Fluidos de Perfuração_1

Prévia do material em texto

Fluidos de PerfuraçãoFluidos de Perfuração
Keila Regina Santana
Engenharia de Petróleo
DCAT/UFERSA
1. Histórico
2. Definição
3. Características
4. Funções
5. Teste Piloto
Introdução a Engenharia do Petróleo
NOSSO ROTEIRO...NOSSO ROTEIRO...
6. Propriedades Físicas
7. Propriedades Químicas
8. Classificação
9. Cálculo da Pressão Hidrostática
Profa.Keila Regina Santana DCAT/UFERSA
1. Histórico
2. Definição
3. Características
4. Funções
5. Teste Piloto
Introdução a Engenharia do Petróleo
NOSSO ROTEIRO...NOSSO ROTEIRO...
6. Propriedades Físicas
7. Propriedades Químicas
8. Classificação
9. Cálculo da Pressão Hidrostática
Profa.Keila Regina Santana DCAT/UFERSA
Histórico
→ O marco histórico dos fluidos de perfuração, que coincide também com o marco da
perfuração rotativa, é a perfuração do poço Spindletop, Texas, EUA, em 1900:
Profundidade 317 m;
Introdução a Engenharia do Petróleo
FLUIDOS DE PERFURAÇÃOFLUIDOS DE PERFURAÇÃO
Produção diária de 100 m³/dia;
→ Em meados do século XX, quando as bombas de alta pressão e as brocas com jatos, já
se encontravam disponíveis no mercado, um grande número de estudos, pesquisas,
trabalhos e patentes sobre fluidos e sistemas de circulação da perfuração rotativa já
estavam registrados na literatura sobre a indústria do petróleo.
Profa.Keila Regina Santana DCAT/UFERSA
1. Histórico
2. Definição
3. Características
4. Funções
5. Teste Piloto
Introdução a Engenharia do Petróleo
NOSSO ROTEIRO...NOSSO ROTEIRO...
6. Propriedades Físicas
7. Propriedades Químicas
8. Classificação
9. Cálculo da Pressão Hidrostática
Profa.Keila Regina Santana DCAT/UFERSA
Definição
→ São misturas complexas de sólidos, líquidos, produtos químicos e, por vezes, até gases;
→ Fluido de perfuração é um fluido circulante usado para tornar viável uma operação de
perfuração (API, AmericanPetroleum Institute,1991);
Introdução a Engenharia do Petróleo
FLUIDOS DE PERFURAÇÃOFLUIDOS DE PERFURAÇÃO
perfuração (API, AmericanPetroleum Institute,1991);
→ Do ponto de vista químico, eles podem assumir aspectos de suspensão, dispersão
coloidal ou emulsão, dependendo do estado físico dos componentes.
Profa.Keila Regina Santana DCAT/UFERSA
Introdução a fluidos de perfuração 
Introdução a Engenharia do Petróleo
Introdução a Engenharia do Petróleo
FLUIDOS DE PERFURAÇÃOFLUIDOS DE PERFURAÇÃO
Fluido de perfuração
Profa.Keila Regina Santana DCAT/UFERSA
1. Histórico
2. Definição
3. Características
4. Funções
5. Teste Piloto
Introdução a Engenharia do Petróleo
NOSSO ROTEIRO...NOSSO ROTEIRO...
6. Propriedades Físicas
7. Propriedades Químicas
8. Classificação
9. Cálculo da Pressão Hidrostática
Profa.Keila Regina Santana DCAT/UFERSA
Características
� Ser estável quimicamente;
� Ser inerte em relação a danos às rochas produtoras;
� Facilitar a separação dos sólidos perfurados (cascalhos) na superfície;
Introdução a Engenharia do Petróleo
FLUIDOS DE PERFURAÇÃOFLUIDOS DE PERFURAÇÃO
Profa.Keila Regina Santana DCAT/UFERSA
Características
� Manter os sólidos em suspensão quando estiver em repouso;
� Estabilizar as paredes do poço, mecânica e quimicamente;
Introdução a Engenharia do Petróleo
FLUIDOS DE PERFURAÇÃOFLUIDOS DE PERFURAÇÃO
Profa.Keila Regina Santana DCAT/UFERSA
Características
� Aceitar qualquer tratamento, físico ou químico;
� Ser bombeável;
� Apresentar baixo grau de corrosão e de abrasão em relação a coluna de perfuração
e demais equipamentos do sistema de circulação;
Introdução a Engenharia do Petróleo
FLUIDOS DE PERFURAÇÃOFLUIDOS DE PERFURAÇÃO
Profa.Keila Regina Santana DCAT/UFERSA
Características
� Possuir baixa toxidade e alta biodegradabilidade;
� Apresentar custo compatível com a operação;
� Facilitar as interpretações geológicas.
Introdução a Engenharia do Petróleo
FLUIDOS DE PERFURAÇÃOFLUIDOS DE PERFURAÇÃO
Profa.Keila Regina Santana DCAT/UFERSA
1. Histórico
2. Definição
3. Características
4. Funções
5. Teste Piloto
Introdução a Engenharia do Petróleo
NOSSO ROTEIRO...NOSSO ROTEIRO...
6. Propriedades Físicas
7. Propriedades Químicas
8. Classificação
9. Cálculo da Pressão Hidrostática
Profa.Keila Regina Santana DCAT/UFERSA
Funções
� Limpar o fundo do poço dos cascalhos gerados pela broca e transportá-los
até a superfície.
Introdução a Engenharia do Petróleo
FLUIDOS DE PERFURAÇÃOFLUIDOS DE PERFURAÇÃO
Profa.Keila Regina Santana DCAT/UFERSA
POÇO COM DETRITOS 
REMOVIDOS
Introdução a Engenharia do Petróleo
FLUIDOS DE PERFURAÇÃOFLUIDOS DE PERFURAÇÃO
MAIOR PROFUNDIDADE 
DE PENETRAÇÃO
Profa.Keila Regina Santana DCAT/UFERSA
POÇO COM DETRITOS 
NÃO REMOVIDOS
Introdução a Engenharia do Petróleo
FLUIDOS DE PERFURAÇÃOFLUIDOS DE PERFURAÇÃO
MENOR PROFUNDIDADE 
DE PENETRAÇÃO
Profa.Keila Regina Santana DCAT/UFERSA
Funções
� Exercer pressão hidrostática sobre as formações, de modo a evitar o influxo
indesejável de fluidos (kick).
Introdução a Engenharia do Petróleo
FLUIDOS DE PERFURAÇÃOFLUIDOS DE PERFURAÇÃO
Profa.Keila Regina Santana DCAT/UFERSA
� Ph = Pf equilíbrio desejável, mas perigoso;
� Ph < Pf podem ocorrer desmoronamentos, estreitamento do poço e kick.
Introdução a Engenharia do Petróleo
FLUIDOS DE PERFURAÇÃOFLUIDOS DE PERFURAÇÃO
Profa.Keila Regina Santana DCAT/UFERSA
� Ph > Pf situação normal para estabilização do poço; o filtrado invade a formação e
forma o reboco;
� Ph >> Pf danos à formação pelo excesso de pressão do fluido; podem ocorrer
fraturamento da formação e perda de circulação.
Introdução a Engenharia do Petróleo
FLUIDOS DE PERFURAÇÃOFLUIDOS DE PERFURAÇÃO
Profa.Keila Regina Santana DCAT/UFERSA
Funções
� Resfriar e lubrificar a coluna de perfuração e a broca.
Introdução a Engenharia do Petróleo
FLUIDOS DE PERFURAÇÃOFLUIDOS DE PERFURAÇÃO
Profa.Keila Regina Santana DCAT/UFERSA
Funções
� Formar um filme de baixa permeabilidade (reboco ou filter-cake) nas paredes do
poço.
Introdução a Engenharia do Petróleo
FLUIDOS DE PERFURAÇÃOFLUIDOS DE PERFURAÇÃO
Profa.Keila Regina Santana DCAT/UFERSA
Funções
� Reduzir o atrito entre a coluna de perfuração e as paredes do poço.
Introdução a Engenharia do Petróleo
FLUIDOS DE PERFURAÇÃOFLUIDOS DE PERFURAÇÃO
Profa.Keila Regina Santana DCAT/UFERSA
Funções dos fluidos de perfuração
Introdução a Engenharia do Petróleo
Profa.Keila Regina Santana DCAT/UFERSA
→ Ser agressivo aos operadores e nem ao meio ambiente;
→ Dificultar a interpretação das informações obtidas a partir dos cascalhos,
testemunhos e dados elétricos;
Fluido de Perfuração NÃO deve
Introdução a Engenharia do Petróleo
Profa.Keila Regina Santana DCAT/UFERSA
→ Exigir métodos especiais ou caros para a completação do poço;
→ Interferir na produtividade do poço;
→ Corroer ou produzir desgaste excessivo dos equipamentos de perfuração.
1. Histórico
2. Definição
3. Características
4. Funções
5. Teste Piloto
Introdução a Engenharia do Petróleo
NOSSO ROTEIRO...NOSSO ROTEIRO...
6. Propriedades Físicas
7. Propriedades Químicas
8. Classificação
9. Cálculo da Pressão Hidrostática
Profa.Keila Regina Santana DCAT/UFERSA
Teste Piloto
Introdução a Engenharia do Petróleo
Profa.Keila Regina Santana DCAT/UFERSA
Agitador
Hamilton Beach
→ Os volumes de todos os componentes são aditivos;
→ Os pesos (massas) de todos os componentes são aditivos;
Princípios a ser memorizados 
Introdução a Engenharia do Petróleo
Profa.Keila Regina Santana DCAT/UFERSA
→ Os volumes e massas devem estar em unidades consistentes. A densidade dos
componentes deve estar na mesmaunidade dos volumes e massas.
→ Seqüência da adição;
→ Estado físico dos aditivos utilizados;
→ Tipo e o tempo de agitação;
Fatores que afetam os resultados dos testes
Introdução a Engenharia do Petróleo
Profa.Keila Regina Santana DCAT/UFERSA
→ Tipo e o tempo de agitação;
→ Temperatura e o tempo de envelhecimento.
1. Histórico
2. Definição
3. Características
4. Funções
5. Teste Piloto
Introdução a Engenharia do Petróleo
NOSSO ROTEIRO...NOSSO ROTEIRO...
6. Propriedades Físicas
7. Propriedades Químicas
8. Classificação
9. Cálculo da Pressão Hidrostática
Profa.Keila Regina Santana DCAT/UFERSA
Propriedades Físicas
→ Densidade
→ Parâmetros Reológicos
Introdução a Engenharia do Petróleo
FLUIDOS DE PERFURAÇÃOFLUIDOS DE PERFURAÇÃO
→ Forças Géis
→ Parâmetros de Filtração
→ Teor de Sólidos
Profa.Keila Regina Santana DCAT/UFERSA
Densidade
Os limites de variação da densidade para perfurar uma determinada fase são
definidos pela pressão de poros (limite mínimo) e pressão de fratura (limite máximo).
Introdução a Engenharia do Petróleo
FLUIDOS DE PERFURAÇÃO FLUIDOS DE PERFURAÇÃO –– PROPRIEDADES FÍSICASPROPRIEDADES FÍSICAS
BALANÇA DENSIMÉTRICA
Profa.Keila Regina Santana DCAT/UFERSA
Densidade
1000
1500
2000
P
r
o
f
u
n
d
i
d
a
d
e
 
(
m
)
PERFIL DE GEOPRESSÕES
GS
GPP
GF(T. Mínima)
GF(Daines)
Teste absorção
Introdução a Engenharia do Petróleo
FLUIDOS DE PERFURAÇÃO FLUIDOS DE PERFURAÇÃO –– PROPRIEDADES FÍSICASPROPRIEDADES FÍSICAS
8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
2500
3000
3500
4000
4500
Densidade (lb/gal)
P
r
o
f
u
n
d
i
d
a
d
e
 
(
m
)
Profa.Keila Regina Santana DCAT/UFERSA
Parâmetros Reológicos
O comportamento do fluxo de um fluido é definido pelos parâmetros reológicos.
Para isto considera-se que o fluido segue um modelo reológico, cujos parâmetros vão
influir diretamente no cálculo de perdas e velocidade de transporte dos cascalhos.
Introdução a Engenharia do Petróleo
FLUIDOS DE PERFURAÇÃO FLUIDOS DE PERFURAÇÃO –– PROPRIEDADES FÍSICASPROPRIEDADES FÍSICAS
VISCOSÍMETRO
Profa.Keila Regina Santana DCAT/UFERSA
Forças Géis
Alguns fluidos são tixotrópicos, isto é, adquirem um estado semi-rígido quando
estão em repouso e voltam a adquirir um estado de fluidez quando estão novamente
em movimento. A força gel é um parâmetro também de natureza reológica que
indica o grau de gelificação devido à interação elétrica entre as partículas dispersas.
Introdução a Engenharia do Petróleo
FLUIDOS DE PERFURAÇÃO FLUIDOS DE PERFURAÇÃO –– PROPRIEDADES FÍSICASPROPRIEDADES FÍSICAS
Profa.Keila Regina Santana DCAT/UFERSA