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Prof. M.Sc. Eng. Felipe Lúcio de Sousa Chagas Tema da aula Estimulação de poços e produtividade Introdução • Quando um campo de petróleo é descoberto, inicialmente é feita a perfuração de um poço exploratório, de maneira a adquirir-se informações a respeito das propriedades das rochas e dos fluidos que compõem a rocha reservatório; Introdução • Em algumas situações, devido a diversos fenômenos geológicos, ou em virtude da própria perfuração do poço, os poros das rochas podem dificultar o fluxo dos fluidos da formação para o interior do poço durante a fase de produção. Amostras de rocha com baixa permeabilidade Dano no reservatório em função da perfuração Introdução • Em algumas situações, devido a diversos fenômenos geológicos, ou em virtude da própria perfuração do poço, os poros das rochas podem dificultar o fluxo dos fluidos da formação para o interior do poço durante a fase de produção. O que é a estimulação? • Dessa forma, podem ser realizadas algumas operações especiais no poço e suas redondezas (reservatório), de maneira a facilitar o fluxo de hidrocarbonetos da formação para o poço. O que é a estimulação? • A estimulação de poços é então definida como um conjunto de técnicas utilizadas para obtenção de maior produção de um poço, através da criação de uma zona adjacente ao poço na qual o movimento dos fluidos é facilitado, através do aumento da permeabilidade da rocha reservatório ou mesmo sua porosidade. Ácido O que é a estimulação? • A estimulação, então, é uma operação complementar à operação de completação do poço, ou seja, é realizada após a completação do poço e antes da fase de produção. Etapa de canhoneio do poço completado Etapa de estímulo do poço (fraturamento hidráulico) Tipos de estimulação • Existem diferentes formas de se estimular um poço, com operações específicas, e que visam um determinado objetivo; • De maneira geral, as operações podem ser de dois tipos: – Acidificação; – Fraturamento hidráulico; Tipos de estimulação • A acidificação consiste na estimulação do poço através da injeção de ácido para remoção de danos nas imediações do poço; Ácido Tipos de estimulação • O fraturamento hidráulico consiste na injeção de fluidos a uma pressão alta o suficiente para induzir uma fratura na rocha. Estímulo: porosidade ou permeabilidade? • Observando os tipos de operação que podem ser realizadas no poço, visando estimulá-lo, qual das propriedades são impactadas quando um estímulo é realizado? – A porosidade ? – A permeabilidade? – As duas? Relação entre estimulação de poços e produtividade do poço • Revisando engenharia de reservatórios... • Equação da difisuvidade hidráulica: Considerando para fluxo radial e regime permanente, a solução da equação é: onde E a vazão é dada por: (1) (2) Relação entre estimulação de poços e produtividade do poço • Importante para estimulação de poços: Conceito de dano de formação: “Dano de formação é entendido como qualquer restrição ao fluxo normal de um poço. Podem ser induzidos ou naturais.” Relação entre estimulação de poços e produtividade do poço Tipos de dano • Emulsões; • Obstrução por injeção de partículas; • Sub-produtos de reações de ácidos; • Compactação; • Migração de finos; • Deposição de componentes orgânicos e inorgânicos; Asfaltenos Rochas compactadas Relação entre estimulação de poços e produtividade do poço O dano num poço é causado majoritariamente por alguns dos seguintes fatores: • Perfuração: reboco, invasão de filtrado; • Cimentação do poço; • Compactação da rocha reservatório; • Canhoneio; • Combate à perda de circulação; Como quantificar o impacto do dano no fluxo de um poço? Relação entre estimulação de poços e produtividade do poço • Efeito de película (skin factor): idealizado por van Everdingen (1953) & Hurst (1953), é um modelo puramente matemático, que visa representar uma situação física causada por um fenômeno real, que pode ser o dano ou estímulo da formação. Raio da zona alterada Raio do poço (3) Relação entre estimulação de poços e produtividade do poço • Índice de produtividade: o índice de produtividade representa uma relação linear entre a vazão de produção e o diferencial de pressão aplicado para obtê-la: (4) Onde Δps representa a queda de pressão devida ao dano, que é dada por: Δps (5) (6) Relação entre estimulação de poços e produtividade do poço • Produtividade de poços em regimes estabilizados de fluxo: fluxo permanente • Associando as equações 2, 3 e 4, temos a equação que relaciona o índice de produtividade e o fator skin: Relação entre o fator skin e o IP Razão de dano (7) (8) Relação entre estimulação de poços e produtividade do poço • Ou seja, um poço com elevado skin factor indica que esse reservatório apresentará maior resistência ao fluxo de hidrocarbonetos nas imediações do poço, necessitando-se assim da realização de um estímulo, visando reduzir o skin factor. Skin factor IP Formas de determinação do skin factor • Testes de formação: correspondem a uma completação provisória do poço com o objetivo de identificar os fluidos, determinar os parâmetros de reservatório associados à produtividade e avaliar a extensão da jazida. • Pode ser definidos como um conjunto de técnicas e experimentos utilizados para o conhecimento das propriedades e do comportamento dos meios porosos suscetíveis de possuírem hidrocarbonetos. Basicamente, gera-se um impulso no reservatório, variando-se a vazão, e mede-se o efeito sobre a pressão no poço, através de válvulas equipadas numa coluna de teste. Formas de determinação do skin factor • Teste de formação com poço aberto: é realizado antes de revestir e cimentar zona de interesse; • Teste de formação com poço revestido: teste de formação com packer assentado no revestimento. Formas de determinação do skin factor • Quando se realiza um teste de formação, tem-se os dados de entrada (vazão e histórico de vazões) e os dados de saída (variação na pressão). Com isso o intuito é identificar o que ocorre durante esse processo de entrada -> saída; Formas de determinação do skin factor • Identificando o skin factor pelo teste de formação: avalia-se a diferença entre variação de pressão no poço e a derivada da mesma, após um período, chamado shut in, em que o fluxo é cessado e observa-se o crescimento de pressão no poço; Avaliação de problema inverso por deconvolução Dúvidas??
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