AULA DE FLUIDO COMPL. PETROBRAS

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Fluidos de Completação
Fluidos de Completação
 Instrutor: Francisco Bezerra Lima
 Eng. Químico 
Fluidos de Completação
Programação do Curso:
Definições
Aplicações
Funções
Tipos de Fluidos - Composição e Características Físico-Químicas
Controle de Qualidade
Interação Rocha-Fluido
Equipamentos
Exercícios
Avaliação
Fluidos de Completação
Definições úteis
Completação: 
Conjunto de operações com a finalidade de preparar poços para produção ou injeção.
Fluidos de Completação
Definições úteis
Fluidos de Completação: 
Fluidos empregados em poços de petróleo durante as operações de completação.
Fluidos de Completação
Operações em que são aplicados os Fluidos de Completação
Descida de Equipamentos de Sub-Superfície
Corte de Cimento e Condicionamento de Revestimento
Limpeza de Poços
Estimulação e Restauração
Controle de Areia
Combate à Perda
Fluidos de Completação
Funções dos Fluidos de Completação
Manter poços em segurança (amortecimento)
Fluidos de Completação
Funções dos Fluidos de Completação
Preservar a integridade dos equipamentos de sub-superfície
Fluidos de Completação
Funções dos Fluidos de Completação
Prevenir danos às zonas de interesse
Fluidos de Completação
Funções dos Fluidos de Completação
Desempenhar funções específicas, definidas para cada aplicação (Limpeza, Combate à Perda, Estimulação, etc.)
Fluidos de Completação
Tipos de Fluidos de Completação:
Fluidos aquosos
Fluidos à base de polímeros
Fluidos base óleo
Géis
Colchões e Tampões
Ácidos
Emulsões
Espumas
Gases 
Outros Fluidos
Fluidos de Completação
Características físico-químicas dos fluidos aquosos
Viscosidade: Baixa
Densidade: Variável com a composição
Turbidez: Baixa
Teor de Sólidos em Suspensão: Baixo
Composição Química: Simples
FLUIDOS LIMPOS
Fluidos de Completação
Fluidos Aquosos
Água Industrial
Soluções Salinas
Fluidos de Completação
Água Industrial
Água Doce ou Salgada
Baixo Custo
Uso exclusivo em poços injetores
Fluidos de Completação
Soluções Salinas usuais
Cloreto de Potássio (KCl)
Soluções mistas (KCl, NaCl, CaCl2)
Soluções especiais (KBr, NaBr, CaBr2, ZnBr2)
Fluidos de Completação
Solução de KCl
Peso 8,43 lb/gal (2% em massa)
Baixo custo
Preparo: diluição com água da salmoura KCl 9,9 lb/gal
Inibição de inchamento de argilas
Fluido usual para poços depletados
Fluidos de Completação
Soluções mistas
Composição variável com peso desejado
Custo dependente da composição
Preparo simples (mistura e diluição de soluções concentradas, pré-filtradas)
Inibição de argilas (2% KCl)
Utilizadas sempre que se necessita de peso acima de 8,43 lb/gal
Fluidos de Completação
Soluções mistas NaCl + KCl
Peso: de 8,5 a 9,9 lb/gal
NaCl – Adensante - baixo custo
KCl - Inibidor de argilas (2%)
Preparo: diluição e mistura, em proporções adequadas, das salmouras KCl 9,4 e NaCl 9,9 lb/gal
Usadas em poços de pressão normal
Fluidos de Completação
Soluções mistas - NaCl + KCl + CaCl2
Peso: de 10,0 a 11,7 lb/gal 
NaCl e CaCl2 - Adensantes
Preparo: da mistura e diluição, das salmouras KCl 9,4, NaCl 9,9 e CaCl2 11,7 lb/gal
Salmoura CaCl2: difícil preparo (dissolução lenta e exotérmica)
Inibição de argilas (2% KCl) 
Usadas em poços pressurizados ou profundos
Fluidos de Completação
Soluções Especiais (Brometos)
Peso: acima de 11,7 lb/gal 
Custo elevado
Descarte restrito (poluentes)
Usadas em poços extremamente pressurizados ou profundos, que as soluções com CaCl2 não amortecem.
Fluidos de Completação
Composição Geral das Soluções Salinas
Inibidor de argila (KCl e/ou polímeros)
Adensante (NaCl, CaCl2, brometos)
Preventor de emulsão (surfactante)
Biocida
Inibidor de Corrosão (“Packer Fluid”)
Outros Aditivos (aplicáveis caso-a-caso)
Fluidos de Completação
Fluidos à base de polímeros
Peso: variável
Inibição dada somente por polímeros (sem KCl)
Alto custo
Usados em poços em que as soluções salinas são contra-indicadas
Fluidos de Completação
Fluidos base óleo
Peso: abaixo de 8,43
Compatíveis com a rocha (baixo dano)
Custo dependente da composição
Usados, quando disponíveis, em poços depletados ou para limpeza de incrustações solúveis em óleo.
Mais usados: Óleo Diesel, QAV, Óleo Cru
Fluidos de Completação
Géis
Peso: acima de 8,43 (aquosos) ou abaixo (não-aquosos)
Alta viscosidade – polímeros gelificantes
Custo dependente da composição
Reticulados ou Lineares
Usados em situações que exigem carreamento de sólidos (Limpeza, Fraturamento, Contenção de Areia, Combate à Perda)
Fluidos de Completação
Principais Polímeros Gelificantes
Reticuláveis (Goma Guar, HPG)
Não-Reticuláveis (HEC)
Fluidos de Completação
Colchões e Tampões
Fluidos injetados em poços em operações de completação, com funções específicas
Volume pequeno
Custo e condições de preparo dependentes da composição
Fluidos de Completação
Colchões
Isentos de sólidos
Principais Tipos:
Colchão Lavador (Limpeza de Revestimento de Produção)
Colchão Espaçador (Bombeio de Fluidos para a Formação)
Fluidos de Completação
Tampões
Apresentam sólidos em suspensão
Principais Tipos:
Tampão de Combate à Perda com Calcita
Tampão de Combate à Perda com Sal
Fluidos de Completação
Ácidos
Peso: acima de 8,43
Baixo pH
Inorgânicos (HCl, HF)
Orgânicos (HCOOH, H3CCOOH)
Usados na dissolução de sólidos na formação (Restauração ou Estimulação) ou no interior do poço (Remoção de Incrustações)
Fluidos de Completação
Emulsões
Peso: variável
Diretas (óleo em água) 
Inversas (água em óleo)
Custo alto
Usadas em casos especiais
Fluidos de Completação
Espumas
Peso: abaixo de 8,43
Dispersões estabilizadas de gás (N2) em fluidos, gelificados ou não
Bombeadas através de flexitubo
Custo alto (equipamentos, aditivos, N2)
Usadas para limpeza (excelente carreamento)
Fluidos de Completação
Gases
Peso: abaixo de 8,43
Usados para indução de surgência ou teste de injetividade (poços de gás)
Mais usados: Nitrogênio, Gás Natural
Fluidos de Completação
Outros Fluidos
Aplicações específicas
Exemplos:
Solução bactericida (NaClO) – para combate a bactérias no reservatório
Solução surfactante – injetada para prevenir inversão de molhabilidade (conversão de poço produtor em injetor)
SGN (NH4Cl + NaNO2) – para remoção de depósitos de parafina
Fluidos de Completação
Controle de Qualidade 
Envolve parâmetros físicos, químicos e biológicos
Definido de acordo com o tipo de fluido utilizado
Fundamental para garantir bom desempenho dos fluidos nos poços
Fluidos de Completação
Controle de Qualidade
Parâmetros Físicos
Densidade
Turbidez (Soluções Salinas)
Viscosidade (Géis)
Fluidos de Completação
Controle de Qualidade
Parâmetros Físicos – Métodos e Equipamentos
Densidade (Densímetro; Balança de Lama)
Turbidez (Nefelometria - Turbidímetro)
Viscosidade (Funil Marsh, Reômetro)
Fluidos de Completação
Controle de Qualidade 
Parâmetros Químicos
pH
Dureza
Ferro
Teste de Quebra de Emulsão
Outros testes, variáveis de acordo com a aplicação
Fluidos de Completação
Controle de Qualidade 
Parâmetros Químicos – Métodos e Equipamentos
pH (Colorimetria - Fita Indicador Universal; Potenciometria - pHmetro)
Dureza (Bureta - Complexometria-EDTA)
Ferro (Colorimetria - Comparador Colorimétrico)
Fluidos de Completação
Controle de Qualidade 
Parâmetros Biológicos
Bactérias
Fungos
Condições críticas (Temperatura, pH, Tempo de Estocagem, Nutrientes, etc.) 
Fluidos de Completação
Controle de Qualidade 
Parâmetros Biológicos – Métodos e Equipamentos
Microorganismos (Bactérias e Fungos)
Contagem (Laminocultivo, Microscopia,
Luminescência)
Fluidos de Completação
Interação Rocha-Fluido na Completação
Características Gerais
Ocorre somente com o reservatório
Não há incorporação de sólidos ao fluido
Reboco ausente (“Fluido Limpo”)
Filtrado elevado (Baixa Viscosidade)
Fluidos de Completação
Interação Rocha-Fluido na Completação 
Possíveis Danos Relacionados ao Fluido
Obstrução de Poros
Inchamento de Argilas
Formação de Emulsões
Fluidos de Completação
Interação Rocha-Fluido na Completação 
Obstrução de Poros - Origem
Partículas sólidas presentes no fluido que, ao aderirem à superfície da rocha, obstruem seus poros, diminuindo a porosidade e a permeabilidade da zona de interesse.
Fluidos de Completação
Interação Rocha-Fluido na Completação 
Obstrução de Poros – Prevenção
Filtração dos Fluidos de Completação
Adição de quebradores aos géis poliméricos
Fluidos de Completação
Interação Rocha-Fluido na Completação 
Obstrução de Poros – Correção
Recanhoneio
Acidificação
Fraturamento Hidráulico
Fluidos de Completação
Interação Rocha-Fluido na Completação 
Inchamento de Argilas - Origem
Expansão dos espaço interlamelar dos argilominerais presentes no reservatório, devido a um aumento do grau de hidratação destes argilominerais.
Associada geralmente à troca dos cátions interlamelares por íons de elevada relação carga-raio (Na+, Mg++, Al+3, etc.)
Fluidos de Completação
Interação Rocha-Fluido na Completação 
Inchamento de Argilas – Prevenção
Inibição Química por troca catiônica - saturação do espaço interlamelar dos argilominerais com um cátion específico
Fluidos de Completação
Interação Rocha-Fluido na Completação 
Inchamento de Argilas – Prevenção
Inibição Química – 2 Mecanismos: 
Troca por cátion inorgânico de relação carga-raio adequada (K+) 
Troca por cátion orgânico de alto peso molecular (polímero catiônico)
Fluidos de Completação
Interação Rocha-Fluido na Completação 
Inchamento de Argilas – Correção
Recanhoneio
Acidificação (HF)
Fraturamento Hidráulico
Fluidos de Completação
Interação Rocha-Fluido na Completação 
Formação de Emulsões - Origem
Contato entre fluido e óleo da formação.
Fluidos de Completação
Interação Rocha-Fluido na Completação 
Formação de Emulsões – Prevenção
Adição de Preventores ao Fluido – presença de surfactante na composição do fluido que impeça o emulsionante deste com o óleo da zona de interesse.
Fluidos de Completação
Interação Rocha-Fluido na Completação 
Formação de Emulsões – Correção
Injeção de Solventes e/ou Surfactantes
Recanhoneio
Fraturamento Hidráulico
 OBRIGADO