Operações Normais de Perfuração

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Cap. 4.5 - Opera��es Normais de Perfura��o.ppt
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Operações Normais de Perfuração
Luiz Alberto S. Rocha, Ph.D.
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Operações Normais de Perfuração
Durante a perfuração de um poço, que se caracteriza pela aplicação de peso na broca enquanto circula o fluido de perfuração, uma série de operações desempenham papel importante no processo.
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Alargamento e Repassamento
Alargamento: reperfurar o poço com uma broca de diâmetro maior que a utilizada para sua perfuração.
Repassamento: perfuração em algum trecho descalibrado – baixo peso e baixa rotação na broca.
Alargador de Poço
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Conexão, Manobra e Circulação
Conexão: quando o topo do kelly (ou o motor, no caso de top drive) atinge a mesa rotativa, acrescenta-se um novo tubo de perfuração à coluna.
Manobra: consiste na retirada e descida de toda a coluna de perfuração para substituição da broca, por exemplo.
Circulação: consiste em se manter a broca pouco acima do fundo do poço e apenas circular o fluido de perfuração para remover os cascalhos do espaço anular.
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Conexão, Manobra e Circulação
Etapas de uma conexão
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Conexão, Manobra e Circulação
Etapas de uma manobra
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Revestimentos de um Poço de Petróleo
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Tubos de Revestimento
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Funções das Colunas de Revestimentos
Prevenir desmoronamento
Evitar contaminação de água potável
Permitir retorno de fluidos à superfície
Controle de pressões
Impedir Migração de Fluidos
Sustentar o BOP
Sustentar outro revestimento
Isolar zonas de água da formação produtora
Alojar equipamentos de elevação artificial
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 Tipos de revestimentos
Condutor
Revestimento de Superfície
Revestimento Intermediário
Revestimento de Produção
Liner
Tie Back
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Tipos de Revestimentos 
Condutor (Sustentar formações superficiais)
Superfície (Sustentar Equipamento Segurança)
Intermediário (Isolar Zona Problemática)
Produção (isolar zona produtora)
Liner (Ancorado no Anterior)
Tie - Back (Reconstituir do liner até superfície)
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Características essenciais
Ter resistência 
Ser estanque
Ter dimensão
Ser resistente à corrosão e à abrasão
Facilidade de conexão
Ter a menor espessura possível
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Esforços atuantes na coluna
Deve considerar as solicitações de:
Tração;
Pressão interna;
Colapso.
Aplica-se um fator de segurança nesses valores, visando minimizar o risco de falha da coluna por influências não ponderadas.
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Parâmetros para dimensionar uma coluna de revestimento
Invasão do volume do gás no poço;
Pressão dos poros da formação a ser perfurada;
Pressão de fratura da formação a ser perfurada;
Tipo de fluido no interior e no anular do revestimento;
Conhecimento prévio sobre as características da área;
Possibilidade de perdas de circulação;
Variação da inclinação do poço;
Posição do topo do cimento;
Presença de fluidos corrosivos na formações, etc...
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Tabela de fornecedor para projetar o revestimento
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Tabela de fornecedor para projetar o revestimento
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Cimentação
Após a descida da coluna de revestimento, geralmente o espaço anular entre a tubulação de revestimento e as paredes do poço é preenchido com cimento, de modo a fixar a tubulação e evitar que haja migração de fluidos.
A cimentação é realizada mediante o bombeio de pasta de cimento e água. Após o endurecimento da pasta, o comento deve ficar fortemente aderido à superfície externa do revestimento e à parede do poço. 
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Tipos de Cimentação
Cimentação primária: realizada logo após a descida de cada coluna de revestimento do poço.
Cimentação secundária: destina-se a corrigir a cimentação primária, quando há necessidade. Pode-se efetuar uma recimentação, fazendo-se circular pasta de cimento por trás do revestimento, através dos canhoneios ou a compressão de cimento (Squeeze).
O cimento é ainda bastante utilizado para a execução de tampões de abandono de poço ou para isolamentos de zonas inferiores.
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O Cimento
Cal (CaO) – de 60% a 67%
Sílica (SiO2) – de 17% a 25%
Alumina – de 3% a 8%
Óxido de Ferro (Fe2O3) – de 0,5% a 6%
Os cimentos são essencialmente produzidos a partir de uma mistura de calcário e argila. O cimento Portland resulta da moagem de um produto denominado clínquer (calcário + argila) à qual é adicionada uma pequena quantidade de gesso (sulfato de cálcio).
Os componentes químicos principais do cimento Portland são:
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O cimento
Para a indústria do petróleo, o API classificou os cimentos Portland em classes, designadas pelas letras A a J, em função da composição química, que deve estar adequada às condições de uso, como a profundidade e temperatura dos poços.
As pastas de cimento para uso em poços de petróleo devem ser previamente testadas conforme procedimentos padronizados pela indústria do petróleo
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Principais Aditivos para a Cimentação
Acelerador de pega para diminuir o tempo de espessamento e aumentar a resistência compressiva inicial da pasta.
Retardador de pega para aumentar o tempo de pega da pasta.
Estendedor para aumentar o rendimento da pasta ou reduzir sua densidade.
Redutor de fricção ou dispersante para diminuir a viscosidade aparente da pasta. 
controlador de filtrado para reduzir a permeabilidade do reboco do cimento formado na frente de zonas permeáveis. 
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Acessórios de cimentação
Sapata: colocada na extremidade da coluna, serve de guia para a introdução do revestimento no poço.
Colar: posicionado 2 a 3 tubos acima da sapata, serve para reter os tampões de cimentação.
Tampões: são feitos de borracha e auxiliam na cimentação.
Centralizadores: jogo de lâminas curvas de aço acopladas externamente a coluna de revestimento,visando centralizá-la para garantir distribuição de cimento no anular.
Outros.
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Esquema da cimentação
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Sequência da Operação de Cimentação
Montagem da linhas de cimentação.
Condicionamento do poço.
Teste de pressão das linhas de cimentação.
Lançamento do tampão de fundo.
Mistura da 1a pasta.
Mistura da 2a pasta (mais densa).
Lançamento do Tampão de topo.
Deslocamento com fluido de perfuração.
Pressurização do revestimento para teste.
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Operação de Cimentação
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Avaliação da Qualidade da Cimentação
A existência de um efetiva vedação hidráulica é fundamental, pois garante um perfeito controle da origem dos fluidos produzidos.
Para avaliar a qualidade da cimentação, são utilizados perfis acústicos, que medem a aderência do cimento ao revestimento.
Exemplos; 
Perfil Sônico, Perfil Ultra-Sônico e Ferramenta de Perfilagem Ultra-Sônica. 
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Perfilagem à Poço Aberto
Teste de Pressão
Perfilagem de Produção
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PERFILAGEM
Após a perfuração de uma fase do poço, geralmente são descidas várias ferramentas com a finalidade de medir algumas propriedades das rochas, fundamentais para caracterização e avaliação econômica. Este processo é conhecido como perfilagem.
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PERFILAGEM
Informações obtidas através da perfilagem:
 Litologia (tipo de rocha);
 Espessuras de camadas;
 Porosidade das rochas;
 Prováveis fluidos existentes nos poros das rochas e suas saturações.
A perfilagem pode revelar a existência de óleo e gás suficientes para justificar os gastos de completação do poço. Nas sondas terrestres a companhia contratada envia uma unidade de perfilagem montada em um caminhão, enquanto no mar a unidade é fixa na sonda, instalada num pequeno abrigo. 
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Tipos de Perfis
Existem vários tipos de perfis utilizados para as mais diversas aplicações, todos com o objetivo de avaliar melhor as formações geológicas quanto à ocorrência de uma jazida comercial de hidrocarbonetos. Os perfis mais comuns são: Potencial Espontâneo, Raios Gama, Neutrônico, Indução, Sônico, Densidade.
 Potencial Espontâneo (SP): é o registro da diferença de potencial entre um eletrodo
móvel descido dentro do poço e outro fixo na superfície. Este perfil permite determinar
as camadas permoporosas, calcular a argilosidade das rochas, determinar a resistividade da água da formação e auxiliar na correlação de informações com poços vizinhos.
 Raios Gama (GR): permite detectar e avaliar a radioatividade total da formação geológica. Utilizado na identificação da litologia, identificação de minerais radioativos e
para o cálculo do volume de argilas ou argilosidade. 
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 Neutrônico (NPHI): os perfis mais antigos medem a quantidade de raios gama de
captura após excitação artificial através de bombardeio dirigido de nêutrons rápidos.
Os mais modernos medem a quantidade de nêutrons epitermais e/ou termais da rocha após o bombardeio. São utilizados para estimativas de porosidade, determinação do volume de argila, pode auxiliar na identificação da litologia e dos fluidos da formação e detecção de hidrocarbonetos leves ou gás.
Tipos de Perfis
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 Indução (ILD): fornece leitura aproximada da resistividade, através da medição de
campos elétricos e magnéticos induzidos nas rochas. A resistividade é a propriedade
da rocha permitir ou não a passagem de uma corrente elétrica.
 Sônico (DT): mede a diferença nos tempos de trânsito de uma onda mecânica através das rochas. É utilizado para estimativa de porosidade, identificação de litologia, correlação poço a poço, estimativas do grau de compactação das rochas ou estimativa das constantes elásticas, detecção de fraturas e apoio à sísmica para a elaboração do sismograma sintético.
 Densidade (RHOB): detecta os raios gama defletidos pelos elétrons orbitais dos elementos componentes das rochas, após terem sido emitidos por uma fonte colimada situada dentro do poço. Além da densidade das camadas, permite o cálculo da porosidade e a identificação das zonas de gás. É utilizado também como apoio à sísmica para o cálculo do sismograma sintético.
Tipos de Perfis
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Perfilagem a Poço Aberto
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Teste de Pressão
O que é teste de pressão?
 Técnica que examina uma porção significativa do reservatório sob condições dinâmicas, para determinar sua capacidade de produção (em fluxo), para determinar sua capacidade de produção e propriedades de produção
O que se mede?
 Medem-se a evolução da pressão com a variação de vazão
O que se obtém?
 Uma amostra dos fluidos produzidos pelo reservatório
 Medida de vazão do poço em fluxo, o que serve como indicativo de produtividade da formação
 Medidas de Pressão que permitem calcular propriedades do reservatório
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O que se obtém a partir das medidas de pressão?
Pressão Estática do Reservatório
Permeabilidade efetiva do fluido produzido
Transmissibilidade do reservatório
Dano à formação na parede do poço
Produtividade do Poço: IP = Q/DP
Raio de investigação do reservatório, sua depleção e consequentemente a possibilidade de comercialização
Indicações sobre a existência de falhas, contatos de fluidos e camadas de diferentes permeabilidades
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Interpretação Qualitativa do Teste
A – Descida da Coluna 
B – Pressão Hidrostática inicial
C – Início do Primeiro Fluxo
D – Final do Primeiro Fluxo
E – Final da Primeira Estática
F – Início do Segundo Fluxo
G – Final do Segundo Fluxo
H – Final da segunda Estática
I – Hidrostática Final
J – Coluna fora do Poço
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PERFILAGEM DE PRODUÇÃO
	 OBJETIVO:
Determinar a efetividade da completação ou as condições de produtividade (ou injetividade) do poço.
 PERFIL
	Perfis corridos após a descida do revestimento de produção e completação inicial do poço.
 FERRAMENTAS
Production logging tool (PDT)
Termal decay time log (TDT)
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Production Logging Tool (PLT) 
Fornece os seguintes perfis:
Continuous flowmeter,
Gradiomanômetro,
Densidade (Fluid Density Meter),
Hidrolog,
Temperatura.
Exemplo de ferramenta PLT
Fonte: web site www.sondex.co.uk
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PRODUCTION LOGGING TOOL (PLT)
Combinação de diferentes ferramentas para permitir as medidas dos parâmetros dos fluidos produzidos por cada zona / intervalo canhoneado e que fornece informações sobre o tipo, quantidade e movimentação deles dentro e nas proximidades do poço
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PRODUCTION LOGGING TOOL (PLT)
	  CONTINUOUS FLOWMETER
	- Definição da contribuição de cada intervalo aberto do
	poço;
	- Registro da velocidade de rotação da hélice contra
	profundidade – velocidade do fluxo de fluido (único)
	– contribuição pecentual na vazão total.
	 GRADIOMANÔMETRO
	- Densidade da mistura de fluido
	em função da profundidade;
	- Medição da pressão entre
	dois pontos distintos – soma das
	colunas hidrostáticas + perdas por atrito e diferença do efeito cinético (velocidades normais de fluido - P reflexo da densidade.
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PRODUCTION LOGGING TOOL (PLT)
	 PERFIL DE DENSIDADE
	- Medida precisa de densidade de fluido a qualquer ângulo dentro
	do volume de medida, o qual pode não ser representativo em 
	revestimentos grandes e poços altamente desviados.
	 HIDROLOG 
	- Contribuição e porcentagem de cada fluido produzido em cada intervalo (fluidos trifásicos – flowmeter e densidade simultâneos não indica porcentagens).
	- Medição de constante dielétrica do fluido – porcentagem de água.
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PRODUCTION LOGGING TOOL (PLT)
	 PERFIL DE TEMPERATURA
	- Registra a temperatura do fluido do poço;
	- Anomalias: intervalos produzindo ou
	recebendo fluidos, localização de
	vazamentos, altura de fraturas, etc.
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THERMAL DECAY TIME LOG (TDT)
	 OBJETIVO:
Traçar perfil qualitativo das saturações dos fluidos no reservatório (G/O e O/A)
 PERFIL:
	Tempo de decaimento do nível termal da energia dos nêutrons emitidos contra a formação (pela fonte do aparelho) versus a profundidade.
Nêutrons que são capturados emitem raios gama, que são captados
E contados pelo detector.
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Production Logging Tool
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Production Logging Tool
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Thermal Decay Time Log (TDT)
Utilizado para traçar um perfil qualitativo das saturações dos fluidos no reservatório, em outras palavras determina os contatos óleo-água e óleo-gás.
É um registro contínuo do tempo de decaimento do nível termal da energia dos nêutrons emitidos contra a formação pela fonte do aparelho versus a profundidade. Ao atingir um certo nível, os nêutrons que são capturados emitem raios gama, os quais são captados e contados pelos detectores da ferramenta.
O óleo, o gás e a água têm respostas diferentes a este estímulo, e por isso, distingui-se as diferentes saturações da rocha.