Perfuração Completação I - 2

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Perfuração e Completação I
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Perfuração e Completação I
CLASSIFICAÇÃO DOS POÇOS:
a) QUANTO A FINALIDADE
b) QUANTO A PROFUNDIDADE
Exploração
Médios (entre 1500 m e 2500 m)
(1) Pioneiro, (2) Estratigráfico, (3) Extensão, (4) Pioneiro
Adjacente, (5) Jazida mais Rasa, (6) Jazida mais Profunda
Rasos (< 1500 m)
Explotação
Profundos (> 2500 m)
No Brasil encontram-se em perfuração poços com até 7000m
de profundidade (Bacia de Santos, poços exploratórios).
(7) Desenvolvimento, (8) Injeção e (9) Especial
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c) QUANTO A GEOMETRIA
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DEFINIÇÕES BÁSICAS
a)Afastamento;
b) Trajetória Direcional;
c) Profundidade Vertical e
Profundidade Medida;
d) Objetivo, Alvo e Raio de
tolerância;
e) Inclinação;
f) Direção Base do poço,
Azimute e Rumo;
g) Orientação Tool face;
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Afastamento
Um poço é
caracterizado como
direcional quando a linha
vertical para se atingir o
objetivo se distância
horizontalmente da cabeça
do poço, isto é o
afastamento.
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Trajetória Direcional
Basicamente é o
caminho percorrido pela
broca desde a cabeça do
poço até o objetivo.
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Profundidade Vertical
A distância vertical
medida da mesa rotativa
ao poço, PV ou TVD (true
vertical depth).
Profundidade Medida
A distância
percorrida pela broca para
atingir esta profundidade,
PM ou MD (measured
depth).
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Objetivo, Alvo e Raio de 
tolerância
Objetivo é um ponto
onde a trajetória deve atingir,
este é determinado pelo
Geólogo.
Alvo é a área definida
como aceitável para se atingir
o objetivo.
Raio de tolerância varia
de acordo com as incertezas
geológicas. Geralmente nos
poços exploratórios 100m e
nos de desenvolvimento de 5
a 50m.
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Inclinação
É definida como
sendo o ângulo entre o
vetor local gravitacional em
relação ao eixo do poço.
Por convenção 0°
para poço vertical e 90°
para poço horizontal.
3°
45°
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Direção Base do poço, 
Azimute e Rumo
É definida como o
ângulo formado entre a
projeção horizontal da
cabeça do poço até objetivo
e o norte verdadeiro.
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Azimute varia de
0° a 360°, medindo
sempre no sentido horário.
0°
90°
180°
270°
Direção Base do poço,
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O 0° está Norte e
no Sul e cresce no sentido
horário até 90° nos
quadrantes NE, SW e no
sentido anti-horário nos
quadrantes SE e NW.
Rumo varia de 0° a
90°, utilizando os
quadrantes NE, SE, SW,
NW, conforme tabela ao
lado.
Direção Base do poço,
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Exercício: Transformar de Azimute para Quadrante ou
vice-versa:
• A = 115°
• Q = N30ºW
• Q = S40ºE
• A = 295°
• Q = N25°E
• A = 220º
>> S65°E
>> 330°
>> 140°
>> N65°W
>> 25°
>> S40°W
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Orientação Tool Face
Varia de 0° a 360º e é definida pelo ângulo (y)
formado pelo eixo gravitacional da seção da coluna e a face
da ferramenta direcional, no sentido horário (visada de
entrada da coluna).
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DEFINIÇÕES ESPECÍFICAS
KOP – Kickoff point, é o ponto de início do ganho de ângulo;
ESTAÇÃO – É um ponto de medição para profundidade, 
inclinação e direção durante a execução do poço; 
α – É o ângulo obtido em cada Estação, relativo a Inclinação 
do poço;
θ – Ângulo máximo do trecho reto, é obtido no final de uma
seção, que pode ser de ganho ou perda;
BUILDUP – É a seção onde acontece o ganho de ângulo α;
EOB - End-of-Buildup, é onde termina este trecho reto;
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SLANT – Seção tangente, é onde a inclinação é mantida até 
atingir o objetivo ou que haja uma nova seção de 
ganho ou perda;
DROP OFF – É a profundidade onde o poço começa a perder 
ângulo, caso seja necessário; 
SEÇÃO de DROP OFF – É o trecho onde ocorre a perda de 
ângulo, expresso por um BUR negativo;
ß - DOGLEG – É o ângulo formado por dois vetores 
tangentes à trajetória do poço;
DLS – Dogleg Severity - É o resultado do ß dividido pelo 
comprimento perfurado ou a ser perfurado;
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R – RAIO DE CURVATURA – É o raio dos arcos de 
circunferência usados nos cálculos dos trechos de 
buildup e drop off;
BIT WALK – GIRO DA BROCA - É a tendência natural da 
broca desviar na direção lateral, ocorrendo 
normalmente para a direita; 
LEAD ANGLE – ÂNGULO GUIA – É o ângulo entre a direção 
do objetivo e a direção para qual a Tool face 
está apontando no início do intervalo de ganho 
do angulo;
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BUR – Buildup rate, é chamado a taxa de ganho, pode ser 
expressa de duas formas:
• em graus / 30 metros;
• em graus / 100 pés;
pela seguinte fórmula BUR = K (α2 – α1)_
(PM2 – PM1)
K = 30 para BUR (metros) e 100 para BUR (pés);
α2 = Inclinação do poço 2;
α1 = Inclinação do poço 1;
PM2 = Profundidade medida do poço na Estação 2;
PM1 = Profundidade medida do poço na Estação 1;
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CLASSIFICAÇÃO DE POÇOS DIRECIONAIS
O grau de severidade de cada poço pode ser
classificado em relação as seguintes varáveis:
• Quanto ao Raio de Curvatura;
• Quanto ao afastamento do objetivo;
• Quanto ao giro.
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Quanto ao Raio de Curvatura
Os poços podem ser classificados como raio longo,
médio, intermediário e curto.
Os mais comuns são os de raio longo, cujos BUR
variam de 2 a 4 graus/30m.
Serão calculados pela seguintes fórmula:
R = __360_x_K__ para metros K=30 e BUR em graus/30
2 x ¶ x BUR para pés K=100 e BUR em pés/100
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Devemos utilizar a tabela abaixo para a classificação
Classificação Buildup rate (BUR)
em (graus / 30metros) Raio (m)
Raio Longo 2 – 8 215 - 859
Raio Médio 8 - 30 57 - 215
Raio Intermediário 30 - 60 29 - 57
Raio Curto 60 - 200 9 - 29
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Quanto ao Afastamento do Objetivo
Os poços podem ser classificados como
convencional, de grande afastamento (ERW – extended
reach well) ou de afastamento severo (S-ERW – severe
extended reach well).
É o resultado da razão entre o afastamento e o PV
(Profundidade Vertical) descontado a LA (lamina d'água)
em poços offshore.
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Devemos utilizar a tabela abaixo para a classificação
Tipo de poço Afastamento / (PV-LA)
Convencional < 2
De grande afastamento (ERW) 2 - 3
De afastamento severo (S-ERW) > 3
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COMPLETAÇÃO I
É o conjunto de operações realizadas após a
conclusão da perfuração de um poço, afim de deixá-lo em
condições seguras e econômicas de operação.
Completação destina-se a equipar o poço para
produção de óleo ou gás, ou ainda, para as atividades de
injeção de fluidos.
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Tipos de completação
> Quanto ao posicionamento da cabeçado poço;
> Quanto ao revestimento de produção;
> Quanto ao número de zonas explotadas;
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�Quanto ao posicionamento da cabeça do poço
Em se tratando de poço onshore a cabeça do poço fica na
superfície. Já em poço offshore, o posicionamento da
cabeça de poço dependerá da lâmina d’água. No caso de
águas rasas é possível trazer a cabeça de poço para a
superfície, instalando os respectivos equipamentos na
plataforma. Em águas profundas (acima de 1.000 metros
de lâmina d’água), os equipamentos de cabeça de poço
são posicionados no fundo do mar, em sistemas chamados
de Árvore de Natal Molhada (ANM), instalados quando
se realiza uma completação molhada.
Tipos de completação
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Equipamentos de cabeça 
de poço onshore
Equipamentos de cabeça de 
poço offshore em plataforma 
instalada em águas rasas.
Árvore de Natal Seca
Completação molhada
Equipamentos de cabeça de poço 
offshore em plataforma instalada 
em águas profundas
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�Quanto ao revestimento de produção
A completação pode ser a poço aberto, com liner
canhoneado ou rasgado e/ou com revestimento
canhoneado, na forma abaixo:
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• A Poço Aberto (a) ���� Quando o poço é colocado em
produção com as zonas produtoras abertas. O
revestimento é colocado até a fase anterior das zonas
produtoras. Utilizada somente em formações muito bem
consolidadas, com pouco risco de desmoronamentos. As
principais vantagens são a maior área aberta ao fluxo e a
redução dos custos de revestimento e do canhoneio. A
principal desvantagem é a falta de seletividade, que
impede futuras correções quando há produção de fluidos
indesejáveis (água, gás etc).
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Com Revestimento Canhoneado (c) ���� É o tipo de
completação mais utilizado atualmente. O poço é
perfurado até a profundidade final e, em seguida, é
descido o revestimento de produção até o fundo do poço,
sendo posteriormente cimentado o espaço anular entre os
tubos de revestimento e a parede do poço. Finalmente, o
revestimento é canhoneado defronte dos intervalos de
interesse.
Com Liner Rasgado ou Canhoneado (b) ���� O liner
pode ser descido rasgado, posicionando o tubo rasgado
em frente às zonas produtoras, ou então cimentado e
posteriormente canhoneado nas zonas de interesse. As
principais vantagens e desvantagens da completação com
liner rasgado são similares às do poço aberto.
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> Quanto ao número de zonas explotadas
• Completação Simples (a) ���� Realizada quando uma
única tubulação metálica é descida no interior do
revestimento de produção, da superfície até próximo à
formação produtora.
• Completação Seletiva (b) ���� Há apenas uma coluna
de produção, equipada para permitir a produção de duas
zonas ou uma das duas alternadamente.
•Completação Múltipla (c) ���� Usada quando deseja-se
produzir ao mesmo tempo duas ou mais zonas ou
reservatórios diferentes, através de uma ou mais colunas
de produção descidas no poço.
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> Condicionamento do poço ���� Nesta fase é descida uma
coluna com broca e raspador, para deixar o interior do
revestimento de produção gabaritado e em condições de receber
os equipamentos necessários.
A broca é utilizada para
cortar os tampões de cimento
e tampões mecânicos do
interior do poço, bem como os
restos da operação de
cimentação.
Após o condicionamento
do revestimento de produção,
a estanqueidade é testada com
o fluido de completação sob
pressão e feitas correções, se
houver vazamentos.
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O prosseguimento das operações no poço sem a
observação deste requisito pode gerar os seguintes
problemas:
� Produção de fluídos indesejáveis
� Testes de avaliação das formações incorretos.
� Prejuízo no controle dos reservatórios e estimulações
mal sucedidas
> Avaliação da qualidade da cimentação ���� São
utilizados perfis acústicos, que medem a aderência do
cimento ao revestimento e do cimento à formação. Essa
atividade é realizada com uma ferramenta de Perfilagem
Ultra-Sônica USIT.
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O sistema usado para perfilagem acústica é
composto basicamente por um emissor e dois receptores,
além de um circuito eletrônico para o processamento do
sinal.
O emissor é acionado por energia elétrica, emitindo
pulsos sonoros de curta duração que se propagam através
do revestimento, cimento e formação, antes de atingir dois
receptores: um a três pés, e outro a cinco pés do emissor.
Aí são reconvertidos em impulsos elétricos e
enviados para a superfície, através de cabos condutores.
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Falha de cimentação Sensores e transmissores ultra-sônicos
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> Canhoneio ���� Perfuração do revestimento na área de
interesse, realizada com a utilização de cargas explosivas
moldadas para esta operação. A explosão gera jatos de
alta energia que atravessam o revestimento, o cimento e a
formação, criando os canais de fluxo.
Os canhões são cilindros de aço com furos nos quais
se alojam as cargas. Estando o canhão posicionado em
frente do intervalo desejado, um mecanismo de disparo é
acionado para detonar as cargas.
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> Instalação da coluna de produção ���� Constituída basicamente por
tubos metálicos, onde são conectados os demais componentes, com as
seguintes finalidades básicas:
� Conduzir os fluidos produzidos até a superfície
� Permitir a instalação de equipamentos para elevação artificial.
� Possibilitar a circulação de fluidos para o amortecimento do poço
> Colocação do poço em produção ���� A surgência dos fluidos na
superfície pode ser induzida por válvulas de gas-lift. Esse método trabalha
com a gaseificação do fluido do interior da coluna como forma de reduzir
sua pressão hidrostática.
O gás é injetado inicialmente no espaço anular, passando posteriormente
para o interior da coluna, de forma controlada, através de válvulas
especiais (válvulas de gas-lift).
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Principais componentes de uma coluna de produção
> Tubo de produção ���� É o componente de maior consumo e custo em
uma coluna de produção. Usado para conduzir a produção desde à
formação até à superfície ou para o gas-lift no sentido contrário.
> Válvula de segurança de subsuperfície (DHSV) ���� Equipamento
posicionado cerca de 30 m abaixo da superfície, ou fundo do mar, que
tem a função de fechar o poço em casos de emergência.
> Redução ���� Conexão usada para permitir o acoplamento entre
componentes de diâmetro diferentes.
> Mandril de gas-lift���� Equipamento para alojar a válvula que permitirá a
circulação do gás do espaço anular para a coluna de produção.
> Liner ���� Tubulação de revestimento externo que protege a coluna de
produção das paredes do furo do poço.
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> Junta telescopia (TSR) ���� Equipamento que absorve a expansão ou
contração da coluna, causadas pelas variações de temperatura.
> Packer hidráulico ou de produção ���� Promove o fechamento do
espaço anular entre o tubo de revestimento e a coluna de produção,
numa determinada profundidade, com os seguintes objetivos:
� Proteger o revestimento contra pressões de fluidos corrosivos
� Possibilitar a injeção controladade gás, pelo espaço anular (gas-lift).
� Permitir a produção seletiva de várias zonas por uma única coluna.
> Niple ���� Instalado no fundo da coluna de produção com o objetivo de
alojar o tampão mecânico (shear-out), válvula de retenção
> Shear-out ���� Equipamento instalado no fundo da coluna de produção,
com o objetivo de realizar o tamponamento temporário desta coluna,
quando necessário.
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Equipamentos de superfície
São os equipamentos responsáveis pelas seguintes atividades:
� Ancoragem da coluna de produção
� Vedação entre a coluna e o revestimento de produção
� Controle do fluxo de fluidos na superfície
> Cabeça de produção ���� Carretel com
dois flanges e duas saídas laterais. O
flange inferior fica apoiado na cabeça do
revestimento de produção e o superior
recebe a árvore de natal.
Em uma das saídas laterais geralmente é
conectada a linha de injeção de gás (em
poços equipados com gas-lift) e na outra
a linha de matar (kill line), para um
eventual amortecimento do poço.
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> Árvore de natal convencional (ANC) ���� Equipamento de superfície
constituído por um conjunto de válvulas tipo gaveta, com a finalidade de
permitir, de forma controlada, o fluxo de óleo do poço. Normalmente a
ANM é equipada com duas válvulas mestras (uma inferior manual e uma
superior com acionamento hidráulico), duas laterais (uma normal e outra
com acionamento pneumático), além de uma válvula manual de pistoneio.
As válvulas mestras têm a função
de fechamento do poço. As
laterais, de controlar o fluxo do
poço direcionando a produção
para a linha de surgência. Já a
válvula de pistoneio tem a função
de, quando aberta, permitir a
descida de ferramentas dentro da
coluna de produção.
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> Árvore de natal molhada (ANM) ���� Instalada no fundo do mar,
constituída por um conjunto de válvulas tipo gaveta, um conjunto de
linhas de fluxo e um sistema de controle, interligados a um painel de
controle na plataforma.
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> Manifold submarino ���� Equipamento que recebe a produção da árvore
de natal molhada (proveniente do poço) por meio das linhas de produção
de fluxo, e direciona esta produção para a plataforma via raiser. Quando
se trata de injeção de fluidos no poço, o fluxo segue no sentido contrário.
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Intervenções em poços
Durante a vida produtiva de um poço é necessário realizar intervenções
abaixo, visando manter ou melhorar a produtividade do poço.
> Avaliação���� Visa diagnosticar as causas da queda de produtividade do
poço, ou mesmo avaliar as zonas que não se encontram em produção.
> Recompletação ���� Visa substituir as zonas que não estão mais em
produção por outras que têm potencial.
> Restauração ���� Atividades que visam restabelecer as condições
normais de fluxo do reservatório para o poço, além de eliminar falhas
mecânicas no revestimento ou na cimentação.
> Limpeza ���� Atividades executadas no interior do revestimento de
produção visando limpar o fundo do poço ou substituir equipamentos de
subsuperfície , objetivando um maior rendimento.
> Estimulação ���� Objetiva aumentar o índice de produtividade ou
injetividade do poço.
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SHEAR-OUT (sub de pressurização)
Equipamento instalado na extremidade inferior da coluna de
produção, sua função é permitir o tamponamento
temporário do poço.
Composto de três sedes, duas superiores com diâmetros
diferentes e uma inferior tamponada.
Ao se lançar a coluna e quando da colocação do Packers,
aumenta-se a pressão da coluna e os parafusos cisalham,
fazendo o conjunto cair e liberar o fluxo.
O acabamento é biselado para facilitar a reentrada de
ferramentas na coluna de produção.
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HYDRO-TRIP
Equipamento instalado na em qualquer da coluna de
produção, sua função também é permitir o tamponamento
temporário do poço.
Sua montagem é semelhante a Shear-out e também ocorre
o cisalhamento dos parafusos, fazendo o conjunto encaixar
na coluna.
Sua vedação também é realizada com esferas lançadas da
superfície.
Tem como desvantagem não permitir a passagem plena da
coluna.
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NIPPLES de Assentamento
Servem para alojar tampões
mecânicos, válvulas de
retenção ou registradores.
Normalmente instalados no
final da cauda da coluna,
porem podem ser instalados,
tantos quanto necessários.
F > Seletivo, podem ser
instalados vários.
R > Não-Seletivo, utilizado
quando a coluna irá possuir
somente um.
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SLIDING SLEEVE
(Camisa deslizante)
Possui uma camisa interna
que pode ser aberta ou
fechada quando necessário,
permitindo a comunicação
com o espaço anular.
É operado por cabo ou
arame (slick line).
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SLIDING SLEEVE
(Camisa deslizante)
Também utilizado em
completações
seletivas.
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CHECK VALVE
Válvula utilizada para impedir
o fluxo no sentido descendente
(válvula de retenção).
Quando a pressão de baixo é
maior ela se abre.
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Holdown – evita que o packer seja
jogado para cima.
Packer – elementos para vedação.
Cunha – evita que o packer
escorregue para baixo, devido ao
peso da coluna ou pressão no
escopo no espaço anular do poço.
PACKER de PRODUÇÃO
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TSR (TUBING SEAL RECEPTACLE) – Junta Telescópia
É utilizada para absorver a expansão ou contração da
coluna de produção.
Permite ainda a retirada da coluna sem necessidade de
remover o Packer e a Cauda.
Possui basicamente duas partes independentes:
• A camisa externa;
• O mandril.
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MGL (Mandril de Gás-lift)
Componentes que servem
para alojar as válvulas que
permitiram a circulação de
gás no espaço anular.
VGL (Válvula de Gás-lift)
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DHSV (Down Hole Safety Valve)
A válvula se segurança de subsuperfície, DHSV, é um
componente da coluna de produção, tendo a função de
barreira mecânica de segurança para evitar erupções ou
fluxos descontrolados do poço no caso de falhas dos
equipamentos de segurança de superfície.
Normalmente a DHSV está na posição fechada. Para
produzir o poço, a DHSV deve ficar na posição aberta.
Qualquer que seja a posição da válvula (aberta ou fechada),
a mesma permite injeção de fluido para o interior do poço.
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• Enroscada na coluna:
As enroscadas na coluna, ou tubing mounted (TM), são
conectadas diretamente na coluna de produção, são mais
confiáveis, apresentam menor restrição ao fluxo e são
mais caras que as insertáveis. A principal desvantagem
reside no caso de mau funcionamento, ou problema que
necessite remove-la, ter-se que retirar a árvore de natal e
coluna de produção.
• Insertáveis:
As insertáveis na coluna, ou wireline retrievable são
instaladas com operação de cabo, permitem a substituição
sem a necessidade da retirada da coluna.65
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DHSV
Em poços satélites é
instalada 10 m abaixo
do mud line.
Em poços de
plataformas fixas é
instalada 30 m abaixo
do mud line.
Quando o poço for
isolado, pode ser
dispensada.
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Utilizada em laminas
d´água profundas.
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Escoamento da Produção
O principal desafio desta área é prevenir e corrigir a deposição de
materiais indesejáveis que são produzidos, dentre eles parafina, hidrato,
areia e borra.
A deposição destes materiais nas linhas causa os seguintes efeitos não
desejados:
� Perda de produção de óleo
� Aumento da perda de carga
� Riscos operacionais
� Perdas de equipamentos
� Perda da eficiência de tratamento
� Riscos ambientais
Destes materiais, os dois mais críticos são a parafina (que causa a
parafinação) e os hidratos (que causam a “solidificação dos gases”).
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MUITO OBRIGADO !!!