Fluidos de Perfuração

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Cap. 4.4 - Fluidos de Perfura��o.ppt
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Fluidos de Perfuração
Luiz Alberto S. Rocha, Ph.D.
Luiz Alberto S. Rocha, Ph.D.
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 Definição
Fluidos de perfuração
misturas complexas de sólidos, líquidos e produtos químicos
Aspecto dos fluidos
Suspensão, dispersão coloidal ou emulsão
Luiz Alberto S. Rocha, Ph.D.
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 Finalidades principais
Transportar os cascalhos formados no fundo do poço pela broca e trazê-los para a superfície;
Manter em suspensão os cascalhos contidos na lama durante a paralisação da perfuração;
Exercer pressão hidrostática sobre as formações, de modo a evitar a entrada de fluidos indesejáveis;
Estabilizar as paredes do poço - aditivos;
Lubrificar e refrigerar as brocas de perfuração – atrito e aquecimento;
Luiz Alberto S. Rocha, Ph.D.
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 Propriedades
Tixotropia do fluido – força gel (grau gelificação) 
Densidade (lb/gal) - baritina versus água / óleo
Parâmetros de filtração – filtrado e reboco
Teor de sólidos
pH – teor alcalino baixo importante na redução da corrosão
Teor de salinidade – controle
cisalhamento
repouso
 Gel Sol
Luiz Alberto S. Rocha, Ph.D.
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Critério – constituinte principal da fase contínua ou dispersante
Fluidos à base de água
Fluidos à base de óleo
Fluidos à base de ar ou gás
Escolha e formulação 
propriedades das formações geológicas 
profundidade das jazidas
 Tipos de fluidos de perfuração
Luiz Alberto S. Rocha, Ph.D.
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 Fluidos à base de água
São os fluidos mais utilizados
Fase dispersante - água doce, “dura” ou salgada
Fase dispersa – aditivos (materiais coloidais e outros produtos químicos)
principalmente argilas, polímeros e sais
Principais funções dos aditivos
Aumentam a viscosidade, controlam o limite de escoamento, a força-gel e reduzem o filtrado
Luiz Alberto S. Rocha, Ph.D.
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Aditivos químicos em fluidos à base de água
Luiz Alberto S. Rocha, Ph.D.
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Esquema de classificação dos fluidos de petróleo à base de água
Não inibido – perfuração de camadas de rocha superficiais
Inibido – perfuração de rochas com alto grau de atividade na presença de água doce
Luiz Alberto S. Rocha, Ph.D.
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 Fluidos à base de óleo
Formam emulsões de água em óleo
Fase dispersante: óleo diesel, mineral, parafinas lineares
Fase dispersa: água e aditivos 
gotículas de água ou de solução aquosa
sólidos coloidais (natureza orgânica e inorgânica)
Teor de água
Teor de água: < 10% 
Teor de água entre 10% e 45% - emulsificantes
Principais funções dos aditivos
Viscosificantes, emulsificantes, redutores de filtrado, adensantes, etc. 
Luiz Alberto S. Rocha, Ph.D.
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Vantagens dos fluidos à base de óleo
Grau de lubrificação elevado
Grau de inibição elevado em relação às rochas ativas
Baixíssima taxa de corrosão
Amplo intervalo de variação de densidade
Baixíssima solubilidade em sais inorgânicos
Desvantagens dos fluidos à base de óleo
alto custo inicial
maior grau de poluição. 
Exemplos de uso:
poços HPHT (alta pressão e temperatura)
poços direcionais ou de longo afastamento:
para formações danificáveis por fluidos à base de água
Fluidos à base de óleo
Luiz Alberto S. Rocha, Ph.D.
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Exemplo de uso de fluidos de perfuração
Luiz Alberto S. Rocha, Ph.D.
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 Conclusões e tendências
Principal desafio na formulação de fluidos - atendimento às condições cada vez mais exigentes de altas temperaturas e pressões, evitando danos ao meio ambiente.
 
Pesquisas de novos sistemas à base de óleos minerais e sintéticos, menos poluentes do que fluidos à base de óleo diesel. 
As empresas têm em seu corpo técnico profissionais especializados para a especificação e tratamento desses fluidos.
Transporte de cascalhos – viscosidade suficiente
Pressão hidrostática – peso suficiente
Manutenção de cascalhos em suspensão – tensão superficial e densidade suficiente.
Densidade – importante na manutenção da pressão hidrostática
Força gel – força resistiva desenvolvida pela formação do estado gel durante repouso. Importante para manter os cascalhos em suspensão
A argila bentonita é caracterizada pela predominância dos argilominerais
esmectita, ilita e caulinita.
Fase dispersante - fase contínua
Fase dispersa – fase descontínua – aditivos químicos
Fluidos não inibidos – pouco tratamento químico - empregados na perfuração das camadas de rocha superficiais – sedimentos inconsolidados – rochas são praticamente inertes ao contato com água doce.
Fluidos inibidos – programados para perfurar rochas com elevado grau de atividade na presença de água doce. São adicionados inibidores que retardam ou diminuem a interação química da rocha com a água. 
Nos poços mais recentes, vem sendo utilizada uma combinação de lamas à base de água e petróleo. A lama à base de água é utilizada primeiro no processo de perfuração. A seguir, ela é substituída pela lama à base de petróleo à medida que o poço se aprofunda e alcança o limite da lama à base de água em termos de capacidade de lubrificação e estabilização do poço.
Apesar de seu custo inicial ser aproximadamente o dobro do custo da lama à base de petróleo, economias substanciais de tempo e dinheiro serão obtidas, pelo fato de que esses cortes não precisam ser lavados.