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Aula4_Calculos previos - Cpntrole

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Engenharia de Petróleo – Controle de Poços – Eduardo Monteiro
Cálculo dos Parâmetros Cálculo dos Parâmetros 
e Limites Operacionaise Limites Operacionais
 
Engenharia de Petróleo – Controle de Poços – Eduardo Monteiro
5) 5) Cálculo dos Parâmetros e Limites OperacionaisCálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais
5.1) Informações prévias:5.1) Informações prévias:
5.1.1) Dados do poço e perdas de carga:5.1.1) Dados do poço e perdas de carga:
→ Geometria do poço: capacidades, comprimentos e volumes do interior da 
coluna, anular poço aberto (frente ao BHA e aos DPs), anular poço 
revestido, risers, linhas de kill e choke...
 
→ Deslocamento e eficiência das bombas
 
Cálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais Cálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais 
Engenharia de Petróleo – Controle de Poços – Eduardo Monteiro
5) 5) Cálculo dos Parâmetros e Limites OperacionaisCálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais
5.1) Informações prévias:5.1) Informações prévias:
→ Pressões reduzidas de circulação (PRCs): a circulação do kick será feita 
com vazão reduzida a fim de minimizar as pressões envolvidas 
(menores perdas de carga) e aumentar o tempo de resposta na 
manipulação do choke. A pressão reduzida de circulação é 
determinada durante a perfuração circulando com vazão reduzida e 
corresponde às perdas de carga no sistema no interior da coluna, 
broca, anular poço aberto e anular poço revestido (perda de carga no 
riser é desprezível). 
→ Perda de carga na linha de choke (ΔP
cl
)
 
Cálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais Cálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais 
Engenharia de Petróleo – Controle de Poços – Eduardo Monteiro
5) 5) Cálculo dos Parâmetros e Limites OperacionaisCálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais
5.1) Informações prévias:5.1) Informações prévias:
 
Cálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais Cálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais 
PckPb
ΔP
an,rev
ΔP
an,ab
ΔP
int,col
ΔP
jatos
PckPb
ΔP
cl
ΔP
an,rev
ΔP
an,ab
ΔP
int,col
ΔP
jatos
ΔP
ck
Engenharia de Petróleo – Controle de Poços – Eduardo Monteiro
5) 5) Cálculo dos Parâmetros e Limites OperacionaisCálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais
5.1) Informações prévias:5.1) Informações prévias:
5.1.2) Limites de pressão em condições estáticas:5.1.2) Limites de pressão em condições estáticas:
Os limites devem ser analisados com relação à possíveis falhas nos 
equipamentos e na formação. Com relação aos equipamentos, 
analisamos o BOP e o revestimento. Com relação à formação, 
analisamos a fratura da formação exposta mais fraca, que 
consideramos como sendo a sapata.
 
Cálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais Cálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais 
Engenharia de Petróleo – Controle de Poços – Eduardo Monteiro
5) 5) Cálculo dos Parâmetros e Limites OperacionaisCálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais
5.1) Informações prévias:5.1) Informações prévias:
5.1.2) Limites de pressão em condições estáticas:5.1.2) Limites de pressão em condições estáticas:
→ Limites dos equipamentos: BOP de Superfície
 
Cálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais Cálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais 
Para efeito de pressão interna, o ponto crítico para o 
revestimento é o topo. Com isso podemos considerar que o 
ponto crítico para o revestimento é o mesmo ponto do BOP, 
ou seja, na superfície. 
Este diferencial deve ser menor do que 80% da resistência à 
pressão interna do revestimento (RPI) e menor do que a 
pressão de teste do BOP (P
teste
)
Como a pressão externa na superfície é a atmosférica, o 
diferencial de pressão atuando neste ponto é a própria 
pressão interna, que corresponde à pressão aplicada no 
choke.
Para o revestimento:
Para o BOP:
PckPb
Pmax ,est , rev=0,8 RPI
Pi−Pe0,8RPI
Pck−00,8RPI
Pmax ,est , rev=P teste
Pi−P eP teste
Pck−0Pteste
Engenharia de Petróleo – Controle de Poços – Eduardo Monteiro
5) 5) Cálculo dos Parâmetros e Limites OperacionaisCálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais
5.1) Informações prévias:5.1) Informações prévias:
5.1.2) Limites de pressão em condições estáticas:5.1.2) Limites de pressão em condições estáticas:
→ Limites dos equipamentos: BOP Submarino
 
Cálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais Cálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais 
Em caso de BOP submarino, o ponto crítico tanto para o 
BOP quanto para o revestimento é o fundo do mar. A 
pressão externa no fundo do mar corresponde à 
hidrostática da água do mar. A pressão interna corresponde 
à pressão na superfície somada à hidrostática de fluido no 
poço. 
Para o revestimento:
Para o BOP:
P ck0,17×Dw×m−0,17×w×Dw0,8 RPI
Pmax , est , rev=0,8RPI−0,17×Dw×m−w
P ckPhm−Phw0,8 RPI
Pmax ,est ,rev0,17×Dw×m−0,17×w×Dw=0,8 RPI
P ck0,17×Dw×m−0,17×w×DwP teste
Pmax , est , BOP=Pteste−0,17×Dw×m−w
P ckPhm−PhwP teste
Pmax ,est , BOP0,17×Dw×m−0,17×w×Dw=Pteste
Engenharia de Petróleo – Controle de Poços – Eduardo Monteiro
5) 5) Cálculo dos Parâmetros e Limites OperacionaisCálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais
5.1) Informações prévias:5.1) Informações prévias:
5.1.2) Limites de pressão em condições estáticas:5.1.2) Limites de pressão em condições estáticas:
→ Limites dos equipamentos: 
 
Cálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais Cálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais 
… Resumindo:
Para BOP de superfície:
Para BOP submarino:
Como a pressão em superfície deve respeitar os dois limites ao mesmo tempo, 
podemos definir uma pressão máxima na superfície em condições estáticas para os 
equipamentos, como o menor valor entre os limites do revestimento e do BOP:
Pmax ,est , rev=0,8 RPI−0,17×Dw×m−w
Pmax ,est , BOP=P teste−0,17×Dw×m−w
Pmax ,est , rev=0,8RPI
Pmax ,est , BOP=P teste
Pmax ,est , eq=MIN Pmax , est , rev , Pmax ,est , BOP
Engenharia de Petróleo – Controle de Poços – Eduardo Monteiro
5) 5) Cálculo dos Parâmetros e Limites OperacionaisCálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais
5.1) Informações prévias:5.1) Informações prévias:
5.1.2) Limites de pressão em condições estáticas:5.1.2) Limites de pressão em condições estáticas:
→ Limites da formação: Fratura
 
Cálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais Cálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais 
A pressão atuando na sapata corresponde à pressão na 
superfície (seja no choke ou bengala) somada à hidrostática de 
lama da superfície até a sapata:
A pressão de fratura na sapata pode ser dada, em função da 
massa específica equivalente de fratura, como:
PckPb
D
sap
D
w
D
ρ
frat
ρ
m
Psap=P ck /beng0,17×Dsap×m
P frat=0,17×Dsap× frat
Engenharia de Petróleo – Controle de Poços – Eduardo Monteiro
5) 5) Cálculo dos Parâmetros e Limites OperacionaisCálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais
5.1) Informações prévias:5.1) Informações prévias:
5.1.2) Limites de pressão em condições estáticas:5.1.2) Limites de pressão em condições estáticas:
→ Limites da formação: Fratura
 
Cálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais Cálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais 
A máxima pressão que podemos ter na superfície, sem que 
ocorra fratura da formação é dada quando igualamos a pressão 
na sapata à pressão de fratura:
Este valor corresponde à pressão máxima na superfície em 
condições estáticas com respeito à fratura da formação. 
PckPb
D
sap
D
w
D
ρ
frat
ρ
m
P sap=P frat
Pck /beng0,17×D sap×m=0,17×D sap× frat
Pck /beng=0,17×D sap× frat−m
Pmax ,est , frat=0,17×Dsap× frat−m
Engenharia de Petróleo – Controle de Poços – Eduardo Monteiro
5) 5) Cálculo dos Parâmetros e Limites OperacionaisCálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais
5.1) Informações prévias:5.1) Informações prévias:
5.1.2) Limites de pressão em condições estáticas:5.1.2) Limites de pressão em condições estáticas:
→ Exercícios:
1) Considere um poço onshore preenchido com fluido de 10 ppg e cuja 
última sapata tenha sido assentada a 1500 m. Sabendo que o BOP foi 
testado com 3000psi, o último revestimento possui uma resistência a 
pressão interna de 4000 psi e um teste de absorção indicou uma 
massa específica de fratura de 12 ppg na sapata, determine em 
condições estáticas:
a) a máxima pressão admissível em superfície para não danificar o 
revestimento;
b) a máxima pressão admissível em superfície suportada pelo BOP;
c) a máxima pressão admissível em superfície para não fraturar a 
sapata; 
Obs.: Não utilize as fórmulas prontas!Obs.: Não utilize as fórmulas prontas!
Cálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais Cálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais 
Engenharia de Petróleo – Controle de Poços – Eduardo Monteiro
5) 5) Cálculo dos Parâmetros e Limites OperacionaisCálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais
5.1) Informações prévias:5.1) Informações prévias:
5.1.2) Limites de pressão em condições estáticas:5.1.2) Limites de pressão em condições estáticas:
→ Exercícios:
2) Considere agora um poço offshore (BOP submarino) em lâmina d`água de 
1000 m preenchido com fluido de 10 ppg e cuja última sapata tenha 
sido assentada a 3500 m. Sabendo que o BOP foi testado com 5000 
psi, o último revestimento possui uma resistência a pressão interna 
de 6000 psi e um teste de absorção indicou um gradiente de fratura de 
1,8 psi/m na sapata, determine a máxima pressão admissível no choke 
em condições estáticas.
Obs.: Não utilize as fórmulas prontas!Obs.: Não utilize as fórmulas prontas!
Cálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais Cálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais 
Engenharia de Petróleo – Controle de Poços – Eduardo Monteiro
5) 5) Cálculo dos Parâmetros e Limites OperacionaisCálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais
5.1) Informações prévias:5.1) Informações prévias:
5.1.3) Limites de pressão em condições dinâmicas:5.1.3) Limites de pressão em condições dinâmicas:
→ Em condições dinâmicas, além das hidrostáticas devemos 
considerar as perdas de carga no sistema.
→ A pressão em superfície pode ser monitorada pelos manômetros 
do choke ou bengala. Para simplificar o efeito da hidrostática 
nos cálculos, procuramos observar esta pressão no 
manômetro cujo caminho até o ponto de interesse está 
preenchido apenas por lama (líquido). Por exemplo, se o 
ponto de interesse é a sapata e a bolha de gás encontra-se 
abaixo da sapata, é melhor observarmos os limites de 
pressão pelo manômetro do choke. Caso a bolha de gás 
esteja acima da sapata, é melhor observarmos pelo 
manômetro do bengala. 
Cálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais Cálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais 
Engenharia de Petróleo – Controle de Poços – Eduardo Monteiro
5) 5) Cálculo dos Parâmetros e Limites OperacionaisCálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais
5.1) Informações prévias:5.1) Informações prévias:
5.1.3) Limites de pressão em condições dinâmicas:5.1.3) Limites de pressão em condições dinâmicas:
→ Quando monitoramos pelo manômetro do bengala, devemos 
considerar que parte da pressão lida neste manômetro será 
“consumida” como perda de carga dissipada no caminho 
entre o bengala e o ponto de interesse. Desta forma, a 
pressão permissível neste manômetro em condições 
dinâmicas é maior que a pressão permissível em estática.
→ Quando monitoramos pelo manômetro do choke, por outro lado, 
devemos considerar que a pressão atuando no ponto de 
interesse é maior do que a pressão lida neste manômetro 
devido às perdas de carga entre este ponto e o manômetro do 
choke (além dos efeitos óbvios de hidrostática). Desta forma, 
a pressão permissível neste manômetro em condições 
dinâmicas é menor que a pressão permissível em estática.
Cálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais Cálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais 
Engenharia de Petróleo – Controle de Poços – Eduardo Monteiro
5) 5) Cálculo dos Parâmetros e Limites OperacionaisCálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais
5.1) Informações prévias:5.1) Informações prévias:
5.1.3) Limites de pressão em condições dinâmicas:5.1.3) Limites de pressão em condições dinâmicas:
 
Cálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais Cálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais 
PckPb
ΔP
cl
ΔP
an,rev
ΔP
an,ab
ΔP
int,col
ΔP
jatos
→ Partindo da pressão no choke, qual a pressão 
atuando na sapata em dinâmica?
→ Partindo da pressão no bengala, qual a pressão 
atuando no BOP em dinâmica?
Engenharia de Petróleo – Controle de Poços – Eduardo Monteiro
5) 5) Cálculo dos Parâmetros e Limites OperacionaisCálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais
5.1) Informações prévias:5.1) Informações prévias:
5.1.3) Limites de pressão em condições dinâmicas:5.1.3) Limites de pressão em condições dinâmicas:
→ Exercício 3: Suponha que no exercício 2, você tenha calculado que o máximo valor 
admissível para a pressão na superfície em estática para não fraturar a 
formação seja de 350 psi.
Considere agora esse mesmo poço (mesmas profundidades, fluido e etc...) 
sendo circulado com as perdas de carga abaixo:
Δp
int
 = 400 psi
Δp
jatos
 = 200 psi
Δp
an, ab
 = 50 psi
Δp
an,rev
 = 50 psi
Δp
cl
 = 100 psi
Qual a leitura esperada no manômetro do bengala? Sendo esta pressão maior 
do que os 350 psi previamente calculados, podemos dizer que a formação será 
fraturada?
Caso tenhamos uma leitura de 350 psi no manômetro do choke, podemos dizer 
que a formação será fraturada?
Cálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais Cálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais 
Engenharia de Petróleo – Controle de Poços – Eduardo Monteiro
5) 5) Cálculo dos Parâmetros e Limites OperacionaisCálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais
5.1) Informações prévias:5.1) Informações prévias:
5.1.3) Limites de pressão em condições dinâmicas:5.1.3) Limites de pressão em condições dinâmicas:
→ Exercício 4: Deduza uma expressão (em função dos parâmetros abaixo) para a 
máxima pressão admissível nos manômetros do choke e do bengala para não 
fraturar a formação.
Parâmetros: Δp
int 
, Δp
jatos 
, Δp
an, ab
 , Δp
an,rev
 , Δp
cl
 , ρ
m
 , ρ
frat
 , D
w
 , D
sap
Cálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais Cálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais 
Engenharia de Petróleo – Controle de Poços – Eduardo Monteiro
5) 5) Cálculo dos Parâmetros e Limites OperacionaisCálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais
5.1) Informações prévias:5.1) Informações prévias:
5.1.3) Limites de pressão em condições dinâmicas:5.1.3) Limites de pressão em condições dinâmicas:
→ Durante a circulação de um kick, a vazão será mantida constante e pressão no fundo 
será mantida constante através do ajuste (abertura/fechamento) gradual do 
choke. Ou seja, a pressão no fundo é mantida constante através do aumento ou 
redução da perda de carga localizada no choke. 
→ Considerando um ponto genérico (sapata ou BOP, por exemplo), enquanto o gás é 
circulado do fundo até este ponto, a altura da bolha de gás está aumentando 
em função da expansão controlada deste gás. Como a altura de gás está 
aumentando, a altura de lama estará reduzindo e consequentemente a 
hidrostática total entre o fundo e este ponto estará reduzindo. Se a pressão no 
fundo é mantida constante, a redução na hidrostática entre o fundo e este 
ponto, implicará no aumento da pressão neste ponto.
→ Enquanto o gás está passando por este ponto, a base da bolha de gás está se 
aproximando deste ponto, logo a altura de gás entre o fundo e o ponto está 
reduzindo. Consequentemente, a hidrostática entre o fundo e este ponto está 
aumentando e, se a pressão no fundo for mantida constante, a pressão neste 
ponto estará diminuindo.
→ Após a passagem da base do gás por este ponto, teremos apenas lama entre o fundo 
e o ponto. Logo, a pressão neste ponto se manterá constante (desde que a 
pressão no fundo seja mantida constante).
Cálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais Cálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais 
Engenharia de Petróleo – Controle de Poços – Eduardo Monteiro
5) 5) Cálculo dos Parâmetros e Limites OperacionaisCálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais
5.1) Informaçõesprévias:5.1) Informações prévias:
5.1.3) Limites de pressão em condições dinâmicas:5.1.3) Limites de pressão em condições dinâmicas:
 
Cálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais Cálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais 
H: Altura da bolha de gás entre o fundo e a sapata. 
PckPb
Bolha 
de Gás
H
Pck
H
Pck
H
Pck
H
Pck
H = 0
Engenharia de Petróleo – Controle de Poços – Eduardo Monteiro
5) 5) Cálculo dos Parâmetros e Limites OperacionaisCálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais
5.1) Informações prévias:5.1) Informações prévias:
5.1.3) Limites de pressão em condições dinâmicas:5.1.3) Limites de pressão em condições dinâmicas:
→ Devido a este comportamento, podemos dizer que, desde que a pressão no fundo 
seja mantida constante, a máxima pressão num ponto genérico do poço 
durante a circulação do kick ocorrerá quando o topo da bolha de gás atingir 
este ponto.
→ Para o BOP ou revestimento, portanto, o momento crítico é quando o topo da bolha 
de gás atinge o BOP.
→ Para a formação, por sua vez, o momento crítico é quando a bolha de gás atinge a 
sapata.
Cálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais Cálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais 
Engenharia de Petróleo – Controle de Poços – Eduardo Monteiro
5) 5) Cálculo dos Parâmetros e Limites OperacionaisCálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais
5.1) Informações prévias:5.1) Informações prévias:
5.1.3) Limites de pressão em condições dinâmicas:5.1.3) Limites de pressão em condições dinâmicas:
→ Limite dos equipamentos:
 
Cálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais Cálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais 
PckPb
ΔP
cl
Como visto anteriormente, na condição estática, a máxima 
pressão que podemos ter no choke respeitando os limites do 
BOP e do revestimento é dada por:
Sabemos também que em condições dinâmicas, o limite de 
pressão em superfície quando esta leitura é feita no 
manometro do choke é menor do que em estática pois as 
perdas de carga a jusante do ponto de interesse estarão 
atuando sobre este ponto.
Logo, dos limites obtidos em estática devemos subtrair as 
perdas de carga entre o BOP e o choke, o que corresponde, 
neste caso, à perda de carga na linha de choke:
Pmax ,est , rev=0,8 RPI−0,17×Dw×(ρm−ρw )
Pmax , est , BOP=Pteste−0,17×Dw×m−w
Pmax , est , eq=MIN Pmax ,est , rev ,Pmax ,est , BOP
Pmax , din, eq
ck
=Pmax ,est ,eq− P cl
Engenharia de Petróleo – Controle de Poços – Eduardo Monteiro
5) 5) Cálculo dos Parâmetros e Limites OperacionaisCálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais
5.1) Informações prévias:5.1) Informações prévias:
5.1.3) Limites de pressão em condições dinâmicas:5.1.3) Limites de pressão em condições dinâmicas:
→ Limite de fratura na formação: Gás abaixo da sapata
 
Cálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais Cálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais 
PckPb
ΔP
cl
ΔP
an,rev
ΔP
an,ab
Enquanto a bolha de gás está sendo circulada do fundo até a 
sapata, devemos observar o limite de pressão para a fratura 
através do manômetro do choke.
A pressão atuando na sapata em condições dinâmicas será 
igual à pressão no choke somada à hidrostática de lama e às 
perdas de carga entre a sapata e o choke manifold:
A máxima pressão admitida no choke é aquela que iguala a 
pressão na sapata à pressão de fratura:
Ou...
P sap=Pck +0,17×ρm×Dsap+Δcl+Δan , rev
P sap=P frat
Pmax ,din , frat
ck
=0,17×D sap×(ρ frat−ρm)−Δcl−Δan , rev
Pmax ,din , frat
ck
+0,17×ρm×Dsap+Δcl+Δan , rev=0,17×D sap×ρ frat
Pmax ,din , frat
ck =Pmax ,est , frat−Δcl−Δan, rev
Engenharia de Petróleo – Controle de Poços – Eduardo Monteiro
5) 5) Cálculo dos Parâmetros e Limites OperacionaisCálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais
5.1) Informações prévias:5.1) Informações prévias:
5.1.3) Limites de pressão em condições dinâmicas:5.1.3) Limites de pressão em condições dinâmicas:
→ Limite de fratura na formação: Gás acima da sapata
 
Cálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais Cálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais 
A partir do momento que o gás passa pela sapata, passamos a 
monitorar o limite de pressão para não fraturar a sapata a partir 
do manômetro do bengala pois entre o bengala e a sapata 
temos apenas lama (hidrostática conhecida e constante).
A pressão atuando na sapata, calculada a partir do bengala é 
dada por:
Da mesma forma que anteriormente, a pressão máxima que 
podemos ter no bengala sem fraturar a formação é aquela que 
gera a pressão de fratura na sapata:
Como , temos:
P sap=Pbeng+0,17×ρm×Dsap−Δcol−Δ jatos−Δan , ab
P sap=P frat
Pmax ,din , frat
beng
+0,17×ρm×Dsap−Δcol−Δ jatos−Δan , ab=0,17×D sap×ρ frat
Pmax ,din , frat
beng
=Pmax ,est , fratPRC−Δan, rev
PckPb
ΔP
cl
ΔP
an,rev
ΔP
an,ab
ΔP
col
ΔP
jatos
Pmax ,din , frat
beng
=0,17×D sap×(ρ frat−ρm)+Δcol+Δ jatos+Δan , ab
PRC=ΔcolΔ jatosΔan , abΔan ,rev
Engenharia de Petróleo – Controle de Poços – Eduardo Monteiro
5) 5) Cálculo dos Parâmetros e Limites OperacionaisCálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais
5.1) Informações prévias:5.1) Informações prévias:
5.1.3) Limites de pressão em condições dinâmicas:5.1.3) Limites de pressão em condições dinâmicas:
→ Limite de fratura na formação: Gás acima da sapata
 
Cálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais Cálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais 
Alternativamente à leitura das pressões no manômetro do 
choke, podemos fazer o monitoramento através do manômetro 
da linha de kill. 
Ambos os manômetros, choke ou kill, estão à jusante tanto da 
sapata quanto do BOP. A diferença é que como o fluido está 
sendo circulado pela linha choke e não pela linha de kill, a 
pressão atuando na sapata ou BOP a partir do manômetro de 
kill não computará a perda de carga na linha de choke.
Assim os limites antes definidos para e 
podem ser alterados para:
Pmax ,din , frat
k
=Pmax ,est , frat−Δan ,rev
Pmax , din, eq
k
=Pmax ,est ,eq
Pck
Pbeng
ΔP
cl
ΔP
an,rev
ΔP
an,ab
ΔP
col
ΔP
jatos
Pk
Δp
kl
 = 0
Pmax, din, eq
ck Pmax, din, frat
ck
Engenharia de Petróleo – Controle de Poços – Eduardo Monteiro
5) 5) Cálculo dos Parâmetros e Limites OperacionaisCálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais
5.2) Informações posteriores ao kick:5.2) Informações posteriores ao kick:
5.2.1) Dados do kick:5.2.1) Dados do kick:
→ Volume do influxo: Vk
→ Pressões estabilizadas: SIDPP e SICP
→ Profundidade na qual ocorreu o kick (D) e consequentemente o número de 
strokes da superfície até a broca (pelo interior da coluna), broca até a 
sapata, broca até o BOP e broca até a superfície (pelo anular).
Cálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais Cálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais 
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5) 5) Cálculo dos Parâmetros e Limites OperacionaisCálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais
5.2) Informações posteriores ao kick:5.2) Informações posteriores ao kick:
5.2.2) Pressão de poros da formação:5.2.2) Pressão de poros da formação:
→ Como o interior da coluna contém apenas lama, o valor de SIDPP é o que 
falta na hidrostática da lama para se igualar à pressão de poros da 
formação que gerou o kick.
→ A massa específica necessária para o fluido de matar, por sua vez, pode 
ser calculada como:
Cálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais Cálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais 
P poros=SIDPP0,17 x D x m
km=
SIDPP
0,17 x D
m
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5) 5) Cálculo dos Parâmetros e Limites OperacionaisCálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais
5.2) Informações posteriores ao kick:5.2) Informações posteriores ao kick:
5.2.3) Massa específica do fluido invasor:5.2.3) Massa específica do fluido invasor:
→ Igualando as pressões no fundo do poço pelo interior da coluna e anular, 
pode-se chegar à massa específica do fluido invasor:
→ A altura do kick pode ser obtida pelo volume do kick e capacidade do 
anular poço aberto.
→ Considera-se o fluido invasorcomo gás quando a massa específica for 
inferior a 4 ppg
Cálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais Cálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais 
SIDPP0,17×D×m=SICP0,17×H k×k0,17×D−H k ×m
k=m
SIDPP−SICP
0,17×H k
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5) 5) Cálculo dos Parâmetros e Limites OperacionaisCálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais
5.2) Informações posteriores ao kick:5.2) Informações posteriores ao kick:
5.2.4) Pressão inicial de circulação - PIC5.2.4) Pressão inicial de circulação - PIC
→ Em estática, a pressão no bengala deve ser sempre igual (ou maior) a 
SIDPP para evitar outro influxo. Em dinâmica, devemos somar à 
SIDPP as perdas de carga no interior da coluna e jatos da broca.
→ Como não conhecemos os valores das perdas de carga na coluna e jatos 
da broca, trabalhamos com PRC (que é conhecido).
Cálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais Cálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais 
Pmin
beng
=SIDPP Pcol P jatos
Pmin
beng
=SIDPPPRC− Pan , ab− Pan , csg
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5) 5) Cálculo dos Parâmetros e Limites OperacionaisCálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais
5.2) Informações posteriores ao kick:5.2) Informações posteriores ao kick:
5.2.4) Pressão inicial de circulação - PIC5.2.4) Pressão inicial de circulação - PIC
→ A fim de termos uma margem de segurança, vamos desconsiderar a 
subtração das perdas de carga no anular no cálculo da PIC:
Cálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais Cálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais 
PIC=SIDPPPRC
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5) 5) Cálculo dos Parâmetros e Limites OperacionaisCálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais
5.2) Informações posteriores ao kick:5.2) Informações posteriores ao kick:
5.2.5) Pressões finais de circulação5.2.5) Pressões finais de circulação
→ Podemos calcular também as pressões esperadas quando circulando a 
lama de matar. 
→ PFC1 (pressão final de circulação 1) se refere ao momento em que a lama 
de matar chega na broca e é calculada corrigindo PRC pela massa 
específica da lama de matar:
Cálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais Cálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais 
PFC1=PRC×
km
m
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5) 5) Cálculo dos Parâmetros e Limites OperacionaisCálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais
5.2) Informações posteriores ao kick:5.2) Informações posteriores ao kick:
5.2.5) Pressões finais de circulação5.2.5) Pressões finais de circulação
→ Em sondas com BOP submarino, podemos calcular ainda a pressão final 
quando a lama de matar chega na superfície. Neste caso devemos 
corrigir também a perda de carga na linha de choke:
Cálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais Cálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais 
PFC2=PRC Pcl×
km
m
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5) 5) Cálculo dos Parâmetros e Limites OperacionaisCálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais
5.3) Resumo5.3) Resumo
Com as informações obtidas antes e após o kick, podemos planejar o Com as informações obtidas antes e após o kick, podemos planejar o 
controle secundário do poço estabelecendo:controle secundário do poço estabelecendo:
→ Se o fluido invasor é gás:
→ A pressão mínima de circulação, lida no bengala, para evitar outro kick:
→ A pressão máxima permissível nos manômetros do choke ou kill, 
enquanto o gás estiver abaixo da sapata (risco de fratura):
Cálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais Cálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais 
Pmax ,din , frat
k
=Pmax , est , frat−Δ Pan , rev
Pmax ,din , frat
ck
=Pmax , est , frat−Δ Pan , rev−Δ P cl
k=m
SIDPP−SICP
0,17×H k
PIC=SIDPPPRC
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5.3) Resumo5.3) Resumo
Com as informações obtidas antes e após o kick, podemos planejar o Com as informações obtidas antes e após o kick, podemos planejar o 
controle secundário do poço estabelecendo:controle secundário do poço estabelecendo:
→ A pressão máxima permissível nos manômetros do choke ou kill após 
passagem do kick pela sapata (risco de dano ao equipamento):
→ A pressão máxima permissível no manômetro do bengala após passagem 
do gás pela sapata (risco de fratura): 
Cálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais Cálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais 
Pmax , din, eq
ck
=Pmax ,est ,eq− P cl
Pmax , din, eq
k
=Pmax ,est ,eq
Pmax ,din , frat
beng
=Pmax , est , frat+PRC−Δ Pan , rev
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5) 5) Cálculo dos Parâmetros e Limites OperacionaisCálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais
5.3) Resumo5.3) Resumo
Com as informações obtidas antes e após o kick, podemos planejar o Com as informações obtidas antes e após o kick, podemos planejar o 
controle secundário do poço estabelecendo:controle secundário do poço estabelecendo:
→ A massa específica da lama de matar:
→ A pressão final de circulação quando a lama de matar chega na broca:
→ A pressão final de circulação quando a lama de matar chega na superfície:
Cálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais Cálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais 
km=
SIDPP
0,17 x D
m
PFC2=PRC Pcl×
km
m
PFC1=PRC×
km
m
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5) 5) Cálculo dos Parâmetros e Limites OperacionaisCálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais
5.3) Resumo5.3) Resumo
Com as informações obtidas antes e após o kick, podemos planejar o Com as informações obtidas antes e após o kick, podemos planejar o 
controle secundário do poço estabelecendo:controle secundário do poço estabelecendo:
→ A massa específica da lama de matar:
→ A pressão final de circulação quando a lama de matar chega na broca:
→ A pressão final de circulação quando a lama de matar chega na superfície:
Cálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais Cálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais 
km=
SIDPP
0,17 x D
m
PFC2=PRC Pcl×
km
m
PFC1=PRC×
km
m
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5.4) Exercícios:5.4) Exercícios:
1) Considerando os dados abaixo, calcule tudo:
. Rho
m
 = 9,6 ppg
. D
s
 = 2000 m
. D = 2800 m
. D
w
 = 1000 m
. V
k
 = 15 bbl
. Cap
an,BHA
 = 0,27 bbl por metro
. Cap
an,DP
 = 0,4 bbl por metro
. L
BHA
 = 200 m
. Rho
frat
 = 12 ppg
. PRC = 400 psi
. SICP = 350 psi
. SIDPP = 300 psi
. P
teste
 do BOP = 5000 psi
. RPI do revest. = 6000 psi
. Δp
cl
 = 150 psi
. Δp
an,csg
 = 10% de PRC
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5.4) Exercícios:5.4) Exercícios:
2) Considerando os dados abaixo, calcule:
. SICP = 600 psi e SIDPP = 350 psi.
. Rho
m
 = 10 ppg
. D
s
 = 1500 m // D = 2500 m // D
w
 = 700 m.
. V
k
 = 20 bbl.
. Cap
an,BHA
 = 0,10 bbl por metro.
. Rho
frat
 = 13 ppg
. PRC = 800 psi
. Δp
cl
 = 200 psi
. Δp
an,csg
 = 80 psi e Δp
an,aberto
 = 120 psi
a) Pressão de poros da formação
b) Densidade equivalente do kick
c) Pressão inicial de circulação
d) Pressão dinâmica máxima no choke enquanto o kick estiver abaixo da sapata
e) Pressão máxima no bengala após passagem do kick pela sapata.
f) Pressões finais de circulação
g) Pressão na sapata quando o fluido de matar chega em superfície (choke todo 
aberto).
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