Fundamentos da Geologia do Petróleo 3

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PERFURAÇÃO
É realizada através de uma sonda. Denominada rotativa, já que as rochas são perfuradas pela ação da rotação e peso aplicados a uma broca existente na extremidade de uma coluna de perfuração. A coluna de perfuração é formada por vários tubos de diâmetros diferentes. Os fragmentos de rocha são removidos através de um fluido de perfuração ou lama que é injetado para o interior da coluna de perfuração e retorna à superfície através do espaço formado entre a coluna e as paredes do poço.
Ao atingir certa profundidade, a coluna de perfuração é retirada do poço e uma coluna de revestimento de aço, de diâmetro inferior ao da broca é decida no poço. O anular entre os tubos do revestimento e as paredes do poço é cimentado com a finalidade de isolar as rochas atravessadas, permitindo então o avanço da perfuração com segurança.
EQUIPAMENTOS DA SONDA DE PERFURAÇÃO
Sistemas de uma sonda:
Sustentação de carga;
Geração e transmissão de energia;
Movimentação de cargas;
Rotação, circulação;
Segurança do poço;
Monitoração;
Sistema de subsuperficie.
SISTEMA DE SUSTENTAÇÃO DE CARGA
Torre ou mastro: estrutura de aço, forma piramidal, de modo a prover um espaçamento vertical livre acima da plataforma de trabalho para permitir manobras.
Subestruturas: constituídas de aço montadas sobre a fundação ou base da sonda, de modo a criar um espaço de trabalho sob a plataforma, onde são instalados os equipamentos de segurança.
Estaleiros: estrutura metálica, montada para manter todas as tubulações ordenadas, facilitando manuseio e transporte.
SISTEMAS DE GERAÇÃO E TRANSMISSÃO DE ENERGIA
Fontes de energia: geralmente, para as sondas são geradas por motores a diesel. Onde existe gás é gerada por turbinas a gás. Onde existe energia publica, utiliza-se ela.
Necessita operar com velocidades de torque variáveis. Dessa forma as sondas são classificadas em:
Sondas mecânicas: a energia gerada nos motores a diesel é levada a uma transmissão principal através de acoplamentos hidráulicos e embreagens. Embreagens permitem que os motores sejam acoplados ou desacoplados do compound, propiciando maior eficiência na utilização dos motores a diesel.
Sondas diesel-eletrica: a geração é feita por corrente alternada e a utilização é em corrente contínua.
SISTEMA DE MOVIMENTAÇÃO DE CARGAS
Permite a movimentação das colunas, do revestimento e outros equipamentos. Os principais componentes são:
Guincho: constituído pelo tambor principal, tambor auxiliar, freios, molinetes e embreagens.
Blocos de coroamento: conjunto estacionário de polias montadas em linha num eixo suportado por dois mancais de deslizamento.
Catarina: conjunto de polias móveis montadas em um eixo. Fica suspensa pelo cabo de perfuração que passa alternadamente nas polias.
Gancho: consiste num corpo cilíndrico que possui um sistema de amortecimento para que os golpes causados na movimentação das cargas não se propagem para a catarina.
Cabo de perfuração: cabo de aço, trançado em torno de um núcleo, sendo que cada trança é formada por diversos fios de pequeno diâmetro.
Elevador: equipamento com forma de um anel bipartido em que as duas partes são ligadas por dobradiças resistentes, contendo um trinco especial para seu fechamento. Utilizado para movimentar elementos tubular.
SISTEMA DE ROTAÇÃO
Sondas convencionais: mesas rotativas e o kelly.
Sondas com top drive: motor acoplado a catarina.
Motor de fundo: o motor é colocado logo acima da broca.
Top drive: elimina o uso da mesa rotativa e do kelly. Permite perfurar o poço de três em três tubos. Permite que a retirada ou descida da coluna seja feita tanto com rotação, como com circulação de fluido de perfuração.
Motor de fundo: motor hidráulico tipo turbina é colocado acima da broca. O giro se dá somente na parte inferior do motor de fundo. Utilizado na perfuração de poços direcionais. A coluna de perfuração não gira. O torque é gerado pela passagem do fluido de perfuração no seu interior.
SISTEMA DE CIRCULAÇÃO
São os equipamentos que permitem a circulação e o tratamento do fluido de perfuração.
Na circulação o fluido de perfuração é bombeado através da coluna de perfuração até a broca, retornando pelo espaço anular até a superfície, trazendo consigo os fragmentos cortados pela broca. Na superfície, o fluido permanece dentro de tanques, após receber o tratamento adequado. Existem três fases neste sistema:
Injeção: o fluido de perfuração é succionado dos tanques pela bomba de lama e injetado na coluna de perfuração.
Retorno: tem inicio com a saída do fluido de perfuração nos jatos da broca e termina na peneira vibratória da superfície.
Tratamento: eliminação de sólidos e gases que incorporaram a ele e quando necessário, adição de produtos químicos para ajuste de propriedade.
SISTEMA DE SEGURANÇA
Constituído dos Equipamentos de Segurança de Cabeça de Poço e de equipamentos complementares que permitem o fechamento e controle do poço. O mais importante é o BOP, que é um conjunto de válvulas que permitem fechar o poço. Os preventores são adicionados para conter um fluxo indesejável de fluido. Se este não for controlado, terá um poço fluindo descontroladamente, criando danos ao equipamento de sonda, acidentes pessoais, perda parcial ou total de reservatório, poluição e dano ao meio ambiente.
Os principais elementos de segurança são:
Cabeça de poço: permitem a ancoragem e vedação das colunas de revestimento na superfície. São eles: cabeça de revestimento, carretel d eperfuração, adaptadores, carretel espaçador e acessórios.
Preventores: permitem o fechamento do espaço anular e podem ser de dois tipo: anular e de gaveta.
SISTEMA DE MONITORAÇÃO
Indicadores: manômetros, indicador de peso sobre a broca, indicador de torque e tacômetro.
Registradores: mostra a taxa de penetração da broca, informa as mudanças das formações perfuradas, o desgaste da broca e a adequação dos parâmetros de perfuração.
COLUNA DE PERFURAÇÃO
É a responsável direta por toda a transmissão de energia de rotação e peso da broca para que ela rompa e desagregue as diversas formações rochosas, transformando-as em fragmentos. Ela é formada por:
Comandos: sua principal função é fornecer peso sobre a broca e prover rigidez a coluna, permitindo melhor controle da trajetória do poço.
Tubos pesados: promove uma transição de rigidez entre os comandos e os tubos de perfuração, diminuindo a possibilidade de falha por fadiga.
Tubos de perfuração: são tubos de aço sem costura, tratados internamente com aplicação de resinas para a diminuição do desgaste interno e corrosão, possuindo nas suas extremidades as conexões cônicas que são soldadas no seu corpo.
Acessórios da coluna de perfuração:
Substitutos; estabilizadores; escareadores; alargadores; amortecedores de vibração.
Ferramentas de manuseio da coluna: utilizadas para conectar e desconectar os vários elementos da coluna de perfuração-chaves flutuantes; cunhas; colar de segurança.
DIMENSIONAMENTO DA COLUNA DE PERFURAÇÃO
Deve ser conhecido o peso da lama, a profundidade total prevista para a coluna, fatores de segurança à tração, colapso e pressão interna e o peso máximo previsto sobre a broca. A partir dessas informações, o tipo de tubo de perfuração pode ser especificado e também o tipo e quantidade de comandos.
BROCAS
Promovem a desagregação e ruptura das rochas. O estudo do desempenho e economicidade das brocas é fator importante na perfuração de poços.
Brocas sem parte móveis: a ausência de mobilidade diminui as falhas. São do tipo: integral de lâminas de aço, diamantes naturais e diamantes artificiais.
Brocas com partes móveis: pode ter de um à quatro cones, sendo a de três mais usada devido a sua eficiência e menor custo inicial. Possui dois elementos principais:
Estrutura cortante: A ação da estrutura cortante das brocas tricônicas envolve a combinação de ações de raspagem, lascamento, esmagamento e erosão por impacto dos jatos de lama.
rolamentos: as brocas tricônicas podem ser equipadas com um dos três tipos básicos de rolamentos: com roletes e esferas não-selados,com roletes e esferas selados e com mancais de fricção tipo journal.