, 2012).
2. Tratamentos preventivos e corretivos
1.2. Noções básicas de polímeros reticulados
Prevenir e gerenciar a circulação de perdas depende da compreensão dos 
tipos de formações que causam perdas. Diferentes condições de fundo de poço 
são consideradas para selecionar um LCM adequado ou estratégia de reforço. As 
diversas técnicas aplicadas na indústria podem ser agrupadas qualitativamente 
em medidas preventivas e corretivas. Algumas das práticas comuns e 
recomendadas dessas medidas preventivas e corretivas estão resumidas em um 
fluxograma de tomada de decisão apresentado naFig. 4. Os tratamentos 
corretivos são definidos como os métodos que são aplicados após a ocorrência 
das perdas; o principal objetivo desses métodos é interromper a perda 
rapidamente para recuperar a circulação da lama.
Por outro lado, os tratamentos preventivos são o conjunto de técnicas ou 
tratamentos aplicados antes de entrar em zonas de circulação perdida, a fim de 
evitar a ocorrência de perdas (Alsaba, 2015). O objetivo do tratamento preventivo 
é reduzir o NPT reduzindo a tendência de perda de circulação usando métodos de 
reforço de poço. O critério de seleção mais importante dos LCMs é a capacidade 
de formar vedações estanques que podem suportar o restante da perfuração da 
seção de problema e não causar danos à formação na zona de pagamento.
Existem muitas práticas nos locais das plataformas de perfuração usadas pelos engenheiros 
de perfuração para evitar circulações de perda, como manter um peso seguro da lama, usar 
equipamentos de controle de sólidos adequados, manter a densidade de circulação equivalente(ECD) minimizada e garantir a limpeza do furo. No entanto, em caso de janela operacional 
estreita, a manipulação do ECD é muito difícil. As práticas mais preventivas são evitar o efeito de 
surto pela lenta entrada de tubos verticais ou colunas de revestimento e reiniciando 
gradualmente a circulação de fluidos de perfuração (circulação de ruptura) após qualquer 
período de condições estáticas, especialmente em seções de poços longos e abertos. A adição de 
LCMs adequados aos fluidos de perfuração em zonas de tendência conhecida a ter perda de 
circulação (zonas de ladrão) aumentou significativamente a fratura
Polímeros reticulados são materiais viscoelásticos compostos por dois ou mais 
componentes; polímeros e reticulantes. Um processo de reticulação é um processo que 
liga quimicamente ou fisicamente cadeias moleculares de unidades de monômero umas 
às outras para formar uma rede tridimensional que cria polímeros reticulados. Os 
agentes de reticulação criam pontes químicas entre as cadeias lineares do polímero e 
fornecem as propriedades elásticas do gel.Rogovina et al., 2008). A elasticidade do gel 
polimérico depende da quantidade de solvente e da flexibilidade das cadeias poliméricas. 
E a força do gel reflete a qualidade termodinâmica do solvente. Um gel frágil é formado 
quando o solvente tem uma qualidade termodinâmica muito ruim em comparação com o 
polímero.Rogovina et al., 1984). Polímeros naturais e sintetizados consistem em grandes 
moléculas construídas de unidades repetidas na forma de longas cadeias. Eles também 
existem na forma de copolímeros formados a partir de duas ou mais unidades 
estruturais.
Polímeros e géis poliméricos são amplamente utilizados em muitas aplicações 
petrolíferas, vários polímeros são usados como aditivos de fluidos de perfuração, como 
aditivos de cimento e como agente espessante para aumentar a eficiência de varredura 
em sistemas de inundação de água.Caenn e Chillingar, 1996;McKennon, 1962). Polímeros 
naturais como amido e carboXymetilcelulose (CMC) são usados como viscosificantes e 
aditivos de perda de fluido em fluido de perfuração. Os primeiros estudos relataram a 
utilização de polímeros para melhores formulações de fluidos de perfuração.Anderson e 
Edwards (1979)descreveram um método de estabilização de xisto reativo usando aditivos 
poliméricos com lama à base de potássio. Polímeros reticuláveis têm sido investigados 
por muitos pesquisadores devido ao seu alto desempenho em zonas de perda de vedação 
com fraturas múltiplas amplas em várias condições de fundo de poço (Al-Muntasheri et 
al., 2008;Gibson et al., 2011;Hashmat et al., 2017). O objetivo é expandir sua estabilidade 
térmica, entender suas propriedades reológicas para aprimorar as práticas de controle de 
perdas.
Figura 2.Estruturas químicas de diferentes tipos de poliacrilamida usadas como LCMs.
Fig. 3.Estrutura química de reticulantes comuns usados na indústria do petróleo.
esperando por algumas horas até que o estresse dentro do poço seja liberado. Para perdas parciais a 
severas, o LCM com um tamanho de partícula adequado pode ser miXed com a lama para
formar uma torta de lama de baixa permeabilidade. O objetivo é reduzir as perdas para valores aceitáveis.
taxa que permite que a perfuração continue com segurança através da zona 
de perda. Os LCMs convencionais podem ser classificados em materiais 
granulares (grafite sintético, carbonato de cálcio, cascas de nozes, etc.), materiais 
fibrosos (fibras de celulose, nylon, fibras minerais, casca de cedro, etc.) .) (Feng e 
Gray, 2018). Se a perda continuar, a coluna de lama no anular deve ser mantida em alto 
nível para evitar possíveis chutes, então uma pastilha LCM selecionada deve ser aplicada 
rapidamente. A pílula geralmente injetada usando
em aberto
gradientes em muitas aplicações de campo relatadas (Belyakov et al., 2018;El-
Sayed et al., 2007;Zhang e Yin, 2017).
No tratamento corretivo, as soluções comuns para restaurar a circulação de perda 
podem ser agrupadas em três abordagens com base na gravidade da perda: 1: Puxar a 
coluna de perfuração para um local acima da zona de perda e aguardar, se a perda 
continuar, redesenhar a lama com base na a gravidade da perda adicionando alguns 
LCMs convencionais, como carbonato de cálcio, grafite, materiais fibrosos e materiais em 
flocos (Ezeakacha e Salehi, 2018;Luzardo et al., 2015), 2: Localização da pílula LCM, 3: 
Espremer o cimento.
Perdas de infiltração podem ser curadas usando o método de espera, simplesmente parando 
a operação de perfuração, retirando alguns suportes de tubos de perfuração e
Fig. 4.Fluxo de tomada de decisão para ações proativas e corretivas.
difícil de ser selado com esses LCMs convencionais, como grafite, carbonato de 
cálcio dimensionado, casca de noz e fibra celulósica. A seleção do tipo e 
concentração do material típico de circulação de perda é vital em formações 
naturalmente fraturadas e não convencionais (Al-saba et al., 2014).
Danos de formação também são uma grande preocupação em fluidos de perfuração. Como soluções 
alternativas, algumas tecnologias de perfuração também são amplamente utilizadas, como Under 
Balanced Drilling (UBD), Managed Pressure Drilling (MPD), revestimento durante a perfuração.
tubo e mantido sob pressão de compressão suave por um período pré-determinado, ele é 
projetado para se expandir rapidamente para preencher e unir fraturas. Alguns LCM de presa 
rápida reagem rapidamente com o fluido de perfuração após serem localizados na zona de perda 
e formam um plugue flexível denso que preenche a fratura e adere ao poço, permitindo que as 
operações de perfuração e cimentação sejam retomadas rapidamente (Sweatman et al., 2004).
Como as pílulas de LCM podem falhar sob pressão de swab e de surto gerada durante o 
disparo e durante as colunas de revestimento executadas no furo, é recomendado um plugue de 
cimento neste caso, especialmente em perda severa ou total. O tampão de cimento é usado para 
isolar permanentemente o intervalo de perda e é irreversível em muitos casos. Portanto, os 
tampões de cimento são geralmente favoráveis onde a perda de lama é extremamente grave e 
como uma solução permanente rápida em zonas não produtoras onde o dano à formação não é 
um problema (Fidan et al., 2004a).
Apesar dos avanços tecnológicos recentes, os materiais de circulação perdida ainda têm algumas 
limitações como ferramenta de tamponamento devido ao grande tamanho das partículas necessárias para 
selar fraturas amplas, dificuldades de bombeamento em poços profundos e altas temperaturas. Isso 
representa uma grande carga nas bombas de lama, aumenta o ECD e estabelece limitações no tamanho 
dos bicos de broca. As fraturas amplas são
2.1. Tipos de formações que causam perda de circulação
O termo circulação de perda, em geral, inclui qualquer fluxo indesejado de fluidos 
de furo de poço em uma formação durante a perfuração, cimento e completação. A 
perda de fluido de perfuração pode ser categorizada em três tipos, conforme mostrado 
emFig. 5. O primeiro tipo é a perda em escala porosa ao perfurar através de grandes 
formações porosas, não consolidadas ou altamente permeáveis, como areia solta e 
cascalho.Brandl et al., 2011;Javeri et al., 2011). Neste caso, a perda ocorre quando a 
pressão total contra a formação é maior do que
Fig. 5.Origens das zonas de perda.
$ 185.000 para cada poço em custos de sonda. De acordo comCole et ai. (2017)os fatores 
que afetam o sucesso das técnicas de remediação incluem temperatura, pressão, 
materiais de base do tampão e do tampão, densidade, profundidade, comprimento da 
zona de perda e tipo de perda de circulação.Fig. 6eFig. 7que são plotados a partir dos 
dados extraídos deCole et ai. (2017)estudo mostra comparação estatística entre as 
tentativas bem sucedidas e fracassadas de recuperar circulações perdidas realizadas em 
15 poços geotérmicos que exibiram múltiplos eventos de perda. A tentativa bem-
sucedida é definida por ser capaz derestaurar completamente a circulação de lama em 
caso de perda parcial e diminuir a taxa de perda para menos de 25 bbl./hr. Em caso de 
perda grave e total. Entre as diferentes técnicas, as taxas de falha foram de 71,25% para 
infiltração e perda parcial, 68,5% para grave e 83,6% para perda total. A lama-miXed LCM 
experimentou uma maior taxa de sucesso para falha na perda parcial e grave, no 
entanto, na perda total, as pílulas de LCM e o cimento foram mais bem-sucedidos.
Mais uma descoberta da análise estatística dos eventos de perda de circulação é que 
não houve uma tendência clara entre a taxa de sucesso e a temperatura e profundidade 
da zona de perda, conforme mostrado emFig. 8. A seleção de técnicas de remediação de 
perdas depende muito de tentativa e erro.
Os problemas de perda de circulação na perfuração geotérmica são frequentemente mais 
críticos porque a maioria dos fluidos geotérmicos profundos estão localizados ao longo de falhas 
e fraturas. Ao contrário da perfuração de petróleo e gás, onde a estratégia comum é perfurar 
longe de falhas, na perfuração geotérmica as fraturas são os principais contribuintes para a 
eficiência da energia geotérmica. Isso adiciona mais carga à operação de perfuração, portanto, 
na perfuração geotérmica, a perda mais severa de circulação é devido a grandes zonas 
fraturadas, em vez de areias porosas sob pressão (Hanano, 2000).
Marbun et al., (2013)introduziu ferramentas e técnicas de gerenciamento de 
perfuração para analisar o desempenho de perfuração para reduzir o tempo não 
produtivo de perfuração geotérmica. Com base na experiência de perfuração e 
desempenho em vários campos na Indonésia, pode-se concluir que o risco de perda de 
tempo de sonda na perfuração geotérmica pode ser significativamente reduzido se o 
plano de perfuração levar em conta estes aspectos: medição da taxa de circulação de 
perda, perfuração de lama, perfuração com perda parcial de circulação, perfuração cega 
com água salgada, kick gás-fluido (chute a vapor), tubo preso e estabilidade do poço.
Outro desafio também se apresenta na perfuração de poços Hot Dry Rock 
(HDR), onde o calor é extraído por fraturamento hidráulico em rochas de baixa 
permeabilidade (Goff e Grigsby, 1982). A alta temperatura do meio circulante 
falha na maioria dos LCMs convencionais, além da dificuldade de selar fraturas de 
grande porte. Muitas substâncias têm
pressão de formação. A perda pode começar a infiltração (menos de 10 bbl/h) e pode aumentar 
gradualmente, uma vez que a perfuração em uma formação tão fraca pode criar fraturas 
induzidas e, eventualmente, uma perda total. O segundo tipo é a perda em escala de fratura 
quando a perda é para fraturas naturais, formações cavernosas ou vugulares e falhas.Bugbee, 
1953;Ghalambor et al., 2014). Este tipo de perda é principalmente súbita ou pode começar 
gradualmente e, de repente, tornar-se perda total. O terceiro tipo é a perda que ocorre durante a 
perfuração em janela operacional estreita, como formações esgotadas e campos de águas 
profundas (Adis et al., 2001;Zamora et al., 2000).
Por exemplo, a perfuração de poços de preenchimento geralmente enfrenta eventos 
frequentes de perda de circulação devido ao fato de que a pressão de fratura em zonas 
depletadas diminui significativamente com a redução na pressão dos poros causada pela 
longa vida útil da produção do campo, o que consequentemente reduz a pressão de 
suporte capacidade do poço (Feng e Gray, 2017).
Por outro lado, a considerável profundidade da água na perfuração em águas profundas 
pode causar um gradiente de pressão de fratura abaixo do normal. Isso se deve à 
densidade muito menor da água do mar em comparação com a densidade da rocha, o 
que diminui a pressão de sobrecarga que deve suportar as rochas do poço (Salehi,
2012). Janela operacional estreita também é observada em fraturas naturais
formações de carbonato e em poços desviados em que o gradiente de fratura 
diminui significativamente à medida que o ângulo de desvio aumenta (Byrd e Zamora, 
1988; Huang et al., 2013;Salehi e Nygaard, 2011). Outra classificação é baseada
sobre a gravidade da perda. Geralmente, existem três grupos; perda de infiltração; quando 
as perdas de fluido estão abaixo de 10 bbl/h., perda parcial quando as perdas estão entre
10 e 50 bbl/h, e perda total quando as perdas forem maiores que 50 bbl/h. ou sem 
retorno (Rabia, 2002). Método de restauração de circulações perdidas (corretivo) e 
técnicas de reforço de poço (preventivo) dependem do tipo de perda, o
gravidade da perda, condição de fundo de poço e o tipo de
estruturas.
2.2. Perda de circulação em poços geotérmicos
A perfuração de poços geotérmicos requer um plano adequado para tratamento 
preventivo e corretivo de perdas de circulação devido às complexas estruturas 
geomecânicas encontradas durante a perfuração, altas temperaturas, grandes fraturas e 
profundidades profundas.Cole et ai. (2017)analisou o tempo e o custo de 38 poços 
geotérmicos perfurados entre 2009 e 2017 no
EUA O estudo revelou que, a maior causa de tempo não produtivo em poços 
geotérmicos está avançando através de zonas de circulação perdida, que somaram 
mais de 100 h de tempo não produtivo não programado, somando
Fig. 6.Número de tentativas bem-sucedidas e falhas de remediação de circulações de perda usando pílulas LCM ou tampões de cimento em 15 poços geotérmicos (ApósCole et al., 2017).
Fig. 7.Número de tentativas de sucesso e falha na correção de circulações de perda usando o LCM mud-miXtura em 15 poços geotérmicos (ApósCole et al., 2017).
como nanopartículas, encapsuladas mi de fundo de poçoXpílulas ed e polímeros de memória de 
forma. Os polímeros com memória de forma, por exemplo, são ativados
pelo calor natural da formação, eles recuperam sua forma original permanente 
quando são expostos a um estímulo externo como o calor. A temperatura de 
ativação pode ser ajustada com base na temperatura da formação e as partículas 
ativadas de polímeros selarão efetivamente
fraturas sem causar danos à formação na zona de produção ou obstruir as 
ferramentas de perfuração (Mansour et al., 2019).
Dois grupos de pesquisa do Laboratório Nacional de Energia Renovável (NREL) e da 
Escola de Minas do Colorado (CSM) notaram que a indústria de perfuração geotérmica 
pode importar o desenvolvimento em operações de perfuração da indústria de petróleo 
para melhorar a eficiência. Ao longo dos últimos anos, a operação de perfuração 
melhorou significativamente na eficiência da perfuração e nos métodos e tecnologias de 
petróleo. Por exemplo, poços de 14.000 pés em Wyoming costumavam levar 60 dias para 
perfurar. No entanto,
recentemente essas profundidades foram perfuradas em 7 dias. Essa diminuição 
significativa nos dias de perfuração resultou da análise, definição de metas e melhorias 
de gerenciamento e tecnologia (Denninger et al., 2015).
Fig. 8.Mapa de profundidade versus temperatura para testes de sucesso e falha do uso de LCM em 15 
poços geotérmicos.
usados para tapar zonas de circulação perdida são materiais orgânicos ou celulósicos 
que não suportam temperaturas geotérmicas. Materiais como borracha termofixa como 
partículas, borracha termofixa como partículas e flocos, carvão moído e fibras minerais 
são superiores a vários LCMs convencionais em altas temperaturas. A borracha termofixa 
é uma excelente fratura
material de tamponamento; no entanto, a borracha amolece em temperaturas 
acima de 200�F (95�C) que reduz sua pressão de vedação (Loepke, 1986). A adição 
de materiais resistentes a altas temperaturas, como lã de estrato e fibras minerais, 
pode aumentar muito o desempenho dos LCMs na perfuração geotérmica. Por 
outro lado, a degradação de LCMs em alta temperatura pode ser usada nas zonas 
de produção onde o fechamento temporário da zona é necessário, uma vez que os 
altos valores de permeabilidade em geotérmica
2.3. Localizando zonas de perda
A detecção precoce da circulação de perda é fundamental para a rápida detenção da perda.O retorno de lama deve ser monitorado para quaisquer variações consideráveis, além de estar 
constantemente alerta para quaisquer zonas de transição, como alta taxa de penetração (ROP), 
lama de corte de gás, variações de temperatura e baixa densidade de xisto (Denney, 2013). A 
gestão eficaz da circulação perdida deve incorporar uma estimativa precisa da localização da 
zona de perda. Especialmente em caso de perda grave, quando a ação corretiva selecionada 
envolve o uso de pílulas ou tampão de cimento para vedar efetivamente a zona de perda. Sem 
um conhecimento preciso da localização da zona de perda, não há como decidir em que 
profundidade colocar o tampão de cimento ou se é um
zonas de produção são favoráveis (Dedo e Blankenship, 2010).
Tecnologias e pesquisas recentes incentivaram o uso de LCMs inteligentes
boa decisão de colocar um tampão de cimento em vez de outras medidas corretivas.
Goins et ai. (1951)investigou as dificuldades no tratamento da perda
3.
controle de circulação
Desenvolvimento de fluidos à base de polímeros para perda
circulação na área da Costa do Golfo, e concluíram que há uma necessidade urgente de 
melhorar os meios de localização das zonas de perda. As ferramentas antigas usadas 
para localizar a zona de perda eram baseadas em detectores de temperatura ou 
velocidade. Testes breves foram realizados com traçador radioativo, mas seus resultados 
não foram informativos e produziram resultados inconclusivos.Bardeen e Teplitz, 1956a,b
desenvolveram um detector de circulação perdida usando um instrumento detector 
de fluxo que foi empregado com sucesso na localização de várias perdas de circulação em 
Timbalier Bay, Louisiana, nos Estados Unidos. Uma comparação de resultados no caso de perda 
que usou o método de levantamento de temperatura e o método detector de velocidade, mostrou 
zona de perda em algum lugar entre 5000 e 5100 pés pelo método de levantamento de 
temperatura e mais precisamente na profundidade de 5067 pés usando o instrumento de 
detecção de fluxo. Métodos diretos de localização de zonas de perda, como perfilagem de 
imagem, RMN e monitoramento microssísmico, também têm sido amplamente utilizados na 
indústria de petróleo, embora enfrentem algumas dificuldades em encontrar zonas de perda, 
especialmente com planos de fratura únicos estreitos.Chen et al., 2014).tabela 1 resuma os 
contras e os prós de algumas ferramentas e métodos usados para localizar zonas de perda.
Em um estudo anterior (Hamza et al., 2019) revisamos as aplicações de formulações 
poliméricas usadas para circulação de perdas e em aplicações de poços de petróleo e 
gás. A maioria das aplicações é para aprimorar o controle de conformidade, como 
interromper a produção excessiva de água indesejada. No entanto, as propriedades 
reológicas únicas e a alta estabilidade térmica das soluções poliméricas aumentaram a 
potencialidade de usá-las para tratar perdas de circulação em formações fraturadas 
naturais ou zonas altamente permeáveis, uma vez que é classificada como um dos tipos 
de problemas de conformidade.
A primeira perda de fluido polimérico foi desenvolvida pela Union Oil Co. Em 1955, 
eles desenvolveram um fluido de perfuração compreendendo diferentes polímeros de 
cadeia de hidrocarboneto linear, como poliacrilamida hidrolisada e saponificada, com 
peso molecular na faixa de 50.000 a 400.000 Da. Seus testes mostraram que a perda de 
água devido à filtração é reduzida usando poliacrilamida como agente de vedação em 
quantidades de até 8 ppb sem aumentar a viscosidade a um nível que não pode ser 
circulado (Oldham e
Cropa, 1955). Os géis de poliacrilamida têm eficiência de vedação de até 400�F, no 
entanto de acordo com muitos estudos, no início a aplicação era limitada a água doce, 
uma vez que a capacidade de vedação era sensível a cátions bivalentes existentes em 
formações como cal e gesso, ou quando o fluido de perfuração é preparado por água do 
mar (Gleason e Szymanski, 1986;Shupe, 1981).
Uhl et ai. (1984)inventou um copolímero solúvel em água com grande tolerância a 
alta concentração de eletrólitos. Os polímeros solúveis em água usados na
a fórmula continha ácido vinilsulfônico, vinil imidazol, ácido acrílico, butil 
metacrilato e metacrilamida.Prancha (1992)relatou vários estudos de caso
de usar polímeros sintéticos desenvolvidos para perfuração de alta temperatura no Mar do 
Norte. Durante a perfuração de poços HTHP, as formulações convencionais de lama à base de 
água foram aprimoradas com o uso de defloculante polimérico para reologia e
controle de perda de fluido para superar as limitações de tolerância de temperatura 
e eletrólitos. Combinações de polímeros sintéticos e argilas são usadas para melhorar 
o controle de perda de fluido e manter a reologia termicamente estável do fluido de 
perfuração à base de polímero.Armentrout (1958)revestimento polimérico usado para 
encapsular bentonita intumescível que intumesce quando o revestimento polimérico
ruptura e a água reage com ela. Um estudo deFujita et ai. (1982)descreveram um 
método para a produção de um gel hidrofílico compreendendo polimerização de 
ácido acrílico e ácido metacrílico na presença de álcool polivinílico. O miXa água é 
bombeada no fundo do poço, seguida de neutralização e tratamento térmico. o
copolímero altamente absorvente de água se expande com a absorção de água e sela 
a zona de perda (Fujita et ai., 1982). Outro copolímero altamente absorvente de água
preparado a partir de um polímero de acrilamida reticulado foi apresentado porandador
(1987), o polímero foi encapsulado para evitar que se expandisse 
absorvendo água até atingir a Zona de circulação perdida. O invólucro 
protetor que costumava isolar o polímero altamente expansível foi feito de
2.4. Abordagem do tratamento de perda de circulação com polímeros reticulados
As propriedades das soluções poliméricas foram investigadas em vários estudos de 
laboratório e de campo em comparação com as propriedades dos materiais com perdas 
de circulação. A lama à base de polímero tem grande potencial em aplicações de LCMs, 
particularmente na vedação de fraturas amplas que são difíceis de serem vedadas com 
grafite, carbonato de cálcio dimensionado, casca de noz ou fibra celulósica (Hashmat et 
al., 2016). A aplicação de solução de polímeros na prevenção e tratamento de perdas de 
circulação pode se beneficiar da experiência em aplicações de fluidos poliméricos em 
inundação de água como agente espessante e em fechamento de água onde polímeros 
são usados para isolar zonas de produção de água altamente permeáveis (Hamza et al., 
2019). O mecanismo de vedação em perda de circulação e fechamento de água é bastante 
semelhante com algumas diferenças operacionais, a gelificação ocorre em determinada 
temperatura e veda a zona indesejada.
Uma das primeiras aplicações de polímeros reticulados como agente de fechamento 
de água foi descrita em um método apresentado porPaul e Strom (1987), eles usaram 
polímeros hidrofílicos como poliacrilamida ou polissacarídeo com um reticulante para 
selar as indesejadas zonas de alta permeabilidade. Da mesma forma, o uso de polímeros 
reticulados como materiais de circulação de perda proporciona melhor eficiência de 
vedação em uma ampla faixa de temperaturas. O material pode ser circulado com a lama 
como um gel fluido para evitar a perda de circulação ou injetado como uma pílula para 
tapar as zonas de ladrões e impedir perdas severas.
2.5. Danos de formação causados por LCMs
A adição de materiais de controle de perda de circulação durante a perfuração da 
zona de hidrocarbonetos causa danos significativos à formação. A seleção de LCM para os 
fluidos de perfuração torna-se mais difícil, especialmente em reservatórios estanques 
fraturados. Danos graves na formação podem ser causados pela invasão profunda dos 
fluidos de perfuração e partículas suspensas. Os dois principais fatores que devem ser 
analisados para evitar danos à formação são a resistência da zonade obstrução e a 
pressão de propagação da fratura, esses dois fatores estão afetando diretamente o 
controle de perda de fluido (Xu et al., 2017). As formas de dano de formação incluem 
obstrução de permeabilidade por invasão de partículas, alteração de molhabilidade e 
retenção de fase e incompatibilidade entre fluidos e rochas.Benion, 2002). Samuel et ai. 
(2003)desenvolveu um novo gel não prejudicial, livre de sólidos, usado como pílula, 
composto de concentrações muito altas de polímeros reticulados com o nome comercial 
de VES-PILL. A pílula foi julgada em um processo na Arábia Saudita em
materiais cerosos que se dissolvem em temperaturas predefinidas. A expansão do 
polímero sela as zonas de ladrões e reduz a circulação perdida.
Horton et ai. (2006)desenvolveu outro polímero reticulado para perda
prevenção de circulação, o copolímero tem unidades de comonômero 
de fosfonato de vinil incorporadas ao polímero por copolimerização com
os outros comonômeros. Sua invenção ensina um processo de injeção de um 
polímero reticulado gelificante no furo de poço para formar um gel não fluido para
evitar perda significativa de circulação. A fórmula consiste em copolímero não 
contendo celulose, um agente de reticulação e um iniciador de reticulação. Outro
polímero reticulado altamente absorvente desenvolvido porAllin et ai. (2010), o 
polímero é obtido saponificando um copolímero reticulado de um éster vinílico e um 
carbo etilenicamente insaturadoXácido ílico. A perda de circulação é curada
quando polímeros absorventes de hidrocarbonetos são dispersos em um carreador aquoso
fluido e injetado na zona de circulação perdida, o polímero expandiu e selou a 
zona de perda. Para perda de circulação severa, outros LCMs, como fibras
e materiais de partículas dimensionadas podem ser adicionados à lama polimérica para melhorar
fratura
temperatura acima
para 310�F (155�C), demonstrou boa vedação e não exigiu remediação adicional 
para limpar o tampão de perda de fluido antes da produção. Outro
pílula reticulada apresentada porLecolier et ai. (2005)foi capaz de controlar perdas 
severas de grandes fraturas. A pílula era um gel orgânico/inorgânico nanocompósito 
preparado por poliacrilamida e acetato de cromo. Os experimentos revelaram que, após a 
vedação perfeita da rocha de alta fluidez, o gel pode ser facilmente limpo com tratamento 
ácido ou pero de hidrogênio.Xide.
tabela 1
Prós e contras de diferentes métodos de localização de zonas de perda.
Método Prós
● Boa correlação entre riscos geológicos e 
dados sísmicos
Contras
● Falta de detalhes suficientes sobre eventos de perfuração.
Referência
Geng et ai. (2019)
● Método de interpretação sísmica baseado em 
aprendizado de máquina
● Dificuldades em dimensionar dados de perfilagem de poços para 
corresponder a pesquisas sísmicas.● Desempenho positivo na previsão de riscos de 
circulação de perdas.
● Valores razoáveis de precisão acima de 90% ● Validade dos dados
● A precisão da previsão depende do intervalo
● Método baseado em aprendizado de máquina 
para variáveis operacionais e geológicas
Abbas et ai. (2019)
do conjunto de dados usado no processo de treinamento do
modelo.
● A respiração do poço, o balonismo e os kicks de fluido de 
formação são difíceis de serem diferenciados e
análise de parâmetros. ● Detectar e identificar a circulação de perda
eventos, profundidade de perda e taxa de perda.
● O erro médio é inferior a 1%.
● Detectar pequenas mudanças em perdas relacionadas
● Método de diagnóstico compreendendo modelo de 
acoplamento de pressão e temperatura transientes identificado. Jiang et ai. (2018)
parâmetros.
● Custo-benefício e economia de tempo.
● Alta precisão de medição dentro● Sistema de medição de microchip de fundo 
de poço.
● Baixo desempenho da bateria em 
condições de alta temperatura.�0,5�C para temperatura e�0,05% 
para a pressão.
● Com sucesso no campo até 13.800 pés, 
sob mais de 150�C e 10.000 psi.
Li et ai. (2017);Shi et ai. (2015);Yu et ai. 
(2012)
● Levantamento de temperatura com informações de ferramentas de 
fundo de poço do fluido de fundo de poço
�Providenciar ● Interpretação errada
● Não é adequado para poços de gradiente de baixa temperatura.
Bardeen e Teplitz (1956a,b);Martin et ai. (1994)
para ajudar em
identificar
o
perda
zonas.
● O instrumento pode estar entupido com LCM usado para curar a perda.
● A sensibilidade é afetada por bombas de lama.
● A precisão é afetada por variações na geometria do poço.
Bardeen e Teplitz, 1956a,b;Orban et ai. (1987)
● Levantamento de velocidade com profundidades de perda de 
ferramentas de fundo de poço com precisão de
�Localização
cerca de 6
polegadas
● Traçadores radioativos
com fluidos de perfuração e não afetado 
com LCM.
�Compatível ● Dê resultados enganosos e inconclusivos. Hill et ai. (1988;Kelldorf (1970)
● Imagens de poço e ferramentas de perfilagem de NMR 
de alta resolução.
● Validade de dados de registro aprimorada.
● Método direto para detectar e identificar zonas de 
perda.
● A imagem de furo de poço gerada por resistividade 
requer fluidos de perfuração altamente condutivos.
Chemali e Dirksen (2017);Coman e 
Tietjen (2017);Tabary et ai. (2000)
● Caracterização de monitoramento 
micro-sísmico das fraturas
�Melhorar ● Desafios na integração de diferentes modelos.
● Validar e testar está associado a alto custo.
Aminzadeh et ai. (2015)
redes
● Mais
confiável
resultados.
e outros, 1999). Diferentes produtos químicos são usados como retardadores para 
retardar a gelificação das pílulas reticuladas para evitar problemas de circulação, como 
NaCl, NH4Cl.El-karsani et ai. (2014)relataram uma investigação abrangente sobre o 
tempo de gelificação e as propriedades reológicas do sistema de polímero reticulado 
PAM/-PEI na presença de diferentes retardadores em condições HTHP (El-karsani et al., 
2014).
A formulação adequada permite a colocação bem-sucedida da pílula na zona de perda na 
profundidade planejada. Um estudo deBruton et ai. (2001)investigou o tempo de gelificação 
necessário para definir uma pílula reticulada. Seus experimentos em diferentes concentrações 
de retardadores revelaram que, sem o efeito dos retardadores, o tempo de gelificação das 
pílulas reticuladas não foi suficiente para atingir a profundidade desejada.
MiXtempo de cisalhamento e histórico de cisalhamento não tem efeito significativo 
no tempo de gelificação, conforme concluído a partir do trabalho experimental 
conduzido porMokhtari e Ozbayoglu (2010), o experimento foi realizado em sistemas 
poliméricos compreendendo polímero natural xantano e bórax como agente de 
reticulação bruto. O efeito do pH também foi investigado mostrando que nenhum gel é 
formado em pH baixo, portanto foi necessário adicionar controlador de pH para manter 
a alcalinidade do sistema acima de 10 na escala de pH para formar o gel.
eficiência de vedação em condições extremas.Davidson et ai. (2000)desenvolveram
uma pílula de um miXtura de polímero reticulado, óleo diesel, bentonita, cimento e 
carbonato de cálcio. O gel formulado foi capaz de selar fraturas grandes com eficiência.
O processo começa adicionando as partículas grossas da rede de pontes,
seguido pelo sistema de polímero de bentonita e óleo diesel (Fidan et al., 2004b). 
Um estudo experimental utilizando polímero reticulado conduzido por Hashmat et ai. 
(2017)mostraram bons resultados de prevenção de perda de circulação em núcleos 
com alta permeabilidade. O polímero reticulado foi preparado usando
poliacrilamida (0,5% em peso), fenol (0,4 ppb) e formaldeído (0,37 ppb).
Ghassemzadeh (2011)polímero HPAM usado e carbo III crómicoX- complexo de ilato como 
agente de reticulação para formular um fluido de base para controle de perdas. O miXtura
continha partículas de tamanho médio e grosso e uma mistura de polivinil longo
fibras de álcool e fibras inorgânicas curtas de diferentes comprimentos ou diferentes 
diâmetros. Um estudo recente relatou um fluido de base polimérica compreendendo acrilamidaune e hidroXyl e carboXingredientes à base de il preparados porFan et ai. (2018)que é 
testado para vedações de fratura. Os resultados mostraram um desempenho 
significativo de até 200% de pressão de reabertura em comparação com LCMs 
convencionais. A fórmula foi testada em campo em 3 poços e conseguiu restaurar a 
circulação total desde o primeiro teste. Outra implementação arquivada foi relatada
deZhu et ai. (2018)onde o tampão de polímero reticulado foi usado com sucesso em
mais
Além disso, o mesmo estudo revelou que o tempo de gelificação não muda se o gel é 
deixado em repouso ou quando monitorado sob fiXed alta taxa de cisalhamento de
1022 s—1ou baixa taxa de cisalhamento de 5 s—1(Mokhtari e Ozbayoglu, 2010).
de 50 poços com cerca de 90% de taxa média de sucesso.
3.2. Estabilidade térmica
3.1. Tempo de gelificação e efeito reológico na circulação de lama
Dois dos parâmetros mais importantes do tratamento bem-sucedido da circulação 
de perdas são a eficiência do entupimento e a estabilidade da vedação. A eficiência do 
entupimento depende dos mecanismos de vedação do LCM e pode ser definida como a 
redução normalizada dos filtrados através de fraturas ou meios porosos. A estabilidade 
da vedação é a capacidade do plugue LCM de manter sua integridade durante a 
operação de perfuração até que a seção seja perfurada e cimentada. Dentro
O tempo de gelificação é o parâmetro mais importante na formulação e projeto de 
pílulas à base de polímeros reticulados. O tempo de gelificação inicial é o tempo em que a 
estrutura do gel começa a se formular. As pílulas são projetadas para iniciar a gelificação 
acima da temperatura específica e atingir a estrutura do gel em um determinado 
momento. A gelificação descontrolada pode levar a um caso em que o gel é fixado na 
composição de fundo e a obstrui (Quinn
além do estresse induzido pela perfuração, a vedação
significativamente. Íon metálico como Caº2, Mnº2, Mgº2, e Feº3em baixas 
concentrações (0,05% em peso) e água do mar reduziram a viscosidade do PAM 
em mais de 90%, e a adição de reticulantes de polímero deu à solução de 
polímero mais tolerância à salinidade e às concentrações de íons.
A estabilidade térmica de um gel polimérico reticulado é uma medida de sua 
capacidade de suportar altas temperaturas sem degradação. O gel de 
poliacrilamida tem alta estabilidade térmica devido às reações de hidrólise que 
ocorrem sob alta temperatura que produz poliacrilamida parcialmente 
hidrolisada (PHPA), que é uma forma altamente estável de poliacrilamida. Para 
aumentar ainda mais a estabilidade térmica do PAM, outros grupos podem ser 
incorporados, como vinil pirrolidona (VP) para formar PAM-VP com estrutura 
química mostrada emFig. 9. (Moradi-Araghi, 2000), e ácido metilpropano sulfônico 
para formar acrilamida/AMPS com estrutura química mostrada em
formado por material de prevenção de perda deve suportar temperaturas de fundo de poço, no 
entanto, o desempenho de materiais de circulação de perda é afetado pela temperatura elevada, 
como mostrado a partir de investigação experimental usando testador de obstrução de 
permeabilidade (PPT) conduzido porEzeakacha e Salehi (2018). Os resultados em discos cerâmicos 
de alta permeabilidade mostraram baixa estabilidade térmica de alguns materiais de 
tamponamento convencionais, como o carbonato de cálcio, enquanto as propriedades do fluido 
de perfuração se deterioraram com o aquecimento. Um polímero adequado com um reticulante 
pode ser usado para estender a estabilidade térmica do carbonato de cálcio para prevenção de 
perdas em poços HTHP.Ettehadi e Altun (2017)relataram um aumento significativo da estabilidade 
térmica do CaCO3com adição de polímeros comerciais de Halliburton e argila sepiolita nas 
concentrações de 75 ppb, 25 ppb e 57 ppb respectivamente. A eficiência de conexão testada
na placa cerâmica permeável de 10-90 μm aumentou significativamente, o 
entupimento foi rápido e a fórmula após a adição do polímero ficou estável até Fig. 9. (Al-Muntasheri et al., 2008).
A reticulação de AMPS com PEI é relatada como tendo maior estabilidade em 
faixas de temperatura de 270 a 350�F (130-175�C) (Vásquez et al., 2003).
Outro gel reticulado mais estável é a poliacrilamida reticulada com
370�F e 1000 psi.
O efeito da temperatura no material de circulação de perda regular pode ser 
observado na forma de precipitação de sólidos, redução da viscosidade, quebra do gel ou 
degradação do material. Vários polímeros são adicionados aos fluidos de perfuração para 
melhorar a estabilidade térmica e aumentar a resistência do gel, incluindo, mas não se 
limitando aos sistemas de poliacrilamida. A estabilidade da reticulação da acrilamida e a 
força do gel dependem muito de suas densidades de carga, seja negativa (aniônica), 
positiva (catiônica) ou neutra. A estabilidade também é afetada pelo pH, salinidade e 
concentração do reticulante (Moradi-Araghi, 2000).Ômer e Sultão (2013)investigaram a 
estabilidade térmica de soluções de PAM em várias concentrações. Medidas de módulo de 
armazenamento [Gꞌ] e módulo de perda [Gꞌꞌ] foram usadas para avaliar a estabilidade. Os 
resultados não mostraram nenhuma mudança significativa com
fenol e formaldeído. Esta fórmula é relatada como estável até 250�F (120�
C), porém é proibido na maioria dos países como
Estados Unidos por sua alta aXicidade (Moradi-Araghi, 1994).Nasr-El-Din e 
Zitha (2006)mostraram pela primeira vez que PAM e PEI podem criar um
gel estável em altas temperaturas, seus resultados revelaram que a reticulação 
PAM e PEI é possível em altas temperaturas até 285�F (140�C) e pressões de até 
435 psi (30 bar), e o polímero reticulado
foi estável por pelo menos oito semanas. Al-Muntasheri conduziu um estudo 
experimental de fluxo em meios porosos para examinar o desempenho de polímeros 
reticulados compreendendo PAM e PEI em alta temperatura até
285�F (140�C), eles alcançaram 94% de redução na permeabilidade com PAMtemperatura na faixa de 75 a 160�F (24-70�C), mesmo assim, a estrutura do 
PAM foi estável em todas as concentrações testadas (0,05, 0,1, 0,5, 1 concentrações na faixa de 7-9% em peso
O LCM termicamente estável é mais necessário para curar a perda
em peso%), mas a adição de íons metálicos reduziu a viscosidade
Fig. 9.Estrutura química de alguns polímeros de alta estabilidade térmica usados como LCMs.
pode ser uma alternativa melhor aos LCMs regulares em formações difíceis.
O tempo de gelificação é o parâmetro mais essencial para a colocação bem-sucedida 
das pílulas de polímero reticulado. O tempo necessário deve ser calculado para projetar 
e formular o gel polimérico de acordo. Diferentes retardadores são usados para 
controlar o tempo de gelificação, como cloreto de amônio e cloreto de sódio. Uma vez 
que o processo de reticulação seja concluído, o gel maduro terá alta resistência à 
compressão que pode suportar a pressão do poço sob condições de fundo de poço.
Uma vez que todos os estudos relatados e a implementação de polímeros 
reticulados em campo são tratamentos corretivos, ainda é necessário melhorar como 
tratamento preventivo. As pílulas são pré-preparadas e bombeadas para a formação ou 
o polímero é miXed com o agente de reticulação no fundo do poço. Para o tratamento 
preventivo, o futuro do polímero reticulador é desenvolver um fluido de perfuração à 
base de polímero que permita a circulação de polímero reticulado e fraturas de vedação 
durante a perfuração.
circulação em perfuração profunda onde a alta temperatura ao lado da profundidade 
coloca muitas limitações na seleção do LCM.Amanullah e Boyle (2006)apresentou um 
polímero reticulável em condições de alta salinidade com alta
estabilidade térmica. A alta salinidade da formação não afeta a resistência do gel 
em altas temperaturas, porém atrasa o tempo de gelificação
por causa da hidrólise do PAM, que produz PHPA e NH3 em condições de pH 
alto (Hamza et al., 2019).
4. Resumo
O projeto adequado de perfuração e construção de poços deve sempre levar emconsideração um plano de tratamento proativo. A identificação precisa das profundidades 
de perda potencial, a avaliação da gravidade da perda e a definição do tipo de formação 
que causa a perda são elementos essenciais para um gerenciamento bem-sucedido da 
circulação de perda. A estabilidade térmica dos LCMs, o risco de danos na formação e as 
considerações ambientais também são fatores importantes que influenciam a seleção do 
LCM.
O desenvolvimento de fluidos de perfuração nos últimos anos forneceu uma variedade de 
tratamentos inteligentes de circulação de perda com uma variedade de produtos químicos 
específicos projetados para atender a funções específicas sob condições de perfuração 
específicas. As pílulas convencionais incluem materiais fibrosos, escamosos e granulares que 
podem restaurar a circulação parcial ou totalmente após detectar um volume adequado. No 
entanto, as pressões de reabertura da fratura podem se tornar muito baixas se o tamanho e o 
comprimento do material não forem projetados adequadamente, o que pode permitir mais 
perdas. A eficiência da vedação depende da pressão de reabertura resultante e da rapidez com 
que a circulação é restaurada.
Com a crescente demanda de energia e explorando alvos mais profundos, formações 
HPHT e recursos geotérmicos, os materiais de controle de perda precisam ser 
aprimorados para lidar com essas condições extremas de perfuração, grandes fraturas e 
estruturas geológicas complexas. LCMs projetados, como polímeros reticulados, 
polímeros com memória de forma e polímeros solúveis em água, têm sido amplamente 
utilizados juntamente com diferentes tipos de reticulantes de polímeros para prevenir e 
controlar a circulação de perdas. As propriedades reológicas únicas do polímero 
reticulado, alta estabilidade térmica, alto peso molecular,Xotropia e características de 
gelificação controlada qualificam os LCMs poliméricos para formar vedações eficientes 
para uma ampla gama de dimensões e orientações de fraturas. Geralmente, os polímeros 
reticulados têm alta eficiência de vedação
Reconhecimento
Este artigo foi possível graças a um NPRP Grant # 
NPRP10-0125-170240 do Qatar National Research Fund (membro da 
Qatar Foundation). As declarações aqui feitas são de responsabilidade 
exclusiva dos autores.
Nomenclaturas
Caº2
CaCO3
CHCH
Feº3
Gꞌ
Íon de cálcio (II)
Carbonato de cálcio
Acetileno
Íon Ferro (III)
Modulo de armazenamento
Gꞌꞌ
Mgº2
Mnº2
NaCl
NH4Cl
Módulo de Perda
Íon Magnésio (II)
Íon Manganês (II)
Cloreto de Sódio
Cloreto de amônio
Abreviaturas
AMPS Ácido Acrilamida Metilpropano Sulfônico
e apresentou bons resultados na prevenção de perdas.
Outros métodos também incluem o uso de alta absorção de água expansível
BEM
BHP
Pressão de fundo do método 
do elemento de limite
polímeros dobrados, com ou sem argilas estendidas. Os polímeros podem absorver CMC CarboXymetilcelulose
grandes quantidades de água e pode selar as fraturas depois de injetado no poço 
e entrar na formação fraturada. Embora os polímeros expansíveis possam inchar 
até 250 vezes e formar uma vedação eficiente, a colocação de tais sistemas é difícil. 
As pílulas podem inchar antes de atingir a zona desejada e causar problemas nas 
circulações de lama. Como solução para este caso, alguns materiais como cera e 
surfactantes são usados para encapsular a pílula até atingir a formação desejada.
CSM
DEA
ECD
FCS
FEM
FPP
FPR
Colorado School of Mines Drilling 
Engineering Association Densidade de 
Circulação Equivalente Fechamento de 
Fratura Modelo de Tensão Método de 
Elementos Finitos
Propagação de Fratura Pressão 
Resistência à Propagação de Fratura
GoM
HDR
Golfo do México
Rocha Seca Quente5. Conclusões
SMS
Material de Circulação de Perda LCM de Alta 
Temperatura e Alta Pressão HTHP
MPD
MWD
RMN
NPT
NREL
OBM
PAM
PAtBa
PEI
PHPA
PPT
ROP
Saúde, Segurança e Meio Ambiente
Técnicas de reforço de poços são comprovadamente eficientes na redução do NPT 
resultante de perda de circulação e problemas de instabilidade do poço. Vários estudos 
de aplicações de reforço de poço mostraram aumento significativo nas pressões de 
fratura, número reduzido de colunas de revestimento e
Medição de Perfuração de Pressão 
Gerenciada Durante a Perfuração 
Ressonância Magnética Nuclear 
Tempo Não Produtivo
Lama à base de óleo do Laboratório Nacional de 
Energia Renovável
Poliacrilamida
Poliacrilamida t-Butil Acrilato 
Polietilenoimina
Testador de obstrução de permeabilidade de 
poliacrilamida parcialmente hidrolisada
Taxa de Penetração UBD Sob 
Perfuração Equilibrada
reduzindo assim o NPT. Cerca de 12 a 18% do NPT causado por perdas de circulação e kicks 
podem ser otimizados para reduzir o tempo e o custo de perfuração. O sucesso-
O índice de falhas das técnicas de remediação e prevenção de perdas de circulação 
relatadas em campo depende muito da seleção adequada de ações de prevenção e 
contingência e da detecção precoce de possíveis zonas de perda.
As pílulas à base de polímeros reticulados foram relatadas com sucesso na 
restauração da circulação em muitas situações de perda difíceis, como perfuração através 
de fraturas induzidas e naturais, enquanto outras pílulas convencionais falharam. As 
propriedades exclusivas do polímero reticulado forneceram soluções para fortalecer o 
poço e impedir perdas futuras enquanto a perfuração continua e
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Vinil Pirrolidona
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