Cimentação de Poços de Petróleo

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CIMENTAÇÃO
Salvador
2013
Conceitos Básicos de Cimentação
Razões para se realizar uma cimentação;
Química do cimento;
Propriedades das pastas;
Aditivos para cimentação;
Equipamentos de Cimentação;
Desafios e novas tecnologias;
Equipamentos especiais;
Avaliação de uma Cimentação.
Objetivos da Cimentação Geral
Suportar Revestimento
 - Suportar o revestimento de colapsos e efeitos buckling (flambagem), além de suportar o próprio peso;
 - Proteger da corrosão. 
Isolar Zonas
 - Produtivas & Não-produtivas;
Poteção de reservatório
 - Proteger contra choques durante a perfuração
* Abandono de poço.
Química Básica do Cimento
O cimento é um material composto de:
 - Silicatos – alita (C3S) e belita (β-C2S);
Silicato Tricálcio (C3S) -> é o maior componente e é o principal material para produzir resistência ao cimento
Silicato Dicálcio (β-C2S) -> responsável pelo gradual ganho na força gel
 - Aluminato (intersticial) - aluminato (C3A) e ferrita (C4AF);
Aluminato Tricálcio (C3A) -> controla a resistência inicial e o tempo de espessamento
Ferro Aluminato Tetracálcio (C4AF) -> baixo calor de hidratação
 - Gipso (CaSO4);
 - Menores componentes – sulfatos alcalinos (K2SO4, Na2SO4, (K, Na)SO4, CaSO4), gesso (CaO), periclásio (MgO)
Profundidade
Temp. Estatica
A
 
B
 
C
 
D
 
E
 
F
 
G
 
H
Superfície
80°F
 
 
 
 
 
2.000
110°F
 
 
 
 
 
4.000
140°F
 
 
 
 
 
6.000
170°F
 
 
 
 
 
 
 
 
8.000
200°F
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
10.000
230°F
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
12.000
260°F
 
 
14.000
290°F
 
 
16.000
320°F
 
COMPOSIÇÃO
 
 
 
API
Componentes (% por peso)
Classe
C3S
C2S
C3A
C4AF
A
53
24
8+
8
B
47
32
5-
12
C
58
16
8
8
G & H
50
30
5
12
Composição do Cimento Portland
Hidratação do Cimento
Reação do cimento com a água;
2C3S + 6H2O -> C3S2H3 + 3COH
2C2S + 4H2O -> C3S2H3 + COH
Produtos da Hidratação
 - novos sólidos que se formam na hidratação do cimento.
 Características de hidratação de componentes de cimento
Componentes Reação
Quantidade de Calor Liberado
Contribuição ao cimento
 
 
 
Resistência
Liberação de Calor
C3S
Moderada
Moderada
Alta
Alta
C2S
Baixa
Baixa
Inicialmente Baixa e Depois Alta
Baixa
C3A + CSH2
Rápida
Muito Rápida
Baixa
Muito Rápida
C4AF + CSH2
Moderada
Moderada
Baixa
Moderada
Cimentação Primária 
Objetivos:
Isolar
Evitar migração de Fluido
Selar Formações
Proteger
O csg de:
Corrosão
Colapso
Esforço
Suportar
Peso
Desenrosque
O que é Cimentação Primaria?
O processo de colocar cimento entre o poço e o revestimento
Teve sua primeira Utilização em 1903
Em 1920 Erle P. Harliburton começou operação em Oklahoma
Métodos de Injeção do cimento
Processo Detalhado
Tipos de Cimentações Primarias
Revestimento Condutor
Revestimento de Superfície
Revestimento Intermediário
Revestimento de Produção
Revestimento Condutor
Características
Grande Diâmetro Externo
Formações não Consolidadas
Frequentemente requer assegurar o revestimento
Praticas da Cimentação
Cimento acelerado
Uso de aditivo para perda de circulação
O plug de fundo pode não se usado
Tampões de grande diâmetro de madeira
Revestimento Superfície
Característica
Protege zonas de Agua doce
Isola formações não consolidadas e de perda de circulação
Colocação do BOP
Práticas
Uso de pasta de preenchimento e principal acelerado
Levar em conta se o revestimento pode ser levantado pela pressão de bombeamento
Método “Inner String” (opicional)			
Revestimento Intermediário
Características
Protege de Problemáticas
Práticas
Técnicas e sistemas para poços HPHT
Uso de Lavadores e espaçadores
Pastas e TOC dependem das zonas de interesse e requisitos de Projeto
Revestimento de produção
Características
Isolar Zonas de gás, petróleo e água
Segurança do poço
Controle de anular a longo prazo
Práticas
Centralizar o revestimento
Lama- Acondicioná-las
Ajudas Mecânicas
Velocidade da Anular
Espaçadores e lavadores	
Cimentação com Inner String
Cimentação através de uma tubulação interna
Acoplamento da tubulação interna com o colar cônico ou sapata
Equipamento de flutuação SS-II
Equipamentos
Inner String
Permite ajustar o volume da pasta durante a operação
Diminui volumes e tempos de deslocamento
Não reque grandes tampões nem cabeças
Liner
Característica
Revestimento colocado com coluna de trabalho e ancorado em revestimento anterior
Razões para uso dos liners
Redução de custos
Menos restrição de ID
Reduz o peso sobre a cabeça
Tipos de Line
Drilling Line
Production Line
Scab ou stub Line
Tie-Back Liner
Considerações Projeto cimentação
Configuração do Poço
Profundidade
Tamanho, peso e grau do casing
Desvio
Diâmetro do poço e Condições
Acessórios de casing
Ferramentas Especiais
Parâmetros ambientais
Informação das Formações
Zona de interesse
Sensibilidade a agua
Zonas de agua dolce
Zonas de gás
Zonas de Sal
Fluxos de agua
Gradiente de Fratura
Pressão de Formação
Parâmetros ambientais
Temperatura
Temperatura de circulação
Temperatura estatica
Diferencial de temperatura na coluna de cimento
Driling Fluid (lama)
Tipo de Lama
Densidade
Perda de Fluido
Resistencia Gel
Fatores do desenho da pasta
Densidade
Retardamento
Controle de Filtrado
Estabilidade da pasta
Controle de migração do gás
Propriedades mecanica
Aditivos Quimicos
Aceleradores
Retardadores
Dispersantes
Aditivos de Controle filtrado
Aditivos Liviadores / Extensores
Inibidores de retrogressõa
Aditivos Expansivos
Agentes Densificantes
Avaliação de Cimentação
Definição
Tipos de Testes
Hidráulicos
Perfis de temperatura
Traçadores Radioativos
Perfis Acústicos
Porque Avaliar um cimentação?
Unidade de Perfilagem
CBL-VDL-GR-CCL
Definição
Composto basicamente por um transmissor e dois receptores acústicos com transdutor geralmente de cerâmica
O pulso sonoro emitido faz vibrar o meio fluido onde o transdutor esta imerso criando um frequência de onda. 
Cimentação Secundaria
Consiste em uma forma de repara a cimentação primaria. `è utilizada após à avalição da cimentação.
Método de Reparo
Recimentação
A técnica é utilizado após encontrar falhas pelos perfis acústicos.
Utiliza-se o canhoneio na parte superior e inferior, e depois a utilização de colchão lavador e espaçador e no fina a instalação de um packer , para poder pressurizar o local e injetar o cimento para repara o local
Cimentação Secundaria
Squeeze
Injeta o cimento sobre uma forte pressão, para que atinja a área afetada, ante disso utiliza-se um tampão na zona produtora
Tamponamento
Método utilizado para recuperação de área afetada ou abandono do poço, utiliza-se um packer para isola area
Referencias 
HALLIBURTON, CIMNETAÇÃO BÁSICA : Manual de Treinamento. Salvador-RJ. 2012
RONALDO, VICENTE; AVALIAÇÃO DE CIMENTAÇÃO, PETROBRÁS. São Paulo: 2004