18.03.09 Aula 2

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Perfuração de Poços
Prof. Anthony Andrey R. Diniz
anthony_andrey@yahoo.com
Mar/2018
Fontes: Livros, web pages e apostilas citados no decorrer do material e ao final.
Universidade Federal de São Paulo
Campus Baixada Santista
Instituto de Saúde e Sociedade
Departamento de Ciências do Mar
Coordenação de Engenharia de Petróleo
Perfuração de poços
Fonte: Fundamentals of drilling engineering – 2011
• Imagine uma incrível fonte de energia, cuja localização é conhecida, mas não é facilmente
acessível...
• Agora imagine que ela será usada para fornecer meios de transporte para cada pessoa viva na
terra...
• Pense também que essa incrível energia vai permitir que todos os produtos, naturais ou
industrializados, sejam transportados a qualquer lugar no planeta...
• Lamentavelmente, a fonte dessa energia não está localizada em um lugar de fácil acesso, mas
abaixo de milhões de toneladas de rochas, aprisionada muito profundamente no solo e geralmente
localizada em áreas de acesso muito difícil ou mesmo no mar, abaixo de muitos metros de água...
• Mesmo assim, devido à sua importância em nossas vidas, independente da localização ou
profundida, deveremos encontrar uma forma de estabelecer um caminho entre a fonte de energia e
a superfície...
 De alguma forma, em um trabalho notável de engenharia, um poço será perfurado, conectando
esta fonte de energia à superfície.
 Esse poço terá a força necessária para suportar as enormes pressões produzidas pelas rochas
adjacentes, mas também prevenindo qualquer dano ao ambiente ao redor.
Perfuração de poços
Fonte: Fundamentals of drilling engineering – 2011
http://www.opetroleo.com.br/o-que-e-um-poco-de-petroleo/ – 2016
https://iunp.gnomio.com/mod/page/view.php?id=365 – 2014
• A engenharia de perfuração cobre um amplo e diverso conjunto de disciplinas, e uma
única pessoa não consegue se tornar especialista em todas as áreas;
• A equipe de perfuração contém especialistas em:
 Fluidos de perfuração;
 Cimentação;
 Geologia;
 Perfilagem;
 Brocas, etc.
 Ele será equipado com equipamentos modernos, que permitam produção segura e
limpa (não agressiva ao meio-ambiente);
• O planejamento e execução desse trabalho extraordinário de engenharia é tarefa para
os engenheiros de perfuração;
Perfuração de poços
Fonte: Fundamentals of drilling engineering – 2011
http://www.norchem.com/applications-oil-well-grouting.html – 2011
http://oilgasindustry.yolasite.com/resources/oil%20well.jpg – [s.d.]
http://giant.gfycat.com/DrearyAbleEarthworm.gif – [s.d.]
 Tipo do poço a ser perfurado;
 Propósito;
 Localização;
 Profundidade;
 Complexidade da operação.
 A indústria de perfuração moderna envolve muitos especialista e geralmente várias
companhias;
• A experiência e o número de engenheiros e técnicos envolvidos no planejamento e
execução da operação de perfuração dependerão de:
Perfuração de poços
Fonte: Fundamentals of drilling engineering – 2011
http://www.ogj.com/articles/2016/03/cairn-led-group-drills-sne-3-appraisal-well-offshore-senegal.html – 2016
• Um poço perfurado com a finalidade de descobrir um novo reservatório é chamado de poço
exploratório (exploration well or wildcat well);
 São os primeiros perfurados em uma certa área não explorada;
• Depois que o poço exploratório mostra o potencial de um reservatório, poços de avaliação
(appraisal wells) são perfurados, para obtenção de mais informações sobre o reservatório e sua
extensão;
• Logo que o novo reservatório é considerado
viável economicamente, um plano de
desenvolvimento é estabelecido e poços de
desenvolvimento (development wells) são
perfurados, para produzir os hidrocarbonetos
presentes no reservatório;
• Além dos poços mais comuns (exploratórios e
de desenvolvimento), poços especiais podem
ser perfurados por uma variedade de motivos,
incluindo testes estratigráficos e alívio.
Perfuração de poços
Fonte: Fundamentals of drilling engineering – 2011
http://www.petrobras.com.br/fatos-e-dados/conheca-os-diferentes-tipos-de-pocos-de-petroleo-e-gas-natural.htm – 2015
https://www.quora.com/Petroleum-Engineering-Who-drilled-the-relief-wells-for-the-blown-out-Deepwater-Horizon-well-and-how-did-they-drill-it-so-accurately – 2010
• Uma classificação geral de poços, de acordo com o propósito, é a seguinte:
Objetivo Trajetória Ambiente
Exploração Vertical Onshore
Exploratório Direcional Offshore
Avaliação Inclinado
Extensão Horizontal
Desenvolvimento Longo alcance
Injeção Projeto especial
Propósito especial
Estratigráfico
Alívio de blowout
Perfuração de poços
Fonte: ANP - Portaria no 75 – 2000
• No Brasil, os tipos de poços podem ser verificados na Portaria ANP no 75, de 3 de maio de 2000,
que “trata do procedimento para codificação de poços perfurados, com vistas à exploração ou
produção de petróleo e/ou gás”:
 Poço exploratório pioneiro – vista testar a ocorrência de petróleo e/ou gás natural em um ou mais
objetivos de um prospecto geológico;
 Poço exploratório estratigráfico – perfurado com a finalidade de se conhecer a coluna
estratigráfica de uma bacia e obter outras informações geológicas de subsuperfície;
 Poço exploratório de extensão – visa delimitar a acumulação de petróleo e/ou gás natural em um
reservatório;
 Poço exploratório pioneiro adjacente – visa testar a ocorrência de petróleo e/ou gás natural em
uma área adjacente a uma descoberta;
 Poço exploratório para jazida mais rasa – visa testar a ocorrência de jazidas mais rasas do que as
já descobertas numa determinada área;
 Poço exploratório para jazida mais profunda – visa testar a ocorrência de jazidas mais profundas
do que as já descobertas numa determinada área;
 Poço explotatório de produção – visa drenar uma ou mais jazidas de um campo;
 Poço explotatório de injeção – destinado à injeção de fluidos, visando melhorar a recuperação;
 Poço especial – visa permitir uma operação específica que não se enquadre nas situações
anteriores.
Perfuração de poços
Fonte: ANP - Portaria no 75 – 2000
http://www.petrobras.com.br/fatos-e-dados/conheca-os-diferentes-tipos-de-pocos-de-petroleo-e-gas-natural.htm – 2015
• Para a Portaria ANP no 75, as geometrias de poço são:
 Poço vertical – projetado para atingir os objetivos colimados na
vertical que passa pelo centro da mesa rotativa;
 Poço direcional – propositalmente perfurado fora da vertical,
visando atingir objetivos específicos;
 Poço horizontal – perfurado com a finalidade de atingir e/ou
penetrar no objetivo horizontalmente;
 Poço repetido – reperfurado em função da perda do poço
original e visando aos mesmos objetivos e/ou alvo;
 Poço partilhado ou poço multilateral – é aquele que aproveita
um poço já perfurado, ou parte dele, ou então é perfurado a
partir de um poço piloto e que tem objetivos e/ou alvos
diferentes do poço aproveitado ou do poço piloto;
 Poço desviado – poço cuja perfuração ou avaliação foi
impedida pela presença de um obstáculo intransponível, sendo
necessário um desvio para continuar a perfuração ou a
avaliação, com o mesmo objetivo e/ou alvo.
Perfuração de poços
Fonte: ANP - Portaria no 75 – 2000
http://redepetrogas.com.br/empresa-de-sergipe-cria-produto-unico-no-setor-de-petroleo-e-gas/ – 2014
http://adeiltonprimotecnologia.blogspot.com.br/2012/10/brocas-de-perfuracao-de-pocos-de.html – 2012
https://www.petronoticias.com.br/archives/88994 – 2016
• De acordo com a Portaria ANP no 75, o nome do poço é constituído de cinco partes, referentes a:
 Primeira: categoria – define o poço segundo a sua finalidade:
Finalidade
1 Poço exploratório pioneiro
2 Poço exploratório estratigráfico
3 Poço exploratório de extensão
4 Poço pioneiro adjacente
5 Poço exploratório para jazida mais rasa
6 Poço exploratório para jazida mais profunda
7 Poço explotatório de produção
8 Poço explotatóriode injeção
9 Poço especial
Perfuração de poços
Fonte: ANP - Portaria no 75 – 2000
http://www.gereportsbrasil.com.br/post/95834298974/um-mergulho-profundo-no-ambiente-submarino – 2014
• De acordo com a Portaria ANP no 75, o nome do poço é constituído de cinco partes, referentes a:
 Segunda: referência nominal – estabelece o conjunto de 2 a 4 letras maiúsculas que compõem o
nome do poço:
 Para poços exploratórios – é derivada do nome do operador;
 Para poços explotatórios – é derivada do nome do
campo de petróleo e/ou gás natural onde se situa o
poço;
 Para poços especiais – é derivada do nome do
operador, quando for perfurado em área
exploratória, ou é derivada do nome do campo de
produção de petróleo e/ou gás natural, quando for
perfurado em área explotatória.
Perfuração de poços
Fonte: ANP - Portaria no 75 – 2000
• De acordo com a Portaria ANP no 75, o nome do poço é constituído de cinco partes, referentes a:
 Terceira: numeração – numera os poços sequencialmente;
 Poços exploratórios – recebem a numeração cronológica, em função da sua ordem de perfuração,
pelo operador;
 Poços explotatórios – recebem a numeração cronológica, de acordo com a sequência de
perfuração nos campos e petróleo e/ou gás natural em que se situam;
 Poços especiais: caso situados em área exploratória, recebem a numeração cronológica,
obedecendo à sequência de perfuração na área exploratória, por operador, e quando situados em
campos de petróleo e/ou gás natural, recebem a numeração cronológica, de acordo com a
sequência de perfuração nos campos.
 Caso situados em área exploratória, recebem a numeração cronológica, obedecendo à
sequência de perfuração na área exploratória, por operador;
 Caso situados em campos de petróleo e/ou gás natural, recebem a numeração cronológica, de
acordo com a sequência de perfuração nos campos.
Perfuração de poços
• De acordo com a Portaria ANP no 75, o nome do poço é constituído de cinco partes, referentes a:
 Quarta: tipo – define o poço quanto à sua geometria;
Geometria
- Poço vertical
D Poço direcional
H Poço horizontal
- Poço repetido (letra do alfabeto)
P Poço partilhado ou multilateral
- Poço desviado
 Vertical – não recebe identificação específica de tipo, a não ser quando repetido;
 Direcional – identificado com a letra D;
 Horizontal – identificado com a letra H;
 Repetido – poços repetidos têm a sua identificação modificada, acrescentando-se letras do alfabeto
ao número do poço, de forma sequencial, evitando-se as letras D, H e P;
 Partilhado ou multilateral – identificado com a letra P;
 Desviado – não possui identificação específica.
Fonte: ANP - Portaria no 75 – 2000
https://www.inbec.com.br/pos-graduacao/especializacao-em-engenharia-de-pocos-de-petroleo-e-gas
Perfuração de poços
• De acordo com a Portaria ANP no 75, o nome do poço é constituído de cinco partes, referentes a:
 Quinta: referência geográfica – conjunto de letras que identifica a Unidade da Federação onde se
localiza o poço:
 São utilizadas as siglas oficiais do IBGE para as Unidades da Federação;
 Quando o poço se localizar em mar, acrescenta-se a letra S (submarino) à sigla da Unidade da
Federação;
Fonte: ANP - Portaria no 75 – 2000
 A referência geográfica pode ser substituída pela sigla da Bacia Sedimentar, seguida de S
(submarino), nos casos em que os limites interestaduais, no mar, não estiverem perfeitamente
estabelecidos.
• A Notificação de Perfuração do Poço deverá ser enviada à ANP, pelo operador ou empresa de
aquisição de dados, em um prazo de até 20 (vinte) dias antes do início da perfuração;
• Cabe à ANP fornecer o nome, a numeração cronológica e o cadastro do poço, após receber do
operador, ou da empresa de aquisição de dados, a Comunicação de Início de Perfuração do Poço,
a qual deve ser enviada à Agência até 6 (seis) horas após o início da perfuração do poço;
• O nome e cadastro do poço, uma vez estabelecidos, devem constar de todos os documentos,
referentes ao poço, que forem encaminhados à ANP.
Perfuração de poços
• Exemplo:
Fonte: http://www.petrobras.com.br/fatos-e-dados/entenda-como-e-formado-o-nome-de-um-poco-produtor.htm – 2015
http://www.petrobras.com.br/fatos-e-dados/entenda-as-siglas-que-dao-nome-a-um-poco-exploratorio-pela-nomenclatura-da-anp.htm – 2013
 Poço produtor: Poço exploratório:
Perfuração de poços
• Antes de qualquer atividade de perfuração, estudos sísmicos e geológicos são realizados para
determinar a melhor localização para o primeiro poço exploratório (exploration well);
• Antecedendo o início das operações de perfuração, a locação deve ser preparada para receber a
sonda e todos os equipamentos relacionados;
• Operações em ambiente offshore, em áreas não exploradas, podem demandar uma pesquisa no
leito marinho para determinar a viabilidade técnica da instalação dos equipamentos submarinos.
 A equipe de geologia ficará responsável, geralmente, por recomendar localizações para esses
poços exploratórios (wildcat wells);
Mais tarde, a equipe de reservatórios ficará responsável por indicar as locações dos poços de
desenvolvimento (development wells);
 Nas duas situações, a equipe de perfuração ficará responsável pelo planejamento e execução da
operação, incluindo o orçamento (estimativa).
Fonte: Fundamentals of drilling engineering – 2011
• Algumas áreas terrestres podem necessitar de uma preparação extensiva, como é o caso de áreas
remotas e sem qualquer infraestrutura, que podem apresentar requisitos de alto custo e tempo,
inclusive a construção de estradas.
Perfuração de poços
• A organização típica para a perfuração:
Fonte: Fundamentals of drilling engineering – 2011
Perfuração de poços
• Sondas de perfuração
 As sondas podem variar em tamanho, capacidade de perfuração, nível de automação, e ambiente
em que pode operar;
 Em geral, as sondas rotativas podem ser classificadas em sondas terrestres ou marinhas:
Fonte: Fundamentals of drilling engineering – 2011
Notas de aula de Gustavo Lira, EngPet, UFRN - 2011
Perfuração de poços
• Segundo Mitchell e Miska (2011), as sondas de perfuração são compostas por seis sistemas
básicos:
 Sistema de potência (power system);
 Sistema de sustentação de cargas (hoisting system);
 Sistema de rotação (rotary system);
Fonte: Fundamentals of drilling engineering – 2011
http://www.reporterbrasil.com.br/imprimir.php?escravo=1&id=11
Notas de aula de Wilson da Mata, PPGCEP, UFRN – 2006
 Sistema de circulação (circulating system);
 Sistema de controle de poço (well-control system);
 Sistema de monitoramento de poço (well-monitoring system);
Perfuração de poços
• Segundo Thomas (2001), as sondas de perfuração são compostas por sete sistemas básicos:
 Sistema de sustentação de cargas;
 Sistema de geração e transmissão de energia;
 Sistema de rotação;
Fonte: Fundamentos de engenharia de petróleo – 2001
http://www.reporterbrasil.com.br/imprimir.php?escravo=1&id=11
Notas de aula de Wilson da Mata, PPGCEP, UFRN - 2006
 Sistema de movimentação de carga;
 Sistema de circulação;
 Sistema de segurança do poço;
 Sistema de monitoração.
Perfuração de poços
 Sistema de potência (rig power system):
• As sondas de perfuração possuem equipamentos com requisitos altos de potência, tais como:
guincho (drawworks), bombas de lama (mud pumps), sistema rotativo (rotary system), dentre
outros;
• Nas sondas marítimas, em que haja produção de gás, é comum e
econômica a utilização de turbinas a gás para gerar a energia de
toda a plataforma.
Fonte: Fundamentals of drilling engineering – 2011
Fundamentos de engenharia de petróleo – 2001
Notas de aula de Wilson da Mata, PPGCEP, UFRN – 2006
• Quando disponível, a utilização de energia elétrica de redes
públicas pode ser vantajosa, principalmentequando o tempo de
permanência da sonda na locação seja elevado.
• A energia necessária para o acionamento dos equipamentos de uma
sonda de perfuração é normalmente fornecida por motores a diesel;
• A depender do modo de transmissão de energia para os
equipamentos, as sondas podem ser classificadas como sondas
mecânicas ou diesel-elétricas.
Perfuração de poços
 Sistema de potência (rig power system):
• Nas sondas mecânicas, a energia é gerada nos motores à diesel e levada a uma transmissão
principal (compound), através de acoplamentos hidráulicos (conversores de torque) e embreagens.
Fonte: Fundamentos de engenharia de petróleo – 2001
http://www.gulfelectroquip.com/industries.php?industryname=FacilityTour – 2017
• Essa transmissão (compound) possui eixos, rodas dentadas e correntes, que distribuem a energia
a todos os sistemas da sonda e as embreagens permitem que os motores sejam acoplados ou
desacoplados no sistema.
Perfuração de poços
 Sistema de potência (rig power system):
• As sondas diesel-elétricas, são do tipo AC/DC, no qual a geração é feita em corrente alternada e a
utilização é em corrente contínua.
Fonte: Fundamentos de engenharia de petróleo – 2001
http://www.rigmanufacturing.com/2015/04/17/1200hp-quick-moving-dc-electric-drilling-rig-used/
• Motores diesel ou turbinas a gás acionam geradores de corrente alternada (AC), que alimentam um
barramento trifásico de 600 volts, mas que também pode receber energia da rede pública.
Perfuração de poços
 Sistema de potência (rig power system):
• Pontes de retificadores controlados (SCR) recebem a energia do barramento e a transformam em
corrente contínua, que alimenta os equipamentos da sonda.
• Os equipamentos auxiliares da sonda ou plataforma, iluminação e hotelaria, que utilizam corrente
alternada, recebem a energia do barramento após passar por um transformador.
• Sondas AC/AC (geração e utilização em
corrente alternada) têm uso menor na indústria,
mas com tendência de aumento na
participação, não havendo a necessidade de
retificação de corrente, mas apenas do controle
da frequência aplicada nos motores.
Fonte: Fundamentos de engenharia de petróleo – 2001
http://ffden-2.phys.uaf.edu/212_spring2011.web.dir/Dan_Luo/web%20page/Drilling%20rig.html – 2011
https://www.osha.gov/SLTC/etools/oilandgas/drilling/maintenance_activities.html
Perfuração de poços
 Sistema de elevação (hoisting system):
• É um componente vital para o funcionamento da sonda, que provém o meio para movimento
vertical do tubo no poço (subir e baixar os tubos de perfuração, revestimentos e outros
equipamentos no poço).
Fonte: Fundamentals of drilling engineering – 2011
Fundamentos de engenharia de petróleo – 2001
Notas de aula de Wilson da Mata, PPGCEP, UFRN – 2006
• Os principais componentes desse sistema são o guincho (drawworks), o
bloco de coroamento (crown block), a catarina (traveling block), a torre
(derrick), a subestrutura (substructure) e equipamentos auxiliares:
elevadores (elevators), ganchos (hooks), etc.
 O guincho (drawworks) recebe a energia mecânica para a
movimentação das cargas, através da transmissão principal, no
caso de sonda a diesel, ou diretamente de um motor elétrico
acoplado, nas sondas elétricas.
 Em termos práticos, ele bobina o cabo no tambor para elevar os
tubos.
 Ele deve ter um sistema de freio efetivo para controlar as cargas
pesadas de tubos e um sistema de refrigeração para dissipar
uma grande quantidade de calor gerado pela fricção durante o
freio.
Perfuração de poços
 Sistema de elevação (hoisting system):
 Bloco de coroamento (crown block) – é um conjunto estacionário de 4 a 7 polias, montadas em
linha, em um eixo suportado por dois mancais de deslizamento, localizado na parte superior do
mastro ou torre, suportando todas as cargas transmitidas pelo cabo.
Fonte: Fundamentals of drilling engineering – 2011
Fundamentos de engenharia de petróleo – 2001
http://www.quanahpetro.com/travelingrotating-equipment.html – 2014
http://www.torlinservices.com/news/drilling-rig-accessories-drawworks/ – 2015
http://www.kosunservices.com/drilling_rig_components/drilling_rig_crown_block.html – 2015
 Catarina (traveling block) – é um conjunto de 3 a 6 polias móveis,
montadas em um eixo que se apoia nas paredes externas da
própria estrutura da catarina
• Ela fica suspensa pelo cabo, que passa alternadamente pelas
polias do bloco de coroamento e polias da catarina, formando
um sistema de 8 a 12 linhas passadas.
• Na parte inferior, possui uma alça, onde o gancho fica preso.
Esse gancho possui um sistema de amortecimento, para evitar
que os golpes causados na movimentação de cargas se
propague para a catarina.
Principais Fontes Bibliográficas
Obrigado pela atenção!!!
e-mail: anthony_andrey@yahoo.com
Universidade Federal de São Paulo
Campus Baixada Santista
Instituto de Saúde e Sociedade
Departamento de Ciências do Mar
Coordenação de Engenharia de Petróleo