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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