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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE CENTRO DE TECNOLOGIA – CT CURSO DE ENGENHARIA DE PETRÓLEO – CEP TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO ANÁLISE COMPARATIVA DE INTEGRIDADE DE POÇO ENTRE O REGULAMENTO TÉCNICO SGIP E A NORSOK STANDARD D-010 Discente: Matheus Medeiros de Azevedo Orientador: Profº Msc. Gustavo Arruda Ramalho Lira NATAL/RN 2016 MATHEUS MEDEIROS DE AZEVEDO ANÁLISE COMPARATIVA DE INTEGRIDADE DE POÇO ENTRE O REGULAMENTO TÉCNICO SGIP E A NORSOK STANDARD D-010 Trabalho de conclusão de curso (TCC) faz parte da grade curricular do curso de Engenharia de Petróleo da Universidade Federal do Rio Grande do Norte – UFRN, sendo este requisito obrigatório para obtenção do título de Bacharel em Engenharia de petróleo. Orientador: Profº Msc. Gustavo Arruda Ramalho Lira NATAL/RN 2016 AGRADECIMENTOS Aos meus pais, Maria Silvana Gomes Medeiros de Azevedo e Dilson Gonçalves de Azevedo e ao meu irmão Marcos Vinícius Medeiros de Azevedo por sempre estarem junto a mim, apoiando nos maus e bons momentos, bem como, a toda minha família que sempre acreditou e torceu pelo meu sucesso. Meu agradecimento também ao meu orientador Prof. Msc Gustavo Arruda Ramalho Lira por dar todo o suporte para a conclusão do presente trabalho. DEDICATÓRIA Dedico primeiramente a Deus, pois sem ele nada disso teria sido possível, já que foi com fé no senhor que recebi forças para superar todos os obstáculos que foram impostos ao longo da vida. Dedico especialmente a meus pais por terem me apoiado durante toda a minha trajetória e por sempre me mostrarem o caminho ideal a ser trilhado. Dedico aos meus amigos de universidade, em especial a Úrsula Britto, George Henrique, Elder Santos, Clóvis Macêdo, Jady Medeiros e Bárbara câmara que contribuíram muito durante minha formação e por sempre estarmos juntos nos maus e bons momentos. ”Seja um sonhador apoiado na ação. ” Bruce Lee RESUMO A integridade de poço refere-se à capacidade deste em evitar fluxo descontrolado de fluidos entre as formações ou destas para a superfície por meio de um conjunto de técnicas e equipamentos que estabeleçam barreiras de segurança, sendo muito importante no que se diz respeito à proteção da vida humana, do meio ambiente e dos ativos da união, do operador do contrato e de terceiros. Existem no mundo alguns documentos que regulam a indústria do petróleo quanto à integridade de poço, onde serão destacados neste trabalho o Regulamento Técnico do Sistema de Gerenciamento de Integridade de Poço (SGIP) e a diretriz NORSOK D-010. Apesar de tratarem do mesmo assunto e de seus objetivos finais serem iguais, estes apresentam algumas visões e definições diferentes. Este trabalho consiste em realizar uma análise comparativa e de abrangência entre o SGIP e a NORSOK D- 010 durante as fases de vida de um poço, bem como dos conceitos que os documentos tratam, permitindo assim ter-se um panorama de como a integridade de poço é tratada nos dois países, possibilitando, dessa forma uma visão mais ampla a respeito do tema tratado. A diretriz apresenta um caráter prescritivo, influenciando na forma com que a empresa gerencia os seus projetos, dando maior conformidade a estes, enquanto que o SGIP deixa a critério da empresa, mediante avaliação de riscos, a forma com que o operador do contrato estabelece seu gerenciamento de integridade de poço, demonstrando um caráter mais liberal. Palavras chaves: Integridade de poço, Barreira de segurança, Análise comparativa, NORSOK D-010, Sistema de gerenciamento de integridade de poço. ABSTRACT Well integrity refers to its ability to prevent an uncontrolled flow of fluid across the formations or between the reservoir and the surface by means of a set of techniques and equipment to establish safety barriers and It is very important for protection of human life, the environment and union assets, the contract operator and third parties involved. Around the world, there are some documents that regulate the oil industry regarding integrity well. In this paper will be highlighted the Regulamento Técnico do Sistema de Gerenciamento de Integridade de Poço (SGIP) and the guideline NORSOK D-010. Although they treat the same subject and their ultimate objective are the same, they present some different views and definitions. This paper consists in performing a comparative and comprehensiveness analysis between the SGIP and NORSOK D-010 during the life stages of a well, as well the concepts that the document deal with, thus allowing a view of how the well integrity is treated in both countries, thus allowing a broader view on the subject. The Guideline presents a prescriptive character influencing the way in which the company manages their projects, giving greater conformity between them, while the SGIP gives freedom to the company, by means of risk assessment, the way in which the contract operator establishes Its well Integrity management, demonstrating a liberal character. Key words: Well integrity, Safety barriers, Comparative analysis, NORSOK D-010, Sistema de Gerenciamento de Integridade de poço. LISTA DE FIGURAS Figura 1: Esquema das operações realizadas no poço, adaptado de ISO (2013). ............... 24 Figura 2: Principais caminhos para vazamento de fluido, adaptado de Fonseca (2012) ................................................................................................................................................26 Figura 3: Barreira de poço para um caso de abandono temporário em poço não canhoneado, adaptado de NORSOK (2011)................................................................................................28 Figura 4: Vazamento de fluido em caso de formação permeável ou não competente, adaptado de NORSOK (2011)...............................................................................................31 Figura 5: Planilha de avaliação de criticidade de poço, ANP (2016).....................................36 Figura 6: Esquemas de barreira de poço para cenário de perfuração, testemunhagem e descida de coluna com equipamento de perfuração cisalhável, adaptado de NORSOK (2004).....................................................................................................................................42 Figura 7: Esquema das regiões anulares do poço.................................................................44 Figura 8: Situação de múltiplas zonas produtoras, adaptado de NORSOK (2004)..............49 LISTA DE TABELAS Tabela 1: Incidentes de perda de integridade de poço no mundo, adaptado de ANP (2016) ....................................................................................................................................................11 Tabela 2: Incidentes de perda de integridade de poço no Brasil, adaptado de ANP (2016) ................................................................................................................................................12 Tabela 3: Descrição das barreiras e seus elementos, adaptado de NORSOK (2004) ................................................................................................................................................29 Tabela 4: Descrição das barreiras e seus elementos para cenário de perfuração, testemunhagem e descida da coluna com equipamentos de perfuração cisalháveis, adaptado de NORSOK (2004) .............................................................................................. 42 . SUMÁRIO 1-INTRODUÇÃO .............................................................................................................................................. 10 1.1–JUSTIFICATIVA ..................................................................................................................................... 15 1.2–OBJETIVO .............................................................................................................................................. 15 1.3-OBJETIVOS ESPECÍFICOS................................................................................................................. 15 2–ASPECTOS TEÓRICOS .............................................................................................................................. 16 2.1–CONTEXTO DA REGULAMENTAÇÃO BRASILEIRA ..................................................................... 16 2.2–CONTEXTO DA REGULAMENTAÇÃO NORUEGUESA ................................................................ 17 2.3-INTEGRIDADE DE POÇO .......................................................................................................... 18 2.4-FASES DE VIDA DE UM POÇO ................................................................................................. 20 2.4.1-PROJETO ............................................................................................................................. 21 2.4.2-CONSTRUÇÃO .................................................................................................................... 21 2.4.3-PRODUÇÃO ........................................................................................................................ 22 2.4.4-ABANDONO......................................................................................................................... 23 2.5-CAMINHO PARA FLUXO DE FLUIDO ................................................................................ 25 3-BARREIRA DE POÇO E CONJUNTO SOLIDÁRIO DE BARREIRA ..................................................... 27 3.1-DEFINIÇÕES .......................................................................................................................................... 27 3.2-ANÁLISE COMPARATIVA .................................................................................................................... 28 4–PROJETO DE POÇO ........................................................................................................................ 34 4.1-DEFINIÇÕES .............................................................................................................................. 34 4.1.1- POÇOS CRITÍCOS.................................................................................................... ...34 4.2-ANÁLISE COMPARATIVA .......................................................................................................... 37 5-PERFURAÇÃO .................................................................................................................................. 41 5.1-DEFINIÇÕES .............................................................................................................................. 41 5.2-ANÁLISE COMPARATIVA .................................................................................................................... 41 6–PRODUÇÃO .................................................................................................................................................. 44 6.1 - DEFINIÇÕES ........................................................................................................................................ 44 6.2-ANÁLISE COMPARATIVA .................................................................................................................... 45 7–ABANDONO ................................................................................................................................................... 46 7.1 - DEFINIÇÕES ........................................................................................................................................ 46 7.2-ANÁLISE COMPARATIVA ..................................................................................................................... 47 7.2.1-ABANDONO TEMPORÁRIO DE POÇOS.......................................................................47 7.2.2-ABANDONO PERMANENTE DE POÇOS...........................................................................48 8–CONCLUSÃO ................................................................................................................................................ 51 REFERÊNCIAS .................................................................................................................................................. 54 Trabalho de Conclusão de Curso - CEP/UFRN INTRODUÇÃO Os riscos associados à exploração e produção de petróleo se apresentam em um grau elevado de importância tanto para a segurança do meio ambiente como da vida humana. Em 2010 ocorreu o pior desastre ambiental da história que foi o vazamento de óleo acontecido no Golfo do México, no poço de Macondo. A plataforma Deepwater Horizon, operada pela empresa inglesa Transocean, explodiu e provocou a perda do poço, da plataforma, além de prejuízos ambientais, financeiros, sociais e com perda de vidas humanas (ITOPF, 2013). Neste acidente, o petróleo vazou no Golfo do México durante 87 dias, se espalhou por mais de 1.500 km no litoral norte-americano, contaminou e matou milhares de animais (ITOPF, 2013). O dano causado devido ao vazamento está presente até os dias atuais e compostos químicos do petróleo são encontrados nos seres vivos locais, inclusive, em ovos de pássaros que se alimentam na região. Existem também os impactos socioeconômicos como a perda de dezenas de bilhões de dólares das indústrias da pesca e do turismo na costa sul dos Estados Unidos (Greenpeace, 2015). A empresa viu o seu valor despencar de quase U$ 190 bilhões antes do acidente para U$ 85 bilhões em dois meses (Tharp, 2010). A Agência Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP) realizou um levantamento, onde foram apresentados os principais acidentes ocorridos no mundo e no Brasil devido a perda de integridade de poço, conforme mostrado na tabela 1 e tabela 2 respectivamente, atentando para o fato de que a integridade de poço está sempre relacionada com a composição dos elementos de barreira de segurança ao longo dos ciclos de vida do poço. Matheus Medeiros de Azevedo 10 Trabalho de Conclusão de Curso - CEP/UFRN Tabela 1: Incidentes de perda de integridade de poço no mundo, adaptado de ANP (2016). Área/Ano Incidente Cacterização Principais Causas Identificadas Reino Unido, Campo de Elgin, Vazamento de gás na Corrosão no 2012. Poço G4. cabeça do poço durante revestimento. Etapa do Ciclo de operação de Falha no anular levando Vida: Produção descomissionamento. ao vazamento. Nigéria, 2012 Campo de Funiwa Perda da Jackup KS Falha em equipamentos Etapa do Ciclo de Endeavour de superfície. Vida: Construção Morte dedois trabalhadores Austrália, Campo de Montara, Vazamento descontrolado Trabalho de 2009. Poço H1. de óleo e gás (blowout) de cimentação falho Etapa do Ciclo de 1.000 barris por dia, (barreira primária). Vida: Abandono 30.000 no total. Instalação incompleta Incêndio na sonda durante da barreira secundária. operação de abandono. Operações fora dos padrões internacionais da indústria. Noruega, 2004. Campo de Snorre-A, Vazamento de gás Falha de planejamento, Poço 32A. proveniente de kick procedimentos e Etapa do Ciclo de durante a intervenção no avaliação de risco. Vida: Intervenção poço (retirada da coluna Falha no extintor do de produção). flare (nitrogênio insuficiente). Falha em handover. Matheus Medeiros de Azevedo 11 Trabalho de Conclusão de Curso - CEP/UFRN Tabela 2: Incidentes de perda de integridade de poço no Brasil, adaptado ANP (2016). Área/Ano Incidente Caracterização Principais Causas Identificadas Campo de Underground Vazamento de 55 litros de Pressão de Frade, Área 2, blowout do Poço 8- petróleo. injeção maior 2012. FR-28D-RJS Fratura do reservatório que a resistência Etapa do Ciclo de até o leito marinho. da rocha. Vida: produção Gestão de mudança inadequada. Não atendimento às boas melhores práticas. Campo de Kick/ Underground Vazamento de3.700 Falha de projeto Frade, blowout do Poço 9- barris de petróleo. na estimativa da Área 1, 2011. FR-50DP-RJS. Underground blowout. pressão de Etapa do Ciclo de poros. Vida: projeto/ Limite de construção resistência mecânico superado. Cancã, 2009 Campo de Cancã Blowout Cimentação de Poço 7-CNC-3-ES Perda da sonda. zona portadora de gás. Etapa do Ciclo de Falha na Vida: construção cimentação. Falha na detecção do kick. BOP sem pressão hidráulica (sonda em DMT). Torque insuficiente nos parafusos das portas do BOP. Falha do material do selo. Teste inadequado do BOP. Matheus Medeiros de Azevedo 12 Trabalho de Conclusão de Curso - CEP/UFRN Como visto nas tabelas 1 e 2, ocorreram muitos acidentes pelo mundo devido a perda de integridade de poço, então surgiu a motivação e a necessidade para o desenvolvimento de regulamentos técnicos e diretrizes que tratassem do gerenciamento de integridade de poço e dessa forma pudessem alinhar as atividades realizadas durante toda a vida do poço com as melhores práticas industriais. Desenvolveram-se então, regulamentos, como por exemplo, Oil and Gas UK Well integrity guidelines, ISO/TS 16530-2:2013(E)- Well Integrity for the Operational Phase, e os dois documentos que serão foco de estudo deste trabalho, o Sistema de Gerenciamento de Integridade de Poço (SGIP) e a NORSOK Standard D-010 rev. 04, Well Integrity in Drilling and Well Operations. O SGIP foi idealizado baseado em normas, regulamentos internacionais e nas melhores práticas da indústria, para tentar manter sempre o melhor desempenho possível do sistema de gerenciamento de integridade desde a fase de projeto de poço até o seu abandono. Por meio de auditorias de conformidade legal da resolução ANP n° 43/2007 em unidades marítimas de perfuração teve início o desenvolvimento da gestão da integridade de poço. Após o acidente de Cancã (2009) e Macondo (2010), a Coordenadoria de Segurança Operacional (CSO) da ANP identificou a necessidade de criação de um grupo específico para tratar das disciplinas relacionadas à perfuração de poços. Assim foi desenvolvido de forma paralela, foram iniciados estudos para o estabelecimento de um regulamento específico para a perfuração de poços terrestres. A partir dos incidentes de underground blowout ocorridos no Campo de Frade em 2011e 2012, onde as causas raiz e fatores causais apontaram essencialmente para falhas no atendimento das melhores práticas da indústria e dos procedimentos elaborados pelo próprio agente regulado, foi identificada pela ANP a necessidade de desenvolvimento de mecanismos para verificação da adequação dos projetos de poço às melhores práticas da indústria. Matheus Medeiros de Azevedo 13 Trabalho de Conclusão de Curso - CEP/UFRN Naquele momento, a Agenda Regulatória da ANP passou a contemplar o desenvolvimento das resoluções de: (i) perfuração de poços terrestres; (ii) projeto de poços e (iii) revisão da portaria ANP n° 25/2002, que trata do abandono de poços (ANP, 2016). Ao longo do tempo, todas essas regulamentações foram unificadas em uma única resolução que trataria do gerenciamento de integridade de poço em todas as etapas de ciclo de vida de poço, culminando no SGIP. Um dos regulamentos em que o SGIP se baseou para o seu desenvolvimento foi na diretriz norueguesa NORSOK D-010, portanto esta foi escolhida como instrumento para comparação com o regulamento brasileiro. Em 1993, a indústria do petróleo na Noruega desenvolveu um conjunto de diretrizes chamadas NORSOK com o objetivo de aumentar a competitividade do país no que se refere ao fornecimento de soluções para campos de petróleo. A partir disso uma série de diretrizes foram desenvolvidas, baseadas em regulamentos internacionais reconhecidos com o objetivo de tornar as operações mais eficientes. Em 2003 foi lançada a terceira revisão da norma, a D-010 (Rev.3) e neste regulamento foi notória uma significativa mudança para focar na integridade de poço e na execução de todas as operações durante todos os ciclos de vida do poço. A revisão foi realizada por especialistas de empresas norueguesas e internacionais (Bizley, 2014). O acidente ocorrido no poço de Macondo em 2010 mostrou a necessidade de uma nova revisão da diretriz D-010. Muitos relatórios foram publicados em todo o mundo, onde nestes estavam lições aprendidas com o acidente e que continham algumas recomendações muito úteis para atualizar o padrão D-010. A nova revisão foi publicada em junho de 2013, fornecendo mais informações a respeito de abandono de poço, mais informações a respeito de poços de alívio e mais nove elementos de barreira de poço para maior segurança quanto à integridade do poço (Bizley, 2014). Matheus Medeiros de Azevedo 14 Trabalho de Conclusão de Curso - CEP/UFRN 1.1-JUSTIFICATIVA Todas as operações realizadas pela indústria do petróleo brasileira e norueguesa, que prezam pelo estabelecimento e a preservação da integridade de poço, devem seguir, respectivamente, as recomendações explicitadas pelo Regulamento Técnico SGIP e pela diretriz NORSOK D-010. Dessa forma garantindo que as operações estejam de acordo com as melhores práticas presentes na indústria petrolífera.Os documentos mostram pontos de conformidades de cada sistema de gerenciamento de integridade que podem ser utilizados para qualquer sistema de gestão, como também visões diferentes que se analisadas de maneira coerente permitirá uma visão mais ampla do tema. 1.2–OBJETIVO Este trabalho tem como objetivo principal realizar uma análise comparativa da diretriz NORSOK D-010 e do Regulamento Técnico do Sistema de Gerenciamento de Integridade de Poço (SGIP), permitindo uma visão mais ampla do panorama de integridade de poço, além de realizar uma análise de abrangência do tema tratado. 1.3-OBJETIVOS ESPECÍFICOS a) Delinear análises comparativas entre o SGIP e NORSOK D-010. b) Definir tópicos para alinhar o regulamento técnico com a diretriz. Matheus Medeiros de Azevedo 15 Trabalho de Conclusão de Curso - CEP/UFRN 2–ASPECTOS TEÓRICOS 2.1– CONTEXTO DA REGULAMENTAÇÃO BRASILEIRA A partir de 6 de agosto de 1997, se dava início a um marco na indústria brasileiro do petróleo com a quebra do monopólio da Petrobrás mediante aprovação da lei 9.478 e a criação da Agência Nacional do petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis. A função da ANP, que é vinculada ao Ministério de Minas e Energia, é de regular, fiscalizar e contratar todas as atividades que regem o setor petrolífero brasileiro, promover a implementação da política setorial e proteção dos interesses do consumidor. Portanto, a ANP possui como atribuição o estabelecimento de regras que fomente a criação de um mercado competitivo, trazendo dessa forma maiores vantagens tanto para o país como para os consumidores. A ANP então engloba toda a política do setor petrolífero brasileiro para cumprir a realização das melhores práticas da indústria, garantindo melhor uso e conservação do petróleo, gás natural e seus derivados, bem como também do meio ambiente. Na regulação destas práticas que vão desde os estudos realizados na obtenção de dados das bacias sedimentares, passando pela exploração, desenvolvimento e produção, refino, distribuição e revenda são sempre levados em consideração à preservação do meio ambiente, cumprindo as exigências do licenciamento ambiental, respeitando as competências legais de cada órgão regulamentador. A ANP ainda tem por finalidade promover licitações e constituir contratos em nome da União com os concessionários em atividades de exploração, desenvolvimento e produção de petróleo e gás natural, transporte e estocagem do gás natural, bem como promover a fiscalização das atividades e das especificações do produto e dos preços praticados no mercado. Na fiscalização a agência atua em parceria com a polícia federal, os ministérios públicos de todos os estados e do Distrito Federal, corpo de bombeiros, prefeituras, entre outros. Matheus Medeiros de Azevedo 16 Trabalho de Conclusão de Curso - CEP/UFRN 2.2– CONTEXTO DA REGULAMENTAÇÃO NORUEGUESA Na Noruega, o Ministério do Petróleo e Energia (MPE) possui a incumbência de administrar os recursos petrolíferos da plataforma continental norueguesa e garantir que todas as operações que envolvem esta indústria sejam realizadas com os princípios e normas implementadas pelo parlamento e pelo governo, além disso, esse ministério possui a responsabilidade de monitorar algumas companhias estatais. Dentre os cinco departamentos que existem no MPE, o de petróleo e gás tem a responsabilidade de estabelecer as políticas de exploração, bem como acompanhar o desenvolvimento, a produção e o abandono dos poços na plataforma continental norueguesa. Outra importante função atribuída ao MPE é de conduzir a rodada de licenciamento para permissão de licenças de produção aos blocos oferecidos pelo governo. Ligado ao MPE existe a Petroleum Safety authority Norwegian (PSA), que é um órgão administrativo independente e que tem atuação considerável no gerenciamento dos recursos petrolíferos, além de aconselhar e assessorar o MPE. O PSA possui autoridade de gestão em relação a exploração e explotação das bacias da plataforma continental norueguesa. Esta atribuição, executada de forma conjunta com a PSA, inclui a edição de atos normativos e tomada de decisões em todas as operações realizadas durante as fases de vida que constituem a indústria petrolífera de acorda com os regulamentos associados a essas atividades (NORSOK D-010, 2004). Matheus Medeiros de Azevedo 17 Trabalho de Conclusão de Curso - CEP/UFRN 2.3– INTEGRIDADE DE POÇO A integridade de poço como foi discutido anteriormente pode ser definida como a capacidade que o poço possui em manter controlado o fluxo de petróleo, evitando vazamento entre as formações ou do reservatório para a superfície. A preservação da integridade é muito importante no que diz respeito à segurança do poço, da vida humana, do meio ambiente e da imagem da empresa. A barreira de segurança é um item fundamental para manter a integridade do poço, , pois é ela quem irá impedir o vazamento dos fluidos para o meio ambiente. De uma forma geral, elas podem ser definidas como um obstáculo formado por elementos de barreiras, os quais se constituem em objetos que sozinhos não consegue desempenhar a função de vedação, visto a necessidade da união de elementos para formar uma espécie de envelope envolta da estrutura poço- reservatório, como é definida pela NORSOK D-010. A partir de um conceito análogo, o SGIP define um conjunto solidário de barreiras (CSB) como o conjunto de um ou mais elementos de barreira em um poço com o mesmo objetivo de vedá-lo contra fluxo descontrolado de fluido entre as formações e para a superfície. É muito importante mapear e caracterizar todas as barreiras existentes e seus elementos durante todos os ciclos de vida de poço com base em avaliações de risco, tentando mantê-lo sempre em um nível tão baixo quanto razoavelmente possível ou ALARP (As Low As Reasonably Practicable). Portanto percebe-se que o conceito de elemento de barreira é comum ao SGIP e a NORSOK D-010. Já o conceito de CSB para o SGIP é igual ao de barreira de poço para a diretriz norueguesa. Neste trabalho o termo barreira de poço será utilizado quando tratarmos da NORSOK D-010 e CSB quando fizermos referência ao regulamento técnico brasileiro e o termo elemento de barreira será tratado indistintamente. Matheus Medeiros de Azevedo 18 Trabalho de Conclusão de Curso - CEP/UFRN Os elementos de barreiras devem ser projetadas, construídas e selecionadas, de acordo com a NORSOK D-010 E SGIP de tal maneira que: Possam resistir ao diferencial de pressão a que serão submetidas no ambiente de trabalho; Possa ser testada quanto a possibilidade de vazamento, para que não haja nenhuma fuga de fluido para o meio ambiente; Possibilite seu restabelecimento em caso de perda; Possa resistir as condições do ambiente a que serão expostas (temperatura, fluidos do poço); Possam ter sua localização física e estado de integridade monitorados a todo tempo; Todos os equipamentos utilizados para monitorar os parâmetros das barreiras de poço devem ser avaliados e calibrados de forma frequente; Não haja nenhum sinal de falha de barreira de poço ou de algum de seus elementos que conduza a um fluxo descontrolado do poço para o ambiente externo. A partir da validação dos principais parâmetros citados anteriormente, os elementos barreiraspoderão ser implementadas com o auxílio de uma equipe técnica especializada para manter sua funcionalidade dentro do padrão, desta forma, diminuindo a probabilidade de danos durante execução das atividades de poço. Estas barreiras de poço ou CSB, bem como seus elementos, podem ser verificadas por meio de um teste ou confirmação. Esta avaliação pode ser feita após a instalação ou durante a partir do registro de dados observados. Caso a verificação seja realizada por meio do método da confirmação o elemento da barreira será avaliado através da análise dos dados coletados durante ou após a sua instalação. Matheus Medeiros de Azevedo 19 Trabalho de Conclusão de Curso - CEP/UFRN O elemento de barreira pode ainda ser verificado por meio do ensaio de pressão, para detectar possíveis falhas que possam vir a provocar vazamentos e consequentemente fluxo indesejado de fluido. Tal teste deve ser realizado, segundo recomendação da NORSOK D-010 : Antes que o elemento seja exposto a qualquer diferencial de pressão; Quando houver suspeita de vazamento; Quando algum elemento se torna exposto a um diferencial de pressão ou carga diferente do qual ele foi projetado; Após a substituição de componentes da barreira de poço. Este teste é realizado aplicando um diferencial de pressão no sentido do fluxo no elemento de barreira que seja igual ou maior a carga prevista no projeto de modo a simular situações reais e/ou adversas no poço. Todos os testes devem ser documentados. Uma prática muito importante e que deve ser sempre realizada para os todos os poços de petróleo é o monitoramento das barreiras de poço e de todos os seus parâmetros de modo a evitar qualquer fluxo indesejado. Todos os instrumentos utilizados para monitoramento dos parâmetros devem ser frequentemente calibrados. Qualquer método que seja utilizado para verificar a condição dos elementos devem ser definidos e documentados (NORSOK D-010, 2004). 2.4- FASES DE VIDA DE UM POÇO Um poço de petróleo passa por diversas etapas durante sua vida que vão desde a fase de projeto até o seu abandono, e cada fase será tratada resumidamente nos subtópicos a seguir. Matheus Medeiros de Azevedo 20 Trabalho de Conclusão de Curso - CEP/UFRN 2.4.1- PROJETO Fase que compreende o desenvolvimento dos projetos do poço relacionados à sua construção, produção, intervenção, caso seja preciso, e por fim abandono. Nesta fase deve-se estabelecer, avaliar e documentar a seleção das técnicas e modo de operação com a equipe de trabalho envolvida para desenvolvimento das atividades no poço, seguindo os requisitos técnicos das normas buscando sempre manter o nível de risco o menor possível para manter a segurança tanto da vida humana como do meio ambiente, levando em consideração o fator econômico. É importante a análise de riscos enquanto o poço está na fase de projeto, de forma a tentar garantir a sua integridade, evitando premissas inadequadas de projeto quanto a carga em que o poço está submetido como no caso do acidente ocorrido no campo de Frade na área 1 em 2011 (tabela 2) ou ainda dimensionamento inadequado de revestimento, não utilização da norma adequada, entre outros riscos. 2.4.2 – CONSTRUÇÃO Etapa onde é iniciada a construção do poço. Para começar a construção de um poço de petróleo necessita-se, ainda na fase de projeto, realizar a seleção do tipo de plataforma ou sonda compatível com as características da região onde o poço será perfurado. As atividades realizadas em áreas terrestres são chamadas de On Shore, enquanto que as realizadas em território marítimo são denominadas de Off Shore. A perfuração hoje se baseia principalmente no método rotativo, constituído da ação conjunto de rotação e peso aplicados sobre broca que se apresenta na extremidade inferior da coluna de perfuração, a qual consiste principalmente de comandos, tubos pesados e tubos de perfuração. Ao atingir determinada profundidade, é retirada então a coluna de perfuração do poço e é descida uma coluna de revestimento de aço de diâmetro inferior ao da Matheus Medeiros de Azevedo 21 Trabalho de Conclusão de Curso - CEP/UFRN broca, então realiza-se a cimentação do espaço anular entre o revestimento e a parede do poço para isolar as rochas perfuradas. Após serem realizadas as operações de cimentação, a coluna de perfuração é novamente descida ao poço, tendo na sua extremidade uma nova broca de diâmetro menor do que a do revestimento para o prosseguimento da perfuração. Depois, se instalam, no poço, os equipamentos necessários para ser a realizada a produção dos fluidos desejados contidos no reservatório, bem como permitir a instalação de eventuais equipamentos de monitoração do poço. Esta operação também está prevista para poços injetores e de teste (Gomes, 2007). Nesta fase de vida do poço podem existir riscos inerentes a operação que comprometem a integridade do poço como, por exemplo, pressão de poros anormalmente alta, dimensionamento inadequado do fluido de perfuração ou ainda como ocorreu no caso de Macondo (EUA) em 2010, onde foi detectada uma cimentação inadequada e ainda falha do BOP. Portanto é necessário o desenvolvimento de um programa de treinamento relacionado as principais operações que envolvem a fase de construção, de modo a evitar o risco de acidentes, garantindo assim a integridade do poço. Esta etapa é concluída com a atualização e passagem da documentação de entrega de poço para o responsável pela próxima etapa do ciclo de vida do poço. 2.4.3- PRODUÇÃO Etapa que abrange a monitoração e garantia do fluxo dos fluidos do reservatório para a superfície bem como o seu envio para os sistemas de transporte ou armazenagem. Na linha de produção são analisadas as propriedades dos fluidos e o comportamento de fases, escoamento com fluxo multifásico, as instalações e equipamentos de produção onshore e offshore, entre outros aspectos. Matheus Medeiros de Azevedo 22 Trabalho de Conclusão de Curso – CEP/UFRN Durante esta fase podem ser realizadas intervenções ou workovers como são comumente chamadas na indústria, podendo ser uma operação de limpeza, restauração, recompletação, teste, mudança no método de elevação, entre outras. Os avanços na complexidade no cenário produtivo do petróleo culminaram no desenvolvimento de novas tecnologias e técnicas para acompanhar tal evolução da produção e consequentemente melhorar a coleta de dados e de incertezas inerentes ao reservatório, reduzindo assim a probabilidade de riscos. Entretanto, o aumento na complexidade dos projetos de coluna de produção, também aumentam os riscos de falha durante a instalação ou no momento da produção ou injeção. É necessária a implementação de uma equipe técnica capacitada e de um programa de treinamento para os principais cenários que envolvem esse ciclo de vida do poço, de modo a evitar falhas que comprometam a integridade do mesmo, como ocorrido no campo de Frade em 2012 (tabela 2), resultando no vazamento de petróleo, trazendo desta forma prejuízo moral e financeiro à empresa. A etapa é concluída com a passagem da documentação de entrega do poço para o responsável pelas atividades de tamponamento e abandono de poço. 2.4.4- ABANDONO O regulamento técnico nº 2/2002 da ANP, anexo à portaria nº 25/2002 (Brasil, 2002), define abandono de poço como “série de operações destinadasa restaurar o isolamento entre diferentes intervalos permeáveis (...)”. Porém, cabe ressaltar que após a publicação do SGIP esta portaria foi revogada. O abandono de poço pode ser classificado em dois tipos: Temporário: Quando por qualquer razão houver interesse de retorno ao poço. Permanente: quando não houver interesse de retorno ao poço. Matheus Medeiros de Azevedo 23 Trabalho de Conclusão de Curso - CEP/UFRN Quando o limite econômico do poço é alcançado e ele se encontra exaurido, então o poço pode ser abandonado. Neste processo, a tubulação é removida do poço e as zonas expostas para produção são isoladas com cimento para prevenir o fluxo dos fluidos entre as formações permeáveis, assim como para a superfície. Nesta fase de vida do poço é importante atentar para os riscos que podem vir a comprometer a integridade do poço, podendo ser citado como exemplo o acidente ocorrido no campo de Montara em 2009 (tabela 1). Um esquema das operações explicitadas acima pode ser observado na figura 1: Figura 1: Esquema das operações realizadas no poço, adaptado de ISO (2013) Matheus Medeiros de Azevedo 24 Trabalho de Conclusão de Curso - CEP/UFRN 2.5- CAMINHOS PARA FLUXO DE FLUIDO Durante as fases de vida de um poço, este deve estar sempre protegido contra vazamento de fluido, porém há casos em que a barreira de segurança falha, permitindo o fluxo indesejado de fluido por alguns caminhos existentes na estrutura poço-reservatório. Miura (2004) define oito caminhos por onde pode haver fluxo indesejado de fluido, sendo eles: Poço aberto. Anular revestimento x poço. Anular revestimento x revestimento. Interior do revestimento Anular revestimento x coluna Interior da coluna de trabalho Ou ainda no caso de vazamento pela rocha, podendo ser devido a duas situações: Rocha não competente: Situação em que a rocha acaba fraturando por não suportar as pressões de trabalho desenvolvidas. Rochas permeáveis: Quando a rocha apresenta capacidade de permitir o fluxo do petróleo até a superfície. Esta situação pode ocorrer quando, o fluido flui pelos canhoneados para dentro do poço e havendo um furo no revestimento, ele irá fluir para dentro da rocha, podendo assim vazar para o meio ambiente. Para o propósito deste trabalho, iremos definir quatro caminhos principais, como demonstrado na figura 2: Rocha : Caminho definido entre o reservatório e o meio ambiente formado por diferentes tipos de formações dispostos sob camadas; Matheus Medeiros de Azevedo 25 Trabalho de Conclusão de Curso - CEP/UFRN Poço : O interior do último revestimento assentado e cimentado. No caso da presença da coluna, é o anular entre este revestimento e a coluna; Coluna : É o caminho em que o fluxo segue em qualquer coluna pelo interior do poço; Anular externo: É o espaço anular externo ao último revestimento cimentado e assentado. Figura 2: Principais caminhos para vazamento de fluido, adaptado de Fonseca (2006), pag.41. Matheus Medeiros de Azevedo 26 Trabalho de Conclusão de Curso - CEP/UFRN 3- BARREIRA DE POÇO E CONJUNTO SOLIDÁRIO DE BARREIRA 3.1-DEFINIÇÕES Para o propósito deste trabalho são adotadas as seguintes definições desenvolvidas pela NORSOK D-010 : Barreira de poço: É o envelope de um ou mais elementos de barreira com o objetivo de impedir o fluxo não intencional de fluidos entre as formações e da formação para a superfície (NORSOK D-010, 2014.Tradução do autor). Barreira primária de poço: É o primeiro obstáculo que impede o fluxo de fluido para o meio ambiente. Barreira secundária de poço: É o segundo obstáculo que impede o fluxo de fluido para o meio ambiente. Elemento comum de barreira de poço: É um elemento de barreira que é compartilhado entre a barreira primária e secundária (NORSOK D- 010, 2014.Tradução do autor). O SGIP traz em seu regulamento técnico a seguinte definição importante para a sequência deste trabalho: Conjunto solidário de barreira (CSB): É união de um ou mais elementos com o objetivo de impedir o fluxo não intencional de fluidos da formação para o meio externo e entre intervalos no poço, considerando todos os caminhos possíveis (SGIP, 2016). Existe uma definição em comum para o SGIP e para NORSOK D-010: Elemento de barreira de poço: É um objeto que compõe a barreira de poço ou CSB e que sozinho não consegue impedir o fluxo descontrolado de fluido para o meio ambiente. Matheus Medeiros de Azevedo 27 Trabalho de Conclusão de Curso - CEP/UFRN 3.2- ANÁLISE COMPARATIVA Pode-se perceber a partir da análise de cada uma das definições apresentadas anteriormente que, tanto a diretriz norueguesa como a norma brasileira apresentam suas respectivas definições de barreira de segurança de poço e CSB como um envelope de um ou mais elementos de barreira, mostrando desta forma uma preocupação em envolver a energia contida nos fluidos presentes no reservatório. Ambas as visões mostram uma preocupação para tratar da integridade do poço de uma forma contínua, pois da maneira como elas discorrem em suas definições é possível perceber uma preocupação em conter possíveis vazamentos de fluido por todo o caminho desde o reservatório até a planta de processamento na superfície, bem como entre as formações. Um exemplo de como a NORSOK e o SGIP tratam as suas definições pode ser ilustrado na figura 3. Figura 3: Barreira de poço para um caso de abandono temporário em poço não canhoneado, adaptado de NORSOK (2011). Matheus Medeiros de Azevedo 28 Trabalho de Conclusão de Curso - CEP/UFRN Para casos como estes a NORSOK D-010 descreve o melhor arranjo de barreira de segurança de poço, como sendo: Tampão de cimento, cimentação do revestimento e revestimento (liner de produção) para formar a barreira primária de segurança. De forma alternativa pode-se desenvolver a barreira primária com os seguintes elementos: Tampão de cimento, cimentação do revestimento e revestimento de produção. De forma adicional, foram determinados pela NORSOK D-010 os seguintes elementos para constituir uma barreira secundária: Revestimento, cimentação do revestimento e tampão de cimento ou tampão mecânico. De forma alternativa a diretriz ainda define: Cimentação do revestimento, revestimento, cabeça de poço, revestimento de produção e tampão mecânico ou de cimento. Tabela 3: Descrição das barreiras e seus elementos para caso de abandono temporário em poço não canhoneado, adaptado de NORSOK (2004). Elemento de barreira de poço Comentários Primeira barreira de poço Tampão de cimento Sapata guia Cimentação do revestimento Revestimento (Liner de produção) Não canhoneado com 2 válvulas flutuantes Ou Tampão de cimento Sapata guia Cimentação do revestimento Revestimento de produção Não canhoneado com 2 válvulas flutuantes Barreira secundária de poço Revestimento Cimentaçãodo revestimento Tampão mecânico ou tampão de cimento Tampão raso Ou Cimentação de revestimento Revestimento Intermediário Cabeça de poço Revestimento Revestimento de produção Tampão de cimento ou tampão mecânico Tampão de superfície Matheus Medeiros de Azevedo 29 Trabalho de Conclusão de Curso - CEP/UFRN A partir da figura 3 é evidente a forma como a NORSOK D-010, bem como o SGIP, tratam da sua filosofia de barreira de poço e CSB, como sendo um envelope de elementos que são interligados entre si assegurando a integridade do poço em todos os caminhos passíveis de vazamento de fluidos para o meio ambiente. A NORSOK D-010 descreve esquemas barreiras de poço para vários cenários que envolvem as etapas de ciclo de vida do poço, desde fase de projeto até abandono permanente. Tais esquemas poderiam ser implementados no SGIP, já que tanto a diretriz norueguesa como o regulamento técnico brasileiro demonstram conformidade entre as definições de barreira de poço e CSB, e a partir do estabelecimento dos esquemas, os projetos entrariam em maior consonância, facilitando desta forma a gestão da avaliação pelo operador do contrato. O regulamento técnico do SGIP, estabelece no capítulo 1 que: O CSB permanente deve estar posicionado numa formação impermeável através de uma seção integral do poço, com formação competente na base do CSB. Cimento ou outro material de desempenho similar (incluindo formações plásticas selantes) devem ser usados como elementos de barreira (SGIP, 2016). Então a partir do desenvolvimento do conceito de CSB permanente e da indicação do SGIP para o posicionamento deste numa formação impermeável e competente, cria-se uma espécie de envelope de elementos interligados formando um cerco mecânico íntegro para o petróleo. A exigência do regulamento é plausível, pois caso a formação não fosse competente e a rocha fraturasse, devido a esta ser exposta a uma pressão elevada, isto poderia acabar danificando o CSB instalado na base da formação. Caso ocorra a fratura na rocha, a recomendação do SGIP garante uma proteção natural advinda da formação ser impermeável garantindo assim maior prevenção quanto ao vazamento de fluido. A situação adversa à descrita no SGIP levaria a ocorrer fluxo descontrolado de fluido para o meio ambiente como mostra a figura 4. Matheus Medeiros de Azevedo 30 Trabalho de Conclusão de Curso - CEP/UFRN Figura 4: Vazamento de fluido em caso de formação permeável ou não competente, adaptado de NORSOK (2011) Tanto o regulamento técnico como a diretriz adotam a premissa de que são necessárias duas barreiras de segurança de poço ou CSB em cada caminho e que estes devem ser independentes, ou seja, o funcionamento de cada um deles não dependa de componentes em comum, isto para garantir que em caso de falha de um dos elementos, o outro possa garantir a segurança da operação, portanto, apenas a premissa de garantir duas barreiras de poço em cada caminho não dá total garantia da sua integridade. Existem muitos atalhos entre os caminhos descritos no capítulo anterior por onde poderia haver possibilidade de vazamento de fluido, como por exemplo, uma falha na cimentação em frente a rocha selante ou um furo no revestimento, e estes caminhos são de difíceis de se mapear ou prever. Porém, tanto a visão da NORSOK D-010 como o conceito de conjunto solidário de barreira garantem maior segurança operacional. Matheus Medeiros de Azevedo 31 Trabalho de Conclusão de Curso - CEP/UFRN Uma operação durante os ciclos de vida de poço é considerada segura quando houver duas barreiras ou CSB independentes e testados. Tanto o SGIP como a NORSOK D-010 exigem a verificação das barreiras, realizando a comprovação de cada elemento por meio de avaliação que é feita após a instalação ou por observações registradas durante a sua instalação. Esta verificação se divide em dois tipos de processo: Confirmação: Os elementos da barreira ou CSB são verificados por meio de avaliação de dados registrados durante e/ou após a sua instalação (SGIP, 2016). Teste: Os elementos da barreira ou CSB são verificados através de ensaio de pressão (teste de vazamento) no sentido do fluxo, onde eles são submetidos a um diferencial de pressão igual ou maior em relação à máxima prevista no projeto do poço. Caso o teste desta maneira seja impraticável, então ele pode ser realizado no sentido contrário, contato que o elemento de barreira de poço seja construído para vedar em ambas as direções de fluxo (SGIP,2016). Diferentemente do SGIP, a NORSOK D-010 especifica como a documentação de teste de verificação de barreira de poço deve ser caracterizada. Nesta deve conter: Tipo de teste, Fluido de teste, Pressão de teste, Componentes e sistemas testados, Estimativa do volume do sistema pressurizado, Volume bombeado e retornado, Tempo de teste e dados. Matheus Medeiros de Azevedo 32 Trabalho de Conclusão de Curso - CEP/UFRN Ambos os regulamentos exigem ainda que o poço esteja em condição de segurança quanto a integridade e que uma das barreiras de segurança contenha elemento(s) que possuam capacidade de cortar tubulares, cabos ou quaisquer ferramentas que possa penetrar na barreira e que possam garantir a vedação do poço após o corte. Este caso se aplica a perfuração de poços em que o BOP é um elemento de barreira ou no caso do BOP de arame em operações do tipo wireline ou slickline. Caso algumas das condições de segurança descritas acima não possam ser atendidas, ambos os regulamentos exigem uma avaliação de risco e a implementação e documentação dos planos e das medidas corretivas de forma a reduzir o risco a nível ALARP. Tanto a NORSOK como a ANP não explicitam nenhum método para se realizar tal avaliação, deixando a critério das empresas adotarem a melhor metodologia diante análise de uma equipe técnica capacitada. Portanto, a partir da análise realizada é perceptível que tanto o regulamento técnico da ANP como a diretriz norueguesa tratam de conceitos iguais entre barreira de poço e conjunto solidário de barreira, desta forma, ambas garantindo a integridade de poço de uma forma contínua de acordo com as melhores práticas da indústria petrolífera e é perceptível também que a NORSOK D-010 por ser apresentar como uma diretriz é mais específica em seus detalhamentos, enquanto que o SGIP por ser um regulamento técnico se apresenta de forma mais objetiva e dando maior liberdade a empresa para gerir seu projeto, mediante o estabelecimento de uma avalição de risco. Matheus Medeiros de Azevedo 33 Trabalho de Conclusão de Curso - CEP/UFRN 4–PROJETO DE POÇO 4.1-DEFINIÇÕES Para o propósito deste trabalho são adotadas as seguintes definições: Mitigação: Ato que provoca limitação ou redução das chances de ocorrência ou da expectativa da consequência para um determinado evento. Kick: Fluxo indesejado da formação para o poço devido a um diferencial de pressão que favorece o fluxo no sentido da formação para o poço. Poços de alívio: São poços que tem por objetivo realizar controle do poço em subsuperfície por meio da interceptação do poço em condição de blowout com a injeção de um fluido de amortecimento. 4.1.1- POÇOSCRÍTICOS No SGIP não está explicita a definição de poços críticos.Com o objetivo de direcionar o envio das informações referentes a projetos de poços offshore e onshore considerados críticos, foi enviado pela ANP um ofício circular de nº 004/SSM/2015, aos concessionários com os critérios de referencia para criticidade de poço, aonde este deve atender a pelo menos um dos critérios descritos abaixo e como pode ser visto a partir da figura 5 : Para todos os projetos de poços marítimos e terrestres: Poço que necessita de Autorização de Início de Atividade Antecipada (DAIA) Para todos os projetos de poços marítimos: Primeiro poço de uma nova DSO (Documentação de Segurança Operacional) de uma unidade de perfuração marítima submetida para a aprovação da ANP. Para projetos de perfuração de poços marítimos : Pressão máxima de poros no reservatório acima de 14000 psi. Temperatura no reservatório acima de 150 º C. Matheus Medeiros de Azevedo 34 Trabalho de Conclusão de Curso - CEP/UFRN Janela operacional menor que 1lb/gal em qualquer fase do poço, a partir do assentamento do BOP( blow out preventer). Teor de CO2 acima de 50%. Teor de H2S acima de 100 ppm. Densidade do fluido de perfuração maior que 14 lb/gal, a partir do assentamento do BOP. Previsão de perdas severas maiores que 40 bbl/hr para a formação em fases que contenham hidrocarboneto. Influência de injetores na pressão de poros do trecho a ser perfurado. Presença de Shallow hazards, onde existem de seis tipos, sendo elas: gás raso, falha geológica próximo a superfície, força dos sedimentos, rios velhos e geleiras, anomalias submarinas e objetos feitos pelo homem. Para projetos de avaliação ou completação de poços marítimos: Pressão máxima de poros no reservatório acima de 14000 psi. Temperatura no reservatório acima de 150 ºC. Teor de CO2 acima de 50 %. Teor de H2S acima de 100 ppm. Previsão de perdas severas maiores que 40 bbls/hr para a formação em fases que contenham hidrocarbonetos. Influência de injetores na pressão de poros do trecho a ser completado/avaliado. Pressão na superfície acima de 5000 psi. Pressão de fraturamento na superfície acima de 10.000 psi. Matheus Medeiros de Azevedo 35 Trabalho de Conclusão de Curso - CEP/UFRN Figura 5: Planilha de avaliação de criticidade de poço, ANP (2016). A NORSOK também não trata do conceito de poço crítico de uma forma explícita, porém implicitamente, pode-se iniciar um modelo base a partir dos pré- requisitos estabelecidos abaixo coletados na NORSOK D-010 : Enfraquecimento ou falha da barreira de poço ou de um de seus elementos; Alta probabilidade de exceder o limite operacional dos equipamentos de controle de poço e outros equipamentos críticos; Teor de H2S no ar ultrapassa a concentração de 10x 10 -6 num tempo médio ou leitura instantânea de 20 x 10 -6 por um período máximo de 10 minutos; Teor de hidrocarboneto gasoso no ar exceder o limite especificado em NORSOK S-011; Conteúdo de gás H2S de fluidos ou gases excede o limite operacional dos equipamentos de controle de poço ou outros equipamentos críticos; Teor de CO2 no ar ultrapassa a concentração do alarme de baixo nível de gás de 5000x 10 -6 ou leitura instantânea de 15000 x 10 -6 ; Teor de CO no ar ultrapassa a concentração do alarme de baixo nível de gás de 30x 10 -6 ou leitura instantânea de 200 x 10 -6 . Matheus Medeiros de Azevedo 36 Trabalho de Conclusão de Curso - CEP/UFRN 4.2- ANÁLISE COMPARATIVA Ambas as normas exigem que sejam estabelecidos e documentados manuais e procedimentos para o desenvolvimento do projeto que estejam em conformidade com os requisitos legais, garantindo dessa forma o cumprimento da finalidade do poço e a sua integridade durante todas as suas fases de vida. Num comparativo rápido entre o capítulo 4 da NORSOK D-010 no subitem 4.7.1 e o capítulo 10 no requisito 10.1.2 DO SGIP, é notório que tanto o regulamento técnico como a diretriz passam toda a responsabilidade ao operador do contrato, entretanto, uma prática recorrente na Noruega conforme citado no artigo Review and Comparison of Petroleum Safety Regulatory Regimes for the Commission Energy Regulation, é a exigência da verificação do projeto por terceiros, mesmo com o envolvimento de um grande contingente de pessoas no processo de avaliação de projeto, buscando tornar a avaliação mais independente. Da mesma, apesar de o SGIP passar a maior parte da responsabilidade para o operador do contrato, exige o envolvimento das contratadas na realização das atividades do poço bem como em seu planejamento, garantindo maior conformidade com as melhores atividades desenvolvidas pela indústria. A NORSOK exige que seja desenvolvido e estabelecido um projeto base, constando como uma documentação contendo: Estado atualizado do poço; Objetivo do poço; Temperatura, pressão de poros e prognóstico da resistência da formação, incluindo incertezas; Requerimentos de projeto das fases de vida do poço, incluindo cenários de abandono; Prognóstico da geologia com expectativa da estratigrafia e litologia do poço, incluindo incertezas; Riscos potenciais que possam causas perda da integridade de poço; Matheus Medeiros de Azevedo 37 Trabalho de Conclusão de Curso - CEP/UFRN Descrição dos fluidos da formação; Trajetória do poço, alvo e análise de anti-colisão de poços; Resumo dos dados de poços de referência e retorno da experiência; Segurança da vida humana, ambiente de trabalho e do ambiente marinho devem ser consideradas com relação à seleção do tipo de fluido de trabalho e seu descarte. O SGIP não discorre em seu regulamento técnico de forma mais detalhada sobre a implementação de um projeto base de poço que possibilitasse maior conformidade entre os projetos desenvolvidos, facilitando assim sua avaliação pelo gestor do projeto, no entanto, de uma visão mais abrangente da prática de gestão nº10, pode-se notar que ao longo dos quesitos ele discorre sobre quesitos que possam vir a modelar um projeto base: Possa ser controlado em caso de Kick ou blowout; Possa ser abandonado conforme o SGIP; Os potenciais impactos aos seres humanos e ao meio ambiente sejam minimizados; Suporte os efeitos oriundo dos fluidos de reservatório, devido a sua composição química; Promova o isolamento entre aquíferos e zonas produtoras de petróleo ou fluidos distintos, de forma a evitar influxo indesejado. Ambas as normas exigem uma avaliação de risco que devem ser desenvolvidas nos seguintes casos: Operações de risco; Mudanças nas condições atuais das operações projetadas e seus métodos; Operações envolvendo novas tecnologias ou modificação do equipamento; Deve ser realizada diante destes casos uma análise de risco para poder estabelecer medidas mitigatórias de forma a reduzir o risco ao nível ALARP. A NORSOK Z-013 descreve uma metodologia para auxílio à realização de tal análise, Matheus Medeiros de Azevedo 38 Trabalho de Conclusão de Curso - CEP/UFRN enquanto que as normas regulamentadas pela ANP deixam a critério do operador do contrato a identificação do melhor método de avaliaçãopor meio de metodologias reconhecidas e com resultados devidamente documentados. Ambas as normas exigem uma avaliação de possíveis cenários de cargas para os equipamentos críticos instalados ou usados no poço e que estes sejam dimensionados para resistir aos efeitos térmicos, tração, tensão de ruptura, cargas tri-axiais, corrosão bem como a combinação destes efeitos ao longo das etapas do ciclo de vida do poço. A NORSOK estabelece que para cálculo de carregamentos nas tubulações e também nas suas devidas classificações, a probabilidade de falha seja menor que 10 –3,5 , enquanto que o SGIP não especifica nenhum valor, deixando dessa forma, o critério de aceitabilidade do projeto na responsabilidade do operador do contrato. O Regulamento Técnico de Sistema de Gerenciamento de Integridade de Poço (SGIP) dá uma atenção específica no subitem 10.1.2.7 para poços críticos, determinando a descrição de pré-projetos e análise risco dos poços de alívio, no mínimo as informações a seguir: Estimativa da vazão máxima do blowout do poço; Quantidade de poços de alívio para controlar o poço; Locação das cabeças dos poços de alívio; Requisitos de sonda(s) habilitada(s) para a perfuração dos poços de alívio. Na NORSOK não há especificidades a respeito do desenvolvimento de alguma documentação referente a poços críticos, no entanto ela traça um plano de esboço para análise de risco de poços de alívio, onde determina além das características descritas acima pelo SGIP, a adição de: Identificação de no mínimo 2 locais para perfuração de poços de alívio, incluindo interpretação sísmica do poço; Identificação do método de amortecimento de poço preferível baseado na vazão de blowout, o qual deve ser iniciado o mais rápido possível; Capacidade de bombeamento; Matheus Medeiros de Azevedo 39 Trabalho de Conclusão de Curso - CEP/UFRN Implementação de um método alternativo de amortecimento de poço para o caso de falha do primeiro. O SGIP no subitem 10.1.2.2 avalia o revestimento do poço, onde determina que deve-se analisar a adequação das profundidades de assentamento dos revestimentos, na contra partida que na NORSOK se apresenta um projeto base muito mais detalhado para revestimentos, onde inclui: Planejamento da trajetória de poço e estresses de flexão; Adequação das profundidades de assentamento dos revestimentos; Estimativa da temperatura, pressão de poros desenvolvida e da resistência da formação; Programa de cimentação e fluidos de perfuração; Estimativa de cargas induzidas durante as operações e estimativa do desgaste do revestimento; Considerações metalúrgicas e potencial de produção do poço em H2S e CO2; Requerimentos do projeto de completação. Visto isto é válido dizer que o SGIP poderia reescrever este item de forma a projetar melhor os revestimentos com maior riqueza de detalhes, dando assim maior consonância entre os projetos desenvolvidos no país. Para ambos os regulamentos é aconselhável a adição de co-requisitos que descrevam os métodos de preparação de superfície, estabelecimento de testes bem como realização de avaliações e procedimentos de reparo. Tanto o regulamento técnico brasileiro como a diretriz norueguesa exigem a preparação de um documento de programa de poço, ou programa de atividades como é designado pela NORSOK D-010, onde toda a responsabilidade de desenvolvimento fica a cargo do operador do contrato. O SGIP não apresenta em seu regulamento um período máximo para atualização do programa e do projeto do poço da mesma forma que a NORSOK D-010, pois a filosofia do regulamento técnico brasileiro é de que as contratadas junto com o operador gerenciem seu projeto mediante análise de risco, dando desta forma total credibilidade a elas. Matheus Medeiros de Azevedo 40 Trabalho de Conclusão de Curso - CEP/UFRN 5-PERFURAÇÃO 5.1-DEFINIÇÕES Para propósito deste trabalho são adotadas as definições a seguir: Força de trabalho: Todo o pessoal envolvido na gestão da integridade de poços, podendo ser empregados do operador do contrato ou das contratadas; Modelo de avaliação de risco: Documento estabelecido para reger diretrizes e implementação de ações onde existe a possibilidade de perda da segurança do poço; Critério de aceitação de barreira de poço: Critérios que estabelecem a adequação para uso das barreiras de poço; 5.2-ANÁLISES COMPARATIVA Ambas as cláusulas presentes no capítulo 5 da NORSOK e na prática de gestão número 10 no subtópico 10.2, apresentam o objetivo garantir o estabelecimento das atividades de integridade de poço nesta fase de uma maneira segura. A NORSOK D-010 apresenta esquemas de barreira de poço que são desenvolvidos para auxiliar na conformidade entre os projetos, onde nestes estão presentes as representações para vários cenários típicos da fase de perfuração, como por exemplo, retirada de testemunho, perfilagem a cabo, descida de equipamentos de perfuração não cisalháveis, entre outras atividades. Nestes esquemas são estabelecidas e identificadas as barreiras primárias e secundárias para cada cenário, como pode ser visto como exemplo na figura 6 e na tabela 4. Matheus Medeiros de Azevedo 41 Trabalho de Conclusão de Curso - CEP/UFRN Figura 6: Esquema de barreira de poço para cenário de perfuração, testemunhagem e descida da coluna com equipamento de perfuração cisalhável, adaptado de NORSOK (2004). Tabela 4: Descrição das barreiras e seus elementos para cenário de perfuração, testemunhagem e descida da coluna com equipamentos de perfuração cisalháveis, adaptado de NORSOK (2004). Elemento de barreira de poço Comentários Primeira barreira de poço Coluna de fluido Barreira secundária de poço Cimentação do revestimento Revestimento Configuração do último revestimento Cabeça de poço Riser de alta pressão BOP O SGIP não apresenta em seu regulamento técnico tais esquemas, então é recomendável que se possível este seja revisado e seja feita a implementação destes esquemas para que os operadores do contrato bem como as contratadas sejam auxiliados no estabelecimento das barreiras de segurança, como também, para que os projetos desenvolvidos estejam em maior consonância. Desta forma Matheus Medeiros de Azevedo 42 Trabalho de Conclusão de Curso - CEP/UFRN permitindo maior controle quanto ao estabelecimento das barreiras e um gerenciamento de integridade mais prático para o operador do contrato, contratadas e suas respectivas forças de trabalho. Tanto a NORSOK como o SGIP se preocupam com as cargas as quais os equipamentos estão submetidos, porém percebe-se a necessidade no SGIP de um maior detalhamento por parte dos critérios de avaliação e descrição destas, visto que na NORSOK D-010 está presente um anexo trazendo os principais cenários de carregamentos possíveis, bem como um quesito abordando fator de projeto mínimo para cada caso, de tornando possível o cálculo das cargas, tornando dessa forma muito mais prática a acessibilidade de tal informação para a força de trabalho e para o gestor do projeto de integridade na fase de perfuração. É notório que tanto o SGIP como a NORSOK D-010 reforçam sua preocupação para casos em que estas consideram os poços com provável ocorrência de cenáriosperigosos, como é visto na NORSOK no quesito 5.7.2 a exigência da elaboração de um modelo de avaliação de risco para os casos de gás raso, bem como o estabelecimento das ações necessárias para mitigar ou prevenir eventuais consequências. Enquanto que o SGIP no subquesito 10.2.2.2 exige que o operador do contrato, sempre que for tecnicamente viável, garanta uma avaliação e o monitoramento contínuo para poços onshore considerados críticos e poços offshore. A NORSOK apresenta um programa de treinamentos para a equipe técnica para operações de perfuração, como para casos de Kick, presença de H2S, poços com presença de gás raso, entre outros casos. Nesta tabela são apresentadas a frequência com que devem ser realizados os treinamentos bem como seus objetivos e observações pertinentes para seu desenvolvimento. Enquanto que o regulamento Técnico de Sistema de Gerenciamento de Integridade de Poço (SGIP) apresenta uma filosofia não tanto descritiva como a NORSOK, dando credibilidade a empresa para gerir seu programa de treinamento e atividades relacionadas a perfuração de Matheus Medeiros de Azevedo 43 Trabalho de Conclusão de Curso - CEP/UFRN poços, mediante apresentação da devida análise de risco documentada e aprovada por alguém de nível hierárquico superior aos responsáveis pela elaboração. 6– PRODUÇÃO 6.1 – DEFINIÇÕES Para propósito deste trabalho são adotadas as definições a seguir referentes a fase de vida da produção de poço baseadas no Regulamento Técnico do Sistema de Gerenciamento de Integridade de Poço e na NORSOK D-010. Anular do poço: São os espaços vazios existentes entre quaisquer tubulação, tubo ou revestimento e comumente são designados três tipos: Anular A: Espaço anular entre tubulação e o revestimento de produção; Anular B: Espaço anular entre o revestimento de produção e o revestimento anterior; Anular C: Espaço anular externo ao anular B. Figura 7: Esquema das regiões anulares do poço. Matheus Medeiros de Azevedo 44 Trabalho de Conclusão de Curso - CEP/UFRN 6.2-ANÁLISE COMPARATIVA A partir da análise da cláusula 8 da NORSOK D-010 e do subcapítulo 10.3 do SGIP, ambos tratando da fase de produção do poço, é notória a importância da necessidade do regulamento técnico brasileiro em estabelecer o desenvolvimento de esquemas de barreira de segurança bem como um tópico abordando os critérios de aceitação dos principais elementos constituintes dos conjuntos solidário de barreiras (CSB) para os principais cenários da fase de produção de um poço, explicitando o CSB primário e secundário para facilitar e auxiliar a gestão do projeto pelo operador do contrato bem como pela força de trabalho. Em caso de haver elementos comuns entre os CSB, o SGIP deve explicitar a necessidade de estabelecer, documentar e implementar procedimentos operacionais para mitigar o risco a nível ALARP. É verificada a partir da concordância entre o SGIP e a NORSOK D-010, o quão importante é a implementação do gerenciamento das pressões dos anulares, pois normalmente o projeto baseia o estabelecimento do sistema de proteção (como por exemplo, a válvula de segurança de subsuperfície ou down hole safety valve) de um poço em produção, para o sentindo do fluxo (anular para a coluna). Pode-se verificar a importância de tal monitoramento, por exemplo, no caso de ocorrer a falha em um packer, onde a pressão da coluna de fluido no anular irá atuar diretamente na cabeça do poço, sendo que agora existe apenas uma barreira de segurança neste caminho adequada ao uso, sendo esta a válvula do anular. Então caso haja um monitoramento adequado, o incremento de pressão na cabeça do poço poderá ser identificado, dessa forma podendo indicar a perda ou falha de um elemento de barreira e o seu restabelecimento. Como já foi estabelecido no capítulo 3, é importante que hajam sempre duas barreiras de poço independentes e em bom estado funcional para manter os riscos, sempre que possível, nos menores níveis possíveis, logo é de grande importância para o desenvolvimento de esquemas de barreira de poço o gerenciamento das pressões nos anulares. Tanto a NORSOK D-010 e o SGIP estabelecem que deve haver a atualização e a passagem da documentação de entrega de poço (Well Handover) da equipe de Matheus Medeiros de Azevedo 45 Trabalho de Conclusão de Curso – CEP/UFRN construção para a equipe de produção, ambos explicitam claramente os requisitos mínimos necessários para garantir a segurança operacional e eficiência de desempenho, pois apresentam clareza de informações em suas documentações para auxílio do operador do contrato e da gestão das atividades realizadas pelo responsável técnico pela fase de produção do poço. De forma a garantir maior riqueza de detalhes em seu regulamento técnico para com o operador do contrato, bem como garantir um melhor gerenciamento da segurança operacional do poço, o SGIP poderia implementar itens abordando os principais problemas que possam vir a ocorrer durante essa fase de vida do poço (produção de areia, hidratos, asfaltenos, elevada razão gás-óleo, entre outros), contendo requisitos e recomendações consideradas pertinentes, desta forma então garantindo melhor controle das zonas produtoras e assegurando melhor gerenciamento da integridade de poço. 7– ABANDONO 7.1 - DEFINIÇÕES Para propósito deste trabalho são adotadas as definições a seguir referentes à fase de vida de abandono do poço : Tampão de cimento: É um determinado volume de pasta de cimento bombeado para o poço com o objetivo de tamponar um determinado trecho específico; Cabeça de poço: É a parte do poço constituída de diversos equipamentos que permitem a ancoragem e vedação das colunas de revestimento na superfície; Múltiplas zonas de reservatório: Situação em que há a existência de mais de uma zona produtora. Matheus Medeiros de Azevedo 46 Trabalho de Conclusão de Curso - CEP/UFRN 7.2 – ANÁLISE COMPARATIVA Assim como foi indicado nos outros capítulos, a partir da análise do SGIP e da NORSOK D-010, é notória a importância do primeiro em estabelecer a necessidade do desenvolvimento de esquemas de barreira de segurança para demonstrar de forma prática a presença dos CSB primário e secundário para os principais cenários e operações que envolvem a fase de abandono de poço, permitindo ter-se uma base de projeto para o estabelecimento dos CSB para os casos reais envolvendo as operações ou atividades realizadas no poço. O SGIP, assim como a NORSOK D-010 explicita a necessidade do desenvolvimento de treinamento e procedimentos para controle de poço, porém a norma norueguesa apresenta uma abordagem mais descritiva, apresentando um quadro de treinamento para os principais cenários que envolvem esta fase de vida do poço, como por exemplo, o corte do revestimento, a reentrada em poços abandonados temporariamente, perda de CSB durante a realização de um teste de fluxo, entre outros, enquanto que o SGIP deixa a critério das empresas a gerencia do treinamento da força de trabalho e de sua formação acadêmica. 7.2.1- Abandono Temporário de poços É importante o estabelecimento de diretrizes e recomendações referentes a abandono temporário de poços de forma a tentar garantir a volta às operações de uma maneira segura, mantendo a integridade física do poço, a segurança do ambiente e
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