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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−Pe0,8RPI Pck−00,8RPI Pmax ,est , rev=P teste Pi−P eP teste Pck−0Pteste 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 ck0,17×Dw×m−0,17×w×Dw0,8 RPI Pmax , est , rev=0,8RPI−0,17×Dw×m−w P ckPhm−Phw0,8 RPI Pmax ,est ,rev0,17×Dw×m−0,17×w×Dw=0,8 RPI P ck0,17×Dw×m−0,17×w×DwP teste Pmax , est , BOP=Pteste−0,17×Dw×m−w P ckPhm−PhwP teste Pmax ,est , BOP0,17×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 /beng0,17×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 /beng0,17×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 , fratPRC−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=ΔcolΔ jatosΔan , abΔan ,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 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: 5.2.2) 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=SIDPP0,17 x D x m km= SIDPP 0,17 x D m 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: 5.2.3) 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 SIDPP0,17×D×m=SICP0,17×H k×k0,17×D−H k ×m k=m SIDPP−SICP 0,17×H k 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: 5.2.4) 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 =SIDPPPRC− Pan , ab− Pan , csg 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: 5.2.4) 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=SIDPPPRC 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: 5.2.5) 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 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: 5.2.5) 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 Engenharia de Petróleo – Controle de Poços – Eduardo Monteiro 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=SIDPPPRC Engenharia de Petróleo – Controle de Poços – Eduardo Monteiro 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 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 Engenharia de Petróleo – Controle de Poços – Eduardo Monteiro 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 Engenharia de Petróleo – Controle de Poços – Eduardo Monteiro 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 Engenharia de Petróleo – Controle de Poços – Eduardo Monteiro 5) 5) Cálculo dos Parâmetros e Limites OperacionaisCálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais 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 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 5.4) 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). Cálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais Cálculo dos Parâmetros e Limites Operacionais Slide 1 Slide 2 Slide 3 Slide 4 Slide 5 Slide 6 Slide 7 Slide 8 Slide 9 Slide 10 Slide 11 Slide 12 Slide 13 Slide 14 Slide 15 Slide 16 Slide17 Slide 18 Slide 19 Slide 20 Slide 21 Slide 22 Slide 23 Slide 24 Slide 25 Slide 26 Slide 27 Slide 28 Slide 29 Slide 30 Slide 31 Slide 32 Slide 33 Slide 34 Slide 35 Slide 36 Slide 37
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