Aula Perfuração Completação Carlos Monteiro quinta 17 04 2017 (1)

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PERFURAÇÃO E COMPLETAÇÃO
NOMENCLATURA DOS POÇOS DE PETRÓLEO (I)
• O nome do poço é constituído de 5 partes
correspondentes a: Categoria/Finalidade, à Referência
Nominal, à Numeração, ao Tipo e por fim a sua
Referência Geográfica.
• De acordo com a finalidade adotam os códigos abaixo:
Categoria/Finalidade do Poço Código
Exploratório Pioneiro 1
Exploratório Extratigráfico 2
Exploratório de Extensão 3
Exploratório de Pioneiro Adjacente 4
Exploratório para Jazida Mais Rasa 5
Exploratório para Jazida Mais 
Profunda 6
Exploratório de Produção 7
Exploratório de Injeção 8
Especial 9
• A referencia nominal, ou seja, nome, é um conjunto de 2
a 4 letras fornecidos pela ANP, derivada do nome do
operador ou do nome do campo onde se situa o poço.
• A numeração é dada pela ANP em função da ordem
cronológica de perfuração, por operador e por campo
onde se situam os poços.
• O tipo se refere a geometria do poço, da seguinte forma:
NOMENCLATURA DOS POÇOS DE PETRÓLEO (II)
Tipo de Poço Código
Vertical -
Direcional D
Horizontal H
Repetido
Letra acrescida ao n°do 
poço
Partilhado/Multilateral P
Desviado -
de Investigação “i”
• A Referência Geográfica é o conjunto de letras que
identifica a Unidade da Federação onde se localiza o poço;
são utilizadas as siglas oficiais do IBGE para as Unidades
da Federação. Quando o poço localizar-se no mar,
acrescenta-se a letra S (submarino) à sigla da Unidade da
Federação. A referência geográfica pode ser substituída
pela sigla da Bacia Sedimentar, seguida de S (submarino),
nos casos em que os limites interestaduais, no mar, não
estão perfeitamente estabelecidos.
NOMENCLATURA DOS POÇOS DE PETRÓLEO (III)
NOMENCLATURA DOS POÇOS DE PETRÓLEO (IV)
• Exemplos
3 – BD – 1 – ESS
Primeiro poço a ser perfurado após a descoberta do campo 
de Badejo em águas do Espírito Santo, poço de extensão.
1 – RJS – 245
Ducentésimo quadragésimo quinto poço nas águas do Estado 
do Rio de Janeiro, locação pioneira.
3 – BRSA – 1405 – SES
Milésimo quadricentésimo quinto poço de extensão nas águas 
de Sergipe da Petrobrás.
3 – BDe – 5 – D – ESS
Quinto poço de extensão perfurado no campo de Badejo nas 
águas do Espirito Santo repetido. 
NOMENCLATURA DOS POÇOS DE PETRÓLEO (V)
A empresa operadora ou responsável pela aquisição de
dados deve informar a ANP com pelo menos 20 dias de
antecedência que irá dar início a perfuração do poço.
A ANP fornecer o nome, numeração e demais dados de
identificação do poço, após receber a comunicação de a
perfuração foi iniciada, comunicação está que deve ser feita
em até 6 horas após o início.
Embora as empresas adotem outros nomes para os poços
por ela perfurados, a nome oficial é o dado pela ANP.
A perfuração de um poço de petróleo é realizada por
meio de uma sonda de perfuração, a qual é formada por
um conjunto de sistemas compostos por diversos
equipamentos. As sondas podem ser de aplicação
onshore ou offshore, conforme ilustrado abaixo:
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
1. Métodos de Perfuração de Poços
Há basicamente dois tipos de métodos de perfuração de
poços, são eles:
Métodos Percussivos – A perfuração é feita golpeando
a rocha com uma broca causando a sua fragmentação
por esmagamento. Os cascalhos gerados no interior do
poço após vários golpes são retirados posteriormente
através de uma ferramenta chamada caçamba.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Métodos Rotativos – A perfuração é realizada através do
movimento de rotação de uma broca comprimindo a rocha
causando o seu esmerilhamento. A retirada dos cascalhos
gerados é realizada através do bombeio de fluido de
perfuração através dos tubos de perfuração que retorna
pelo espaço entre o anular da coluna de perfuração e o
poço perfurado.
“Anular – Forma de anel”
(Vide diagrama a seguir)
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
O método rotativo consistem em descer rotacionando
uma coluna de perfuração possuindo em sua
extremidade uma broca de aço. O efeito combinado do
peso sobre a broca é da sua rotação sobre a formação
caus a sua fragmentação. Com o objetivo principal de
trazer a superfície estes cascalhos gerados, é injetado
por dentro da coluna de perfuração um fluído que
passa através da broca e retorna através do espaço
anular existente entre a coluna de perfuração e as
paredes do poço. A medida que a rocha vai sendo
esmerilhada e os cascalhos gerados são retirados, há
o aprofundamento do poço.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
O peso aplicado sobre a broca é resultante da própria
coluna de perfuração, sendo colocados tubos pesados
chamados (drill collars) acima da broca. A rotação pode
ser transmitida para a broca através do giro da própria
coluna de perfuração, seja utilizando uma mesa
rotativa ou um equipamento chamado top drive, ou
girando apenas a broca através de uma equipamento
chamado de motor de fundo.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
2. Sistemas de uma Sonda de Perfuração
A operação de perfuração de poços é realizada por
sondas de perfuração que possuem várias estruturas
que em conjunto realizam a atividade de perfuração de
poços. Em apertada síntese, a sonda deve possuir
equipamentos e estruturas aptas a:
- Armazenar os tubos de perfuração a serem
utilizados;
- Elevar e posicionar estes tubos de perfuração;
- Rotacionar a coluna;
- Etc.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
As estruturas da sonda que permitem o
desenvolvimento da perfuração dos poços podem ser
divididas em sistemas, a saber:
Sistema de sustentação de cargas
Sistema de movimentação de carga
Sistema de rotação
Sistema de circulação de fluidos
Sistema de monitoramento
Sistema de segurança do poço
Sistema de subsuperfície (coluna de perfuração) 
Sistema de geração e transmissão de energia
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
2.1 Sistema de Sustentação de Cargas
a) Torre ou mastro
A torre provê a altura necessária ao içamento de uma
seção de tubos a ser descida ou a ser retirada do poço.
As torres mais comuns têm uma altura útil de trabalho
na faixa de 40 metros, mais podem ter mais de 45
metros
Como torres podemos designar as torres convencionais
e os mastros terrestres ou para perfuração marítima.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
As torres convencionais são estruturas em treliça que exigem
a desmontagem e a montagem das vigas uma a uma. Com
isto, conseqüentemente o custo operacional é bastante
significativo.
Os mastros são estruturas semelhantes às torres, só que
montados ou desmontados em seções. Com isto, o tempo de
DTM (Desmontagem -Transporte - Montagem) da sonda fica
sensivelmente diminuído.
Além da altura, as torres são também especificadas por sua
resistência aos esforços desenvolvidos, pelo peso suspenso
no gancho, peso estaleirado na plataforma e ação do vento.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
b) Subestrutura
Estrutura criada sob a plataforma, onde são instalados 
os equipamentos de segurança de superfície. 
c) Estaleiro 
Espaço da locação reservado para armazenar os tubos 
a serem utilizados ou substituídos durante a perfuração 
do poço. Os tubos estaleirados ficam sobre vigas para 
permitir o seu içamento para a área do mastro.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
A subestrutura deve ter altura suficiente que permita a movimentação do
BOP sobre a cabeça de poço.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
2.2 Sistema de Movimentação de Cargas
Esse sistema permite movimentar as colunas de
perfuração, de revestimento, além de outros
equipamentos. Os principais componentes são: cabo de
perfuração, guincho, bloco de coroamento, catarina e
gancho, elevador e swivel.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
a) Cabo de perfuração – Conhecido como linha de
perfuração ou em inglês drilling line, trata-se de um
cabo de aço trançado em torno de um núcleo ou alma,
preso ao guincho em uma extremidade e preso a um
carretel (bobinado slide anterior). É o cabo que será
enrolado e desenrolado para permitir a movimentação
dos equipamentos móveis. O Cabo passa pela âncora,
cuja principal função é travar o cabo e onde se
encontra um sensor que mede a tensão do cabo, que
está relacionado a carga total sustentada pelo guincho.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
b) Guincho – Além de ser o responsável por enrolar e
desenrolar o cabo, apresenta também um sistema duplo
de freios que permite parar ou retardar o movimento de
descida da carga no poço, controlando o peso sobre a
broca.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
c) Bloco de Coroamento – é conjunto estacionário de
polias fixas (4 a 7) montadas em linha num eixo suportado
por mancais de deslizamento, localizado na parte superior
do mastro ou torre, que suporta todas as cargas que lhe
são transmitidas pelo cabo de perfuração. Na extremidade
do eixo existem pinos graxeiros para a lubrificação dos
rolamentos das polias e do próprio mancal de apoio. As
dimensões das polias estão relacionadas com os
diâmetros dos cabos de aço que podem passar por elas.
Quanto maior o diâmetro do cabo maior o diâmetro da
polia. Se a abertura do canal da polia é estreita para o
cabo ambos se desgastarão por abrasão; se é larga
demais o cabo se achata ao passar pela polia pela falta
de apoio lateral (API STANDARD BA)
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
d) Catarina e gancho – é conjunto de polias móveis
montadas em um eixo e são responsáveis por sustentar
os tubos a serem descidos no poço. A catarina fica
suspensa pelo cabo de perfuração que passa
alternadamente pelas polias do bloco de coroamento e
polias da catarina, formando um sistema com 8 a 12
linhas passadas. Na parte inferior da catarina encontra-se
um eixo onde é preso gancho. O gancho consiste em um
corpo cilíndrico que internamente contém um sistema de
amortecimento para evitar que os eventuais golpes
causados pela movimentação das cargas se propaguem
para a catarina. É comum a catarina e o gancho formarem
um só conjunto.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
e) O elevador - é o equipamento usado para segurar a
tubulação durante as movimentações. O elevador é bipartido,
sendo as duas partes ligadas por dobradiças, tendo um trinco
para sua abertura e seu fechamento. A ligação do elevador ao
gancho é feita por duas hastes com olhais nas duas
extremidades – os braços do elevador.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
f) Swivel - elemento que liga as partes girantes às não
girantes, permitindo livre rotação da coluna; por um tubo
na sua lateral (gooseneck) permite a injeção de fluido no
interior da coluna de perfuração.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
2.3 Sistema de Rotação
Método Rotativo Convencional – Neste método o
sistema de rotação é composto pela mesa rotativa, a
bucha do kelly, o kelly e o swivel.
Mesa Rotativa
• Recebe a energia de acionamento sob forma de
rotação no plano vertical e a transforma em rotação no
plano horizontal e a transmite aos demais elementos do
sistema rotativo.
• Suporta por acunhamento o peso da coluna.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
O acionamento da mesa rotativa pode se dar de duas formas, através do 
próprio guincho ou por meio de um conjunto independente.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Bucha do Kelly
É o elemento de ligação entre a mesa rotativa e a coluna de
perfuração. Sua parte inferior, de seção quadrada se aloja
na parte superior do rotor da mesa, de modo que seu
movimento se transfere à bucha do kelly devido às arestas
do encaixe. Seu centro é vazado de fora-a-fora com um
orifício quadrado ou hexagonal, por onde passará o kelly.
O contato bucha do kelly/kelly é feito através de roletes
existentes no interior da bucha, montados em eixos
horizontais, que permitem o livre movimento vertical do kelly
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Kelly
É a haste ligada à coluna de perfuração, que lhe transmite
diretamente rotação e torque. Sua seção quadrada ou
hexagonal possibilita a transmissão e seu centro é
vazado, por onde passa o fluido de perfuração.
(Intuitivamente sabemos que seria mais fácil girar um tubo
se sua seção fosse quadrada e não circular.)
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Bucha do Kelly 
Conjunto mesa rotativa, bucha do 
Kelly e Kelly 
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Top-drive - Outra forma de transferir rotação à coluna é
utilizando o equipamento Top Drive, que basicamente é
um motor capaz de gerar a rotação, ficando posicionado
abaixo do swivel convencional. O Top drive desliza sobre
dois trilhos fixados ao mastro(torre) da sonda permitindo
sua movimentação vertical.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
O Top-drive apresenta, além do motor e transmissão,
um sistema de manuseio de tubos - "Pipehandler" - que
permite içar e descer a coluna de perfuração, além de
conectar ou desconectar a coluna do motor.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
O sistema Top-drive permite perfurar o poço por seção
(3 em 3 tubos) e não um apenas como no caso da
mesa rotativa. O sistema permite ainda que a retirada
ou descida da coluna seja realizada tanto com rotação
quanto com circulação de fluidos de perfuração.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Motor de fundo - O motor de fundo é um motor hidráulico
tipo turbina, instalado no fundo da coluna de perfuração,
acima da broca. Esse motor é confeccionado de tal forma
que proporciona o giro da broca sem movimentar a coluna
de perfuração, o que reduz significativamente o desgaste
da coluna, uma vez que o torque é aplicado diretamente à
broca.
O motor de fundo pode ser de deslocamento positivo ou
turbina.
Os motores de deslocamento positivo operam segundo o
princípio de Moineau. O fluido de perfuração é bombeado
através de cavidades entre o rotor de aço e o estator de
elastômero, ambos helicoidais, provocando o giro do
rotor, que se acopla à broca na sua extremidade inferior
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
2.4 Sistema de Circulação de Fluidos
É composto por equipamentos que permitem a circulação
e tratamento do fluido de perfuração. Os fluidos de
perfuração, armazenados nos tanques de lama, são
bombeados até o swivel, passam através da coluna de
perfuração até a broca, retornando pelo espaço anular
até a superfície, carreando consigo os cascalhos cortados
pela broca. Os cascalhos, então na superfície, são
tratados adequadamente com o objetivo de promover a
separação das partes sólidas dos líquidos e o
reaproveitamento do fluido de perfuração.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Os principais componentes do sistema de circulação de
fluidos são então:
a) Tanques de lama: responsáveis por armazenar o fluido
de perfuração que será injetado na coluna de
perfuração.
b) Bombas de lama: bombas alternativas, duplex ou tríplex
(2 ou 3 pistões), no n° mínimo de duas por motivo de
segurança responsáveis por bombear o fluido de
perfuração.
Obs: Duplex – ação dupla – bombeia nos dois movimentos
do pistão. Triplex – ação simples – bombeia num único
sentido.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
c) Tubo bengala/Tubo Vertical/Stand Pipe: como o swivel
se moverá subindo e descendo ao logo da torre, o tubo
bengala costuma ir pelo menos até a metade da torre,
limitando assim a fadiga do goose neck.
d) Goose neck /pescoço de ganço: trata-se do ponto de
entrada de lama na coluna e está localizado na lateral fixa
do swivel.
e) Subsistema de tratamento: Após retornarem pelo
espaço anular da coluna de perfuração, a lama deve ser
tratada para poder ser reinjetada no mesmo. O
subsistema é responsável por tratar os fluidos que
retornam do poço misturados com cascalhos. O
subsistema é composto basicamente de:
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
i) Peneira Vibratória
A peneira vibratória processa a separação dos sólidos
grosseiros (cascalhos). Éequipada com telas com
aberturas variando de 10 a 150 mesh (mesh = número de
aberturas por polegada linear), adequadas ao tipo de
rocha perfurada. Com o movimento vibratório, os
cascalhos "andam" pela tela inclinada até serem
descartados. Os sólidos que passam através das telas
são removidos por decantação no primeiro tanque de
lama do sistema.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
i) Peneira Vibratória
A peneira vibratória processa a separação dos sólidos
grosseiros (cascalhos). É equipada com telas com
aberturas variando de 10 a 150 mesh (mesh = número de
aberturas por polegada linear), adequadas ao tipo de
rocha perfurada. Com o movimento vibratório, os
cascalhos "andam" pela tela inclinada até serem
descartados. Os sólidos que passam através das telas
são removidos por decantação no primeiro tanque de
lama do sistema.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
ii) Degaseificador
É composto por um motor elétrico ligado por um eixo
vertical a uma bomba centrífuga submersa no tanque de
lama, que descarrega a lama diretamente sobre uma
placa de desgaste. Esse impacto forma um leque circular
de spray de lama, desprendendo o gás. A lama desliza
pela parede interna e segue por gravidade a calha de
descarga, retornando para o tanque.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
iii) Desareiador
É um conjunto de dois ou três hidrociclones de 8" ou 10". O
hidrociclone é cônico e possui duas saídas: a inferior, para as
partículas sólidas descartadas, e outra superior, muito maior
que a inferior, para o fluxo de lama. Uma bomba centrífuga
impele a lama tangencialmente à circunferência interna da
câmara superior do hidrociclone. O fluxo desce
espiraladamente pela parede cônica até a abertura inferior,
quando inverte o sentido e passa a subir espiraladamente
pela parte central do hidrociclone. As partículas sólidas,
devido sua maior massa e forças inerciais, não invertem o
fluxo e continuam o movimento espiralado para baixo até
serem descartadas pelo desareiador
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
iv) Dessiltador
Compõe-se de uma bateria de 8 a 12 hidrociclones de 4” ou
5”. Sua função é descartar partículas menores que 74
microns que tenham passado pelo desareiador
v) Mud cleaner
Nada mais é que um dessiltador com uma peneira que
permite recuperar partículas. Parte do material é descartado
e parte retorna ao fluido por se tratar de aditivos.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
vi) Centrífuga
A centrífuga retira partículas ainda menores que não tenham
sido descartadas pelos hidrociclones. Consta de um tambor
que ao girar cria uma força centrífuga no fluido, forçando os
sólidos para as paredes. As paredes são “raspadas”
internamente descartando as partículas sólidas por um lado
do tambor enquanto que a lama sai pelo outro
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
vii) Misturadores
Servem para homogeneizar a lama nos tanques.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Fluido de Perfuração
Historicamente, quando foi introduzido junto com a
perfuração rotativa, a finalidade do fluido de perfuração
era simplesmente a remoção do cascalho produzido
pela broca no fundo do poço.
Com o progresso tecnológico e as exigências
ambientais, os fluidos tornaram-se uma mistura
complexa de sólidos, líquidos e produtos químicos.
Atualmente as lamas podem ser classificados de acordo
com a natureza dos fluidos de base, como lamas de
base Líquida (agua ou óleo), lamas de base gasosa (ar,
n2, GN) ou Lamas base mista (espuma, névoa)
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Funções do fluido de perfuração:
� Remover os cascalhos gerados pela broca do fundo do poço e 
transportados para a superfície
� Controlar as pressões das formações
� Estabilizar as paredes do poço
� Manter os cascalhos em suspensão sempre que houver parada 
da circulação da lama
� Resfriar e lubrificar a broca
� Lubrificar a coluna de perfuração, reduzindo seu atrito com o poço
� Proporcionar a formação de reboco fino e impermeável para 
proteger as formações produtoras
� Permitir a coleta de informações sobre as formações através dos 
cascalhos, traços de óleo e gás que são detectados na superfície
� Facilitar a realização de testes de formação, perfilagens, etc
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
1 – Tanque de lama
2 – Agitadores de argila
3 – Linha de sucção de lama
4 – Bombas do sistema de lama
5 – Motor do sistema de lama
6 – Mangueira vibratória
7 – Draw-Works (Guincho Principal)
8 – Tubulação vertical de distribuição de lama/Tubo bengala (Standpipe)
9 – Mangueira do Kelly
10 – Pescoço de ganço/Goose neck
11 – Catarina (travelling block) 
12 – Linha de perfuração/cabo de perfuração
13 – Bloco de coroamento (Crown block)
14 – Mastro/Torre (Derrick)
15 – Plataforma de empilhamento (monkey board) – usada pelo torrista (derrick 
man) para manipular o empilhamento dos tubos de perfuração, qdo retirando ou 
colocando um coluna. Costuma ficar situada a cerca de 27 metros de altura
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
16 – Stand do duto de perfuração
17 – Prateleira de estocagem de tubulações/ pipe rack – fica fora do piso da torre
sobre a qual as tubulações de perfuração ou de revestimento são apoiados.
18 – Swivel (Tornel/destorcedor)
19 – Kelly Drive – conjunto de ligação da coluna ao swivel. É uma seção de
tubulação, quadrada ou hexagonal, de aprox. 10,7 metros, aparafusada na parte
superior de uma coluna de perfuração, por sua vez sustentada pelo swivel, que
está suspenso pelo gancho principal de catarina.
20 – Mesa rotativa (Rotary table)
21 – Superfície de perfuração
22 – Bell nipple – serve como funil para guiar os fluidos de perfuração que sobem
do poço
23 – Ânulo do BOP (blowout preventer sistema de prevenção de fluxo
descontrolado)
24 – Tubo de perfuração (drill pipe)
25 – Broca de perfuração (drill bit)
26 – Cabeça do casing
27 – Duto de retorno de lama (flow line)
2.5 Sistema de Monitoramento
É composto por equipamentos utilizados no controle da
perfuração, tais como: manômetros, indicador de peso,
indicador de torque, tacômetro, medidores de vazão de
bombeio etc.
Com a evolução do processo de perfuração constatou-se
uma maior eficiência a partir da sintonia dos diversos
parâmetros da perfuração. Posto isso, surgiu então a
necessidade de monitoração e registro desses parâmetros
por meio de equipamentos que podem ser classificados em:
indicadores e registradores.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Segundo Thomas, os principais equipamentos utilizados no
controle da perfuração são: manômetros (pressão de
bombeio), indicador de peso (gancho e brocas),
torquímetro, medidores de vazão das bombas, tacômetro
(velocidade da mesa rotativa), registrador de taxa de
penetração da broca etc.
O sistema de monitoramento é formado basicamente pelo
painel do sondador que conterá os principais
equipamentos.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
2.6 Sistema de Segurança de Poço
O sistema de segurança de poço tem a finalidade de
proteger a superficie de eventuais erupções que possam
ocorrer durante a perfuração do poço. É constituído de
equipamentos que possibilitam o fechamento e controle
do poço. O sistema de segurança de poço é composto
basicamente de dois conjuntos, a saber:
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
i) Equipamentos de segurança de cabeça de poço
(ESCP): Como veremos em itens anteriores, a
perfuração de um poço de petróleo é realizada em
diversas fases, quando são descidas as colunas de
revestimento. A parte superior do poço, logo acima da
superfície, é composta por diversos equipamentos
responsáveis pela ancoragem e vedação das colunas de
revestimento de superfície, são as chamadas cabeças
de revestimento e de produção. Estes itens serão
melhor estudados quando do estudo de completação de
poços.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
ii) Blowout preventer– BOP – Preventor de Erupções
: é um conjunto de válvulas utilizado para evitar que
erupções de gás, óleo, água ou outros fluidos venham a
chegar a superfície. Quando uma ameaça ou mesmo
uma erupção destes fluidos ocorre, estes equipamentos
são acionados para fechar o poço e desviar estes fluxos
para os tanques de lama.
O conjunto é constituído por uma série de válvulas de
alta pressão, colocadas uma em cima da outra e fixadas
por parafusos.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
a) Válvula anular: é por esta que sai o fluxo de retorno
do fluido do poço. Ela fecha ao redor dos tubos por ação
de uma borracha expansível, logo ele fecha sobre
qualquer diâmetro e não permanece fechado após a
retirada da pressão de acionamento.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
b) Bop Gaveta/Preventor de Gaveta: é uma válvula
composta por duas peças de aço chamadas gavetas,
em forma de meia lua e que também se fecham ao redor
dos tubos. Quando na parte inferior são utilizadas muitas
vezes para vedar o poço, para que sejam trocadas as
gavetas superiores por outras de diferentes diâmetros.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
c) Choke flow Line – é por onde fluirá o fluido do poço no
caso de um blowout e, com isto pode-se controlar as
pressões que surgirem no poço, para evitar danos a
formação. Neste caso a válvula anular deve estar
fechada.
- Válvula cega (blind rams) – é composta por duas peças
de aço que vedam totalmente o poço, sem a tubulação
dentro dele (somente em casos de emergência, quando
há tubos de perfuração, eles são cortados e indo cair no
fundo do poço).
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
2.7 Sistema de geração e transmissão de energia
É o sistema responsável pela geração da energia
necessária para acionar os diversos equipamentos da
sonda. Normalmente essa energia é gerada por motores a
diesel, os quais produzem energia elétrica. Contudo, em
plataformas onde exista produção de gás, é comum
utilizar turbinas movidas a gás natural para geração da
energia elétrica.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
2.8 Sistema de subsuperfície (coluna de perfuração)
•A coluna de perfuração é um dos principais componentes do
sistema de rotação de uma sonda de perfuração. Ela transfere
energia, em forma de rotação e peso aplicados sobre a broca,
para a formação causando a trituração das rochas. A mesma é
constituída de tubos de aço conectados, onde a parte mais alta
e longa da seção da coluna é formada pelos tubos de
perfuração.
•As principais funções da coluna de perfuração são: transmitir a
rotação da mesa rotativa até a broca, possibilita e facilita a
circulação do fluido de perfuração até a broca, produzir peso
sobre broca de uma forma que a perfuração seja efetiva, e
fornecer controle sobre a direção do poço.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
• A constituição de uma coluna consiste nos seus principais
componentes e nos seus acessórios. Seus principais
componentes são os elementos tubulares que consistem em
kelly, tubos de perfuração (drill pipes), tubos de perfuração
pesados (heavy-weight drill pipes) e comandos (drill collars).
• Os componentes não tubulares da coluna são seus
acessórios, e estes resumem-se em substitutos (subs),
estabilizadores e escareadores, alargadores e amortecedores
de vibração .
Tubo de Perfuração (Drill Pipe)
• Na coluna de perfuração os tubos de perfuração têm a
função de fornecer comprimento suficiente para que a
broca consiga atingir um reservatório, e também de
transmitir rotação para a mesma.
• Maior parte da coluna de perfuração, feito de aço e em
situações especiais de alumínio (para longo alcance)
ou titânio.
• Produzido por extrusão e protegido internamente com
aplicações de resinas para diminuição do desgaste
interno e corrosão.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
• Alguns fatores são muito importantes para a decisão do
material para a fabricação desses tubos, como por
exemplo, configuração do poço, temperaturas do fundo
do poço, o ambiente de trabalho (presença de H2S e
CO2), e também arraste e torque.
• A conexão de um tubo de perfuração para outro, se dá
pelos tool joints, que são uniões/conexões/extremidades
cônicas (ou ainda acoplamentos auxiliares) soldadas
nas extremidades dos tubos de perfuração.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Tubo de perfuração (Drill Pipe). 
• Para que um tubo de perfuração seja identificado
corretamente, ele deve ser especificado por alguns
parâmetros: diâmetro nominal, peso nominal(valor
médio do peso do tubo junto com os tool joints), grau
do aço(indica a tensão de escoamento máxima que aço
suporta antes de atingir o regime plástico) , tipo de
upset(reforço na extremidade do tubo que permite a
solda do tool joint), comprimento nominal, e grau de
desgaste*.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
• *De acordo com a norma API RP 5C1, o desgaste de
um tubo de perfuração é percebido pela diminuição da
espessura de sua parede, portanto periodicamente os
tubos são inspecionados e classificados na sua
determinada faixa. A resistência do tubo de perfuração
aos esforços, logicamente são diminuídos com o
desgaste, logo é evidente a importância da
classificação de tubos por desgaste.
• O quadro abaixo, explicita a classificação de um tubo de
perfuração por redução da espessura, sendo cada
classificação identificada por faixas de diferentes cores. A
importância das faixas é a fácil identificação visual da
classe do tubo, tornando mais fácil o trabalho de quem os
manuseia. Um tubo novo, assim que descido no poço, já
é considerado Premium, ou seja, com desgaste de 0 a
20% da sua espessura.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Tubos Pesados (Heavy Weight Drill Pipes - HWDP) 
• Geralmente possuem o mesmo diâmetro externo dos
tubos de perfuração normais, porém com maior
espessura de parede. Além de poderem ser utilizados
para dar peso sobre a broca, os tubos pesados entre os
comandos e os tubos de perfuração permitem uma
mudança gradual da rigidez da coluna, o que é
importante pois uma mudança brusca de rigidez na
coluna se torna um ponto de concentração de tensões e
portanto um ponto que pode sofrer fraturas com mais
facilidade, diminuindo assim a possibilidade de falha por
fadiga.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
• São bastante utilizados em poços direcionais, como
elemento auxiliar no fornecimento de peso sobre a broca,
em substituição a alguns comandos.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
TUBO DE PERFURAÇÃO PESADO (HWDP)
Comandos (Drill Collars) 
• Os comandos são elementos tubulares fabricados em aço
forjado, usinados e que possuem alto peso linear devido à
grande espessura de parede. As conexões dos comandos
são usinadas no próprio comando. Os comandos têm
grande importância no BHA (fração da coluna que
compreende desde os tubos pesados até a broca –
“Bottomhole Assembly”), pois são projetados para vários
propósitos, incluindo projetar carga na broca de
perfuração, ou peso sobre broca (PSB), fornecendo
rigidez a coluna e permitindo maior controle da trajetória
do poço.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
• Os Comandos podem ser fabricados em vários tamanhos e
formas. O comando convencional tem perfil circular, porém
comandos espiralados ou quadrados também são utilizados.
Comandos com área transversal quadrada são usados
quando se é preciso de mais rigidez no BHA, enquanto que
os comandos em espiral são recomendados na perfuração
em áreas que sofrem com altos diferenciais de pressão. As
espirais na superfície externa desses comandos reduzem o
contato entre a parede do poço e os comandos, que, por
vez, diminui a força por diferencial de pressão
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
COMANDO DE PERFURAÇÃO (DRILL COLLAR)
Os comandos são uma porção da coluna que 
merece muita atenção pois, os esforços mais 
severos são aplicados sobre eles,portanto os 
comandos precisam ser bem dimensionados. 
Componentes Acessórios da Coluna 
• Estabilizadores - Ferramenta responsável por
centralizar a coluna de perfuração, afastando os
comandos das paredes do poço, mantendo o calibre
(diâmetro) do poço, provendo estabilidade para o BHA,
reduzindo a vibração na coluna, e também diminui o
risco de bloqueio da mesma por diferencial de pressão.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
• Os estabilizadores são essenciais também quando a
perfuração é direcional, isto porquê, para ganhar
ângulo, um estabilizador é colocado próximo à broca, e
para perder ângulo, não é usado um estabilizador,
assim o peso dos comandos faz com que a força na
extremidade da coluna passe a ter uma componente
perpendicular para baixo, ao passo que para a
manutenção de ângulo na perfuração direcional
utilizam-se três estabilizadores em série (todos de
mesmo diâmetro), separados apenas por pequenas
seções de comandos, sendo que o 1°estabilizador fica
conectado à broca. Essa disposição de estabilizadores,
faz com que a coluna resista a desvios causados pelo
peso do BHA.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
• Substitutos (Subs) – São pequenos tubos utilizados
em conexões diversas como conectando tubos de
diferentes roscas e diâmetros, broca ao comando
correspondente, etc.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
• Escareadores (Roler-Reamer ) – São ferramentas
similares aos estabilizadores, porém, utilizados para
rochas mais duras e abrasivas, para tanto utilizam
roletes que ainda trazem o beneficio adicional de
reduzir o torque na coluna.
• Alargadores – São ferramentas que permitem
aumentar o diâmetro de um trecho de um poço já
perfurado.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
• Amortecedores de choque/vibração – São
ferramentas que absorvem as vibrações verticais da
coluna produzidas pela ação da broca. É utilizado
quando perfura-se rochas duras ou com variação de
dureza.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Ferramentas de Manuseio
• Chaves flutuantes (tongs) – São equipamentos da
plataforma, mantidos suspensos por meio de cabos e
contrapesos, responsáveis por fornecer o torque
necessário ao aperto/desaperto das tool joints.
• Cunhas – São equipamentos que mantem a coluna de
perfuração suspensa na mesa rotativa e são utilizadas
durante a conexão dos componentes do BHA.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
• Colar de segurança – São equipamentos colocados
no topo da coluna que impedem a sua queda no poço
em caso de deslizamento pelas cunhas.
ESFORÇOS NA COLUNA DE PERFURAÇÃO
A coluna de tubos de perfuração está sujeita a esforços de
tração, compressão e torção durante as operações de
perfuração. Poderá eventualmente estar sujeita a grandes
esforços radiais (dif. de pressão interna e externa ao tubo).
- quanto à tração: o tubo de perfuração mais próximo à
superfície deve suportar todo o peso da coluna, porém é
necessário levar em conta que a coluna está imersa no
fluido de perfuração e esse gera um empuxo que empurra
a coluna para cima. Portanto no cálculo da tração, o peso
da coluna tem que ser corrigido.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
- O colapso representa a falha na qual o tubo é ‘esmagado’
pois acontece quando a pressão externa é maior que a
interna. A pressão de colapso é resultante do diferencial de
pressão externa e interna ao tubo quando a pressão
externa é maior do que a interna. Os valores da pressão de
colapso estão tabelados no API RP7G para cada tipo de
tubo de perfuração. Estes valores são calculados através
de quatro fórmulas, cada uma aplicada para o range da
razão D/t correspondente (D=diâmetro externo,
t=espessura da parede).
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
- Na flambagem devido seu peso causar tração nos
tubos superiores e o empuxo gerado pelo fluido de
perfuração aliado ao peso sobre broca causar
compressão nos tubos inferiores, a coluna sofre ação
de duas forças de sentidos contrários nas suas
extremidades. Num tubo flambado, as tensões são
cíclicas devido à rotação da coluna.
- A flambagem pode ser senoidal ou helicoidal, sendo
que a helicoidal não possui solução tecnológica até o
momento.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Incidentes na Perfuração 
• Prisão de Coluna
• Perda de Circulação
• Desmoranamento do poço
• Falhas no Drill Pipe
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Brocas 
• Utilizada para cortar ou triturar a formação durante o
processo de perfuração rotativa.
• A forma de ataque utilizada para vencer os esforços da
rocha podem ser: acunhamento, cisalhamento,
esmerilhamento, esmagamento, e até mesmo erosão
por ação de jatos de fluido.
• É o grau de dureza e abrasividade que determinará o
tipo de broca e o princípio de ataque.
Os tipos de broca mais utilizados para perfuração de poços
de petróleo se classificam genericamente da seguinte
maneira:
• Brocas com partes móveis;
• Brocas sem partes móveis.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Brocas com partes móveis – Cônicas
Histórico
• Cortadores formados por dentes fresados no mesmo
aço dos cones (1909);
• Dentes engrenados para auto limpeza da broca
(1925);
• Dentes de aço recobertos com metal duro (liga de 
carboneto de tungstênio) (1928);
• Insertos de carboneto de tungstênio para formações 
mais duras (1951);
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
• As brocas de cones são as mais utilizadas na
atualidade para a perfuração petrolífera e contam com
três importantes componentes: a estrutura cortante, os
rolamentos e o corpo.
• Os elementos cortadores são os dentes de aço
usinados desde um cone básico de material e
recobertos com metal duro, ou os insertos de
carboneto de tungstênio colocados por interferência
em furos perfurados na superfície dos cones.
• Atualmente, a broca de cones é ajustada com insertos
resistentes à abrasão ou ao impacto (em seus
diferentes graus), dependendo da aplicação.
• A introdução de insertos de diferentes geometrias,
recobertos com capas de diamante sintético para resistir
ao desgaste ocasionado pelo contato dinâmico do
calibre da broca com formações abrasivas, auxilia na
conservação do diâmetro do calibre das brocas.
• É altamente resistente aos desgastes por abrasão,
adesão, erosão e desgaste por deslizamento devido à
sua dureza ser bastante elevada, possui ainda uma
estrutura densa, com baixíssimo nível de porosidade.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
• Não é recomendável para ambientes corrosivos.
• Possui uma aderência bastante elevada ao substrato.
• Algumas aplicações dessa liga: Peças de Aviação,
Matrizes de Conformação a Frio, Sedes de Selos
Mecânicos, Elementos de desgaste de máquinas
agrícolas etc.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Broca tricônica de dentes de aço
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Broca tricônica de insertos
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Broca bicônica de insertos
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Broca monocônica de insertos
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Elementos cortantes das brocas de cones: dentes de aço e insertos de carboneto de tungstênio
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
O corpo da broca tricônica tem a seguinte composição:
• Conexão rosqueada que une a broca com o tubo de
perfuração;
• Três eixos de rolamento onde são montados os cones;
• Depósito que contém o lubrificante para os rolamentos;
• Orifícios através dos quais passa o fluido de perfuração.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
• A incorporação de jatos às broca de cones ajudou a
melhorar a limpeza do fundo do poço e da estrutura de
corte. Os projetos hidráulicos das brocas atuais incluem
jatos dirigidos, estendidos, centrais e difusores, que
contribuem ainda mais para a limpeza do fundo do poço e
da estrutura de corte, assim como para o resfriamentoda
broca.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Código IADC para brocas tricônicas
• O IADC (International Association of Drilling
Contractors) desenvolveu um sistema padronizado
para classificação das brocas tricônicas para fazer
comparações e evitar confusão entre os tipos de
brocas equivalentes em relação aos seus distintos
fabricantes.
• O classificação pode assim ser representado: 
N1 N2 N3 A
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Onde N1 Identifica o tipo e o desenho da estrutura de corte 
com respeito ao tipo de formação:
1 - Dentes de aço para formações moles;
2 - Dentes de aço para formações médias;
3 - Dentes de aço para formações duras;
4 - Dentes de insertos de tungstênio para formações muito 
moles;
5 - Dentes de insertos de tungstênio para formações moles;
6 - Dentes de insertos de tungstênio para formações médias;
7 - Dentes de insertos de tungstênio para formações duras;
8 - Dentes de insertos de tungstênio para formações muito 
duras.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Onde N2 indica o grau de dureza da formação na
qual se usará a broca. Varia de mole à dura:
1 - Para formações moles;
2 - Para formações médias moles;
3 - Para formações médias duras;
4 - Para formações duras.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Onde N3 indica o sistema de rolamento e lubrificação da 
broca em oito classificações:
1 – Rolamento convencional não selado;
2 – Rolamento convencional não selado com refrigeração a
ar;
3 – Rolamento convencional não selado com proteção de
calibre;
4 – Rolamento selado auto-lubrificado;
5 – Rolamento selado com proteção de calibre;
6 – Rolamento de fricção (journal) selado;
7 – Rolamento de fricção (journal) selado com proteção de
calibre;
8 – Para perfuração direcional;
9 – Outros.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Onde A é um caractere alfanumérico que indica outras
características, tais como, aplicações a ar comprimido,
selos especiais, jato central, etc. Algumas exemplos
para o caractere “A” são apresentadas abaixo:
A – Para perfuração a ar
B – Rolamento com selo especial
C – Jato central
D – Para melhor controle direcional
E – Jato com extensão
G – Proteção extra no corpo para calibre
H – Para poço horizontal
L – Jatos chatos;
Z – Outros tipos de insertor
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Brocas sem partes móveis 
Brocas de Diamante natural
• Possuem têm um corpo fixo cujo material é composto
de uma matriz de carboneto de tungstênio. O tipo de
fluxo pode ser radial ou cruzado e o tipo de cortador é
o diamante natural incrustado no corpo da broca, com
diferentes densidades e desenhos.
• É utilizada em casos especiais para perfurar
formações muito dura ou na aplicação de brocas
desviadoras para desviar poços em formações muito
duras e abrasivas.
• Tipicamente a pedra de diamante está “incrustada” na 
matriz da broca de diamante e sobressai um terço de 
seu tamanho sobre a superfície.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Brocas de diamantes naturais
Obs: Atualmente é mais utilizada para perfuração de testemunhos de sondagem
ou em formações extremamente duras e abrasivas
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
• Mecanismo de corte é o esmerilhamento e arraste;
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
• Operação gera altas temperaturas;
• O diamante está em sua forma natural e não comercial;
• O tamanho varia de acordo com o desenho da broca:
quanto mais dura e abrasiva for a formação menor o
diamante que se deve usar;
• Os diamantes usados para este tipo de broca são
arredondados, mas de forma irregular
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Brocas de diamante termicamente estável – TSP
• São usadas para perfuração de rochas duras como
calcário, arenitos finos e duros, tendo uso um pouco
mais frequente para perfuração convencional que as
diamante natural.
• Geram altas torções nos tubos de perfuração, embora
hoje se pode usar com motor de fundo.
• Este tipo de broca usa como estrutura de corte,
diamante sintético em forma de triângulos pequenos e
não redondos, cuja densidade, tamanho e tipos são
característicos de cada fabricante.
• Estas brocas também têm aplicação para cortar
núcleo e desviar poços.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Brocas PDC ( “Polycrystalline Diamond Compact”)
• As brocas de PDC utilizam diamante sintético no
formato de um compacto de diamante policristalino.
• Seus cortadores são na forma de pastilhas, montada
nas aletas da broca, que podem ser de aço ou matriz
de carboneto de tungstênio. São muito versáteis
podendo atuar sobre formações muito moles ou muito
duras e em diferentes diâmetros de poços, inclusive em
motores de fundo e turbinas.
• A diferença em relação as brocas de diamante natural
e TSP é seu desenho hidráulico que se realiza com
sistema de jatos, similar às brocas de cones.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
• O mecanismo de corte das brocas PDC é por
cisalhamento.
• As brocas para rochas mais moles possuem pouco
cortantes de maior tamanho e as brocas para rochas mais
duras possuem cortantes menores e em maior quantidade.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Broca PDC de corpo de aço
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Brocas Impregnadas
• São uma evolução da broca de diamante, possuindo
seus elementos de corte (cristais de diamante)
impregnados na matriz de carboneto de tungstênio.
• Durante a perfuração, com o desgaste da broca novos
cristais de diamantes impregnados na matriz se expõem
continuamente ao ambiente de perfuração mantendo a
estrutura de corte afiada.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Código IADC para brocas de cortadores fixos
• O IADC (International Association of Drilling
Contractors) também desenvolveu um sistema
padronizado para a identificação das brocas de
cortadores fixos que incluem todos os tipos:
Diamante natural, PDC e TSP.
• Este código consiste de 4 caracteres, 1 letra e 3
números:
A N1 N2 N3
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Brocas especiais
• Brocas desviadoras/jatos desviadores - empregadas
para a perfuração direcional de formações moles,
durante operações de desvio do poço, onde o jato
maior é apontado de modo que quando se aplica
pressão das bombas o jato perfura a lateral do poço em
uma direção especifica.
• Brocas Coroas - utilizadas nas operações de
testemunhagem. Possuem um furo no centro que
permite que parte da formação não seja cortada pela
broca (testemunho) que posteriormente levada a
superfície para análise mais detalhada das formações;
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
• Brocas especiais - São as brocas de jatos de ar,
projetadas para perfurar com ar, gás ou vapor, como
meio de circulação. Estas brocas estão providas de
condutos para circular parte do ar, gás ou vapor
através dos rolamentos convencionais não selados
afim de esfriá-los e mantê-los limpos.
• Existem outro tipos de brocas especiais que, entre
estas brocas podemos mencionar: As brocas
ampliadoras, as brocas para cortar tubos de
revestimento, brocas para perfurar diâmetros
demasiado grandes ou pequenos, com aplicação de
tubos flexíveis, etc.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Seleção de Brocas
Envolve fatores como:
• Identificar o objetivo do poço, diâmetro do poço, dados
do intervalo a perfurar, tipo de formação, geologia,
litologia, condições e requerimentos especiais do poço,
determinar de restrições e indicadores da perfuração.
• Selecionar a estrutura de corte, corpo e perfil da broca:
identificar o tipo, tamanho, densidade, distribuição e
inclinação dos cortadores. Também o tipo de perfil e
corpo da broca o qual ajudara a ótima estabilização e
agressividade durante a perfuração.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
• Identificar o gasto ou economia esperada com o uso deste
tipo de broca com base no custo por metro perfurado e
rentabilidade econômica entre outros.
• Identificar a hidráulica ótima para perfurar, assim como o
tipo fluido de controleusado, com base na limpeza do
cascalho e no esfriamento da broca.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Critérios para seleção de brocas
Objetivos de perfuração
Rendimento
Economia
Direcional (Diamantes para direcional horizontal)
Análise de históricos (outros poços) 
Taxa de penetração
Tipo de fluido de perfuração
Energia hidráulica 
Restrições decorrentes de parâmetros de operação
Sensibilidade ao custo pelo operador
Limitações de peso sobre a broca
Velocidade de rotação (RPM)
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Critérios para seleção de brocas (Cont)
Profundidade do poço (profundos diamante)
Diâmetro reduzido do poço (diamante)
Aplicações com motor de fundo (diamante)
Tipo de rocha
Transição (trocas de dureza na formação)
Pode-se ainda fazer a seleção através da análise de 
perfis geofísicos e em função da formação.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
FLUIDOS DE PERFURAÇÃO
• Introdução 
• Especificações e Funções de um fluido de perfuração
• Propriedades físicas e químicas dos fluidos de
perfuração
• Classificação dos fluidos de perfuração
• Implicações ambientais dos fluidos de perfuração
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Breve Histórico
• No início uma mistura lamacenta de água e argila era
bombeada no orifício.
• Os fluidos de perfuração ainda são chamados de lamas,
embora não se restrinjam apenas de água e argila.
• Ao invés disso, são projetados cuidadosamente
compostos e misturas para atender às especificações de
perfuração em diversas condições.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
• Flauville (1883) - Percebeu que a água era bastante
eficiente em levantar e retirar os fragmentos resultantes do
corte para fora do poço.
• Estava estabelecido o princípio do uso de fluidos móveis
para remover os fragmentos. A água podia ser bombeada
por dentro das hastes chegando ao fundo e assim
carregar os fragmentos e retornando à superfície através
do espaço entre a haste e a parede do furo. Este é o
procedimento padrão utilizado até hoje.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
• A partir da metade do século XIX, começou-se a pensar na
lama de perfuração como um auxiliar para remover os
detritos gerados, através de sua circulação dentro do poço.
• Este método foi consolidado em 1866 com um equipamento
de perfuração rotatória, denominado “stone drill”, que se
mostrou semelhante em muitos aspectos aos equipamentos
utilizados atualmente.
• No mesmo período, iniciou-se a adição de material com
propriedades de plasticidade e maleabilidade (como argila,
farelo de milho e cimento) para atribuir ao fluido nova
função: revestir as paredes do poço para estabilizá-lo e
reduzir a tendência ao desmoronamento.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Definição de Fluido de Perfurção
• De acordo com a API (American Petroleum Institute)
fluido de perfuração é um fluido circulante usado para
tornar viável uma operação de perfuração. Na prática
tudo que escoa chamamos fluido, independente da sua
utilização e propriedades.
• Quimicamente são dispersões complexas de sólidos,
líquidos e gases, usualmente constituídas de duas fases:
uma dispersante (aquosa ou orgânica) e outra dispersa,
cuja complexidade depende da natureza dos produtos
dispersos, requisitos e funções necessárias.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Especificações de um fluido de perfuração:
• Manter os sólidos em suspensão quando estiver em
repouso;
• Ser estável quimicamente;
• Estabilizar as paredes do poço, mecânica e quimicamente;
• Ser inerte em relação a danos às rochas produtoras;
• Aceitar qualquer tratamento, físico e químico;
• Ser bombeável;
• Apresentar baixo grau de corrosão e de abrasão em relação
à coluna de perfuração e demais equipamentos do sistema
de circulação;
• Facilitar as interpretações geológicas do material retirado
dopoço;
• Apresentar custo compatível com a operação
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Suspensão
O fluxo do fluido de perfuração é frequentemente
interrompido, seja por problemas ou então para retirar o
equipamento de perfuração para a troca da broca. Quando a
perfuração é interrompida, os fragmentos em suspensão
podem afundar indo para o fundo do poço entupindo o
equipamento.
Os fluidos de perfuração são projetados de tal forma que a
viscosidade do fluido aumenta à medida que o movimento do
fluido é reduzida. Quando o fluido para de se movimentar ele
se torna um gel espesso que suspende os fragmentos de
rocha e impede que eles vão para o fundo do furo. Quando o
fluido reinicia o movimento, ele vai ficando menos espesso
(viscoso) até atingir o estado inicial na forma de líquido.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Em repouso, o Visplex é
um gel que suporta o
peso de um pequeno
fragmento
Quando movimentado, o
Visplex se torna mais
líquido e o fragmento
afunda
Fluido de perfuração VISPLEX a base de água, utilizado
na perfuração de poços desviados ou horizontais
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Controle da pressão
O controle se dá por meio de uma ação contrária à pressão
natural dos fluidos contidos na formação rochosa.
Um equilíbrio adequado deve ser obtido pelo fluido de
perfuração contra as paredes do furo de modo suficiente a
conter a pressão exercida tanto pela formação rochosa
como pelo gás ou petróleo e ao mesmo tempo não provocar
danos ao poço.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Assim, o fluido não deve ser muito pesado, caso
contrário pode provocar fraturas na rocha e se perder
pelo maciço. A pressão de um líquido depende da sua
densidade. Pode-se adicionar agentes ao fluido de
perfuração para aumentar a sua densidade e assim
aumentar a pressão exercida sobre as paredes do
furo. A densidade do líquido pode ser ajustada para
atender às condições específicas do poço.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Estabilização da formação rochosa exposta.
Existem duas fases no processo de perfuração:
Na primeira, a perfuração é feita numa rocha que não contém
petróleo. O objetivo é se mover o mais rápido possível para se
atingir a rocha que contém o petróleo (reservatório ou pay
zone).
A prioridade é manter a formação rochosa exposta no furo
estável e ao mesmo tempo impedir a perda do fluido de
perfuração. Ao manter a pressão de perfuração existe a
tendência natural do fluido em penetrar a rocha permeável em
formação, o que é impedido através de aditivos especiais
presentes nos fluidos de perfuração.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
O fluido de perfuração pode interagir com a rocha circundante
de outras formas. Por exemplo, se a rocha possui sais na sua
composição, a água irá dissolver o sal e isto tende a fazer com
que as paredes do furo fiquem instáveis. Um fluido à base de
óleo pode ser melhor nesta situação.
Formações rochosas com grandes teores de argila também
tendem a ser lavadas pela água. Tais formações necessitam de
um fluido inibidor para manter o furo estável e impedir o seu
alargamento pela ação da água.
Após atingir o reservatório, a composição do fluido de
perfuração pode ser alterada para evitar o entupimento dos
poros da rocha. Manter os poros abertos permite que o fluxo de
petróleo ocorra mais livremente para o furo e seja assim levado
para a superfície.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Funções Básicas dos Fluidos de Perfuração
• Limpar o fundo do poço dos cascalhos gerados pela
broca e transportá-los até a superfície
• Exercer pressão hidrostática sobre as formações, de
modo a evitar o influxo de fluidos indesejáveis (kick) e
estabilizar as paredes do poço
• Resfriar e lubrificar a coluna de perfuração e a broca
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
• Evitar danos à formação produtora (redução da
permeabilidade)
• Inibir a reatividade de formações argilosas;
• Minimizar o problema de torque e arraste;
• Garantir segurança operacional e proteção ao meio
ambiente
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Resfriar, limpar e lubrificar a broca
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO• Permitir a separação dos detritos na superfície, para tanto:
O fluido não pode impedir que os detritos sejam
descarregados com facilidade na superfície. Após ser
limpo, o fluido volta ao poço.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Os fluidos, como já comentado, devem manter os detritos
em suspensão e, possuindo a a função de sustentação
estática, denominada TIXOTROPIA:
• Em repouso o fluido gelifica e mantém os detritos em
suspensão.
• Ao iniciar o bombeamento, o gel se quebra e começa a
fluir transportando os detritos à superfície.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
O fluido não deve contaminar ou contaminar o mínimo
possível os detritos(cascalhos por exemplo) a fim de não
prejudicar as avaliações da formação geológica.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Para o desempenho destas funções, o fluido de perfuração
NÃO deve também:
• Alterar as propriedades da rocha produtora que impliquem
em restrições ao fluxo de hidrocarbonetos;
• Causar corrosão aos equipamentos de perfuração com
que tem contato.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Propriedades físicas e químicas dos fluidos de
perfuração
Densidade (massa específica)
Limites de variação da densidade dos fluidos para perfurar
uma determinada fase são definidos pelas duas pressões
das formações expostas:
· Pressão dos poros (pressão atuante no fluido que se
encontra no espaço poroso da rocha) – limite mínimo
· Pressão de fratura (valor de pressão para o qual a rocha
se rompe)
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Quando se deseja aumentar a densidade de um certo
fluido, adiciona-se geralmente a barita, BaSO4 (d=4,25
contra a média de 2,60 das rochas), por outro lado usa-
se água (1,00) ou óleo diesel (0,82) para reduzir a
densidade.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Parâmetros reológicos
A Reologia é a ciência que estuda a deformação e o
escoamento de corpos sólidos ou fluídos (gases ou líquidos).
Os parâmetros reológicos controlam o comportamento do
fluxo de um fluido. Considera-se que um fluido segue um
modelo reológico e os parâmetros influem diretamente no
cálculo de perdas de carga na tubulação e velocidade de
transporte dos cascalhos.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Modelos Reológicos
Modelo Newtoniano - Τ = µ γ
(Ideal para água, gases, etc.)
Modelo de Bingham - Τ = µp (γ + Τl )
(estão associados o limite de escoamento e a viscosidade 
plástica)
Modelo de Potência - Τ = k γn
(São os modelos adotados para fluidos de perfuração)
Onde: T – Tensão de cisalhamento
µ – Viscosidade Newtoniana
µp – Viscosidade Plástica de Bingham
k – índice de consistência
n – índice de comportamento de fluxo
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Para aumentar a viscosidade de lamas à base de água
usa-se bentonita (mistura de argilas), que é o principal
elemento constituinte deste tipo de lama. Pode-se usar
polímeros orgânicos, substâncias aniônicas de elevado
peso molecular, que viscosificam o meio aquoso e floculam
as partículas de argila.
Para diminuir a viscosidade são usadas substâncias que se
adsorvem às partículas de argila equilibrando as valências
livres, diminuindo portanto o limite de escoamento. Tais
substâncias são conhecidas como afinantes e as principais
são lignossulfonatos, lignito e tanino.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Parâmetros de filtração (filtrado)
Capacidade em formar uma camada de partículas sólidas
úmidas, denominada de reboco, sobre as rochas
permeáveis expostas pela broca, fundamental para o
sucesso da perfuração e da completação do poço. Para
formar o reboco, deve haver o influxo da fase líquida do
poço para a formação, conhecido como filtração. Para isso
é essencial que o fluido tenha uma fração razoável de
partículas com dimensões dos poros das rochas expostas.
Se existem partículas sólidas com dimensões adequadas, a
obstrução dos poros é rápida e somente a fase líquida do
fluido, o filtrado invade, a rocha. O filtrado e a espessura do
reboco são dois parâmetros medidos rotineiramente para
definir o comportamento do fluido quanto à filtração.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Teor de sólidos
Deve ser mantido o mínimo possível e controlado com rigor,
pois o seu aumento implica aumento de várias outras
propriedades como densidade, viscosidade e forças géis,
além de aumentar a probabilidade de ocorrência de
problemas como desgaste dos equipamentos de circulação,
fratura das formações devido à elevação das pressões de
bombeio ou hidrostática, prisão da coluna e redução da taxa
de penetração. O tratamento do fluido para reduzir o teor de
sólidos pode ser preventivo (inibir química ou fisicamente o
fluido para evitar a dispersão de sólidos perfurados) ou
corretivo (através de equipamentos extratores de sólidos
como tanques de decantação, peneiras, hidrociclones e
centrifugadores, ou diluir o fluido).
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
pH
O pH deve ser mantido no intervalo de alcalino baixo (7 a 10) cujo
objetivo principal é reduzir a taxa de corrosão dos equipamentos
Teores de cloreto e de bentonita
Salinidade – usado principalmente para se identificar o teor salino
da água de preparo do fluido, controlar a salinidade de fluidos
inibidos com sal, identificar influxos de água salgada e identificar
a perfuração de uma rocha ou domo salino.
Bentonita – através de uma análise volumétrica por adsorção
(azul de metileno MBT) pode-se verificar a quantidade de sólidos
ativos ou bentoníticos no fluido de perfuração, onde se mede a
capacidade de troca de cátions (CTC) das argilas e sólidos ativos
presentes.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Classificação dos fluidos de perfuração
Feita em função da sua composição sendo que o critério
principal baseia-se no constituinte principal da fase
contínua ou dispersante.
• Fluidos à base de água
• Fluidos à base de óleo
• Fluidos à base de ar ou gás
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Fluidos à base de água
• Por definição, considera-se principalmente a natureza
da água e os aditivos químicos empregados no
preparo do fluido.
• Sensíveis modificações nas propriedades físicas e
químicas em função da proporção e interação dos
componentes básicos.
• Água – principal fase contínua e principal
componente, pode ser doce (salinidade < 1000 ppm
NaCl equivalente), salgada (salinidade > 1000 ppm
NaCl equivalente) ou dura (sais de cálcio e magnésio
dissolvidos)
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
• Principal função da água: prover o meio de dispersão
para os materiais coloidais, principalmente argilas e
polímeros que controlam a viscosidade, limite de
escoamento, forças géis e filtrado em valores adequados
de modo a conferir ao fluido uma boa taxa de remoção
dos sólidos perfurados e capacidade de estabilização
das paredes do poço.
• Fatores a serem considerados na água de preparo:
disponibilidade, custo de transporte e de tratamento,
tipos de formações geológicas a serem perfuradas,
produtos químicos que irão compor o fluido e
equipamentos e técnicas a serem utilizados na avaliação
das formações.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Os produtos químicos adicionados aos fluidos podem ser:
a) alcalinizantes e controladores de pH (soda cáustica,
potassa cáustica e cal hidratada)
b) dispersantes (lignossulfonato, tanino, lignito e fosfatos)
c) redutores de filtrado como o amido
d) polímeros de uso geral para viscosificar, desflocular ou
reduzir filtrado
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
f) surfactantes para emulsificar e reduzir a tensão
superficial
g) removedores de cálcio e magnésio (carbonato e
bicarbonato de sódio)
h) inibidores de formações ativas (cloreto de potássio,
sódio e cálcio)
i) bactericidas (paraformaldeído, compostos
organoclorados, soda cáustica e cal)
j) outros mais específicos como anticorrosivos, traçadores
químicos, e antiespumantes
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
• Fluidos não-inibidos sãoempregados na perfuração das
camadas rochosas superficiais, composta na maioria das
vezes de sedimentos inconsolidados. Esta etapa termina
com a descida do revestimento de superfície e uma vez que
as rochas superficiais são praticamente inertes ao contato
com água doce, dispensa-se o tratamento químico ao fluido
nesta fase.
• Fluidos inibidos são programados para perfurar rochas de
elevado grau de atividade na presença de água doce. Uma
rocha é dita ativa quando interage quimicamente com a
água, tornando-se plástica, expansível, dispersível ou até
mesmo solúvel. Nestes fluidos são adicionados produtos
químicos (inibidores) como eletrólitos e/ou polímeros, que
têm a propriedade de retardar ou diminuir estes efeitos.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Os inibidores físicos são adsorvidos sobre a superfície
dos materiais das rochas e impedem o contato direto com a
água.
Outros como a cal, cloretos de potássio, sódio e de cálcio,
conferem uma inibição química porque reduzem a
atividade química da água e podem reagir com a rocha,
alterando-lhe a composição. Exemplo: ao se perfurar uma
rocha salina, sabe-se que esta possui elevado grau de
solubilidade, por isso emprega-se um fluido saturado com
NaCl como meio dispersante e assim a solubilidade fica
reduzida.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Fluidos à base de água com Baixo teor de sólidos e os
Emulsionados com óleo são programados para situações
especiais, onde os primeiros são usados para aumentar a
taxa de penetração da broca, reduzindo o custo total da
perfuração, e os segundos têm o objetivo principal de
reduzir a densidade do sistema para evitar que ocorram
perdas de circulação em zonas de baixa pressão de poros
ou baixa pressão de fratura.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Fluidos à base de óleo
• Chamados assim pois neste caso a fase contínua ou
dispersante é constituída por uma fase óleo, geralmente
composta de hidrocarbonetos líquidos.
• Pequenas gotículas de água ou de solução aquosa
constituem a fase descontínua desses fluidos. Alguns
sólidos coloidais, de natureza inorgânica e/ou orgânica,
podem compor a fase dispersa. Os fluidos podem ser
emulsões água/óleo propriamente dita (teor de água <
10%) ou emulsão inversa (teor de água de 10% a 45%).
• Devido ao alto custo inicial e grau de poluição, os fluidos à
base de óleo são empregados com menor frequência do
que os fluidos à base de água.)
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Principais características:
• grau de inibição elevado em relação às rochas ativas
• baixíssima taxa de corrosão
• propriedades controláveis acima 177o C a 260o C
• grau de lubricidade elevado
• amplo intervalo de variação de densidade: de 0,89 a 2,4
• baixíssima solubilidade de sais inorgânicos
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Em função destas características, os fluidos à base de óleo
têm apresentado excelentes resultados na perfuração dos
seguintes poços:
• poços HPHT (alta pressão e alta temperatura)
• formações de folhelhos argilosos e plásticos
• formações salinas de halita, silvita, carnalita, etc.
• formações de arenitos produtores danificáveis por fluidos
à base de água
• poços direcionais ou delgados ou de longo afastamento
• formações com baixa pressão de poros ou de fratura
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Desvantagens:
• dificuldade na detecção de gás no poço devido a sua
solubilidade na fase contínua
• menores taxas de penetração
• maiores graus de poluição
• menor número de perfis que podem ser executados
• dificuldade no combate à perda de circulação
• maior custo inicial
Progressos em novas pesquisas com óleos minerais e
sintéticos menos poluentes que o óleo diesel, têm levados a
novos sistemas mais eficientes.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Operações normais de perfuração
• Alargamento e repassamento
• Conexão, manobra e circulação
• Revestimento de um poço de petróleo
• Cimentação de poços de petróleo
• Perfilagem
• Movimentação de sonda
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Alargamento e repassamento - Utilização dos alargadores
Conexão, manobra e circulação
Conexão – operação de inserção de um novo tubo de
perduração, quando o topo do kelly atinge a mesa rotativa.
Manobra – operação de retirada e descida da coluna para
substituição de alguma ferramenta.
Circulação – operação onde a broca é mantida um pouco
acima do poço apenas com o intuito de circular o fluido pelo
espaço anular para remoção de cascalhos.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Revestimento de um poço de petróleo
Todo poço perfurado tem a necessidade de ser revestido
total ou parcialmente, com a finalidade de proteger suas
paredes. Após a perfuração, procede-se a descida de uma
coluna de revestimento (feita por tubos de aço especial),
com posterior cimentação do espaço anular exterior à
coluna.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Esquema do revestimento de poços com 3 (direita) e 5 (esquerda) fases.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Classificação das colunas de revestimento
Revestimento condutor – É o primeiro revestimento,
variando de 5 a 10 metros. Tem a finalidade de
sustentar os sedimentos superficiais. A perfuração é
feita com brocas de 13 3/8” ou 20” ou 30” de diâmetro.
Revestimento de superfície – Visa prevenir contra
desmoronamento de formações consolidadas. Serve
como base de sustentação e apoio para equipamentos
de segurança instalados na cabeça do poço. Seu
comprimento varia de 100 a 600 metros e as brocas
utilizadas podem ter diâmetro de 9 5/8” ou 10 ¾” ou 13
3/8” ou 16” ou 18 5/8” ou 20”.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Revestimento intermediário – Isola e protege as zonas
de alta ou baixa pressões, zonas de perda de circulação,
formações desmoronáveis, formações portadores de
fluidos corrosivos ou contaminantes de lama. Sua
profundidade pode variar de 1.000 a 4.000 metros e as
brocas podem ter diâmetro de 7” ou 9 5/8” ou 13 3/8”.
Revestimento de Produção – Tem a finalidade de
permitir a produção do poço, suportando suas paredes e
possibilitando o isolamento entre os vários intervalos
produtores. Sua profundidade depende das áreas de
interesse. Os diâmetros são obtidos por brocas de 5 ½”
ou 7” ou 9 5/8”.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Liner – É uma coluna de revestimento descida e
cimentada visando apenas cobrir a parte inferior do poço.
Sua extensão é curta e sua perfuração é feita com brocas
com diâmetro de 5 ½” ou 7” ou 9 5/8”. Essa coluna, em
casos especiais, pode ser estendida até a superfície,
quando limitações técnicas exigem proteção do
revestimento. Quando o liner é levado até a superfície,
este é chamado de tie back.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Funções das colunas de revestimento
• Prevenir desmoronamentos de partes do poço;
• Evitar contaminação da água potável dos lençóis
freáticos;
• Permitir retorno do fluido de perfuração à superfície;
• Prover meios de controle de pressões dos fluidos;
• Impedir migrações de fluidos das formações;
• Sustentar os equipamentos de segurança de cabeça
de poço;
• Alojar os equipamentos de elevação artificial;
• Confinar a produção ao interior do poço;
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Características essenciais das colunas de
revestimento
• Ser estanque;
• Ter resistência compatível com as solicitações;
• Ter dimensões compatíveis com as atividades futuras;
• Ser resistente à corrosão e à abrasão;
• Apresentar facilidade de conexão;
• Ter a menor espessura possível;
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Cimentação de poços de petróleo
Após a perfuração, procede-se a descida de uma coluna de
revestimento (feita por tubos de aço especial), com posterior
cimentação do espaço anular exterior à coluna. Fixa-se
assim a tubulação e evita que haja migração de fluidos entre
as diversas zonas permeáveis atravessadas pelo poço, por
detrás do revestimento. A cimentação do espaço anular e
realizada, basicamente, mediante o bombeio de pasta decimento e agua, que e deslocada através da própria
tubulação de revestimento. Apos o endurecimento da pasta,
o cimento deve ficar fortemente aderido a superfície externa
do revestimento e a parede do poço, nos intervalos
previamente definidos.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
TIPOS DE CIMENTAÇÃO
Cimentação primária
É a cimentação principal, realizada logo após a descida de
cada coluna de revestimento no poço. Seu objetivo básico é
colocar uma pasta de cimento não contaminada em
determinada posição no espaço anular entre o poço e a
coluna de revestimento, de modo a se obter uma vedação
eficiente e permanente deste anular (isolamento da zona).
Estas operações são executadas em todas as fases do poço,
sendo previstas no programa do poço.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Se o objetivo principal for atingido (isolamento da zona) os
outros requisitos (econômicos, confiabilidade, segurança,
governamentais e outros) impostos durante a vida do poço
poderão ser atingidos. Esta operação se faz necessária e
de forma eficiente para conduzir as diversas operações
posteriores de produção ou estimulação, por isso, o
sucesso de um poço depende em grande parte da
cimentação primária.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Cimentação secundária
É o nome dado as operações que se destinam a correção
da cimentação primária. Desse modo quando o topo do
cimento não alcançar a altura prevista pode-se efetuar uma
recimentação (fazendo circular pasta de cimento por trás do
revestimento através de canhoneios) quando esta não é
possível realiza-se a compressão de cimento ou squeeze
(injecao forcada de cimento sob pressão, visando corrigir a
cimentação primária, sanar vazamentos no revestimento ou
impedir a produção de zonas que passaram a produzir
água). O cimento ainda pode ser usado na execução de
tampões para o abandono de poço, ou quando se faz
necessário isolar zonas inferiores, por exemplo.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
A pasta de cimento usada na indústria do petróleo consiste
basicamente de cimento, aditivos e agua. Os vários tipos de
cimento e aditivos dependem da aplicação final. O cimento
Portland e o material escolhido em 99% das operações de
cimentação primária, pois e obtido prontamente em todo o
mundo além de ser comparativamente mais barato. Outros
materiais, quer sejam mais baratos mas não disponíveis ou
vice-versa, são: escória, pozolana, resinas epoxi ou cimentos
especiais de magnésio ou oxicloreto.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
API classificou os cimentos Portland de A a J, em função da
composição química, que deve estar adequada as
condições de uso, como a profundidade e temperatura dos
poços.
Classe A: Ate 6.000 pés, quando não são requeridas
propriedades especiais. (cimento Portland comum).
Classe B: ate 6.000 pés, quando e requerida moderada a
alta resistência aos sulfatos.
Classe C: ate 6.000 pés, quando e requerida alta resistência
inicial. Apresenta alta resistência aos sulfatos.
Classe D: 6.000 a 10.000 pés. Temperaturas
moderadamente elevadas e altas pressões. Alta resistência
aos sulfatos.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Classe E: 6.000 a 14.000 pés, pressão e temperatura
elevadas. Apresenta alta resistência aos sulfatos.
Classe F: 10.000 a 16.000 pés, sob condições extremamente
altas de pressão e temperatura. Alta resistência aos sulfatos.
Classes G e H: para utilização sem aditivos ate profundidades
de 8.000 pés. Como tem composição compatível com aditivos
aceleradores ou retardadores de pega, podem ser usados
praticamente em todas as condições previstas para os
cimentos das classes A ate E. Por isso, as classes G e H são
as classes mais utilizadas atualmente na indústria do petróleo,
inclusive no Brasil.
Classe J: para uso como produzido, em profundidades de
12.000 a 16.000 pés, sob condições de pressão e temperatura
extremamente elevadas.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
No Brasil por muito tempo foi utilizado o cimento comum
(classe A), mas a partir do final da década de 70 foi adotado
também o cimento Classe G, que pode ser usado a maiores
profundidades com maior segurança.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
Principais aditivos para a cimentação
São compostos químicos adicionados a pasta de cimento
visando sua adequaçãoo ao uso especifico previsto. Suas
concentrações são determinadas por testes de laboratório.
• Aceleradores de pega: diminuir o tempo de espessamento e
aumentar a resistência compressiva inicial da pasta (CaCl2 e
NaCl).
• Retardadores de pega: quando a temperatura e pressão
estão muito altas para o uso de cimento sem aditivos,
permitindo o seu deslocamento (lignossulfonatos e derivados,
ácidos orgânicos, derivados de celulose e derivados de
glicose).
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
• Estendedores: maior rendimento da pasta (mais leves)
e maior altura (menor pressão hidrostática). Funcionam
por absorção de agua (argila, bentonita, silicatos) ou
adição de agregados de baixa densidade (pozolona,
perlita, gilsonita).
• Redutores de fricção (ou dispersantes): afinamento da
pasta e adoção de maiores vazões com menores
perdas de carga, causando melhor remoção do fluido
de perfuração e um menor risco de fratura de
formações.
FUNDAMENTOS DA PERFURAÇÃO
• Controladores de filtrado: evitar a desidratação
prematura da pasta frente as zonas permeáveis,
mantendo a bombeabilidade e impedindo que se cause
danos. Sempre usadossimultaneamente aos
dispersantes.
• Outros: antiespumantes (evitar aeração da pasta),
adensantes, controladores de perda de circulação, os
descontaminantes, trocadores radioativos e corantes
para detectar a presença do cimento e areias de
granulometria controlada para evitar a degradação do
cimento a altas temperaturas.