Aula 1 Estimulação de poços e produtividade

Prévia do material em texto

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??