Lista_de_exercíco_Fluidos de perfuração

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Curso Técnico Subseqüente em Petróleo e Gás
LISTA DE EXERCÍCIO
Fluido de perfuração 
Nome: _Lalyson Matheus Lemos Rodrigues de Souza___
Turma:__Petróleo e Gás -2º semestre noturno_
Trabalho 1º Bimestre. Data:02/_07/2015
01. Explique como um poço de petróleo é perfurado e qual relação tem uma operação de perfuração com a tecnologia de fluidos de perfuração.
02. Conceitue fluido de perfuração, cite e explique todas as suas funções.
03. Sabe-se que os fluidos de perfuração podem ser classificados em base água, base orgânica e aerados. Marque as respostas, considerando:
( 1 ) Fluido base água
( 2 ) Fluido base orgânica
( 3 ) Fluido aerado
(3) São fluidos que contém ar ou outro gás (normalmente nitrogênio) em sua composição.
(1) São preparados adicionando-se produtos químicos à água.
(1) São classificados como não inibidos, inibidos, com baixo teor de sólidos e emulsionados com óleo.
(1) A perfuração com este fluido é recomendada principalmente em regiões onde ocorrem perdas de circulação severas.
(2) Este fluido possui alto custo inicial e alto grau de poluição.
04. Cite as vantagens e desvantagens dos fluidos de perfuração base água e base óleo.
05. Como são classificados os fluidos de perfuração base água? Em que tipo de situação cada um pode ser aplicado?
06. Quais as propriedades físicas dos fluidos de perfuração? Como e qual o motivos de se monitorar essas propriedades? Explique cada uma delas.
7. Complete as lacunas das afirmativas incluindo uma das propriedades de controle dos fluidos:
a) _Densidade______ é a propriedade do fluido que assegura, através da pressão hidrostática, a estabilidade das paredes do poço e a contenção dos fluidos da formação, evitando a ocorrência de kicks e blowouts. 
b) _Viscosidade March_____ mede o tempo (em segundos) que um determinado volume de fluido leva para passar por um funil, dando uma medida qualitativa da viscosidade do fluido. 
c) O teste de _teor de areia_, calculado em percentual (%), fornece um parâmetro da eficiência dos equipamentos extratores de sólidos das sondas e serve como uma medida da abrasividade do fluido. 
d) O teste de _pH_____ indica se o fluido base água está no intervalo alcalino, ácido ou neutro.
8. A propriedade de controle de fluidos, de fundamental importância na perfuração, cujo descontrole pode acarretar a prisão da coluna de perfuração, a obstrução do anular ou a perda de circulação, e que indica a capacidade de carreamento de um fluido, é:
( )Filtração estática a baixa pressão
( ) Teor de areia 
( ) Peso específico 
(x)Viscosidade
9. Marque V (verdadeiro) ou F (falso) para cada uma das afirmativas sobre os fluidos de perfuração:
( F )Poços de grande diâmetro requerem fluidos com baixa reologia, pois não é possível limpá-los apenas considerando a capacidade de bombeio (velocidade de ascensão dos flui- dos) das sondas.
( V )O fluido normalmente usado na perfuração das fases iniciais do poço é o fluido argiloso ou convencional, composto basicamente por água industrial, argila e soda cáustica.
( F )Para a perfuração de fases iniciais, onde a preocupação com o dano à formação e o retorno da permeabilidade é muito grande, utiliza-se fluidos sem sólidos insolúveis, chamados “drill in”.
( V )A temperatura é um fator determinante na escolha de um fluido de perfuração, visto que os aditivos químicos usados degradam-se facilmente com o aumento da temperatura.
( F ) Os fluidos base orgânica não suportam bem temperaturas altas, portanto não devem ser utilizados em cenários de perfuração de poços com alta temperatura.
Lista de exercícios- Questões discursivas
Q1) A perfuração de um poço de petróleo é realizada através de uma sonda, que atravessa a formação pela a ação de rotação e peso aplicados a uma broca, localizada na extremidade de uma coluna de perfuração. A medida que o poço vai sendo perfurado, o seu diâmetro vai diminuindo conforme a profundidade, e então o poço é perfurado em fases, podendo chegar em torno de 3 ou 4 fases. Conforme a broca vai perfurando a formação, fragmentos de rocha (cascalhos) são removidos continuamente através de um fluído de perfuração ou lama, que é injetado para o interior da coluna de perfuração e retorna à superfície através do espaço anular formados pelas paredes do poço e a coluna de perfuração, vê-se então que o fluído de perfuração tem uma grande importância na hora de se perfurar um poço, para que não ocorra nenhum tipo de problema, como um “kick” e um “blow out”.
Q2) O fluido de perfuração é a mistura complexa de sólidos, líquidos, produtos químicos e, por vezes, até gases, que é usado em uma operação de perfuração, onde é circulado, ou bombeado, da superfície até a broca, através do poço retornando pelo anular. A eficiência da perfuração de um poço depende em grande parte da combinação entre o fluído de perfuração utilizado com as formações perfuradas. Este fluído apresenta diversas funções, tais como:
· Limpar o fundo poço e carrear os cascalhos para superfície: esse transporte depende da velocidade anular e da viscosidade do fluido para que não se acumule uma grande quantidade de cascalhos e, consequentemente não aprisione a coluna de perfuração e danifique a broca, além do que o cascalhos servem para fornecer informação sobre o poço.
· Exercer pressão hidrostática sobre a formação: para que se evite o influxo de fluidos indesejáveis (kick) e estabilizar as paredes do poço. A pressão hidrostática exercida pelo fluido contribui para uma melhor eficiência da broca na perfuração do poço, como também se a mesma obtiver uma pressão maior do que a pressão do poço evita um influxo de fluido indesejados, mas a pressão do fluido não pode ser maior que o coeficiente de fratura da rocha, pois assim causará um dano a formação.
· Impedir ou minimizar danos a formação: o fluido tem que ter uma compatibilidade com os sólidos presentes na formação, de tal forma que evite a infiltração na parede do poço, e possibilite a formação de reboco.
· Resfriar e lubrificar a coluna de perfuração: o peso e a rotação sobre a broca são muito elevados, gerando atrito e consequentemente calor, havendo então a necessidade de resfriamento. A fricção entre a coluna de perfuração e as paredes do poço também é muito elevada, exigindo lubrificação e necessitando do resfriamento oferecido pelo fluido de perfuração, bem como limpar a broca para que evite o seu desgaste.
· Facilitar as interpretações geológicas do material retirado do poço; o fluido de perfuração deve ser produzido de forma que não modifique as características das rochas que são coletadas em cascalhos através do ciclo de fluido de poço.
· Estabilizar química e fisicamente as paredes do poço; para que se evite o inchamento das paredes do poço ao passar por uma formação hidratável e que não ocorra o desmoronamento da parede do poço.
· Transmitir potência hidráulica à broca; o fluido ao ser injetados no poço, exerce uma ação de jato que conserva o fundo do poço e broca livres de detritos.
· Facilitar a separação do cascalho na superfície: utilizar vários diâmetros de peneiras, para que possam se ajustar a granulometria dos resíduos carreados pelo fluido.
Q4) O fluido base água tem as vantagens de que seu tratamento é mais simples, ter menor custo inicial, menor interferência na taxa de penetração, além de detectar facilmente a presença de gás e facilitar a leitura dos perfis geológicos. Por outro lado, este tipo de fluido não mantêm as propriedades sob condições de altas temperaturas e também é corrosivo. 
 Já o fluido base óleo tem as vantagens de ter elevado grau de inibição, baixa taxa de corrosão, bom grau de lubricidade, amplo intervalo de densidade e baixa solubilidade em meios com teor salino alto, porém tem um maior custo inicial comparado ao fluido base água, dificuldades na detecção de gás no poço, dificuldades no combate à perda de circulação e são mais poluentes.
Q5) Segundo Thomas (2004), considera que o fluido base água é analisado principalmente a natureza da água e os aditivos químicos empregados no preparodo fluido.
 O fluido base água está classificado em: não inibido, inibido, com baixo teor de sólidos e emulsionado em óleo. Os fluidos não inibidos são empregados na perfuração das camadas rochosas superficiais, compostas na maioria das vezes de sedimentos inconsolidados. Como essas rochas superficiais são praticamente inertes ao contato com água doce, pouco tratamento químico é dispensado ao fluido durante esta fase.
 Os inibidos são programados para perfurar rochas de elevado grau de atividade na presença de água doca. Uma rocha é dita ativa quando interage quimicamente com água, tornando-a plástica, expansível, dispersível ou até mesmo solúvel. Nos fluidos inibidos são adicionados produtos químicos, tais como eletrólitos e/ou polímeros, que têm a propriedade de retardar ou diminuir estes efeitos, esses produtos são conhecidos como inibidores.
 Um exemplo típico de inibição é usado quando se perfura uma rocha salina. A rocha salina tem elevado grau de solubilidade em água fosse, entretanto quando se emprega um fluido salgado saturado NaCl como meio dispersante, a solubilidade fica reduzida
 Fluidos com baixo teor de sólidos são usados para a aumentar a taxa de penetração da broca, reduzindo o custo total da perfuração e os emulsionados em óleo são programados em situações especiais, tendo como principal objetivo a redução da densidade do sistema para evitar que ocorram perdas de circulação em zonas de baixa pressão de poro ou baixa pressão de fratura.
Q6) O fluido de perfuração tem como propriedades físicas: a densidade, viscosidade “March”, teor de areia, parâmetros de filtração, teor de sólidos, parâmetros reológicos e forças géis.
 A densidade é a propriedade que relação direta com o controle da pressão da formação, pois os limites de variação da densidade dos fluidos para perfurar uma determinada fase dão definidos pela pressão de poros e pela pressão de fratura das formações expostas. A pressão de formação deve estar entre 8,34 e 9,0 lb/gal normalmente pressurizada, então qualquer valor abaixo ou acima desse intervalo de pesos específicos a formação teria respectivamente pressão anormalmente baixa ou alta.
 Assim densidade de peso baixo, significa desmoronamento na parede do poço, um “kick” e até fechamento do poço, densidade de alto peso, significa prisão de coluna de perfuração, perda de circulação e redução da taxa de penetração. Quando se deseja aumentar a densidade de um certo fluido adiciona-se geralmente a baritina (BaSO4), e para reduzir a densidade dos fluidos à base água, dilui-se com água ou óleo diesel.
 Viscosidade March fundamenta-se na medição do tempo de escoamento de um volume definido (956ml) de fluido através de um funil, enche-se o funil e mede-se o tempo (segundos) de escoamento com um cronômetro. Esta viscosidade é utilizada apenas como indicativo de alteração do comportamento reológico do fluido, assim qualquer valor obtido que se encontre fora da janela de operação, deve ser feito outra análise a partir do viscosímetro rotativo.
 O teor de areia é um teste de extrema importância no controle de sólidos, pois altos teores de areia causarão desgaste prematuro nos equipamentos de bombeio e provavelmente indicam que os equipamentos de controle de sólidos estão com problemas, então é feito um cálculo, em percentual, que mede a eficiência dos equipamentos extratores de sólidos das sondas além de servir como medida de abrasividade do fluido.
 Os parâmetros de filtração nada mais é que a capacidade do fluido de perfuração em formar uma camada de partículas sólidas úmidas, denominada de reboco, sobre as rochas permeáveis expostas pela broca é de fundamental importância para o sucesso da perfuração e da completação do poço. Para formar o reboco, deve haver o influxo da fase líquida do fluído para a formação, esse processo é conhecido como filtração. É essencial que o fluido tenha uma fração razoável de partículas com dimensões ligeiramente menores que as dimensões dos poros das rochas expostas. Quando existem partículas sólidas com dimensões adequadas, a obstrução dos poros é rápida e somente a fase líquida do fluído (filtrado) invade a rocha, assim o filtrado e a espessura do reboco são dois parâmetros medidos rotineiramente para definir o comportamento do fluído quanto à filtração.
 O teor de sólidos, é a propriedade que deve ser controlada com rigor porque o seu aumento implica aumento de várias outras propriedades, tais como densidade, viscosidade e forças géis, além de aumentar a probabilidade de ocorrência de problemas como desgaste dos equipamentos de circulação, fratura das formações devido à elevação das pressões de bombeio ou hidrostática, prisão de coluna e redução da taxa de penetração. Então é interessante que se mantenha o valor no mínimo possível.
 O tratamento do fluido para reduzir o teor de sólidos pode ser preventivo ou corretivo. O tratamento preventivo consiste em inibir o fluido, física ou quimicamente, evitando-se a dispersão dos sólidos perfurados. No método corretivo pode-se fazer o uso de equipamentos extratores de sólidos, tais como tanques de decantação, peneiras, hidro ciclones e centrifugadores, ou diluir o fluido.
 Parâmetros reológicos é a definição do comportamento do fluxo de fluido. Para isto considera-se que o fluido segue um modelo reológico, cujos parâmetros vão influir diretamente no cálculo de perdas de carga na tubulação e velocidade de transporte dos cascalhos.
 Alguns fluídos de perfuração são tixotrópicos, isto é, adquirem um estado semirrígido, em repouso e voltam a adquirir 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 partículas dispersas. A força gel inicial mede a resistência inicial para colocar o fluído em fluxo. A força gel final mede a resistência do fluido para reiniciar o fluxo quando este fica um certo tempo em repouso. A diferença entre elas indica o grau de tixotropia do fluido. Em laboratório, ao utilizar o viscosímetro, quanto mais tempo a amostra repousar depois de ser rotacionada, mais tixotrópico o fluido ficará, ou seja, maior será a força gel final para colocá-lo em movimento novamente.