Completação - 3º Bimestre

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Completação
3º Bimestre – Técnico de Petróleo e Gás
FUNDAMENTOS DE COMPLETAÇÃO DE POÇOS
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O trabalho de levantamento sísmico permite estimar o contorno das estruturas rochosas no subsolo.
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Tendo-se o contorno estimado das estruturas rochosas, pode-se selecionar locais nos quais há chance de se encontrar petróleo.
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A completação de um poço inicia-se após a conclusão dos serviços de perfuração.
A completação de poços é o conjunto de serviços que permitem colocar e manter o poço em condições seguras e eficientes de operação ou de abandono.
Como será visto a seguir, cada poço apresenta características individuais e, portanto, demanda projetos de completação individuais. 
Foco da completação: do reservatório até a cabeça do poço.
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Neste mapa pode-se ver poços com finalidades diferentes:
POÇO PRODUTOR
Utilizado para produzir petróleo (óleo ou gás)
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POÇO INJETOR
Utilizado para injetar água (ou outro fluído) para manter a energia do reservatório (= pressão)
Neste mapa pode-se ver poços com finalidades diferentes:
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Quanto à localização, os poços podem ser:
Terrestres (onshore)
“Completação Seca”
Marítimos (offshore)
“Completação Molhada ou Seca ”
- Água rasa (Shallow water) - 0 até 300 m 
- Água profunda (Deepwater) - 300 até 1500 m 
- Água ultra-profunda (Ultra Deepwater) - acima de 1500 m
molhada
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Evolução das completações de poços no Brasil:
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Quanto à direção, um poço pode ser:
Multilateral
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POÇOS DIRECIONAIS
 KOP (KICK OFF POINT): pontos a partir dos quais começa o ganho ou perda de inclinação.
BUILD UP
DROP OFF: trecho do poço onde há perda de inclinação. 
TRECHO SLANT: trecho com inclinação constante do poço.
DOG LEG: mede a taxa de ganho ou perda de inclinação a partir da vertical.
BUILD UP: trecho do poço onde há ganho de inclinação.
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Quanto à finalidade, um poço pode ser:
1 – EXPLORATÓRIO PIONEIRO - visa verificar a existência de hidrocarbonetos (óleo e/ou gás) em uma ou mais acumulações de uma nova área exploratória 
2 - EXPLORATÓRIO ESTRATIGRAFICO – visa adquirir informações sobre a coluna estratigráfica numa área nova e obter outras informações geológicas 
3 - EXPLORATÓRIO DE EXTENSAO - visa delimitar o tamanho de uma acumulação de HCs em um reservatório descoberto por um poço do tipo 1
4 - EXPLORATÓRIO PIONEIRO ADJACENTE - visa testar a ocorrência de HCs em uma área adjacente próxima a uma descoberta feita por um poço do tipo 1
5 - EXPLORATÓRIO PARA JAZIDA MAIS RASA - visa testar a ocorrência HCs em rochas mais rasas do que as já descobertas numa determinada área
6 - EXPLORATÓRIO PARA JAZIDA MAIS PROFUNDA - análogo ao anterior, só que para jazidas mais profundas
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Quanto à finalidade, um poço pode ser:
7 – EXPLOTATÓRIO DE PRODUÇÃO: DESENVOLVIMENTO - visa drenar (explotar) uma ou mais jazidas de um campo. É usualmente chamado de poço produtor ou de desenvolvimento.
8 - INJECAO - destinado à injeção de fluidos (água, gás, CO2, vapor e outros) visando melhorar a recuperação dos HCs ou a manter a energia do reservatório.
9 – ESPECIAIS - visa permitir uma operação específica que não se enquadra nas situações anteriormente definidas. Exemplo: produção ou descarte de água, controle de blow-out, experimentais, treinamento ou outros fins.
Os poços das finalidades 1 a 6, a princípio, não são completados pois visam aquisição de informações. Na maioria das vezes são abandonados após atingidos seus objetivos.
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Reclassificação de poços:
Após concluída a perfuração e avaliação do poço, o mesmo pode sofrer uma reclassificação, para caracterizar qual resultado o poço efetivamente atingiu:
Planeja-se o poço de acordo com a necessidade
[ exemplos: 3-RJS-5000 / 7-AAA-5000-BCS ]
Executa-se o poço
De acordo com os resultados, o poço pode ser reclassificado
- DESCOBRIDOR DE CAMPO
- DESCOBRIDOR DE NOVA JAZIDA
- PRODUTOR COMERCIAL
- PRODUTOR SUB-COMERCIAL
- PORTADOR DE PETRÓLEO
- SECO
- ABANDONADO
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Completar significa finalizar um poço que teve sua perfuração concluída. 
Como visto anteriormente, os poços podem ser perfurados de diferentes modos e em diferentes pontos do reservatório para atender diversas finalidades. Consequentemente, cada poço apresenta características específicas e demanda projetos de completação específicos.
Os mesmos tipos de equipamentos, serviços e operações realizados numa completação podem também ser feitos em fases posteriores da vida operacional do poço. São os serviços ditos “de manutenção” ou “de restauração” (workover operations).
Já o último pacote de operações feitas num poço visam executar seu abandono definitivo, o que ocorre quando não se vislumbra nenhuma utilidade futura para o poço. Isso pode, inclusive, ocorrer logo após a perfuração do poço. 
As operações de completação deverão deixar o poço com os equipamentos necessários para cumprir o objetivo que dele se espera, atendendo critérios técnicos, econômicos e de segurança operacional.
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Deve-se buscar uma completação de forma a:
- não danificar o reservatório (isto é, não prejudicar sua permeabilidade)
- maximizar a produção ou a injeção do poço (vazões)
- minimizar os custos da intervenção
- torná-la a mais permanente possível, de forma que não sejam necessárias intervenções posteriores devido à problemas mecânicos
- executá-la da forma mais simples possível
Alguns critérios técnicos a serem atendidos:
Alguns critérios de segurança a serem atendidos:
- durante todo ciclo de vida de um poço (perfuração, avaliação, completação, produção e restauração) deverá haver, necessariamente, no mínimo, dois conjuntos simultâneos de barreiras de segurança entre a formação produtora e a superfície
- a única exceção a essa regra é para poços seguramente não-surgentes
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Alguns critérios econômicos a serem atendidos:
O investimento necessário à completação de um poço depende:
- da localização do poço (mar / terra) e infra-estrutura para o escoamento da produção
- do(s) reservatório(s):
	- número de zonas produtoras
	- mecanismo de produção do(s) reservatório(s)
	- potencial de produção / injeção (vazões)
	- necessidade de contenção de areia ou de estimulações
- da finalidade do poço: 
	- produção de óleo e/ou gás
	- injeção de água, gás, polímero, ...
- do método de elevação (surgente, gaslift, BCS, bombeio mecânico, ...)
- da geometria de poço (vertical, direcional, horizontal ou multilateral)
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Poço perfurado e abandonado, aguardando para ser completado
Poço deve ser abandonado com barreiras para evitar que haja vazamento de fluidos até a superfície ou até o fundo do mar.
Essas barreiras são o próprio fluído de perfuração e os tampões de cimento.
A capa de corrosão (corrosion cap) serve para proteger a cabeça do poço e evitar contaminação do fluido de perfuração, o que altera suas propriedades.
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COMPONENTES BÁSICOS DE UM POÇO
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Desenho esquemático de um poço equipado para produção:
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ZONA DE INTERESSE (formação/reservatório): rocha-reservatório que contém os fluidos de interesse em seus poros, podendo ser ou HCs ou água. 
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REVESTIMENTO: tubulação de aço que mantém a integridade física do poço. Fica permanentemente instalado no poço.
CIMENTO: serve para ancorar o revestimento nas paredes do poço e isolar diversas zonas permo-porosas com fluidos, evitando que haja troca de fluidos entre elas.
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CANHONEADOS: perfurações feitas por disparo de cargas explosivas e que atravessam o revestimento, o cimento e a rocha, colocando em comunicação a formação e o poço e permitindo o fluxo de fluídos entre ambos. 
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LINER: revestimento aplicado somente na porção final do poço. Por ser curto traz redução de custos. Fica ancorado pelo liner hanger e cimentado.
Liner hanger
SAPATA: porção final do revestimento.
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REVESTIMENTOS DE PRODUÇÃO: são aqueles que se tem contato ao intervir num poço, sendo submetidos aos esforços e desgastes decorrentes das operações de intervenção.
O liner é um revestimento de produção
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ANULAR: é o espaço vazio entreduas tubulações. O usual é usar esse termo para designar o espaço vazio entre o revestimento de produção e a coluna que estiver dentro dele, seja ela uma coluna de trabalho ou de produção.
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OBTURADOR (packer): componente que veda o anular, isolando hidraulicamente a parte acima da parte de baixo com anéis de vedação feitos de borracha.
Possui garras para prendê-lo no revestimento.
É montado na coluna de produção.
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COLUNA DE PRODUÇÃO (COP ou tubing): tubulação de aço instalada no poço para permitir o fluxo de fluídos em seu interior. Pode ser removida a qualquer momento.
É na COP que são montados todos os equipamentos necessários para a operação do poço: sistema de bombeio, packer, válvulas, etc.
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CABEÇA DE POÇO: componente ancorado firmemente ao solo. Sustenta o peso dos revestimentos e do tubing e recebe a Árvore de Natal.
ÁRVORE DE NATAL: conjunto de válvulas que regula a saída ou entrada de fluidos no interior da COP e do anular durante a vida operacional do poço. Já durante intervenções no poço pode ou não ser retirada. 
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CLASSIFICAÇÕES DA COMPLETAÇÃO DE POÇOS
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Quanto à condição do poço na zona de interesse, a completação pode ser:
A POÇO ABERTO: nenhum revestimento é colocado em frente à zona de interesse
REVESTIDO: com canhoneio convencional (A) ou liner rasgado (B) ou tubo telado e empacotamento com areia (C)
cimento
areia (*)
(*) – serve para reter partículas da formação e evitar que entrem no poço.
A
B
C
vazio
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Quanto ao número de zonas explotadas, a completação pode ser:
Simples
(um só intervalo produz)
Seletiva
(dois intervalos, mas só um produzindo na única coluna)
Dupla
(cada intervalo produz numa coluna exclusiva)
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Em seguida à pesquisa da cimentação, e após eventual correção da mesma, o poço será canhoneado para produção.
Uma ferramente chamada canhão (gun) é descida no poço para abrir vários furos no revestimento em frente à zona de interesse.
Um perfil CCL é descido em conjunto com o canhão para garantir a exata profundidade dos disparos. No caso ao lado, a zona de interesse é a zona portadora de óleo.
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 A operação de canhoneio tem por finalidade colocar a formação produtora em contato com o interior do poço revestido, através da perfuração do revestimento, do cimento e da formação com potentes cargas explosivas.
	Com isso, os fluidos contidos na rocha terão um caminho para fluir para dentro do poço (somente quando a pressão hidrostática em frente aos furos permitir isso).
Canhoneados
(túneis cônicos)
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Detalhe de uma carga explosiva
detonador
liner cônico
explosivo principal
container
cordão de detonação
canhão
O liner cônico é o projétil que perfura o revestimento, o cimento e a formação.
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 As cargas são dispostas e alojadas de forma conveniente no interior dos canhões.
Essa disposição é feita de modo alternado ao redor do diâmetro do canhão e ao longo do seu comprimento. 
A chamada densidade de tiros é a quantidade de cargas colocadas por unidade de comprimento do canhão.
Valores usuais:
 4 jt/ft (jet/foot – jatos/pé)
 12 jt/ft
Quanto maior a densidade de tiros, maior o número de furos feitos no revestimento por unidade de comprimento.
Exemplo de disposição de cargas com defasagem de 90 graus.
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Detonação
 São projetadas para produzir jatos de metal “líquido” de alta energia, gerando pressões da ordem de 4.000.000 psi e velocidades de 6.000 m/s.
A penetração do jato varia entre 10” e 30”, dependendo do tipo de canhão.
Processo de Detonação
Jato
Slug
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1
0,5
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Canhoneado
Revestimento
Cimento
Detritos da carga
Zona compactada c/ permeabilidade reduzida (crashed zone)
Detritos removidos
Zona compactada permanece
Após o disparo e antes de haver produção
Após algum tempo de produção ocorre a limpeza dos furos
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Influência da densidade de tiros e penetração na produtividade
Comparação:
A produtividade de um 1 ft de comprimento de poço aberto com diâmtro de 8 ½” 
equivale à 
produtividade de um canhoneio de 8 tiros/ft, 90º fase, 12” de penetração com também 1 ft de comprimento.
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Técnicas de Canhoneio
CONVENCIONAL A CABO:
Neste tipo o canhão é descido com cabo elétrico por dentro do revestimento, ainda sem a presença da coluna de produção.
Um perfil CCL é descido em conjunto com o canhão para garantir a exata profundidade dos disparos.
Como o poço está amortecido, não ocorre limpeza dos detritos dos canhoneados, já que o FC os empurra para a formação.
Após o serviço o canhão é retirado e pode ser imediatamente reutilizado após manutenção e recarga dos explosivos.
revest.
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TCP (Tubing Conveyed Perforating)
O canhão é descido montado (isto é, enroscado) na própria coluna de produção.
A COP é descida com o poço ainda todo revestido, o que aumenta a segurança das operações.
Permite que a operação de canhoneio seja feita com “pressão negativa” (under-balance*), de modo que o poço entra em produção imediatamente após o disparo, limpando os furos de cada canhoneado, o que os deixa com menor restrição ao fluxo. 
O canhão fica preso à coluna e só é retirado se houver um troca de coluna no futuro.
(*) – pressão do fluido menor que a pressão da formação
revest.
tubing
packer
Técnicas de Canhoneio
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THROUGH TUBING
O canhão é descido com cabo elétrico por dentro da COP. A presença da COP é aumenta a segurança das operações.
Permite o recanhoneio de um trecho já canhoneado ou a ampliação de um canhoneio ou mesmo que uma outra zona seja aberta ao fluxo sem a necessidade de retirar a coluna de produção, gerando economia de custo e de tempo.
Por ter o canhão mais fino, tem menor poder penetrante. Não sendo indicado para canhonear nas completações, só em restaurações (workover).
revest.
tubing
packer
Técnicas de Canhoneio
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