Exercicios P3

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Fluidos - Sistema de fluido de perfuração na sonda
Exercício n°2 - Uma coluna de perfuração possui drill Pipes de 5” de
diâmetro e ID= 4,276”, e BHA de 8” de diâmetro (ID=3”). Qual o
deslocamento do aço por metro na entrada do BHA no poço (é
quanto de fluido sairá do poço para entrar esse volume de aço) ?
E para o DP?
Para o BHA
Cap (bbl/m) = ((D²(in)²) - (d²(in)²))/314
Cap=(8²-3²)/314=0,1751 bbl/m, ou seja, se o BHA tiver 200 m, sairá
35,02 bbl.
Para o DP
Cap (bbl/m) = ((D²(in)²) - (d²(in)²))/314
Cap = (5²- 4,276²)/314=0,02139 bbl/m, ou seja, se o DP entrar 200 m
sairá 4,28 bbl do poço
Fluidos - Sistema de fluido de perfuração na sonda
2.3 Capacidade:
Exercício n°3 – Idem exercício 2 para uma coluna com o comprimento
de 4.000 m de Drill Pipes e 200 m de BHA. Qual o deslocamento de
fluido que ocorrerá? Para onde irá esse fluído?
Para do DP
Cap(bbl/m)=((D²(in)²)-(d²(in)²))/314=(5²-4,276²)/314=0,02139 bbl/m.
Disso resulta : 0,02139 X 4000 m = 85,56 bbl
Para o BHA
Cap (bbl/m) = ((D²(in)²) - (d²(in)²))/314= (8²-3²)/314=0,1751 bbl/m
Volume deslocado pelo BHA: 0,1751 X 200 m = 35,02 bbl
Conclusão: quando se faz uma manobra nessas condições o poço
deverá receber na retirada da coluna o volume de 120,58 bbl e no
retorno da coluna para o poço deverá devolver para os tanques da
sonda o mesmo volume de 120,58 bbl.
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2.3 Capacidade:
Exercícios n°4: sabendo-se que o BHA de uma coluna de perfuração
do exercício anterior, possui 200 m de comprimento, e a coluna
estava numa profundidade de 1100 m. Qual o volume de aço retirado
quando se removem 1000 m de coluna?
900 m x 0,02139 + 100 m x 0,1751=37 bbl.
Qual a conclusão?
1100 m
1000 m
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2.3 Capacidade:
O cálculo de capacidades também é aplicado p/o cálculo do volume
de cimento. Exemplo: Anular
Inferior (OD= 17 ½” e ID 13 3/8”)
Cap (bbl/m) = ((D²(in)²) - (d²(in)²))/314
Anular da parte azul
Cap (bbl/m) = (17,52- 13,9525 2)/314 = 1,59bbl/m
Interno da parte azul
((D²(in)²) /314 = 0,620 bbl/m
Fundo azul
Cap (bbl/m) = (13,9525 2)/314 = 1,26 bbl/m
Volume total = 1,59x100 + 0,620x 20 + 1,26x10 = 184 bbl
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2.3 Capacidade:
Exercícios n° 5: uma coluna de perfuração toda de drill pipe de 5” de
OD e (ID=4,276) em poço revestido de 7” completamente cheio de
fluido, estando a coluna no fundo, ao se retirar uma seção da coluna
(30 m) com banho, que profundidade descerá o fluido no interior do
anular do riser de 21” (ID=19,5”).
Qual é o volume de aço que estou tirando do poço?
3 tubo de 5” cheios de fluido. Cap = 5²/314 x 30m = 2,3885 bbl
Volume que abaixará no riser com o DP no centro em 1 m é:
Cap riser= (19,5²- 5²)/314 = 1,131 bbl/m
1,131 bbl 1 m
2,3885 bbl x x= 2,1 m baixará o nível do riser
Fluidos - Sistema de fluido de perfuração na sonda
2.4 Eficiência de bomba:
Eficiência= Q real/Q teórica
Q real= V/t V=volume t=tempo Q teórico =Volume da bomba x N
N=número de ciclos por unidade de tempo, em STROKES por minuto
(1 Stk/m ou spm). Um stoke é um ciclo da bomba, ou seja, numa
triplex é o movimento dos 3 pistões fazendo 1 bombeio e, na duplex,
é uma ida e uma volta dos 2 pistões.
Exemplo de 1 pistão de Bomba duplex.
triplex duplex
V bomba=“n” pistõesxV pistão V bomba= “n” pistão (V ida +V volta)
V pistão = Cap pistão x L V ida = Cap cilindro x L
V volta = Cap cilindro – haste x L
Fluidos - Sistema de fluido de perfuração na sonda
2.4 Eficiência de bomba:
Exercício n°6: qual o volume de ida (V ida) de bombeio de um
pistão de uma bomba duplex de 5” x 14”?
V pistão = Cap pistão x L
Cap. pistão = ( 5”)²/ 314 = 0,079 bbl/m.
Mas o comprimento é só 14”= 0,3556 m
V. Pistão = 0,079bbl/m x 0,3556m = 0,02809 bbl.
Fluidos – Sistema de fluido de perfuração na sonda
Exercício n°7: em quanto tempo uma bomba triplex de 6“ x 12”
trabalhando a 60 spm (storkes por minuto) pode transferir 50 bbl de
fluido se a sua eficiência for de 97%?
Fórmula Eficiência =V real/ V teórico
97% = 50/V teórico.
V teórico = 53,14 bbl
Q teórico =Volume da bomba x N
Triplex-> 6” x 12”. Cap. do pistão = 6²/314=0,1146 bbl/m.
Comprimento do pistão é 12”= 0,3048m
Então: 0,1146 bbl/m x 0,3048 m = 0,03493 bbll por um movimento de
1 pistão. Como são 3 pistões para dar um stroke, temos:
3 x 0,03493=0,1047 bbl/stroke.
Em 1 minuto temos 60 st/min x 0,1047bbl/st = 6,2874 bbl/min.
53,14 bbl/6,2874 bbl/min= 8,4 min ou 8 min e 24 s.
Fluidos - Sistema de fluido de perfuração na sonda
Exercício n°8: a bomba de uma sonda transferiu 50 bbl de fluido em 8
minutos numa velocidade de bombeio de 70 spm. Sabendo-se que é
bomba triplex, de 6” x 12”, calcular a eficiência.
Triplex-> 6” x 12”. Cap pistão = 6²/314=0,1146 bbl/m. 12”=0,3048m
Cap pistão =0,1146 bbl/m x 0,3048 m =0,03493bbl
Como são 3 pistões= 3 x 0,03493bbl=0,1047 bbl/st.
Em 1 minuto. 70 spm x 0,1047 =7,329 bbl/min.
8 min x 7,329 bbl/min= 58,63 bbl
EF = 50/58,63=0,85 85%
Amortecedor de pulsação
Para que ele serve? 
Como ele funciona?
Fluidos - Sistema de fluido de perfuração na sonda
Exercício n°9: um poço com 3000 m, com riser de 21” (ID=19,5”)
revestido com 9 5/8” (ID=8,755”), sendo perfurado p/broca de 8,5”,
com mesa rotativa 26 m acima da água e LDA de 1240 m, com coluna
de DP 5” e BHA de 8”, utilizando-se de 3 bombas triplex (6”x12”),
trabalhando a 60 spm, c/97% de eficiência. Qual será o tempo de
retorno esperado para ½ circulação? Dados: Revestimento de 9 5/8”
até 2890 m. E DP até 4166 m e BHA de 100 m
Fazer o desenho
Cap riser: (19,5²-5²)/314=1,13 bbl/m x (1240+26)m= 1432,58 bbl.
Cap 9 5/8”= (8,755²-5²)/314=0,1644 bbl/m x(2890)m= 475,37 bbl.
Cap anular1= (8,5²-5²)/314= 0,1504bbl/m x 10m = 1,504 bbl.
Cap anular 2= (8,5²-8²)/314= 0,02627 bbl/m x 100m = 2,62 bbl.
Total =1912,1 bbl
Fluidos - Sistema de fluido de perfuração na sonda
Exercício n° 9:
V. an = volume do anular = 1912,1 bbl
Cap bomba= 6²/314 => c/12’ => Q teórico = 0,1047 bbl/st (vem do
exercício 8)
EF = Qreal/Q teórico = 0,1047 bbl/st x 0,97 = 0,1015 bbl/st
1 bomba a 60 st/min x 0,1015 bbl/st = 6,09 bbl/min
Como são 3 bombas, temos 3 x 6,09= 19,28 bbl/min
1912,1 bbl/19,28 bbl/min = 99 min
Fluidos – Propriedades
Exercício n°10. calcule o volume e a densidade (notação inglesa) de
um fluido composto de 25 lb de bentonita, 60 lb de baritina, e 1 bbl de
água doce.
Equações:
(1) volume total ->Vt= V1 + ....+Vn
(2) densidade ρi = mi/Vi .
Ver slide anterior
Vt=V1+V2+V3=1,0bbl+25lb/910(lb/bbl)+60lb/1470(lb/bbl)=1,0683bbl.
ρ=(m1+m2+m3)/Vt= (350lb+25lb+60lb)/1,0683bbl=407 lb/bbl, que
passando para lb/gal temos 407 lb/bbl x 1 bbl/42 gal = 9,7 lb/gal
(densidade em inglês ou massa específica em português).
Fluidos – Propriedades
Exercício n° 11. Ao contrário do exercício 10. Qual a massa de
baritina para obter ρ = 9,7 lb/gal com os dados do exercício 10, sem
ser informada a massa de baritina.
Vt = V1+V2+V3 = 1,0 +25/910 + mb/1470
ρ=(m1+m2+m3)/Vt=9,7lb/gal=407lb/bbl
407lb/bbl =(1,0 + 25+ mb)/(1,0 +25/910 + mb/1470)
407 +407.25/910 + 407. mb/1470 = 350+25 +mb
mb = 59,2 lb
Fluidos – Propriedades
Exercício n° 12. É necessário aumentar o “peso”, que é massa
específica, do fluido pronto de 200 bbl de 11,0 lb/gal para 11,5
lb/gal usando baritina. Ao final o volume não é limitado, ou seja,
pode ser acrescido pela introdução de volume de produto químico
baritina. Calcule o peso de baritina requerido.
Equação p/volume não limitado (3) V2 = V1 (ρB – ρ1)/(ρB – ρ2)
massa de baritina (4) mB = (V2 –V1) ρB
ρB = massa especifica de baritina (lb/gal)
ρ1 = massa específica do fluido atual (lb/gal)
ρ2 = massa especifica do fluido final (lb/gal)
V2 = volume final (bbl)
V1= volume inicial (bbl)
V2 = 200 (35,0 – 11)/(35- 11,5) = 204,255 bbl
mB= (204,255 – 200) bbl x 35 lb/gal x 42gal/1bbl = 6.255,00 lb
Fluidos Propriedades
Exercício n°13: uma lama num viscosímetro FAN apresentou no dial
o valor 46 para 600 rpm, e 28 no dial para 300 rpm. Calcule a
viscosidade plástica e a tenção de cisalhamento para o fluido se
deslocar.
Verificar se o fluido é Newtoniano.
µa=300.θN/N = 300 x 28/300 = 28 cp
µa=300.θN/N = 300 x 46/600 = 23 cp
Notar que a viscosidade variou. Então o fluido não é Newtoniano.
µp = θ600 – θ300 = 46 – 28 = 18 cp
τ = θ300 - µp = 28-18 = 10 lbf/100 sq.ft
Fluidos
6 – Modelos reológicos.
Fluido Newtoniano:
Exercício n°14: uma placa de 20 cm² está a 1 cm de uma placa
estacionária com fluido entre elas. Calcule a viscosidade em
centipoise (cp) para o fluido entre as placas, quando uma força de
100 dynes é necessária para mover a placa superior a uma
velocidade de 10 cm/s.
Ԏ = tensão de cisalhamento necessária para manter o escoamento
do fluido.
Ԏ = F/A = 100 dyne/20cm² =5 dyne/cm²
A taxa é velocidade (U) sobre h = espaçamento entre as placas.
ϒ = 10 (cm/s)/ 1 cm = 10 s⁻¹ (ver slide anterior ϒ=U/h)
Ԏ = μ ϒ  μ = Ԏ/ϒ = 5/10 = 0,5 dyne.s/cm²
Fluidos
5 –Modelos reológicos
Fórmulas p/ aplicação através do Viscosímetro Fann V.G. Mod 35ª:
Viscosidade pelo modelo de Newton->μ = 300 ӨN/N=> sendo μ =
viscosidade do fluido em “cp”. ӨN=leitura em grau das torção da
mola. N= velocidade do motor.
ϒ=r. dw/dr=5,066N/r, sendo r=raio do cilindro interno(estacionário).
Exercício n°15: qual a taxa de cisalhamento de um fluido num
viscosímetro 35 A, com raio do copo interno de 1,7245 cm, para as
velocidade de 600 rpm e 300 rpm se o viscosímetro contém um
fluido Newtoniano.
ϒ=5,066N/r = 5,066 N/1,7245 = 2,937 N
ϒ = 2,937 x (300) = 881 s⁻¹
ϒ = 2,937 x (600) = 1762 s⁻¹
Fluidos
Exercício n°16: um viscosímetro Fann contém um fluido de
potência, e no dial indica 12 de deflexão da mola com 300 rpm. O
dial indica a deflexão de 20 para 600 rpm. Calcule o índice de
consistência considerando esse fluido como de potência.
Obs: ver as fórmulas(p/aplicação através do Viscosímetro Fann V.G. Mod 35ª)
np = 3,32 log (Ө600/Ө300)
n = 3,32 log(20/12) = 0,737 (índice de comportamento). Fluido
dilatante.
K = 510 (12)/511 = 61,8 eq.cp (índice de consistência)
Ou
K = 0,618 dyne-s /cm²
0,737
0,737
Perfuração
1.3 Coluna de perfuração - (prisão por pressão diferencial)
Exercício n° 1: estimar qual é a força de tração necessária para liberar
uma coluna presa por pressão diferencial com os seguintes dados:
Dados:
Formação permeável = 200 m
Sobre pressão ( Pf – Pp) = 500 psi
Diâmetro do poço = 8,5“
Diâmetro do comando ou DP= 6,5”
Comprimento dos comandos = 180 m
Atrito estimado = 0,25
Espessura do reboco = 0,5” 200
180
poço coluna
Perfuração
1.3 Coluna de perfuração (prisão por pressão diferencial)
Exercício n° 1:
Y = ((8,5/2–0,5)²+(8,5/2-6,5/2)²-(6,5/2)²)/(2x(8,5/2-6,5/2)) = 2,25
2”x” = 2 Ѵ(8,5/2-0,5)² - 2,25² = 6”
Calculando “x” pela outra fórmula
X = Dt sen arc cos ((Dh-2e)²-Dt²-(Dh-Dt)²)/(2(Dh-Dt)Dt)
X =6,5”sen arc cos((8,5-2x0,5)²-6,5²-(8,5-6,5)²/(2(8,5-6,5)6,5) = 6”
F atrito = μ x A x ∆P = μ x (2”x” * h) x ∆P
F atrito = 0,25x(6”x180(m)/0,3048 (pe) x12”)x 500 = 5.314.960,00n lbf
Exercício n°2: repetir o exercício 1 p/a espessura de reboco de 0,5”.
Exercício n°3: quais são as principais variáveis que posso alterar para
facilitar a liberação da coluna presa por prisão de pressão diferencial?
área
Perfuração
1.3 Coluna de perfuração (prisão por pressão diferencial)
Exercício n°4: qual o máximo peso de lama a ser usado num poço para
que, em caso de prisão por diferencial de pressão a coluna possa ser
liberada por tração?
Dados:
Profundidade da formação permeável = 1200 m
Gradiente de pressão de poros em 1200 m = 9 lb/gal
Diâmetro do poço = 12,25”
Espessura do reboco = 0,5”
Espessura do intervalo poroso = 10 pés
Coeficiente de atrito = 0,3
Tração disponível para ser aplicada na coluna = 100.000 lbf
Diâmetro do comando ou DP= 5”
Perfuração
1.3 Coluna de perfuração (prisão por pressão diferencial)
Exercício n° 3:
Cálculo da área de contato
x =5 sen arccos ((12,25- 2x0,5)²-5²-(12,25-5)²)/(2x(12,25-5)x5) =3,68”
A= 3,68 “ x 10 pés x 12“/1pé = 441,6²”
Cálculo do diferencial de pressão
F atrito = μ x A x ∆P => ∆P= F atrito/(μ x A)= 100.000/(0,3x441,6)= 755 psi
Cálculo da máxima pressão hidrostática
P max = 0,17 x 9 x 1200 + 755 = 2591 psi
Máximo peso da lama
ρ max =2591 psi/ (0,17 x 1200) = 12,7 lb/gal
Perfuração
1.3 Coluna de perfuração (prisão por pressão diferencial)
Fator de Stickiness indica a percentagem de chance de liberar a
coluna. Abaixo de 2,5 as possibilidades são maioress.
Perfuração
1.3 Coluna de perfuração (Prisão por pressão diferencial)
Exercício n°4: um poço c/3000 m e pressão de poros de 4950 psi, com
um fluido de perfuração de 10 lb/gal, supondo que as capacidades do
anular o interior do tubo são respectivamente, 0,2 bbl/m e 0,05
bbl/m. Qual o volume de fluido de 8,5 lb/gal a ser injetado pela coluna
para se ter no fundo 5000 psi.
G poros = 4950/(0,17 x 3000)= 9,7 lb/gal
V inj = V final na coluna + V vazio no anular Vi=Vf+Vv
Altura do anular com 5000 psi. 5000=0,17x10xHv => Hv = 2941 m.
3000-2941 = 49 m => Vv = 59 m x 0,2 bbl/m = 11,8 bbl
Altura na coluna com 5000 psi
P=5000 psi = 0,17 x 8,5 x Hf + 0,17 x 10 x (3000-Hf) => Hf=392 m
Vf = 392 m x 0,05 bbl/m= 19,6 bbl
Vi=Vf+Vv = 19,6 bbl + 11,8 bbl = 31,4 bbl
Perfuração
1.5 – Conexão:
Exercício n° 5: qual o torque para uma conexão de um DP 4 1/2”, 16,6
lb/ft, grau E, rosca EU NC-59 sabendo-se que o OD do Tool Joint é de
6” e o ID é de 3 7/8”? Resposta: existem tabelas que reduzem a
resistência a Torção para 60 % do valor dessa, como adequada para
aplicar no tool joint. Torque============
Obs. Se fosse OD=6,5”, o valor
Seria o mesmo, pois é menor
Entre o Box e o Pin.
Entra-se com os 
diâmetros do OD na 
vertical e ID na 
horizontal e toma-se o 
menor valor deles, 
lido na parte inferior 
da curva (60%<).
Perfuração
2 Acessórios
2.3 Ferramentas de impacto (Jar)
Exercício n°6: Calcule a velocidade do martelo depois da primeira, segunda,
terceira, quarta, reflexão e a força de impacto do jar.
Dados: DC 8”x 3”, DP 5” x 4,277”, velocidade do som no DC= 16800 pés/s,
Overpull = 100.000 lbf e área do Jar = área do DC
Área do DC
Adc = ∏/4(8²-3²)= 43,197 pol².
Velocidade do som no meio (DC)
Vdc = Tovp x Vs/(Adc x E) =(100.000x16800)/(43,197x30x10⁶)=1,297pé/s
Área do DP
At = = ∏/4(5²-4,277²)= 5,268 pol².
α = Adc/At = 43,197/5,268= 8,20
λ = (α-1)/(α+1) = (8,20-1)/8,20+1)= 0,7826
Perfuração
Exercício n°6
Velocidade do jar
Vjar 1 = 1,297 (1+2 x 0,7826)= 3,33 ft/s
Vjar 2 = 1,297 (1+2 x 0,7826 x 0,7826²)= 4,92 ft/s
Vjar 3 = 1,297 (1+2 x 0,7826 x 0,7826² x 0,7826ᶟ)= 6,16 ft/s
Vjar 4 = 1,297 (1+2 x 0,7826 x 0,7826² x 0,7826ᶟ x 0,7826⁴)= 7,13 ft/s
Vjar = 1,297 (1+2 x 0,7826/1-0,7826)=10,63 ft/s
Força de impacto
Fi = (43,197/(43,197+43,197) x (Vjar/1,297) x 100.000=
Para Vjar=3,33 ft/s -> Fi= 128.373 lbf. Vjar=4,92ft/s -> Fi=189.668 lbf
Vjar= 6,16 ft/s -> Fi= 237.471 lbf, Vjar= 7,13 ft/s -> Fi = 274,885 lbf
Vjar = 10,63 ft/s -> Fi = 409.792 lbf .
Perfuração
3 – Ferramentas de manuseio
Cálculo do torque na conexão:
O torque é a força multiplicada
pelo tamanho da chave flutuante.
T = R x F x sen α.
Exercício n°7: determine a tração
no torquímetro e a força no
cathead, para as duas
configurações, sabendo-se que o
torque a ser dado é calculado no
exercício n°5 (19500 lbf. Ft) e o
braço da chave mede 4 ft.
R
F
α
Tubo
Perfuração
3 – Ferramentas de manuseio
Situação 1
C = 19.500 (lbf.ft)/4(ft)= 4875 lbf
F = 4875 lbf/2 = 2437,5 lbf
Força (F) no Cathead de 2437,5
lbf.
Tração no Torquímetro (indicador
detração) de 4875 lbf
4 ft
Perfuração
3 – Ferramentas de manuseio
Situação 2
R = 19.500(lbf.ft)/4(ft)= 4875 lbf
F = C = 4875 lbf/2 = 2437,5 lbf
Força co Cathead de 2437,5 lbf.
Tração no Torquímetro de 2437,5
lbf.
FORÇA
Perfuração
3 – Ferramentas de manuseio
Exercício n°8: Qual a máxima tração que a cunha suporta de um DP na
mesa rotativa, sendo: DP 5”OD, 19,5 lb/pé grau G, Premium, Rt =
43.6150 lb (isso vem de tração, mais adiante), considere o
comprimento da cunha de 1’ = 12” e FS =1,15.
Wmax = 436150/( 1,15 x Ѵ1+(5/2)x(2,5/12)x((5/2)x(2,5/12))² )
Wmax = 283.300 lbf. É a máxima tração que essa cunha faz o DP
suportar na mesa rotativa sem escorregar a coluna.
Colar de segurança: para comandos lisos com a função de prover um
batente para cunha caso o comando deslize.
Perfuração
Exercícios n°9
1-Informe 4 principais funções da coluna de perfuração?
2-Informe 4 principais componentes da coluna de perfuração?
3-O que deve constar na especificação do tubo de perfuração?
4-Por que tubos de perfuração são fabricados com reforço na
extremidade?
5-O que é um tubo de perfuração de classe premium?
6-Qual a parte mais frágil dos tubos de perfuração?
7-Quais as 3 funções do Drill Colar?
8- Por que usar HWDP?
9-Cite 4 tipos de subs?
10-Para que servem os estabilizadores na coluna de perfuração?
11-Qual a função do colar de segurança?
12- Cite 5 ferramentas de manuseio?
13- Quais os tipos de conexões utilizados na coluna de perfuração?
Perfuração
4.1 – Tração
Exercício n°10 – calcular o valor da resistência a tração De um tubo 4
½ OD=, 16,6 lb/pé, grau E, no ar, com 2t=0,674”, Novo e Premium,
FS=1,6.
Novo => A = π x (4,52 – 3,8262)/4 = 4,407 pol2
Premium= > Desgaste=> 0,674”x0,8 = 0,5392
0,5392+3,836 =4,365”
Premium => A =π x (4,3652 – 3,8262)/4 = 3,468 pol2
Rt n = 75.000 x 4,407 = 330.558 lbf (valor encontrado em tabelas)
Rt p = 75.000 x 3,468 = 260.165 lbf
Rt n = (Y x A x 0,9)/FS = (75.000 x4,407x0,9)/1,6 = 185.938,87 lbf
Rt p = (Y x A x 0,9)/FS = (75.000 x3,468x0,9)/1,6 = 146.342,81 lbf
Engenharia
Perfuração
4.2 – Pressão Interna
Na pressão interna para o cálculo do tubo desgastado considera-se o
desgaste apenas na espessura, o diâmetro externo permanece
nominal. Fator de segurança igual a 1,1.
Exercício n°11: Qual a Rpi de um tubo de perfuração 4 ½” OD, 16,6
lb/pé, ID = 3,826, grau E, novo.
Grau E -> Y = 75.000 psi vem da tabela constante no slide do grau do
aço.
t = (4,5 – 3,826)/2 = 0,337”
Rpi = 1,75 x t x Y/OD = 1,75 x 0,337 x 75000/4,5= 9.830 psi
Rpi = 9830/1,1 = 8935 psi.
Perfuração
4.2 – Pressão Interna
Exercício n° 12: Qual a Rpi de um tubo de perfuração 4 ½” OD, 16,6
lb/pé, grau E, Premium?
É permitida uma redução de 20% da espessura.
Grau E -> Y = 75000 psi
t = (4,5 – 3,826)/2 = 0,337”x 0,8 = 0,2696”
Rpi = 1,75 x t x Y/OD = 1,75 x 0,2696 x 75000/4,5 = 8987 psi
Rpi = 8987/1,1 = 8.170 psi.
Comparando o exercício 10 com o 11 podemos verificar a redução de
pressão devido ao desgaste.
Tubo novo -> Rpi =8.935 psi
Tubo preminum -> Rpi = 8.170 psi
Perfuração 
4.3 – Colapso
Exercício n°13: Qual a resistência ao colapso de um tubo de
perfuração 4 1/2”, 16,6 lb/pé, grau E, novo?
Da tabela ID = 3,826”
Grau E (tabela) = Y = 75.000 psi
t= 4,5-3,826/2 => t=0,337“
OD/t = 4,5/0,337 = 13,353 < 13,67 (Logo a falha se dá no regime de
escoamento ou pseudo-plástica).
Pce = 2 x Y x ((OD/t)-1)/(OD/t)²)
Rce = 2 x 75.000 x ((4,5/0,337)-1)/(4,5/0,337)² = 10.392 psi
Rce com fator de segurança, temos Rces= 10392 psi/1,125= 9237 psi
Perfuração 
4.3 – Colapso
Exercício n°14: Qual a resistência ao colapso de um tubo de
perfuração 4 1/2”, 16,6 lb/pé grau E classe Premium?
t=0,377 (ver exercício 6)
Grau E => Y = 75000 psi.
Solução
t =0,337 x 0,8 = 0,2696”
OD = 4,5 – (2 x (0,337-0,2696))=4,3652” (desgaste do OD)
OD/t = 4,3652/0,2696= 16,19. 13,63<16,19<22,91
Logo falha se dá no regime plástico.
Rcp = Y x (A/(OD/t)-B)-C
Rcp = 75.000 ((3,054/16,1914)-0,0642)-1806= 7.525 psi
Rcps com fator de segurança = 7525 psi/1,125 = 6.689 psi
Compare exercício n°12 c/n°13.
Perfuração 
4.3b – Torção
O momento de inércia usado na torção é o momento de inercia polar,
Jp=∏/32(OD⁴-ID⁴). No momento de inércia de área, analisa a inércia de
uma área e sua distância, de giro ao redor de um eixo x ou y, ortogonais.
No momento de inércia polar entra-se com o raio r, pois o giro da peça é
em torno de seu eixo central.
Exercício n°15: Qual a resistência a torção de um tubo de perfuração 4 ½
OD, 16,6 lb/pé, grau E novo?
Dados:
OD=4,5”, ID =3,826”
Cálculos
re = OD/2 = 4,5”/2 = 2,25”
J=∏/32 x (4,5⁴–3,826⁴) = 19,221”
ζ max = 0,577 x 75.000= 43.275 psi
Q=(19,221 pol⁴x 43.275lbf/pol²)/2,25pol= 369.684 lbf.pol
Q=369.684 lbf.pol x (1 pé/12 pol) = 30.807 lbf.pé
Perfuração 
4.3b – Torção
Exercício n°16: Qual a resistência a torção de um tubo de
perfuração 4 ½ OD, 16,6 lb/pé, Premium?
OD=4,5”- 2 x (0,337 - 0,2696) = 4,3652”
re = 4,3652 / 2 = 2,1826”
J= (∏ / 32) x (4,3652 ⁴ – 3,826 ⁴) = 14,6097”
ζ max = 0,577 x 75.000 = 4.3275 psi
Q= (14,6097 x 43275) /2,1826= 289.670 lbf.pol ou 24.139,16 lbf.pé
Comparando o exercício n°15 com o n°16 nota-se a influência do
desgaste. O desgaste é no OD.
Exercício n° 15 => 30.807,00 lbf.pé
Exercício n° 16 => 24.139,16 lbf.pé
Perfuração
4.4 – Efeito da tração no colapso
Exercício n°17: qual a resistência ao colapso de um tubo de
perfuração 4 ½”, 16,6 lb/gal, grau E (75.000 psi), novo, sujeito a
tração de 200.000 lbf?
A=∏/4(4,5²-3,826²)= 4,4074 in²
σa= 200000 lbf/4,4074(in²)= 45378 psi
X = σa/Y = 45.378(psi)/75.000(psi)=0,605
0,605²+0,605 x Z + Z² =1
Z 0,5492
-1,1542 (descartar)
Resistência ao colapso
OD/t= 4,5/0,337 = 13,353 < 13,67 (Dimensão ESCOAMENTO)
Rc = 2 x 75.000 x ((4,5/0,337)-1)/ ((4,5/0,337)²)=10.392 psi
Rca= 0,5492 x 10.392 psi. Com (FS) Racs= 5.707,29/1,125= 5.073 psi
Perfuração
4.4 – Efeito da tração no colapso
Exercício n°18: mesmo exemplo para tubo de perfuração Premium.
Espessura = 0,337 x 0,8 = 0,26”
OD= 4,5-2(0,337-0,2696)= 4,3652”
Área = ∏/4(4,3652²-3,826²) = 3,4689”
Tensão Axial = 200.000 lbf/3,4689 in² = 57656 psi.
Logo: X =σa/Y = 57.656 psi/75.000 psi=0,7687
0,7687²+ 0,7687 x Z + Z² =1
Z =(0,3618 ou -1,1310)
Resistência ao Colapso: OD/t= 4,3652/0,2696 =16,19 (Regime plástico)
Rcp=75.000((3,054/16,1914)-16,19)-1806=7.525 psi
Rca = 0,3618 x 7.525 = 2.722 psi
(a = efeito da tensão axial)
Rcas = 2.722 psi/1,125= 2.420 psi
Perfuração 
4.4 – Efeito da tração na torção
Considera-se a resistência a torção de um elemento na parede externa
do tubo, quando nota-se que ζmax de cisalhamento é o ζ do raio
externo. Então essa tensão será a máxima reduzida.
ζ r,max = √ ζmax² – (σa/2)²
Q reduzido =( J x ζ r,max) /re
Exercício n°19: Qual a resistência a torção de um tubo de perfuração de
4 ½” OD, 16,6 lb/pe, E, novo, quando tracionado com 100.000 lbf?
Raio externo = 4,5/2 = 2,25”
A = ∏/4 x(4,5² - 3,826²) = 4,407 pol²
J= ∏/32 x (4,5 ⁴-3,826 ⁴ )= 19,221pol ⁴
Tensão de cisalhamento max.= 0,577 x 75.000 psi= 43.275 psi
Tensão axial = σa/A = 100.000 lbf/4,407 = 22.691 psi
Perfuração 
4.4 – Efeito da tração na torção
Exercício n°19 (cont.)
ζmax = calculado no exercício 14 e 15
ζ r,max= Vζmax² – (σa/2)² = V 43275²-(22.691 /2)² = 41.761 psi
Torção máxima
Q = J x (ζ r,max)/re =19,221 pol ⁴ x 41.761 psi/2,25 pol = 356.750 lbf. pol
Perfuração
Exercício n°20
Calcule o comprimento mínimo de DC, para a coluna no fundo do
poço, a fim de garantir que a linha neutra não atinja os Hw. Verificar
se os comandos não flambam. Dados:
1) PSB = 45.000 lb
2) DC = 6” x 2”, c/ 102 lb/ft
3) Hw = 5” x 3”, c/ 49,5 lb/ft
4) DP = 5” x 4,276” c/ 19,5 lb/ft
5) ρ = 10 lb/gal
6) Inclinação do poço ἀ = 10 graus
7) Fator de segurança(FS) = 1,2
Obs: o exercício fixou o FS=1,2 e se não fixasse é comum projetar o
comprimento dos DC com apenas 80% do seu trecho sujeito a
compressão para evitar que a compressão atinja os DP.
Perfuração
Exercício n° 20
a)Fator de flutuação: α = 1-ρ(fluido)/ρ(aço) -> 1-10/65,5=0,847
b)Comprimento do DC p/garantir que a linha neutra fique no DC.
x=(PSB . FS)/(W . α . cos ἀ)->45.000*1,2/(102*0,847*cos10°)=635 ft
c) Verificação pela carga crítica de flambagem
IDC = π*(OD⁴ – ID⁴)/64 = π*(6⁴ – 2⁴)/64 = 62,85 pol⁴
r = (D poço – ODDC) /2 = (12,25” – 6”)/2 = 3,125 pol
Fs = 2 Ѵ(E x IDC x W x α x sen ἀ)/r -> 2 Ѵ30x10⁶x62,85x(102/12)x0,847 x sen 10°/3,125
Fs = 54.920 lbf.
Como os comandos estão sujeitos a PSB = 45.000 lbf não sofrem
flambagem pois essa PSB é menor que a força de flambagem senoidal
de 54.920 lbf.
O peso dos comandos é de 64.770 lbf, mas na broca só chegam
45.000 lbf
Perfuração 
Exercício n°21
Num poço vertical temos uma coluna com 3.000 m, com 15
comandos, c/30 pés, 7” OD, 3“ ID, c/100 lb/pé e o restante com tubos
de perfuração de 4 ½” OD e 16,6 lb/pé, grau E (E=75000 psi), Premium
NC 50. O peso sobre a broca é 30.000 lbf. O fluido de 16,6 lb/gal. Os
comandos são novos e não tem desgaste. Pede-se:
a) Linha neutra de flambagem.
b) Peso da coluna na superfície com a broca levantada do fundo do
poço
c) Tração no primeiro DP depois do último DC.
d) Linha neutra de tração.
a)Linha neutra de flambagem
α = 1-ρ(fluido)/ρ(aço) => 1-16,6/65,5=0,7465
x = PSB/(ws x α) => 30.000/(100 x 0,7465) = 401 pés (do fundo para a
superfície).
Perfuração 
Exercício n°21
Linha neutra de flambagem
A linha neutra de flambagem esta no trecho de comandos?
15 DC x 30 pés = 450 pés > 401 pés. Ok. 450 pés =137 m
Também 401 pés = 89% de 450, portanto atende a condição prática
dos 90% de comandos na área de compressão.
b) Peso da coluna na superfície com a broca levantada do fundo.
P1= peso do DP
P2= peso do DC
P3 = Empuxo
P4=Empuxo p/diferença de área entre DC/DP
P1
P2
P3
P4
Perfuração 
Exercício n°21
Cálculo de P1.
DP= 4 ½” x 3,826”, 16,6 lb/pé e t=0,337.
Desgastando o DP: 0,337 x 0,8 = 0,2696”
OD= 3,826 +2 x 0,2696”= 4,3652”
Área reduzida= 3,1416/4 x (4,3652²-3,826²)=3,468 pol²
Correção do peso: pela redução de área.
Área orig = (3,1416/4) x (4,5²-3,826²)= 4,4074 pol²
4,4074 pol²--------- 16,6 lb/pé
3,468 pol² ---------- x = 13,06 lb/pé
Peso P1
P1=((3000 m x 1pé/0,3048 m)–450 pés) x13,06 lb/pe=122.666,30 lbf
P1
Perfuração 
Exercício n°21
Cálculo de P2.
DC= 100 lb/pé x 450 pés= 45.000 lbf
Cálculo de P3 (Empuxo).
Área DC (sem desgaste p/definição)= 3,1416/4(7²-3²)=31,416 pol²
Ph3000 = 0,17 x 16,6 lbf/gal x 3000 m =8.466 psi
E= A x Ph3000 = 8.466 lbf/pol² x 31,416 pol²= 265.967,00 lbf
Cálculo de P4 (diferença de áreas).
Área DC – Área DP reduzida= 31,416pol²- 3,468pol²=27,95pol²
PhP4=Ph(3000m-450pés)= 0,17x16,6x(3000-137,16)=8.078 psi
P4 = 8078 psi x 27,97pol²= 225.967,79 lbf.
P2
P3
P4
Perfuração 
Exercício n°21
Peso na superfície
Peso na superfície = P1+P2+P4-P3
P. sup=122.666,30+45.000+225.967,79-265.967,00=127.667,09 lbf
c)Tração no primeiro DP depois do último DC.
Sinal só de convecção.
265.967+30.000=295.967 lbf
295.967-45.000=25.0967 
lbf
250.967-225.967=25.000 
lbf
25.000-122.666,30= - 97.666,30 lbf
LNF
LN
686m
122 m
137 m
compressão tração0
-------------
Perfuração 
Exercício n°21
c) No primeiro DP após o último DC temos compressão de 25.000 lbf.
O ideal é como HW.
d) A linha neutra de tração é
T=0,0 = 25.000 x z= 97.666,30((3000m-450ft)-z)
25.000z= 97.666,30 x (2827-z)
z= 2278 m. Assim 2827-2278= 549m
LN = 549m + 137m= 686m
Conclusão: segundo Lubinsky, a flambagem não ocorre se o peso
sobre a broca for menor que o peso flutuando (w.α) dos comandos.
Por esse motivo a LNF pode ficar abaixo da LN de tração.
137m
Z= 2278 m
2827 m
686 m
Perfuração
Exercício n°22
Uma coluna de perfuração entupiu em 3000 m. Qual a máxima
pressão de bombeio permitido para tentar desobstruir a coluna?
Dados:
Tubo OD=4 ½”, grau E, classe 2, 16,6 lb/pé
ID= 3,826”
Resistência a tração= 225.771 lbf
Máxima pressão possível das bombas da sonda = 7.863 psi
FS para RT=1,25
FS para Pi = 1,1
Fluido = 10 lb/gal
t=0,337”
Profundidade do poço = 3000 m
Ponto de entupimento = 3000 m
Perfuração
Exercício n°22
Espessura para classe 2 = 0,7 x 0,337” = 0,2359”
OD desgastado = 4,5” – 2 (0,337”- 0,2359”)= 4,29”
ID desgastado = 4,5” – 2 x 0,2359” = 4,02”
Verificando a falha por pressão interna.
Rpi = 1,75 x t x Y/OD = 1,75 x 0,2359” x 75.000 psi/4,5”= 6.880 psi.
Rpi = 6.880/1,1 = 6.254,92 psi
Pressão de bombeio máxima = 7863 psi
Conclusão. A pressão máxima de bombeio não pode passar de
6.254,92 psi, pois senão teremos falha por pressão interna.
Como vimos a pressão interna e tração são esforços que se auxiliam
e isso não serão considerados esforços combinados e sim
independentes.
Perfuração
Exercício n°22
Verificando a falha por tração.
Peso = 3000 m x 1pé/0,3048 m x 16,6= 163.385 lbf
Pressão hidrostática a 3000 m = 0,1704 x 10lb/gal x 3000 m =5100 psi
Rt = 225.771 lbf/1,25 = 180.617 lbf
Para tubo desgastado pelo lado de fora
Empuxo (interno) = (5100 + P) π x ID = (5100+P)3,1416 x 3,826²/4 =
58.634+11,497 x P
Empuxo (externo) =5100 x 3,1416 x 4,29²/4= 73.986 lbf
Para tubo desgastado pelo lado de dentro
Empuxo (interno) = (5100 + P) π x ID = (5100+P)3,1416 x 4,02²/4 =
64.999+12,745 x P
Empuxo (externo) =5100 x 3,1416 x 4,5²/4= 81.112 lbf
Perfuração
Exercício n°22
Verificando a falha por tração.
Equação por fora teremos:
Rt = peso da coluna + empuxo no interior – empuxo externo
180.617 lbf= 163.385 lbf+58.634+11,497 x P-73986 ->P=2.816 psi
Equação por dentro teremos
Rt = peso da coluna + empuxo interno – empuxo externo
180.617 lbf= 163.385 lbf+64.999+12,745 x P - 81.112 ->P= 2.616 psi
Montando a equação com que é mais crítico (que reduz mais a tração)
de ambos os lados temos
180.617 lbf= 163.385 lbf+64.999+12,745 x P – 73.986 ->P=2.057 psi
Portanto a máxima pressão de bombeio deverá ser de 2.057 psi, e a
falha mais crítica é por tração e não por pressão interna.
Perfuração
Exercício n°23
Repetir o exercício com os mesmos dados, mas somente considerando por
segurança o peso próprio como se fosse de tubo novo (17,95 lb/pé).
Resposta =1.574 psi.
PRESSÃO DE BOMBEIO
PESO PRÓPRIO
EMPUXO NO INTERIOR
EMPUXO NO EXTERIOR 
Entupimento
Perfuração
Exercício n°24
Determine a posição da linha neutra de tração x compressão e a
posição da linha neutra de flambagem numa coluna vertical.
Dados:
Fluido = 0,5 psi/pé
9000 pés de DP com 30 lbf/pé
1000 pés de DC com 60 lbf/pé
PSB = 30.000 lbf
F1 = EMPUXO PSB = PRESSÃO SOBRE A BROCA
WDC = PESO DOS COMANDOS
WDP = PESO DOS DRILL PIPES
F2 = DIFERENÇA DE ÁREA
Perfuração
Exercício n°24
1) Áreas
ADP = W/3,4 = 30 lbf/pé/3,4 = 8,82 pol²
ADC = W/3,4 = 60 lbf/pé/3,4 = 17, 65 pol²
(diferença de área) ADC – ADP = 17,65-8,82= 8,83 pol²
2) Fator de flutuação
(0,5psi)/pé=0,5 lb/(in² x pé) x (144in²/pe²) x 1pe³/7,841 gal=9,83lb/gal
α = 1 – ρf/ρa = 1 – (9,83/65,5)= 0,85
3) Empuxos
F1 = 10.000 pés x 0,5 psi/pé x 17,65 pol²= 88.250 lbf
F2 = 9.000 pés x 0,5 psi/pé x 8,83 pol²= 39.600 lbf
Perfuração
Exercício n°24
4) Avaliação do carregamento de baixo para cima
F1 + PSB = 88.250 lbf + 30.000 = -118.250 lbf (para cima sinal (-))
-118.250 lbf + 60 lbf/pé x 1000 pé = - 58.250 lbf
- 58.250 + 39.600 lbf = -18.560 lbf
-18.560 lbf + 30 lbf/pé x 9000 pés = 251.440 lbf
negativo positivo
.....................................
traçãocompressão
-118.250
-58.250
-18.560
251.440
1619 pés
1000 pés
LN
588 pés
LNF
0,0
Y
Perfuração
Exercício n°245) Linha neutra de tração e compressão
x = F/w = (30.000 lbf + 88.250 lbf)/60 lbf/pé = 1970 pés
Ultrapassou os comandos; 1970 pés > 1000 pés
Y = F/w = 18.560 lbf/30 lbf/pé = 619 pés
LN = 1000 pés + Y pés = 1000 pés + 619 pés = 1619 pés.
LN = 1619 pés
6) Linha neutra de flambagem
x’ = PSB/(W x α) = 30.000 lbf/ (60 lbf/pé x 0,85) = 588 pés
LNF = 588 pés.
A diferença entre LN e LNF é que considera todos os esforços
reagentes e a LNF considera apenas a reação do peso sobre a broca.
BOP e início do poço
3 - BOP “stack” - Fechamento e abertura das gavetas
Exercício n°1 ; num BOP de gavetas da Cameron 18 ¾” x 10.000 psi
a RFC = 7,4:1, e a máxima pressão do poço no BOP stack = 10000
psi, pergunta-se: qual é a mínima pressão para fechar o BOP?
PMF = 10000/7,4 = 1531 psi
Para abrir o BOP com a maior pressão do poço atuando, precisa-se
de pressão maior que a de fechamento e mais as perdas de fricção.
A razão de abertura de um BOP de gavetas é a RAB.
RAB = Área de atuação da pressão no pistão/ área exposta a
pressão do poço
PMA = Pressão mínima de abertura = máxima pressão do poço no
BOP stack/ RAB.
BOP e início do poço
3 - BOP “stack” - Fechamento e abertura das gavetas
Exercício n°2 ; num BOP de gavetas da Hydrill 18 ¾” x 15.000 psi
com razão de abertura (RAB) tabelado = 2,15: 1. pergunta-se qual é
a pressão mínima para a abertura do BOP
PMA = Pressão máxima/RAB = 15.000/2,15 = 6.976 psi
Exercício n° 3: dimensionar, o BOP (BOP=>3000, 5000, 10.000,
15.000 psi) para um poço terrestre que terá duas fases, a primeira
fase broca de 12 ¼” (Rev. 9 5/8”) terá sapata a 500 m e a fase final,
broca de 8 ½” (Rev. 5 ½”) terá sapata a 2670 m, sabendo-se que a
pressão de poros é de 8,9 lb/gal.
Solução: o dimensionando é feita para uma condição crítica. Como
se um kick expulsou o óleo e temos uma névoa de gás. Assim, temos
que descontar o peso dessa névoa = 2 lb/gal.
BOP e início do poço
Exercício n° 3:
P cabeça = Pp – Peso do fluido = 0,17x8,9x2670 – 0,17x2x2670 = 3130
psi
Portanto, escolhe-se o primeiro BOP com pressão superior que o de
5000 psi.
Exercício n° 4: dimensionar, o BOP(3000, 5000, 10.000, 15.000 psi)
para um poço terrestre que terá 3 fases, a primeira fase (Rev. 13 3/8”)
terá sapata a 500 m e segunda (Rev. Inter. 9 5/8”) terá sapata a 2650
m, e a fase final (produção 5 ½”) terá sapata a 3980 m, sabendo-se
que a pressão de poros é de 8,6 lb/gal. Até 3000 a névoa interna ao
poço tem peso de = 2 lb/gal e abaixo de 3000m tem peso = 2,64
lb/gal.
P máx. cabeça fase 2
P cabeça = Pp – Peso do fluido = 0,17x8,6x2650 – 0,17x2x2650 = 2970
psi
BOP e início do poço
Exercício n° 4:
P máx. cabeça fase 3
P. Cabeça = 0,17x8,6x2650 – 0,17x2x3000 - 0,17x2,64x980 = 4360 psi
Portanto o BOP será de 5000 psi.
BOP e início do poço
7- Riser de perfuração
Exercício n°5: Calcular da pressão de colapso e a profundidade que o
riser de 21” x 0,5”, com tensão de escoamento de 52.000 psi a ser
descido vazio e Overpull de 50.000 lbf:
Para OD/t>38,83 o colapso =>: Pc=(46,95x10⁶)/((OD/t)((OD/t)–1)²)
Onde: Pc = pressão de colapso.
OD/t = Diâmetro externo / espessura da parede.
YP = tensão de escoamento = 52.000 psi
OD/t= 42.
Pc =(46,95x10⁶)/((42)((42)–1)²)) = 665 psi.
Profundidade para descer vazio = 665/(0,17x 8,5)= 460,2 m
No entanto, a tração reduz a resistência ao colapso e temos:
Pc red= (√ 1 – 0,75(σz/YP)² - 0,5(σz/YP))xPe
BOP e início do poço
7- Riser de perfuração
Exercício n° 5
SA = Overpull => precisamos passar para (σz)
YP= limite de escoamento .
Para o riser HUGES, 21”x 0,5” temos o limite de escoamento =
52.000 psi e overpull de 50.000 lbf.
T. axial =F/A = (50.000 x 4)/((21²-20,5²) x 3,1416) = 3068 psi
tensão/YP = 3068/52000= 0,059
Pc red= (√1–0,75 x (0,059)² - 0,5(0,059)) x 665=642 psi
Profundidade = 642/(0,17 x 8,5) = 444 m.
Ainda faltaria aplicar o fator de dobramento e o de segurança.
Perfuração
5 - Tempo econômico de pescaria:
TEP = (Cpeixe + Ctampão + Cdesvio + Creperfurar)/CDP
Cpeixe = custo do peixe
Ctampão = custo do tampão
Cdesvio = custo do desvio
Creperfurar = custo de reperfurar
CDP = custo horário da sonda
Exercício 1 : Uma coluna ficou presa, sabendo que os
custos são:
CDP = US$ 5000,00/h, custo do peixe = US$ 150000, (custo
do
Tampão+custo do desvio+custo de reperfurar) = US$
250000. Qual o TEP.
TEP= (150000+250000)/5000 = 80h => 2,3 dias.
1 - INTRODUÇÃO
Exercício n°1: a)Determine a pressão que atua abaixo do BOP de um
poço cheio de gás, com densidade 0,65 (em relação ao ar), cuja
pressão de Pp = 4000 psi. A temperatura média é de 100 °F e o fator
de compressibilidade do gás de 0,85. b)determine a pressão da coluna
de gás. c) Compare o valor obtido com o valor estimado (2 lb/gal até
3000 m) usado para definir a pressão de trabalho de um BOP.
a) Pb = Pp + 14,7 psi.
Pb = 4000 psi + 14,7 psi = 4014,7 psia.
Pb = Pt x e ((ϒ. ∆H)/(16,3 Z (T +460)))
Pt = Pb/ e ((ϒ. ∆H)/(16,3 Z (T +460))) = 4014,7/ e ((0,65 . 3000)/(16,3. 0,85 (100 +460)))
Pt = 3.122,50 psia.
Pressão abaixo do BOP = 3122,50 psia -14,7psi = 3107 psi.
b)Pressão hidrostática da coluna de gás = 4000 - 3107 = 892 psi.
c)Pressão estimada superfície=4000 psi–0,17x2(lb/gal)x3000=2980 psi
Conclusão: adotar o valor maior, item a.
2 – Causas do kick
2.1 Falta de ataque ao poço;
Quando a coluna de perfuração é retirada sem o abastecimento do
poço pelo volume de lama equivalente ao volume de aço retirado do
poço. A pressão no fundo do poço diminuirá e poderá ocorrer a
entrada de fluido da formação (Kick).
Solução: completar o poço c/fluído após a retirada de 3 ou 5 seções.
A redução de pressão é: ΔP(psi)=0,17xρlama(lb/gal). Vol /(Cr-DESCOL)
Volume de aço que é igual ao volume de fluido para completar o
poço: Vol = Lcol x DES col
LCOL = é o comprimento da tubulação retirada em metros;
DEScol=0,00319 x (OD²-ID²) é o deslocamento da tubulação retirada
em bbl/m. Sendo OD e ID diâmetros externo e interno da tubulação
retirada ;
Cr = 0,00319 x (IDr²) Sendo IDr= diâmetro interno do revestimento e
Cr é a capacidade do revestimento.
2 – Causas do kick
2.1 Falta de ataque ao poço;
Exercício n°2: determinar a massa específica do fluido equivalente nas
profundidades de 300 e 3000 m após a retirada de uma seção de
comandos de 6 3/3” x 2 13/16”. Sendo a massa específica do fluido 10
lb/gal. Capacidade do revestimento = 0,2422 bbl/m. Deslocamento
dos comandos 0,1198 bbl/m e o comprimento da seção de comandos
28,5 metros.
Vol = 28,5 x 0,1198 = 3,41 bbl
ΔP(psi)=0,17x 10 x 3,41/(0,2402 -0,1198) = 48,2 psi
O ρ equivalente em 300 metros é
ρe = ((0,17 x 300 x 100)psi - 48,2 psi)/(0,17 x 300 m) = 9,1 lb/gal
O ρ equivalente em 3000 metros é
ρe = (0,17 x 3000 x 10-48,2)/(0,17 x 3000) = 9,9 lb/gal
A redução de pressão hidrostática é mais crítica perto da superfície
2 - Causas do kick
2.3 Pistoneio:
A seguinte equação para a perda de carga no anular adotando o
modelo Binghaniano, pode ser utilizada para uma estimativa.
ΔP= L col ((τ1 /(60,96 (de-d1))) +(μp Vret )/(5574 (de-d1)²)))
ΔP= redução de pressão em baixo da broca em (psi);
L col = comprimento da coluna de perfuração em (m);
τ1 = é o limite de escoamento em (lbf/100 ft²);
de = diâmetro do poço ou interno do revestimento, em (pol);
d1 = diâmetro externo do tubo de perfuração, em (pol);
μp = viscosidade plástica em (cp);
Vret =velocidade de retirada da coluna em metros/min
Deve-se utilizar uma margem de segurança na massa específica do
fluido para minimizar os riscos de kick.
MSMmanobra = (2xΔP)/(0,17xD). Sendo D a profundidade do poço em
metros.
2 - Causas do kick
2.3 Pistoneio:
Exercício n°3: determinar a queda de pressão e a margem de
segurança de manobra para a seguinte situação: comprimento da
coluna 3000 m no fundo do poço. Limite de escoamento =5 lbf/100
pe², viscosidade plástica=15 cp, velocidade de manobra =37 m/min,
diâmetro do poço =8,5” e diâmetro do tubo de perfuração =5”.
Determine qual seria a massa específica do fluido de perfuração se a
máxima pressão de poros esperada nessa fase é de 10 lb/gal.
ΔP= L col ((τ1 /(60,96 (de-d1))) +(μp Vret )/(5574 (de-d1)²)))
ΔP=(3000x5)/(60,96x(8,5-5))+(3000x15x37)/(5574x(8,5-5)²))= 94,7 psi
MSMmanobra =(2xΔP)/(0,17xD).
MSMmanobra =(2 x 94,7)/(0,17x 3000) = 0,4 lb/gal
ρmsm = 10 + 0,4 = 10,4 lb/gal.
2 – Causas do kick
2.5 Corte do fluido de perfuração por gás:
A quantidade de gás é expressa por unidades de gás-UG, medida
arbitrária. Como a maior expansão do gás ocorre na superfície, a
pressão hidrostática do poço não decresce muito. Essa redução da
pressão hidrostática pode ser estimada.
ΔP= 34,5 ((ρm/ ρmc) -1)) x log(Ph/14,7)
ΔP = redução no ponto em consideração, em psi.
ρm = é a massa específica do fluido de perfuração
em lb/gal
ρmc = é a massa específica do fluido cortado pelo
gás na superfície, em lb/gal.
Ph = pressão hidrostática no ponto considerado,
em psia.
2 – Causas do kick
2.5 Corte do fluido de perfuração por gás:
Exercício n°4: determine a redução de pressão no fundo do poço,
devido o corte por gás que reduziu a massa específica da lama de 13
lb/gal para 6,5 lb/gal. A profundidade do poço é 2500 m.
ΔP= 34,5 ((ρm/ ρmc) -1)) x log(Ph/14,7)
Ph = 0,17 x 13 .2500 + 14,7 = 5540 psia
ΔP= 34,5 ((13/ 6,5) -1)) x log(5540/14,7) = 88,6 psi
A contaminação por gás é mais comum com:
- gás de background;
- gás de manobra (pode indicar Pistoneio).
- Gás de conexão, quando a bomba para.
4 – Fechamento do poço 
Exercício n° 5: determinar a pressão no fundo de poço, na sapata e
na superfície, após um kick de gás de 1 bbl, ter migrado 1000 m num
poço mantido fechado. Prof. do poço=2500 m, sapata=2000 m e
fluido= 9,5 lb/gal. Pressão de fechamento do choque = 400psi.
Desprezar a altura da coluna de gás e considerar o fluido de
perfuração incompressível.
Pressão no instante do fechamento
c/kick no fundo
P. fundo = 0,17 x 9,5 x 2500 + 400 =
4.437,5 psi.
P. sapata = 4.437,5 – 0,17 x 9,5 x 500 =
3.630 psi.
P. superfície = 400 psi.
2000 m
2500 m
4 – Fechamento do poço 
Exercício n° 5:
Pressão após ter migrado 1000 m. (Como não ocorre variação de volume
durante a migração do gás, a pressão do gás 1000 m acima mantém o mesmo valor
de 4.437,5 psi).
P. fundo = 4.437,5 + 0,17 x 9,5 x 1000 = 6.052,5 psi.
P. sapata = 4.437,5 + 0,17 x 9,5 x 500 = 5.245 psi.
P. superf. = 4.437,5 – 0,17 x 9,5 (2500-1000)= 2442,5 psi
1000 m
500 m2500 m
4 – Fechamento do poço 
Continuação – exercício n°5
Peso Em lb/gal .
ρ fundo = 6052,50/(0,17 x 2500) = 14,2 lb/gal
ρ sapata = 5245,00/(0,17 x 2000) = 15,4 lb/gal.
Notar que após o kick se deslocar 1000 m a pressão no fundo
aumentou de 4435,5 para 6052,5 psi (6052,5 – 4435,5 = 1615 psi).
Portanto, o poço não pode ser mantido fechado e nem totalmente
aberto. A pressão precisa ser drenada pelo choke sem que um novo
Kick adentre ao poço.
Exercício n°4 . Idem ao exercício n°3, mas com o Kick nas seguintes
posições: a) fundo. b)superfície.
Controle de Kick
6c – cálculos necessário para controle do poço:
a – Volume do Kick: igual ao volume de fluido de perfuração ganho
nos tanques.
b – Massa específica do Kick pode ser estimada:
ρk = ρM - (SICP – SIDPP)/(0,17 x Hk).
ρk = massa específica do Kick. Se ρk < 4 lb/gal provável Kick de gás.
ρM = massa específica do fluido de perfuração existente.
Hk = altura do Kick (m).
Se ρk<4lb/gal é gás e se for > 8 lb/gal é óleo e/ou água
salgada.
c – Massa especifica da nova lama para matar o poço.
ρnM = ρM + SIDPP/(0,17 x D)
D = profundidade vertical do poço em metros.
ρnM = peso do fluido novo que mata o poço, em lb/gal
Controle de Kick
6c – cálculos necessário para controle do poço:
d - Quantidade de baritina para elevar o peso da lama.
Wb = (1500 x Vls) x ((ρnM – ρM)/(35,8- ρnM ))
Wb = é o peso de baritina a ser acrescentado em lb.
Vls = é o volume de lama no sistema.
ρnM = peso do fluido novo que mata o poço, em lb/gal.
ρM = massa específica do fluido de perfuração.
Obs: o Wb também pode ser calculado conforme exercício n°12 de
fluidos de perfuração.
Controle de Kick
Exercício n°6: Profundidade do poço= 1500 m. Volume do Kick = 15
bbl. Massa especifica da lama = 10 lb/gal. Capacidade da coluna =
0,05814 bbl/m. Capacidade anular = 0,3326 bbl/m. Volume de lama
no sistema = 1300 bbl. SICP=200 psi. SDPP=150 psi.
Determine: a) ρk. b) ρnM. c) Wb.
a) Hk = 15 bbl /0,3326 (bbl/m) = 45 m
ρk = ρM - (SICP–SIDPP)/(0,17 x Hk) = 10-(200-150)/0,17.45 = 3,5 lb/gal
Portanto Kick de gás.
b) ρnM = ρM + SIDPP/(0,17 x D)= 10 + 150/(0,17 x 1500) = 10,6 lb/gal
A nova lama deverá ter o seu peso acrescido de 0,6 lb/gal para
impedir novos Kicks.
c) Quantidade de baritina: Wb=(1500 x Vls)x((ρnM–ρM)/(35,8-ρnM ))=
Wb = (1500 x 1300) x ((10,6 – 10)/(35,8- 10,6)) = 46.429 lb
É o peso de baritina a ser acrescentado ao fluido para se tornar na
nova lama.
Controle de Kick
Exercício n° 7
Com os seguintes dados calcule:
a) Volume e número de strokes correspondentes ao interior da
coluna.
b) O tipo de fluido invasor.
c) A massa específica do fluido para matar o poço.
d) Quantidade de baritina necessária e o aumento no volume nos
tanques causados pela adição de baritina.
e) As pressões iniciais e finais de circulação
dado valor Dado valor
Prof. Do poço 1500 m Capacidade anular 0,3326
Volume do kick 15 bbl Deslocamento da bomba 0,155 bbl/stk
SIC/SIDPP 200/150 Volume da lama no sistema 1300 bbl
Massa específica lama 10 lb/gal PRC 500 psi
Capacidade coluna DP 0,05814 ∆Pcl 100 psi
Controle de Kick
Exercício n° 7
a)Volume e número de strokes correspondentes ao interior da coluna.
Vcol=1500x0,05814=87,2 bbl
Stksup-br=Vcol/δmp=87.2(bbl)/0,105(bbl)/(Stk)=831 stks
b)O tipo de fluido invasor
ρk=10–((200-150)x0,3326)/(0,17x15)= 5 lb/gal (é gás)
c) ρ do fluido p/matar: ρnm=10+150/(0,15x1500)=10,6 lb/gal
d)Quantidade de baritina necessária e o aumento no volume nos
tanques pela adição de baritana.
Ws = (1500-1300-(10,6-10))/(35,8-10,6) = 46429 lb
46429 lb/135 = 344 pés cúbicos.
e) Pressões de circulação
PIC = SIDPP + PRCr = 150 + 500 = 650 psi
PFC1 = PRCr . ρnm / ρm = 500 x 10,6/10,0 = 530 psi
PFC2 = PFC1 +(∆Pcl x (ρnm /ρm)) = 530 +(100x10,6/10,0) = 636 psi