Aula 9 Perfuracao de pocos

Prévia do material em texto

PERFURAÇÃO DE 
POÇOS 
1 
Prof. Patricia Braga 
Disciplina: Engenharia de Petróleo e Gás 
Perfuração de Poços 
 O poço é perfurado em fases, dependendo das 
características das zonas a serem perfuradas e da 
profundidade final prevista. 
 Geralmente, o número de fases de um poço é de três 
ou quatro, podendo chegar a oito, em certos casos. 
 Cada fase é concluída com a descida de revestimento 
e sua cimentação. 
2 
Fluidos de Perfuração 
 são misturas complexas de sólidos, líquidos, 
produtos químicos e, às vezes, gás. 
 podem ser suspensão, dispersão coloidal ou 
emulsão. 
 devem garantir uma perfuração rápida e segura. 
3 
 ser estável quimicamente 
 estabilizar as paredes do poço, mecânica e quimicamente 
 facilitar a separação dos cascalhos na superfície 
 ser inerte em relação a danos nas rochas 
 aceitar tratamentos físicos e químicos 
 ser bombeável 
 apresentar baixo grau de corrosão e de abrasão 
 apresentar custo compatível com a operação 
4 
Características dos Fluidos de Perfuração 
 propriedades físicas 
 densidade: controle a partir de adição de BaSO4 ou 
água ou diesel 
 forças géis: estado semirrígido adquirido pelos 
fluidos 
 filtração: passagem da fase líquida do fluido para 
dentro da rocha 
 teor de sólidos: deve ser bem controlado para que 
não influencie em outras propriedades 
5 
Propriedades dos Fluidos de Perfuração 
 propriedades químicas 
 pH: evitar a corrosão dos equipamentos e 
dispersão de formações argilosas (valor entre 7 e 10) 
 teores de cloretos ou salinidade: identificar a 
quantidade de sal nos fluidos 
 teor de bentonita: teste com metileno para saber a 
quantidade de argilas e sólidos presentes nos fluidos 
 alcalinidade: presença de carbonatos, bicarbonatos 
e hidroxila dissolvidos e não dissolvidos nos fluidos 
6 
Propriedades dos Fluidos de Perfuração 
 Fluidos à base de água 
 Fluidos à base de óleo 
 Fluidos à base de ar 
7 
Classificação dos Fluidos de Perfuração 
 Fluidos à base de água (água + aditivos químicos) 
 água: doce ou dura ou salgada 
 aditivos químicos: 
 argilas 
 polímeros 
 surfactantes 
 inibidores 
 bactericidas 
 removedores de cálcio e magnésio 
 anticorrosivos 
8 
Classificação dos Fluidos de Perfuração 
 Fluidos à base de óleo (óleo + gotículas de água + sólidos 
coloidais) 
 óleo: hidrocarbonetos líquidos 
 vantagens: 
 baixíssima taxa de corrosão 
 alto grau de lubricidade 
 amplo intervalo de densidade (0,89 a 2,4) 
 desvantagens: 
 menores taxas de penetração nas rochas 
 maiores graus de poluição 
 maior custo inicial 9 
Classificação dos Fluidos de Perfuração 
 Fluidos à base de ar 
 termo genérico quando ar ou gás é usado como fluido 
circulante na perfuração 
 ar: ar comprimido ou nitrogênio ou névoa ou espuma 
ou gás natural 
 uso limitado 
10 
Classificação dos Fluidos de Perfuração 
1) alargamento e repassamento 
2) conexão, manobra e circulação 
3) revestimento de poço 
4) cimentação do poço 
5) perfilagem 
6) movimentação da sonda 
11 
Operações de Perfuração 
 alargamento: aumentar o diâmetro do poço 
 repassamento: reperfurar o poço por motivo de 
estreitamento 
 conexão: encaixe de novo tubo de perfuração 
 manobra: retirada e descida da coluna de perfuração para 
substituição de broca 
 circulação: circular fluido de perfuração para remover os 
cascalhos do espaço anular 
12 
Operações de Perfuração 
 revestimento de poço 
 procedimento de proteção das paredes do poço, 
evitando desmoronamento 
 é uma das parcelas mais expressivas do custo da 
perfuração 
 são certificados pelo American Petroleum Institute 
(API), embora aceitem alguns procedimentos e produtos 
“não API” 
13 
Operações de Perfuração 
 funções da coluna de revestimento 
 prevenir o desmoronamento das paredes do poço 
 evitar contaminação da água potável 
 permitir o retorno do fluido de perfuração à superfície 
 sustentar os equipamentos de segurança de cabeça 
de poço 
 sustentar outra coluna de revestimento 
 confinar a produção no interior do poço 
14 
Colunas de Revestimento 
 características da coluna de revestimento 
 ter resistência 
 ser resistente à corrosão e à abrasão 
 apresentar facilidade de conexão 
15 
Colunas de Revestimento 
 classificação das colunas de revestimento 
 condutor 
 revestimento de superfície 
 revestimento intermediário 
 revestimento de produção 
 liner 
16 
Colunas de Revestimento 
Condutor 
 primeiro revestimento do poço, assentado entre 10 e 50 m, a 
fim de sustentar sedimentos superficiais não consolidados 
 normalmente, assentado por cravação ou jateamento 
 diâmetros típicos: 30”, 20”, 13 3/8” 
17 
Tipos de Colunas de Revestimento 
Superfície 
 comprimento: 100 a 600 m 
 finalidade: prevenir desmoronamentos de formações 
inconsolidadas, servir como apoio para equipamentos de 
segurança 
 diâmetros típicos: 20”, 18 5/8”, 16”, 13 3/8”, 10 3/4” e 9 5/8” 
18 
Tipos de Colunas de Revestimento 
Intermediário 
 faixa de profundidade: 1000 a 4000 m 
 finalidade: isolar e proteger formações desmoronáveis, 
zonas de alta e baixa pressões 
 diâmetros típicos: 13 3/8”, 9 5/8” e 7” 
Produção 
 finalidade: permitir a produção do poço 
 diâmetros típicos: 9 5/8”, 7” e 5 1/2” 
19 
Tipos de Colunas de Revestimento 
Liner 
 coluna curta de revestimento que é descida e 
cimentada visando cobrir a parte inferior do poço 
 uso crescente e pode substituir o revestimento 
intermediário e o de produção 
 diâmetros típicos: 13 3/8”, 9 5/8”, 7” e 5 1/2” 
20 
Tipos de Colunas de Revestimento 
21 
Figura 1. Esquema do revestimento de poços. 
22 
Operações de Perfuração 
 cimentação de poço 
 procedimento de preenchimento do espaço anular com 
cimento, de modo a fixar a tubulação e as paredes do 
poço e evitar que haja migração de fluidos entre zonas 
permeáveis atravessadas pelo poço 
 ocorre o bombeio de pasta de cimento e água 
 tipos de cimentação: 
 primária 
 secundária 
23 
Cimentação de Poço 
 cimentação primária: é a cimentação principal realizada logo 
após a descida da cada coluna de revestimento no poço. 
 cimentação secundária: destina-se a corrigir eventuais falhas 
na cimentação primária. Pode-se realizar usando uma nova 
circulação de pasta de cimento (recimentação com canhoneio) ou 
realiza-se a compressão do cimento (squeeze) a fim de corrigir os 
defeitos. 
 Também pode-se usar tampões que servem para 
abandonar o poço ou para ajudar no desvio do poço. 
24 
 cimento 
 mistura de calcário e argila 
 composição básica: CaO, SiO2, Al2O3 e Fe2O3 
 cimento mais utilizado é o Portland das classes G e H 
 principais aditivos: aceleradores de pega, retardadores 
de pega, redutores de fricção, controladores de filtrado, 
entre outros 
Cimentação de Poço 
25 
Operações de Perfuração 
 perfilagem 
 retirada de amostras (testemunhos) para medir algumas 
propriedades das formações, fundamentais para a 
caracterização e avaliação econômica. 
 movimentação da sonda 
 procedimento de retirada dos equipamentos para levá-los 
para uma nova locação. Em Terra ocorre DTM 
(Desmontagem, Transporte e Montagem) e em Mar ocorre 
DMM (Desmobilização, Movimentação e Mobilização). 
26 
Otimização da Perfuração 
 deve-se escolher os parâmetros de modo a conseguir uma 
perfuraçãoeconômica e segura. 
 principais elementos: 
 número de fases 
 tipo e profundidade de assentamento do revestimento 
 tipo de fluido de perfuração e suas propriedades 
 tipo de broca 
 peso e rotação da broca 
 pressão, vazão 
27 
Perfuração Direcional 
 tipos de poços: 
 Vertical 
 Tipo I 
 Tipo II 
 Tipo III 
 Poço Horizontal 
 Poço de longo alcance 
 Poço Multilateral 
Poços direcionais 
28 
Perfuração Direcional 
 os poços normalmente se desviam da vertical (máximo de 5º). 
 caso tenham grandes distorções, os poços são chamados de 
tortuosos. 
 causas das distorções: 
 características das formações (dureza, inclinações) 
 mudança brusca no peso da broca 
 desbalanceamento nos parâmetros de perfuração 
 problemas gerados: 
 desgaste dos tubos de perfuração 
 dificuldade na descida de colunas de revestimento 
29 
Perfuração Direcional 
 técnica que intencionalmente desvia a trajetória do poço da 
vertical. 
 finalidades: 
 controlar poço com blowout através de perfuração de 
poço de alívio 
 atingir formações produtoras abaixo de locações 
inatingíveis (rios, lagos, cidades, etc) 
 acidentes geológicos (domos de sal e falhas) 
 perfurar vários poços partindo de um mesmo ponto 
 desviar poços com problemas operacionais 
30 
Perfuração Direcional 
Figura 2. Causas de poços direcionais. 
31 
Figura 3. Tipos de poços direcionais. 
32 
Figura 4. Tipos de poços. 
Fonte: http://www.petroleoetc.com.br/wp-content/uploads/2010/11/po%C3%A7os.gif 
33 
Figura 5. Poços Multilaterais. 
Fonte: Renato Brandão Mansano, UFSC 2004, 
file:///C:/Users/Patricia%20Braga/Downloads/perfuraoecompletao-100503230151-phpapp01.pdf 
34 
Perfuração Direcional 
 operação de desvio 
 após atingida a profundidade desejada (KOP), 
retira-se a coluna de perfuração e desce-se a 
coluna com motor de fundo. 
 a broca gira pela ação do motor de fundo e o 
poço vai gradativamente ganhando ângulo e se 
dirigindo para a direção desejada. 
35 
Figura 6. Coluna de desvio e motor de fundo. 
36 
Perfuração Direcional 
 Instrumentos de orientação 
 single shot 
 multishot 
 giroscópio 
 Measurement While Drilling (MWD) 
Fotos da direção e inclinação do poço 
Envio de registro contínuo e instantâneo da inclinação e 
direção através do fluido de perfuração 
37 
Perfuração Marítima 
 antigamente se utilizava as mesmas técnicas para a 
perfuração terrestre, sendo necessários novos tipos de 
equipamentos e técnicas para a perfuração marítima. 
 tipos 
 BOP na superfície: plataformas fixas, autoeleváveis, 
submersíveis, tension leg 
 BOP no fundo do mar: plataforma semissubmersível e 
navios-sonda 
38 
Perfuração Marítima 
Figura 7. Tipos de sondas marítimas. 
39 
Perfuração Marítima 
Plataforma Fixa 
 lâmina d’água: até 300 m 
 responsáveis pro grande parte do 
petróleo produzido no mar 
 estacas cravadas no fundo do 
mar 
 recebem todos os equipamentos 
de perfuração, estocagem, 
alojamento de pessoal, etc. 
Figura 8. Plataforma fixa na Bacia de Campos. 
40 
Perfuração Marítima 
Plataforma Autoelevável 
 lâmina d’água: até 130 m. 
 operações semelhantes às 
realizadas em terra 
 é o tipo de unidade de perfuração 
marítima que tem sofrido maior 
número de acidentes 
Figura 9. Plataforma autoelevável. 
41 
Perfuração Marítima 
Plataformas Flutuantes 
 sofrem movimentações devido à ação das ondas, correntes 
e ventos, podendo danificar os equipamentos. 
 são fixadas ao fundo do mar através de âncoras e/ou cabos 
e/ou correntes. Também podem ser posicionadas por sensores 
que determinam a posição da plataforma a partir de seus 
cascos. 
42 
Perfuração Marítima 
Figura 10. Plataforma semissubmersível e navio-sonda. 
43 
Perfuração Marítima 
Plataforma Tension Leg 
 estruturas semelhantes às plataformas 
semissubmersíveis, porém as colunas 
ficam ancoradas no fundo do mar 
 comumente empregadas para o 
desenvolvimento de campos, devido à boa 
estabilidade, o que permite operações 
similares às realizadas em plataformas 
fixas 
Figura 11. Plataforma tension leg. 
44 
Blowout Preventer 
(BOP) 
conjunto de válvulas 
que possibilita o 
fechamento do poço. 
Figura 12. BOP.