40 ANOS NA EVOLUÇÃO DA TECNOLOGIA EM ÁRVORE DE NATAL MOLHADA NO BRASIL

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INTRODUÇÃO À
INDÚSTRIA DO 
PETRÓLEO
UNIDADE II – PRODUÇÃO DE PETRÓLEO
Produção de petróleo
Prospecção do petróleo 
Perfuração de poços
em terra (onshore) 
no mar (offshore) 
Classificação dos poços
quanto à trajetória
verticiais
direcionais
horizontais
multilaterais
quanto à finalidade
estratigráficos
de produção
de injeção 
Equipamentos da sonda de perfuração
Sustentação de cargas.
Geração e transmissão de energia.
Movimentação de carga.
Rotação.
Circulação.
Segurança do poço.
Monitoração.
Sistema de superfície (coluna de perfuração).
Sistema de sustentação de cargas
Esquema de uma sonda rotativa 
Estaleiro
Sistema de geração de energia
Grupos geradores Diesel
Turbinas a gás
Rede pública de energia elétrica
Sistema de movimentação de cargas
Guincho
Bloco de coroamento
Catarina
Cabo de perfuração
Gancho
Elevador
Sistema de rotação
Mesa rotativa
Kelly
Cabeça de circulação ou swivel
Sistema de circulação
Bombas de lama 
Sistema de segurança do poço
O sistema de segurança é constituído dos Equipamentos de Segurança de 
Cabeça de Poço (ESCP) e de equipamentos complementares que possibilitam 
o fechamento e controle do poço
Cabeça de poço
Preventores.
Sistema de monitoração
São os equipamentos necessários ao controle da perfuração: 
manômetros, indicadores de peso sobre a broca, indicador de torque, 
tacômetro, etc.
Eles podem ser classificados em indicadores, que apenas indicam o 
valor do parâmetro em consideração, e registradores, que traçam curvas dos 
valores medidos.
Colunas de perfuração
Tubos de comando, também conhecidos em 
inglês por drill collars, que exercem peso 
sobre a broca e dão rigidez à coluna
Tubos pesados, de material duro e 
resistente à fadiga, que transmitem parte da 
rigidez dos comandos para os tubos de 
perfuração
Tubos de perfuração (drill pipes)
Esquema de coluna de perfuração 
Fluidos de perfuração
Objetivo principal: lubrificar a broca e garantir uma perfuração ágil e segura
Limpar o fundo do poço, removendo e transportando à superfície os 
cascalhos cortados pela broca.
Lubrificar e refrigerar da coluna de perfuração.
Exercer uma pressão hidrostática de controle à pressão dos fluidos das 
formações atravessadas, estabilizando as paredes do poço.
Operações normais de perfuração
As operações normais que envolvem a atividade de perfuração são ditas de 
rotina.
A conexão dos tubos de perfuração é um exemplo bem típico de tais operações
Operações especiais de perfuração
Perfilagem
Revestimento de Poço
Cimentação de Revestimento 
Testemunhagem de Poço
Completação de Poços de Petróleo 
Seqüência de perfuração de um poço
Completação
Ao terminar a perfuração de um poço, é necessário deixá-lo em 
condições de operar, de forma segura e econômica, durante toda a sua vida 
produtiva. Ao conjunto de operações destinadas a equipar o poço para produzir 
óleo ou gás (ou ainda injetar fluidos nos reservatórios) denomina-se 
completação.
Equipamento de cabeça de poço
Árvore de natal convencional 
Árvore de natal molhada 
Etapas de uma completação
A completação de um poço envolve um conjunto de operações 
subseqüentes à perfuração. Uma completação típica de um poço marítimo, com 
árvore de natal convencional e equipamentos de gas lift, obedece às seguintes 
fases, em seqüência cronológica. Com pequenas diferenças, estas fases são 
as mesmas para a completação de um poço terrestre.
Instalação dos equipamentos de superfície
Basicamente são instalados a cabeça de produção e o BOP (ver item 
2.2.1.6) para permitir o acesso ao interior do poço, com toda a segurança 
necessária, para a execução das demais fases.
No mar, em águas rasas, pode-se trazer a cabeça do poço até a 
superfície, prolongando-se os revestimentos que se encontram ancorados nos 
equipamentos instalados no fundo do mar (tie-back).
Condicionamento do poço
Canhoneio
Instalação da coluna de produção
A coluna de produção é constituída 
basicamente por tubos metálicos, onde são 
conectados os demais componentes. É baixada 
pelo interior do revestimento de produção e tem 
as seguintes funções:
?Conduzir os fluidos produzidos até a 
superfície, protegendo o revestimento contra 
fluidos agressivos e pressões elevadas.
?Permitir a instalação de equipamentos para 
elevação artificial.
?Possibilitar a circulação de fluidos para o 
amortecimento do poço, em intervenções 
futuras.
Colocação do poço em produção
A surgência dos fluidos na superfície pode ser induzida por válvulas de 
gas-lift, pelo flexitubo, pela substituição do fluido da coluna por outro mais leve 
ou por pistoneio, que são formas de aliviar a pressão hidrostática do fluido 
existente na coluna de produção.
Um teste inicial de produção é sempre realizado para medir a vazão 
de produção e avaliar o desempenho do poço, para que se possam realizar os 
ajustes necessários.
Principais componentes da coluna de produção
Tubos de produção
Shear-out
Hidro-trip
Nipples
Camisa deslizante (sliding sleeve)
Check valve
Packer de produção
Unidade selante
Junta telescópica (TSR – tubing
seal receptacle)
Mandril de gas-lift
Válvulas de segurança de 
subsuperfície (DHSV)
Equipamentos de superfície
Cabeça de produção – é um carretel com dois flanges e duas saídas laterais. 
Quando a cabeça de produção é instalada, o flange inferior fica apoiado na 
cabeça do revestimento de produção e o flange superior recebe a arvore de 
natal. Nas linhas laterais são conectadas a linha de injeção de gás (poços 
equipados com gas-lift) e a linha de matar (kill line), para um eventual 
amortecimento do poço.
Árvore de natal convencional (ANC) – é o equipamento de superfície constituído 
por um conjunto de válvulas tipo gaveta (com acionamento hidráulico, 
pneumático ou manual), com a finalidade de controlar a vazão de óleo do poço.
Árvore de natal molhada (ANM) – é um equipamento instalado no fundo do mar, 
constituído basicamente por um conjunto de válvulas tipo gaveta, um conjunto 
de linhas de fluxo e um sistema de controle interligado a um painel localizado na 
plataforma de produção.
Elevação
Os métodos de elevação artificial mais comuns na indústria do petróleo são:
Gas-lift contínuo e intermitente (GLC e GLI).
Bombeio centrífugo submerso (BCS).
Bombeio mecânico com hastes (BM).
Bombeio por cavidades progressivas (BCP).
Elevação natural – poços surgentes
Na elevação natural de petróleo, o fluxo 
de fluidos (óleo, água e gás) desde o 
reservatório até os equipamentos de 
produção na superfície (separadores, 
tratadores e tanques) é devido 
unicamente à energia do reservatório, 
que é função da pressão do gás natural 
no seu interior. Normalmente ocorre no 
início da vida produtiva das jazidas.
Gas-lift
gas-lift contínuo
gas-lift intermitente
O sistema é composto por:
• Fonte de gás a alta pressão 
(compressores)
• Controlador de injeção de gás 
na superfície (choke ou motor 
valve)
• Controlador de injeção de gás 
de subsuperfície (válvulas de 
gas-lift)
• Equipamentos para 
separação e armazenamento 
dos fluidos produzidos 
(separadores, tanques, etc.)
Tipos de instalação de gas-lift
Bombeio centrífugo submerso
Os principais equipamentos de subsuperfície
de um poço equipado para produzir com 
bombeamento centrífugo submerso (BCS) 
são:
• Bomba – do tipo centrífugo de múltiplos 
estágios.
• Admissão da bomba.
• Protetor.
• Motor elétrico.
• Cabo elétrico.
Bombeio mecânico com hastes
Este método é o mais conhecido e utilizado em todo o mundo, popularmente 
conhecido como bombeio com "cavalo de pau" 
Os principais componentesdo 
bombeio mecânico com hastes 
são:
Bomba de subsuperfície – do 
tipo alternativo.
Coluna de hastes.
Unidade de bombeio.
Motor.
Bombeio mecânico com hastes
Bombeio por cavidades progressivas
Segurança no poço
À ocorrência do fluxo indesejável de quaisquer fluidos para fora do 
poço, determinando a perda de controle em sua operação, dá-se o nome de 
Blowout. Tal ocorrência pode acarretar sérias conseqüências, como acidentes 
pessoais, dano ao reservatório e aos equipamentos, agressão ao meio 
ambiente, etc.
Um blowout pode lançar toneladas de petróleo no oceano, além de, 
quando associados a fogo, lançarem enormes quantidades de poluição na 
atmosfera em um curto espaço de tempo.
Equipamento de segurança da cabeça de poço Incêndio em um poço
Processamento primário do petróleo
O processamento primário se faz necessário, entre outros fatores:
Para promover a retirada de parte das impurezas em suspensão.
Para tratar a água de modo a devolvê-la livre de impurezas (resíduo de óleo, 
gás carbônico etc.) ao meio ambiente ou utilizá-la para reinjeção.
Para facilitar o transporte para os terminais e refinarias.
Para diminuir problemas de corrosão e incrustação (em função da presença 
de óxidos, sulfetos de ferro, carbonato de cálcio e outras substâncias na 
composição da água).
Para aumentar a vida útil de equipamentos e catalisadores em processos de 
refino.
Para reduzir os gastos com produtos químicos utilizados para inibir processos 
corrosivos.
Fluxograma do processamento primário de petróleo
Esquema de um separador
bifásico trifásico