A OCORRÊNCIA DE UM KICK DURANTE A PERFURAÇÃO DE UM POÇO

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A OCORRÊNCIA DE UM KICK DURANTE A PERFURAÇÃO DE UM POÇO
1. INFLUXOS DE FLUIDOS INDESEJADOS (KICKS)
O kick é o influxo indesejado de fluidos presentes na formação (água, gás ou óleo) para dentro do poço devido à existência de uma pressão hidrostática no interior do mesmo insuficiente para conter a pressão da formação. Quando o mesmo ocorre de maneira descontrolada e atinge a superfície chama-se blowout.
2. CONTROLE DE KICKS
2.1. Formações de pressões normais e anormais
Uma formação é dita de pressão normal quando a sua pressão de poro for equivalente à pressão hidrostática exercida por uma coluna de água doce ou salgada que se estenda desde a formação até a superfície. Portanto, o gradiente de pressão do fluido contido em seus poros poderá ter um valor compreendido entre o da água doce (0,1 kgf/cm2/m) e o da água salgada (0,107 kgf/cm2/m). Quando o gradiente da formação estiver fora destes limites diz-se que a pressão é anormal.
De modo geral, as formações são de pressão normal devido à acumulação de água doce ou salgada nos seus poros. No entanto, diversos fatores associados como, por exemplo, compactação, movimentos tectônicos, rapidez da taxa de deposição, intercomunicação de zonas de pressões diferentes, movimento ascendente das rochas, entre outros fatores, podem criar formações de pressão anormal.
Em engenharia de petróleo é muito importante o conhecimento das pressões das formações, pois permite perfurar o poço com taxa de penetração mais alta e determinar a profundidade de assentamento das sapatas dos revestimentos com segurança e economia.
Devido à constante preocupação de se detectar a existência de uma formação com pressão anormal foram desenvolvidas técnicas especiais que permitem a sua detecção e avaliação, tais como métodos geofísicos, parâmetros de perfuração, parâmetros do fluido de perfuração, análise dos cascalhos, perfilagem, entre outras.
2.2. Causas de Kick
Uma das principais funções do fluido de perfuração é exercer pressão hidrostática sobre as formações a serem perfuradas pela broca. Quando esta pressão for menor que a pressão dos fluidos confinados nos poros das formações e a formação for permeável, ocorrerá influxo destes fluidos para o poço. As causas mais prováveis de um kick são:
2.2.1. Falha em Manter a Cavidade Cheia de Lama
O não preenchimento do volume de vazio do poço (equivalente à quantidade de aço retirada) com fluido de perfuração durante a realização de manobras provoca um desequilíbrio no poço tornando a pressão interna menor que a pressão da formação e induzindo ao kick.
2.2.2. Pistoneio 
O mesmo pode ser hidráulico em que durante a retirada da coluna ocorre um fenômeno equivalente à ação do pistão-cilindro devido ao contato da mesma com a parede do poço e com isso o fluido tende a acompanhar a subida da coluna de perfuração causando perda de carga. O pistoneio pode ser também mecânico ocorrendo durante a manobra de retirada da coluna de perfuração do poço, por algum motivo específico como, por exemplo, enceramento da broca, estabilizadores ou obstruções no packer quando sua borracha não está totalmente recolhida.
2.2.3. Surto 
O surto é o oposto ao pistoneio, ou seja, quando está colocando tubo no poço. À medida que a broca e o tubo descem acontece uma pressão crescente e um surto acontece. Se o sondador baixar os tubos muito rapidamente um forte surto pode acontecer. Se o surto for muito forte pode quebrar ou fraturar uma formação sob a ação da broca e o resultado é lama fluindo para a formação, o nível de lama cai reduzindo a pressão hidrostática e consequentemente um kick acontece. 
2.2.4. Perda de Circulação
É a perda de fluido de perfuração do poço para a formação. No caso da ocorrência de perda de circulação total, o nível de fluido no anular sofre uma queda fazendo com que a pressão hidrostática em todos os pontos ao longo do poço também seja reduzida. Com isto, o poço pode ficar na iminência de tomar um kick.
2.2.5. Peso de Lama Insuficiente 
É quando o peso de lama não é suficientemente pesado para equilibrar a pressão de formação. Por exemplo: uma cavidade com TVD de 8.946ft, o fundo da cavidade está oposta a formação porosa e permeável que contém fluidos. A pressão de formação é 4.900psi, a cavidade está cheia de lama de 10ppg (libras por galão), mas a lama de 10 libras exerce uma pressão hidrostática de apenas 4.652psi no fundo.
10 x 0, 052 x 8.946 = 4.652psi
Este poço terá um kick, pois o peso da lama não é suficientemente maior para conter fluidos de formação.
2.2.6. Formações de Pressão Anormais 
O problema nestas situações é o fato do peso do fluido de perfuração ser insuficiente para manter o equilíbrio hidrostático com a pressão da formação. Durante a perfuração, a não detecção, em tempo hábil, de zonas de pressões anormalmente altas e a utilização de peso de fluido não adequado pode resultar em um kick quando encontrada uma formação permeável.
2.2.7. Fluxo de Gás Anular Após a Cimentação
O revestimento num poço protege as formações. Cimentando o revestimento numa cavidade fixa o revestimento, e o bom trabalho de cimentação mantém fluidos de formação afastados para migrar se movimentando para fora ou para acima da formação, mais tal como a lama de perfuração, o cimento tem que ter bastante pressão hidrostática para manter fluidos de formação na formação. Se o cimento não for suficientemente pesado fluidos de formação podem penetrar no anular (espaço entre o revestimento e a cavidade), isto é um kick. Isto é fluxo anular após a cimentação e pode significar más notícias, portanto durante uma cimentação, orienta-se que fique de olho na medição do anular do revestimento, esta medição usualmente se encontra no revestimento sob o piso da plataforma, verifica para ter certeza de que fluidos não fluam dele, se fluírem o sondador deverá ser avisado imediatamente, pois tem um kick atrás do revestimento.
Às vezes é permitido intencionalmente que fluidos de formação penetrem no poço. Por exemplo: 
2.2.8. Haste de Cilindro de Perfuração (DST) 
É quando está fazendo um teste de cilindro de perfuração, ou seja, estão sendo descidas válvulas especiais dentro do poço, as quais quando abertas permitem que fluidos de formação fluam dentro da haste de perfuração, esta é uma forma de testar um poço para ver se ele é um bom produtor.
2.2.9. Operações de Completação 
Para completar um poço, quando o pessoal instala a cavidade abaixo e equipamentos de operações específicas para a produção do poço com frequência e intencionalmente permite que fluidos de formação penetrem no poço. Permitir que haja fluxo no poço durante operações de completação, faz parte do trabalho de rotina e finalmente pode-se trabalhar num poço que a empresa esteja perfurando no modo abaixo do equilíbrio.
2.2.10. Perfuração em Desequilíbrio (UBD) 
Perfura-se o poço intencionalmente com fluido leve, isto é, a pressão hidrostática do fluido é intencionalmente menor do que a pressão da formação, portanto fluidos de formação fluem pelo buraco do poço e para a superfície, o fluxo é constantemente monitorado. 
3. DETECÇÃO DO KICK 
A detecção de um kick pode ocorrer durante a perfuração, durante uma manobra ou em uma perda de circulação. 
3.1 DURANTE A PERFURAÇÃO
Aumento do Volume de Lama nos Tanques
Qualquer invasão de fluido da formação resulta em um aumento no nível de lama nos tanques, que normalmente é um sistema fechado de circulação. Quando o aumento é muito lento, esse indício fica difícil de ser detectado. Além disso, outros fatores podem mascarar a mudança no nível. Qualquer adição feita a esse fluido deve ser comunicada e acompanhada para que a equipe de perfuração possa acompanhar corretamente o nível de lama nos tanques.
Aumento da Taxa de Penetração
Um aumento brusco na taxa de penetração é geralmente causado por uma mudança no tipo de formação. Se uma litologia de maior perfurabilidade for alcançada, pode haver perda do equilíbrio de pressão, fazendo com que a pressão de poros fique maior do que a pressão no fundo do poço. É consideradoum indicador secundário de influxo, pois alterações na taxa de penetração podem ser obtidas por variações do peso sobre a boca, da rotação e da vazão.
Aumento do Fluxo no Retorno
Esse é um indicador primário e pode ser observado quando a vazão de retorno é maior que a vazão de injeção.
Aumento da Velocidade da Bomba e Diminuição da Pressão de Bombeio
Inicialmente, a entrada do fluido invasor no poço pode causar floculação da lama e, temporariamente, um aumento da pressão de bombeio. Como a circulação é contínua esse efeito logo deixa de ser significativo. O fluido menos denso da formação torna a hidrostática do anular mais leve que a do interior da coluna e, como formam um tubo em “U”, isso causa um desbalanceamento, aliviando o esforço da bomba. Outros problemas na perfuração também podem exibir esse indício como, por exemplo, um furo na coluna ou a queda de jatos da broca.
Corte da Lama por Água
É possível verificar na superfície um corte do fluido de perfuração quer seja por gás, óleo ou água. Como já foi dito, o corte de gás é causado pelo gás contido nos cascalhos gerados, havendo expansão dele na superfície. Já o corte de água é verificado pela alteração na salinidade da lama e aumento do teor de cloretos.
Fluxo com as Bombas Desligadas
Desligando-se as bombas, a pressão no fundo do poço decresce num valor correspondente às perdas de carga do anular. Isso facilita a entrada de fluidos da formação para o poço. Esse deslocamento de fluidos através da lama de perfuração será percebido e o contínuo deslocamento da lama pelo fluido da formação se refletirá no tanque. O poço fluindo com as bombas desligadas é um indicador primário de kick. 
3.2 DURANTE A MANOBRA 
O acompanhamento criterioso dos volumes de fluidos durante as manobras é considerado uma forma valiosa de detectar um kick. 
Poço Aceitando Menos Lama que o Volume de Aço Retirado
Na retirada da coluna o poço deve aceitar o volume de lama correspondente ao de aço retirado. Deve haver um controle rigoroso dessa operação na superfície, o que é feito através de um tanque de manobra e preenchimento de planilhas. Caso o poço aceite menos lama, pode ser um sinal de que há fluido da formação invadindo o poço.
Durante um pistoneio mecânico tal fato também se verifica, porém essa observação é uma causa de kick e não um indício. Mesmo assim, todas as providências devem ser tomadas a fim de evitar que o kick realmente ocorra. 
O Poço Devolvendo Mais Lama que o Volume de Aço Descido 
Pode acontecer do kick somente ser notado durante a descida da coluna ao fundo do poço. Quando a coluna é descida no poço, o fluido de perfuração flui em virtude do deslocamento da lama pela tubulação. Caso esteja ocorrendo um kick, o poço flui continuamente e não só no momento da descida da seção. As causas para esse indício podem ser:
Pistoneio durante a retirada da coluna; 
Sobrepressão (surge pressure), isto é, pode-se ter induzido uma perda durante a descida da coluna, com a consequente diminuição do nível de lama no poço;
Poço abastecido incorretamente, provavelmente na retirada dos comandos.
Nessas situações é necessário o monitoramento do volume na descida da ferramenta, através do tanque de manobra, para que as medidas de controle sejam tomadas.
3.3 DURANTE UMA PERDA DE CIRCULAÇÃO
A recuperação do nível de lama no poço após sua queda pode ser um indício de kick. Por ter entrado um fluido mais leve no poço, a pressão hidrostática atuante sobre a formação pode não ser mais suficiente para que esta continue a absorver fluido. Neste caso, os fluidos invadem o poço e o nível é recuperado. 
4. IMPORTÂNCIA DA RÁPIDA DETECÇÃO DE UM KICK
Detectando-se o mais rápido possível um kick e tomando-se as providências necessárias será muito mais fácil o seu controle por que: 
Minimiza-se: 
a) O tamanho do kick 
b) As pressões lidas no choke 
c) As perdas de tempo nas operações de controle. 
Por outro lado a demora na detecção de um kick ou na tomada das providências requeridas para o seu controle pode resultar em sérias conseqüências, tais como: 
a) Transformação do kick num blowout 
b) Liberação de gases venenosos na área 
c) Poluição do meio ambiente 
d) Incêndio 
7. INSTRUMENTOS DE DETECÇÃO DE KICK
Os instrumentos de monitoramento detectam eletronicamente quando um kick está acontecendo. Eles são acionados pelos indícios de kick já comentados. Para que haja segurança na sua operação eles devem ser corretamente ajustados. Eles detectam: 
7.1. Nível de lama nos tanques 
a) Totalizador de volume 
Monitora o nível de lama de um até 6 tanques, através de sensores eletrônicos. Acusa ganho ou perda, numa variação de até 1bbl. 
b) Indicador de nível de lama nos tanques 
Acusa a variação de volume fora do range de ajuste, mas não indica o volume ganho ou perdido. 
7.2. O retorno de lama 
É ativado por um sinal vindo do sensor instalado na linha de retorno (flow line) e indica, pela movimentação da pá, a percentagem de retorno de fluxo. Não mede vazão indica a variação na vazão de retorno. O ajuste é feito para um valor máximo e mínimo. 
7.3. Nível de lama no tanque de manobra 
O monitoramento de "enchimento" do poço fornece os meios para acompanhar o comportamento do fluido de perfuração durante as manobras. Utiliza-se muito, em vez de um medidor eletrônico, uma escala calibrada para cada 5 seções de drill pipes e a cada seção de comandos, com o sistema de bóia. 
7.4. A presença de gás sulfídrico (H2S). 
A presença do gás no instrumento enegrecerá uma faixa de papel que é comparada eletronicamente com uma faixa branca e a diferença em brilho mostrará uma diferença de potencial, que será registrada em termos de ppm de gás. Este é um sistema utilizado.
8. COMPORTAMENTO DO FLUIDO INVASOR 
8.1. Mantendo o poço aberto. 
Quando o kick é de gás, devido à propriedade de expansão do mesmo e à grande diferença entre as massas específicas do gás e do fluído de perfuração; o controle torna-se mais difícil em relação a um kick de água ou óleo. Caso o poço seja mantido aberto, após uma invasão de gás; a pressão sobre a bolha vai reduzindo e conseqüentemente aumenta a expansão do mesmo à medida que se aproxima da superfície.
8.2. O poço é mantido fechado. 
Neste caso não é permitida a expansão do gás, mas o mesmo migrará pelo efeito da segregação gravitacional. Estudos têm mostrado que a velocidade de migração da bolha está na ordem de 200 a 300 metros por hora. O gás sobe com a pressão de poros da formação, o que causa um aumento de pressão em todos os pontos do poço. A pressão na formação mais fraca pode atingir níveis superiores à sua resistência a fratura ou na superfície à pressão de trabalho do equipamento de segurança.
9. MÉTODOS DE CONTROLE DE KICK
Os métodos de controle de kick têm como objetivo circular o fluido invasor para fora do poço e restabelecer o controle primário do poço, substituindo a lama de perfuração existente no poço por lama de densidade adequada para conter a pressão da formação. Os principais métodos de controle são:
Método do Sondador;
Método do Engenheiro;
Método Simultâneo ou Misto;
Método Volumétrico. 
9.1. Método do Sondador
Este método consta de duas etapas ou circulações. A primeira circulação objetiva é expulsar o fluido invasor utilizando apenas o fluido original. Com o poço já limpo do fluido invasor, inicia-se a segunda circulação que é o enchimento do poço com o novo fluido de perfuração.
9.2. Método do Engenheiro
Neste método, a circulação do fluido invasor já é feita com a lama nova. Durante a injeção da lama nova a pressão no choke não pode ser mantida constante devido à expansão do gás. Em comparação com o método do sondador, é mais rápido e necessita de menores pressões durante a circulação. No entanto, apresenta maior dificuldade operacional.
9.3. Método Simultâneo ou Misto
O método simultâneo apresenta como característica o aumento gradual e progressivo da densidade da lama, e em paralelo, da circulação do fluido invasor. Esse processo ocorre até que seja atingido o peso da lamanova adequado ao controle da formação. Esse método apresenta difícil controle da válvula de choke devido ao operador não saber a localização exata da fronteira entre a lama nova e a lama original.
9.4. Método Volumétrico
Este método deve ser empregado quando, por alguma razão, não é possível circular lama no poço. As principais razões conhecidas são:
A coluna de perfuração não se encontra dentro do poço;
A coluna está entupida e não permite passagem de fluido.
Dado o impedimento em circular a lama do poço, como os métodos acima descritos exigem, o procedimento a ser realizado deve permitir a migração e a expansão controlada do gás até a superfície, drenando a pressão gerada pelo fluido invasor. Em seguida, o gás de kick deve ser substituído por lama nova.
10. BIBLIOGRAFIA:
OHARA, S. Perfuração de poços: Parte 3 – Controle de Poço, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2008.
THOMAS, J. E. Fundamentos de Engenharia de Petróleo, Segunda Edição. Rio de Janeiro: Interciência, 2001. 271 p.