fluidos de perfuração

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
CENTRO DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE PETRÓLEO 
PROF. EDNEY RAFAEL VIANA PINHEIRO GALVÃO
FLUIDOS DE PERFURAÇÃO
NATAL
2010
TÓPICOS
1. Definição
2. Características
3. Funções
4. Propriedades Físicas
5. Propriedades Químicas
6. Classificação
7. Cálculo da Massa Específica
FLUIDOS DE PERFURAÇÃO
 Definição
 São misturas complexas de sólidos, líquidos, produtos químicos e, por
vezes, até gases;
 Do ponto de vista químico, eles podem assumir aspectos de suspensão,
dispersão coloidal ou emulsão, dependendo do estado físico dos
componentes.
FLUIDOS DE PERFURAÇÃO
 Características
 Ser estável quimicamente;
 Manter os sólidos em suspensão quando estiver em repouso;
 Ser inerte em relação a danos às rochas produtoras;
 Ser bombeável;
 Apresentar baixo grau de corrosão e de abrasão em relação à coluna de
perfuração e demais equipamentos do sistema de circulação.
FLUIDOS DE PERFURAÇÃO
 Funções
 Limpar o fundo do poço dos cascalhos gerados pela broca e transportá-
los até a superfície.
FLUIDOS DE PERFURAÇÃO
POÇO COM DETRITOS 
REMOVIDOS
MAIOR PROFUNDIDADE 
DE PENETRAÇÃO
FLUIDOS DE PERFURAÇÃO
POÇO COM DETRITOS 
NÃO REMOVIDOS
MENOR PROFUNDIDADE 
DE PENETRAÇÃO
FLUIDOS DE PERFURAÇÃO
V = Velocidade de fluxo do fluido
Vs = Velocidade de sedimentação dos sólidos
Vt = Velocidade de transporte dos sólidos
Rt = Razão de transporte
st VVV 
V
V
R tt 
FLUIDOS DE PERFURAÇÃO
FLUIDOS DE PERFURAÇÃO
 Funções
 Exercer pressão hidrostática sobre as formações, de modo a evitar o
influxo indesejável de fluidos (kick).
FLUIDOS DE PERFURAÇÃO
 Ph = Pf equilíbrio desejável, mas perigoso;
 Ph < Pf podem ocorrer desmoronamentos, estreitamento do furo
e kick.
FLUIDOS DE PERFURAÇÃO
 Ph > Pf situação normal para estabilização do furo; o filtrado
invade a formação e forma o reboco;
 Ph >> Pf danos à formação pelo excesso de pressão do fluido;
podem ocorrer fraturamento da formação e perda de circulação.
FLUIDOS DE PERFURAÇÃO
 Funções
 Resfriar e lubrificar a coluna de perfuração e a broca.
FLUIDOS DE PERFURAÇÃO
 Funções
 Formar um filme de baixa permeabilidade (reboco ou filter-cake) nas
paredes do poço.
FLUIDOS DE PERFURAÇÃO
 Funções
 Reduzir o atrito entre a coluna de perfuração e as paredes do poço.
FLUIDOS DE PERFURAÇÃO
 Propriedades Físicas
 Densidade
 Parâmetros Reológicos
 Forças Géis
 Parâmetros de Filtração
 Teor de Sólidos
FLUIDOS DE PERFURAÇÃO
 Propriedades Físicas
 Densidade
BALANÇA DENSIMÉTRICA
FLUIDOS DE PERFURAÇÃO
 Propriedades Físicas
 Parâmetros Reológicos
VISCOSÍMETRO ROTATIVO
FUNIL MARSH
FLUIDOS DE PERFURAÇÃO
 Propriedades Físicas
 Forças Géis
FLUIDOS DE PERFURAÇÃO
 Propriedades Físicas
 Parâmetros de Filtração
FILTRO PRENSA
FLUIDOS DE PERFURAÇÃO
 Propriedades Físicas
 Parâmetros de Filtração
FLUIDOS DE PERFURAÇÃO
 Propriedades Físicas
 Teor de Sólidos
Desgaste dos 
Equipamentos de Circulação
Fratura das Formações
Prisão da Coluna de 
Perfuração
Redução da Taxa de 
Penetração
Teor de Sólidos
FLUIDOS DE PERFURAÇÃO
 Propriedades Físicas
 Teor de Sólidos
RETORTA
FLUIDOS DE PERFURAÇÃO
 Propriedades Químicas
 Concentração Hidrogeniônica - pH
 Alcalinidades
 Teor de Cloretos (Salinidade)
 Teor de Bentonita ou de Sólidos Ativos
FLUIDOS DE PERFURAÇÃO
 Propriedades Químicas
 Concentração Hidrogeniônica - pH
PAPEL INDICADOR DE pH
PHMETRO DIGITAL
FLUIDOS DE PERFURAÇÃO
 Propriedades Químicas
 Teor de Cloretos (Salinidade)
KIT PARA ANÁLISES QUÍMICAS
FLUIDOS DE PERFURAÇÃO
 Classificação
 Fluidos à Base de Água
 Fluidos à Base de Óleo
 Fluidos à Base de Ar
FLUIDOS DE PERFURAÇÃO
 Classificação
 Fluidos à Base de Água
FLUIDOS DE PERFURAÇÃO
 Classificação
 Fluidos à Base de Óleo
 Podem ser emulsões água/óleo propriamente ditas (teor de água <
10%) ou emulsão inversa (teor de água de 10 a 45%);
 Devido ao alto custo inicial e grau de poluição, são empregados com
menor freqüência do que os fluidos à base de água.
FLUIDOS DE PERFURAÇÃO
 Classificação
 Fluidos à Base de Óleo
 Algumas características desses fluidos são:
 Baixíssima taxa de corrosão;
 Grau de lubricidade elevado;
 Amplo intervalo de variação de densidade (0,89 a 2,4);
 Baixíssima solubilidade de sais inorgânicos.
FLUIDOS DE PERFURAÇÃO
 Classificação
 Fluidos à Base de Óleo
 Têm conferido excelentes resultados nas seguintes situações:
 Poços HPHT;
 Formações salinas;
 Formações de arenitos danificáveis por fluidos à base de água;
 Poços direcionais;
 Formações com baixa pressão de poros ou de fratura.
FLUIDOS DE PERFURAÇÃO
 Classificação
 Fluidos à Base de Óleo
 Algumas desvantagens em relação aos fluidos à base de água são:
 Dificuldade na detecção de gás no poço devido à sua solubilidade na
fase contínua;
 Maiores graus de poluição;
 Dificuldade no combate à perda de circulação;
 Maior custo inicial.
FLUIDOS DE PERFURAÇÃO
 Classificação
 Fluidos à Base de Óleo
 Nos últimos anos, muitos progressos têm sido alcançados em relação à
pesquisa de novos sistemas à base de óleo, como óleos minerais e
sintéticos, menos poluentes do que o óleo diesel.
FLUIDOS DE PERFURAÇÃO
 Classificação
 Fluidos à Base de Ar
 Recomendados para as seguintes situações:
 Zonas com perdas de circulação severas;
 Formações produtoras com pressão muito baixa;
 Regiões com escassez de água;
 Regiões glaciais com camadas espessas de gelo.
FLUIDOS DE PERFURAÇÃO
 Classificação
 Fluidos à Base de Ar
 A perfuração com ar puro utiliza apenas ar comprimido ou nitrogênio
como fluido, tendo aplicação limitada a formações que não produzam
elevadas quantidades de água nem contenham hidrocarbonetos;
 A perfuração com névoa (mistura de água dispersa no ar) é empregada
em formações que produzem água em quantidade suficiente para
comprometer a perfuração com ar puro;
 A perfuração com espuma (dispersão de gás em líquido) é empregada
quando se necessita de uma eficiência elevada de carreamento dos
sólidos;
 A perfuração com fluidos aerados consiste em injetar ar, nitrogênio ou
gás natural no fluxo contínuo do fluido de perfuração, reduzindo a
densidade do sistema.