domingo, 1 de junho de 2008

Perfuração de petróleo













































































































O POÇO DE PETRÓLEO

O petróleo se encontra na natureza ocupando os espaços vazio da rocha chamada rocha-reservatório ou simplesmente reservatório. O poço de petróleo é a estrutura que liga o reservatório a superfície.







CLASSIFICAÇÃO DE POÇOS DE PETRÓLEO

FINALIDADE: Um poço de petróleo, dependendo de sua finalidade, pode ser classificado numa das nove categorias abaixo:



Pioneiro 1
Estratigráfico 2

Extensão 3
Pioneiro adjacente 4
Jazida mais rasa 5
Jazida mais profunda 6



desenvolvimento 7
Injeção 8
Especial 9





Os poços exploratórios são aqueles que visam à descoberta de hidrocarbonetos ou para estudos geológicos e são subdivididos em:
Pioneiro: Perfurados com objetivo de descobrir petróleo baseado em indicadores obtidos por métodos geológicos ou geofísicos.
Estratigráficos: Perfurados visando obter dados sobre a disposição seqüencial das rochas, sem necessariamente dispor-se de informações geológicas completas da área. Estes dados serão utilizados para programações exploratórias posteriores ou estudos específicos. Eventualmente o poço poderá se tornar produtor se descobrir novo campo.
Extensão: Perfurados fora dos limites provados de uma jazida visando amplia-lo ou delimita-lo. Poderá resultar como descobridor de uma nova jazida, independente daquela para o qual foi locado.
Pioneiro adjacente: Perfurado após a delimitação preliminar do campo visando descobrir novas jazidas adjacentes. Se tiver sucesso será descobridor de nova jazida; se ficar provado que se trata da jazida anterior será reclassificado como poço de extensão.
Para jazida rasa ou mais profunda: poços perfurados dentro dos limites de um campo, visando descobrir jazidas mais rasas ou mais profundas daquela já conhecida.
Os poços de petróleo servem para extrair o petróleo da rocha reservatório podendo ser:
Desenvolvimento: Perfurados dentro dos limites do campo para drenar racionalmente o petróleo (atende aos preceitos econômicos e de espaçamento entre poços).
Injeção: Perfurado com a intenção de injetar fluidos na rocha reservatório para ajudar na recuperação de petróleo.
Os poços especiais são todos os que são perfurados sem o objetivo de procurar petróleo e que não estejam enquadrados em qualquer das categorias anteriores, ex: poço para produção de água.
Profundidade: Já quanto à profundidade final, os poços podem ser classificados em rasos, médios, profundos e ultra-profundos. Somente para título de referência, para poços terrestres podemos limitar a 1500 metros a profundidade máxima de um poço raso e um profundo quando a profundidade final a ser atingida for superior a 2500 metros.

PROJETO DE UM POÇO DE PETRÓLEO
Neste ponto você pode estar se perguntando: mas afinal, como é o poço de petróleo? Qual o seu diâmetro, este diâmetro é constante desde a superfície ate a profundidade final?
É fácil deduzir que se perfurarmos um poço sem interrupção, chegará num ponto em que suas paredes localizadas próximo a superfície desmoronará. Portanto, um poço é perfurado em fases, isto é em intervalos de diâmetros decrescentes. Entre uma fase e outra e necessário revestir-se o trecho perfurado de rocha através de colunas de tubos de aço chamados coluna de revestimento.
Em alguns casos os poços são perfurados com diâmetros menores que os convencionais e são conhecidos como slimhole. Como os equipamentos requeridos são menores e mais leves, as sondas também são menores, barateando os custos de transporte e montagem. Por exemplo, os slimholes são indicados para locação terrestre e em áreas de difícil acesso como selvas e mata fechada.

MÉTODOS DE PERFURAÇÃO


MÉTODO DE PERCURSÃO OU A CABO
Neste método as rochas são golpeadas por uma broca de aço causando o esmagamento ou fraturamento da rocha, periodicamente é necessário fazer a limpeza removendo os detritos, este método não é mais usado.

MÉTODO ROTATIVO
Neste método uma broca fragmenta a rocha comprimida e girada sobre ela, os cascalhos são levados ate a superfície por um fluido, o fluido de perfuração que é bombeado por dentro da coluna e retorna pelo espaço anular entre a coluna e o poço. O peso sobre a broca é aplicado através de tubos pesados (drill collars), colocados logo acima da broca. Há vários meios de se impor rotação à broca: girando toda a coluna de perfuração através da mesa rotativa, girando toda da coluna de perfuração através do top drive ou girando apenas a broca através de um motor de fundo.

BROCAS DE PERFURAÇÃO

O estudo da broca e seu desempenho são fundamentais na perfuração de um poço de petróleo. Existe uma variedade extremamente grande de brocas sendo fabricadas para perfuração, cada adequada às mais diferentes características das rochas encontradas: moles, médias, duras, abrasivas, plásticas etc.
Com o crescente desenvolvimento do projeto de brocas para perfuração, a broca draga com laminas de aço, esta atualmente em desuso. Apresentaremos aqui, portanto, as brocas tricônicas e as de diamantes naturais e artificiais.
Brocas tricônicas: As brocas com três cones cortantes são ainda mais usadas atualmente na perfuração rotativa. Este tipo de broca possui três elementos principais: estrutura cortante, rolamento e corpo.
Sua ação em formações moles é a de raspagem no fundo do poço. Com isto, seus dentes apresentam uma deposição de materiais duros em uma de suas faces, de modo que uma se desgasta mais rapidamente que a outra; em formações duras é essencialmente de esmagamento, dentes recebem um tratamento metalúrgico de endurecimento que acarreta por lascamento que o mantém afiado.


Brocas de diamantes naturais: Até cerca de vinte anos atrás as broas deste tipo eram consideradas exclusivas de para perfuração de rochas duras e abrasivas, explorando as conhecidas propriedades dos diamantes: altíssima dureza, resistência compressiva e condutividade térmica. Entretanto, com os avanços no projeto, nos processos de fabricação e na escolha dos diamantes, esta broca esta sendo usada atualmente na perfuração de vários tipos de rocha.
No método mais comum de fabricação destas brocas, diamantes são colocados na superfície interna de um molde oco (de grafite) com a configuração do corpo da broca. Em seguida, é colocada uma haste vazada de aço no centro do molde, preenchendo-se com carbureto de tungstênio em pó o espaço entre o molde e a haste. O carbureto é então infiltrado com uma liga metálica (normalmente cobre) num forno sujeito a temperaturas de 1050 ºc a 1170 ºc, formando o material que constitui o corpo da broca. Após este processo de formação da matriz uma haste adicional de aço é soldada à primeira para formar, após usinagem, a rosca do broca.
Quando esta broca é operada apropriadamente, apenas os diamantes entram em contato com a formação, criando um pequeno espaço entre a rocha e o corpo da broca. O fluído de perfuração passa por um orifício no centro da broca e por sulcos moldados em sua face. Estes sulcos são estreitos de modo a forçar parte do fluido de perfuração a escoar pelo espaço entre a rocha e a matriz, limpando e resfriando os diamantes.


Brocas de diamantes artificiais: A característica principal desta broca é seu cortador, o PDC (plycrystalline Diamond Compact), que é composto por uma camada fina de partículas de diamantes, fixada a outra mais espessa de carbureto de tungstênio, que é posteriormente montado na face da broca.
Foram desenvolvidos cortadores de diamantes sintéticos estáveis termicamente até as temperaturas observadas no processo metalúrgico de infiltração para a formação do carbureto de tungstênio: são os chamados diamantes TSP (Thermally Stable Pollycrystalline), as brocas TSP são indicadas para perfuração de rochas muito duras ou muito abrasivas, substituindo as brocas PDC. Em algumas brocas PDC são usados também alguns cortadores TSP.
As brocas PDC, tanto as de corpo de aço como as de carbureto de tungstênio, apresentam jatos intercambiáveis por onde circula o fluido de perfuração. O numero de jatos é bastante variável, a maioria das brocas PDC tem entre três e oito jatos. Alguns tipos de broca PDC de corpo de carbureto de tungstênio podem não apresentar jatos, mas sim canais de fluxo, moldados da mesma maneira que as brocas de diamantes naturais.
As brocas PDC têm apresentado excelentes resultados em rochas moles e médias. Para rochas muito duras e abrasivas desenvolveu-se u tipo de broca PDC que em alguns casos substitui economicamente a broca RSP: a broca híbrida. Esta broca tem uma dupla estrutura de corte: uma primaria, constituída de fileiras radiais de cortadores PDC convencionais e a secundaria, formada por insertos de carbureto de tungstênio com diamantes impregnados, cada um desses insertos fica posicionado bem atrás de cada cortador PDC. Assim a broca começa perfurando como uma broca PDC convencional a uma alta taxa de penetração.
Quando uma formação mais dura ou abrasiva é encontrada, o cortador PDC se desgasta ligeiramente fazendo com que o inserto de diamantes impregnados passe a atuar sobre a rocha. O inserto de carbureto de tungstênio se desgasta gradualmente em contato com a rocha abrasiva expondo novos diamantes, que substituem os que são perdidos. Ao encontrar novamente uma camada de rocha mais mole, o cortador PDC volta a atuar ainda com grande eficácia.


SISTEMAS DE SUPERFICIE
Sistemas de geração e transmissão de energia: Neste sistema é o coração de uma sonda de perfuração. A energia gerada pelo sistema é basicamente usada para três operações fundamentais; rotação da coluna, movimentação vertical da coluna e circulação de fluidos de perfuração.
Sistema de movimentação de cargas: No método rotativo a coluna é movimentada através de cabo de perfuração e dois conjuntos de polias: um estacionário no topo da torre ou mastro – o bloco de coroamento – e outro móvel – a catarina. A coluna se eleva quando é acionado o tambor do guincho onde se enrola o cabo de perfuração.
Sistema de rotação: Nas sondas convencionais a coluna de perfuração é girada pela mesa rotativa localizada na plataforma da sonda. O torque é transmitido a um tubo de parede externa poligonal – a Kelly – que fica enroscado à coluna de perfuração
Nas sondas equipadas com top drive a rotação é transmitida diretamente ao topo da coluna de perfuração por um motor acoplado à catarina. O conjunto desliza em trilhos fixados a torre, onde o torque é absorvido.
Quando perfuramos com motor de fundo, colocado logo acima da broca, o torque é gerado pela passagem de fluido de perfuração. Este motor pode ser de deslocamento ou de turbina.
Sistema de circulação: São equipamentos que permitem a circulação do fluido de perfuração, cuja função básica é transportar os cascalhos geados pela broca para a superfície.
Este se compõe em geral, de uma fase líquida (água ou óleo) e sólidos dispersos (argila, baritina, etc.). Para o bombeio deste fluido existem as chamadas bombas de lama, os tanques de tratamento e sucção além de dos equipamentos estratores de sólidos ou incorporados.

Fluidos de perfuração: As principais funções dos fluidos de perfuração são:

Limpar o fundo do poço dos cascalhos gerados pela broca e carrega-los para a superfície;
Exercer uma pressão hidrostática em frente às rochas de subsuperficie de modo a evitar a entrada de fluidos indesejáveis e o desmoronamento das paredes;
Resfriar e lubrificar a coluna de perfuração e a broca;
Alterar as propriedades da rocha produtora que impliquem em restrições ao fluxo de hidrocarbonetos;
Minimizar a corrosão dos equipamentos de perfuração com que tem conato;
Quanto a sua composição pode e existem vários tipos diferentes, pois são desenvolvidos de acordo com cada situação.
Figura extraída da apostila do programa de formação da Petrobras “perfuração de poços” autor Heitor Rodrigues de Paula Lima(RH/UP/ECTEP).


Os fluídos mais usados são à base de água, a perfuração a base de óleo, quando comparados com os de água, são geralmente mais caros e necessitam de maior controle de riscos ambientais.

Sistema de segurança do poço: Conhecido como BOP (blowout preventer), este conjunto de válvulas permite, quando necessário, desviar o fluxo que vem do espaço anular poço-coluna para áreas mais afastadas da plataforma da sonda.

Sistema de monitoração: São os equipamentos necessários ao controle dos parâmetros da perfuração manômetros, indicador de peso sobre a broca, indicador de torque, tacômetro etc.

Sistemas auxiliares: São os equipamentos que dão apoio aos sistemas anteriores: compressores para alimentar a rede pneumática da sonda; geradores de corrente alternada, para alimentação dos alojamentos e iluminação da sonda.

Sistema de subsuperficie: O sistema de subsuperficie é a própria coluna de perfuração. Seus principais componentes são os tubos de perfuração (drill pipes), os tubos de perfuração pesados (heavy-will drill pipes) e os comandos (drill collars). É o elemento que transmite peso, e em geral, a rotação para a broca, além de servir de conduto para o fluido de perfuração.

OPERAÇÕES ROTINEIRAS DE PERFURAÇÃO

Na perfuração convencional o poço é perfurado de tubo em tubo, ou seja, de 9 em 9 metros; na perfuração com top drive a perfuração é feita em seções de 27 em 27 metros.
Manobra: A manobra é a operação de retirada ou descida (parciais ou totais) da coluna de perfuração no poço. Ex. manobra para troca de broca: quando a broca não avança mais devido a seu desgaste, é necessário retirar toda a coluna de perfuração (de seção em seção) estaleirando-a na plataforma, trocar a broca por outra nova e desce-la novamente a profundidade da interrupção para reiniciar a circulação.

Circulação: É a operação de apenas circular fluido sem avançar na perfuração. É o que ocorre, por exemplo, quando existe um acúmulo de cascalhos no espaço anular potencialmente causador de prisão da coluna de perfuração. Nestes casos, para-se a perfuração e, com a broca um pouco acima do fundo do poço, circula-se o poço, a fim de promover uma limpeza do espaço anular.

Desmontagem/transporte/montagem da sonda (DTM): São as operações que se realizam no intervalo entre as perfurações de dois poços. Em terra, logo após o termino de u poço, a sonda deve ser desmontada em varias partes (cargas) utilizando-se de guindastes. As cargas são transportadas por carretas até a próxima locação, na ordem conveniente, onde são novamente montadas. O engenheiro deve estar atento para a ordem de desmontagem, transporte e montagem de modo a otimizar o DTM.
No mar a unidade de perfuração é movimentada entre locações por rebocadores (Jack up, semi-submersível) ou por propulsão própria (navio sonda).

CONTROLE DE VERTICALIDADE EM POÇOS VERTICAIS

Não existe poço rigorosamente vertical, pois o poço desvia-se naturalmente da vertical. Estes desvios devem ser quantificados e, se ultrapassarem certos limites de inclinações, normalmente 5º, ações corretivas devem ser implementadas no sentido de reduzir a sua inclinação. Poços verticais que se desviam bastante da vertical trazem problemas de mapeamento de sub superfície e podem atingir a profundidade final em uma posição bastante afastada do objetivo desejado. Estes poços são denominados tortuosos.
Existem várias causas que determinam à perfuração de um poço tortuoso. As mais importantes são a variação das características das formações (dureza, inclinação, etc.), mudança brusca no peso sobre a broca, diâmetro de poço grande para os comandos usados, perfuração com coluna não estabilizada e desbalanceamento dos parâmetros de perfuração (peso sobre broca e rotação). A mudança brusca na trajetória do poço traz sérios problemas à perfuração, tais como:

1. Desgaste por fadiga dos tubos de perfuração devido às tensões cíclicas causadas pela rotação do tubo num trecho de desvio excessivo;

2. Formação de chavetas, que são sulcos que aparecem no trecho de desvio excessivo, devido às ações de compressão e rotação dos tubos na parede do poço. No momento da retirada da coluna, os comandos podem ficar retidos nestes sulcos causando uma prisão de coluna;
3. Dificuldade na descida de colunas de revestimentos.

CONTROLE DE KICKS

Um kick é a invasão de um poço por fluídos da formação que esta sendo perfurada, ou de alguma outra já perfurada, porém não isolada do poço.
É um evento indesejável que, se não for adequadamente controlado, pode levar a perda de controle do poço, caracterizado por fluxo descontrolado de fluidos na superfície, o chamado blowout, que traz riscos de incêndio e perdas de todo o tipo.
A severidade de um kick, isto é, a dificuldade para controlá-lo, cresce com o aumento da diferença entre a pressão de poros da formação e com o aumento do volume de fluido que invade o poço, o volume ganho. Veremos brevemente algumas de suas causas e como controla-lo:
Um kick ocorre sempre que a pressão no poço, em frente à formação permeável, for menor que a pressão de poros dessa formação; esta é a causa básica dos kicks, chamaremos, porém, de causa dos kicks as situações que fazem com que aquela condição para ocorrência dos kicks exista, as principais são:

Densidade de fluido de perfuração (ou completação) insuficiente.
Falta de ataque durante a retirada da coluna. (a falta de ataque correto é uma das maiores causas de kicks).

Perda de circulação (perde-se o fluido injetado para vazios ou fraturas abertas nas formações, podendo ser parcial ou total).
Pistoneio (ocorre durante a movimentação para cima da coluna).
Gás dos cascalhos perfurados ou fluidos cortado por gás (ocorre um kick mais freqüente em poços rasos).

MÉTODOS DE CONTROLE DE KICKS

Para controlar um kick é necessário:
1. Fechar o poço e interromper a vazão;
2. Retirar o fluido invasor do poço sem permitir novas invasões. Para isto devemos manter a pressão em frente à zona que provocou o kick igual à pressão de poros mais uma pequena margem de segurança. Esta margem deve ser pequena ara evitar fraturamento da formação e pressões excessivas na superfície. Pode ser necessário aumentar a densidade da lama.
A maneira de realizar o item 2 é que caracteriza os vários outros métodos de controle, sendo os principais:
1.Método sondador: circula o fluido invasor usando a lama original/aumenta a densidade/circula a lama nova.
2. Método engenheiro: aumenta a densidade da lama e depois circula o fluido invasor.
3. Método simultâneo: circulo o fluido invasor e aumenta a densidade da lama simultaneamente. (não muito recomendado).
4. Método volumétrico: é usado quando o fluido invasor é gás e, além disso, não se pode circular, como nos casos de entupimento dos jatos a broca ou a coluna fora do poço. Neste método, aguarde-se a migração de gás até a superfície, fazendo sangrias no poço de modo a permitir a expansão controlada do gás.
PESCARIA

O termo peixe é constantemente usado na indústria do petróleo para se designar a qualquer objeto estranho que tenha caído partido ou ficado preso no poço, impedindo que as operações normais de perfuração se desenvolvam. A operação para recuperação ou liberação é conhecida como pescaria.

TESTEMUNHAGEM

A Cabo: Devido à necessidade de trazer a superfície os barriletes a cada 9, 18 ou 27 metros, a testemunhagem com barriletes convencionais, torna-se uma operação demorada e cara. A testemunhagem a cabo é processo desenvolvido para acelerar as operações. A diferença fundamental entre os dois processos é que o barrilete interno é uma parte removível do conjunto, podendo ser recuperado sem a necessidade de retirar toda a coluna. Logo após o corte do testemunho, um soquete fêmea é bombeado ara o fundo e se encaixa no soquete macho no topo do barrilete interno, que pode ser assim trazido para a superfície.
Uma limitação deste método é o tamanho do testemunho, o diâmetro do testemunho é bem menor que o barrilete convencional, assim este teste não é aplicável em certos testes de laboratórios.
Testemunho lateral: Algumas vezes, devido a mudanças inesperadas na coluna estratigráfica, algum intervalo de interesse passa despercebido durante a perfuração. Para testemunhar-se uma formação já perfurada, existem métodos de testemunhagem lateral, sendo ode ferramenta percursiva os mais usado; onde um cilindro oco é propelido para a formação através de um canhão. O cilindro, contendo amostra de rocha, fica preso no canhão através de um cabo de aço.

OPERAÇÕES ESPECIAIS DE PERFURAÇÃO

TESTE DE FORMAÇÃO

O teste de formação é uma das mais valiosas ferramentas usadas na indústria do petróleo para se avaliar um reservatório antes de completar o poço. Através desta operação pode-se calcular a pressão estática do poço, a vazão de produção, transmissibilidade, permeabilidade média efetiva, razão de dano entre outras características da formação. Com isto, alem de avaliar o potencial do reservatório, pode-se especificar os equipamentos de completação em função das pressões registradas ou decidir sobre os tratamentos mais eficazes de estimulação. Em suma, o teste de formação pode evitar tremendos gastos inúteis de tempo e dinheiro.
Os teste s de formação podem ser a poço aberto ou revestido. Alem disso os testes podem ser convencionais ou seletivos. Nos convencionais, o intervalo a ser testado esta entre o packer e o fundo do poço; no seletivo, o intervalo fica entre dois packers (ocorre quando este apresenta uma formação promissora apresentada pela perfilagem).
Atualmente esta em uso os equipamentos testadores dos fabricantes HALLIBURTON e JOHNSTON que são bastante semelhantes. Os equipamentos essenciais de uma coluna de teste de formação são (de baixo para cima):

Registrador externo de pressões: afetado somente pela pressão externa a coluna testadora; registra a pressão em função do tempo numa carta metálica;
Tubos perfurados: permitem a passagem dos fluidos da formação para o interior da coluna;
Packer: equipamento acionado por peso que expande um cilindro de borracha contra as paredes do poço, obstruindo completamente o espaço anular;
Registrador interno de pressões inferior: registra as pressões por dentro da coluna de teste, abaixo do conjunto de válvulas de teste; a carta devera apresentar quase o mesmo registro do registrador externo;
Conjunto de válvulas, operadas da superfície, abre ou fecham à coluna de teste;
Registrador interno de pressões superior: é afetado pela pressão interna da coluna acima do conjunto de válvulas;
Válvula de circulação reversa: quando aberta conecta o anular com o interior da coluna;

Embora ocorram em todos os poços perfurados, algumas operações, ditas especificas, não são contínuas, mas sim executadas somente em determinados momentos da perfuração. São elas as operações de perfilagem, revestimento e cimentação, que serão comentadas.

PERFILAGEM

É a operação realizada após a perfuração de uma fase do poço para obter uma imagem visual de uma ou mais características (ou propriedades) de uma formação em relação à profundidade. Tais imagens - perfis elétricos são obtidos através de um aparelho de perfilagem (sonda) descido a cabo até a profundidade de interesse. As propriedades medidas podem ser elétricas (resistividade elétrica, potencial eletroquímico natural), acústica (tempo de trânsito de ondas sonoras) e radioativas (radioatividade natural induzida).
Através da interpretação dos dados de perfis podemos conhecer a temperatura e a geometria do poço e a estrutura adjacente, e estimar a porosidade, litologia e resistividade das rochas e a resistividade da água dentro das formações, identificar os fluidos das formações e calcular a saturação de óleo, caso acorra.
Os serviços de perfilagem são executados por companhias especializadas contratadas, sendo seu acompanhamento normal feito por um geólogo. Os perfis com maior interesse para a perfuração são aqueles que indicam a geometria do poço, sua temperatura e a aderência do cimento. Em casos de prisão da coluna de perfuração, a unidade de perfilagem pode posicionar e detonar explosivos, visando o desenroscamento da coluna.
Os tipos de perfis são: raios gama – GR; neutrônico – NPHI; indução – ILD; sônico – DT; densidade – RHOB; existem outros perfis, com aplicações mais diversas, todos com o objetivo de melhor avaliar as formações geológicas. A perfilagem pode assim como o teste de formação ser realizado a poço aberto ou revestido.

COLUNAS DE REVESTIMENTO

Desde a antiguidade o homem perfurou poços na crosta terrestre, com diversos propósitos. Cedo identificou a necessidade de revesti-los para proteger suas paredes, garantindo assim a integridade do trecho perfurado e a continuidade dos trabalhos. Esse revestimento evoluiu das rudimentares proteções de alvenaria, adotadas em poços rasos e de grande diâmetro, passando pelas proteções de madeira como as adotadas pelo famoso Cel. Drake e suas perfurações na Pennsylvania, EUA, em 1859, considerado o marco divisor na evolução da engenharia de petróleo e pelos tubos de ferro fundido usados até algumas décadas atrás, até chegar aos atuais revestimentos por tubulações de aço especial, envolta por camada de cimento para a fixação e vedação externa.
Cada coluna de revestimento é composta de tubos com cerca de 11 metros cada, conectados individualmente no ato da descida, por enroscamento, com utilização de equipamentos próprios para o seu manuseio e aperto.
As características destes tubos (resistência à tração, resistência à pressão externa, resistência à colapso) dependem de seu diâmetro, da composição do aço e de espessura de sua parede.
Além dos tubos propriamente ditos, as coluna de revestimento são equipadas com acessórios, a maioria deles em função de sua posterior cimentação.
A composição da coluna descida em função das solicitações que sofrerá durante sua instalação e uso. A seleção do tipo de tubo a ser adotado é feita por meio de dimensionamento que especificará o tubo mais econômico a ser adotado, respeitados os fatores de segurança.

As funções da coluna de revestimento são:
1. Prevenir o desmoronamento das paredes do poço;
2. Evitar a contaminação de água;
3. Permitir o retorno de fluido de perfuração à superfície;
4. Prover meios de controle de pressões;
5. Permitir adoção de sistemas de fluido de perfuração diferente;
Impedir a migração de fluidos das formações;
Sustentar equipamentos de cabeça de poço; sustentar outra coluna de revestimento;
Isolar água da formação produtora;
Alojar equipamentos de elevação artificial;
Confinar a produção no interior do poço.

Características essenciais das colunas de revestimento:

Ser estanque (para garantir vedação);
Ter resistência compatíveis com as solicitações;
Ter dimensões compatíveis com as atividades futuras;
Ser resistente a corrosão e à brasão;
Apresentar facilidade de conexão (são descidos de 10 a 20 tubos por hora, a depender do tamanho da equipe);
Ter menor espessura possível;
Ainda existem outros tipos de revestimento, que são usados para diferentes finalidades como:
CONDUTOR: É o primeiro revestimento do poço, assentado a pequena profundidade (10 a 50 m), não devendo ultrapassar zonas de óleo ou gás.
REVESTIMENTO DE SUPERFICIE: Com comprimento variando entre 100 a 600 m, visa proteger de água e prevenir desmoronamentos; serve ainda como base de apoio para a cabeça do poço.
REVESTIMENTO INTERMEDIÁRIO: Tem finalidade de isolar e/ou proteger zonas de alta ou baixa pressão, proteger contra fluídos corrosivos e sua faixa de profundidade é bem vasta variando de 1000 a 4000 m.
REVESTIMENTO DE PRODUÇÃO: Como o próprio nome indica, é descido com a finalidade de prover meios de permitir os trabalhos de produção.
LINER: É uma coluna de revestimento que é descida e cimentada no poço visando cobrir apenas uma parte deste, o uso de liners é constante e crescente em função de suas características de economia, versatilidade e rapidez de operação.
TIE BACK: É a complementação de uma coluna de liner até a sua superfície, quando limitações técnicas ou operacionais exigirem proteção do revestimento anterior.

CIMENTAÇÃO

Denomina-se cimentação primária às cimentações das colunas de revestimento. Seu objetivo básico é colocar uma pasta de cimento não contaminada em determinada posição no espaço anular entre o poço e a coluna de revestimento, de modo a se obter uma vedação eficiente e permanente deste anular.
A cimentação secundaria são realizadas em operações emergenciais, visando permitir a continuidade das operações e são classificadas como:
Tampões de cimento; recimentação e compressão de cimento ou squeeze.
Os principais componentes do cimento portland são: óxido de cálcio, sílica, alumina e ferro, que combinados formam os seguintes compostos:
3Cao.SIOs2 (silicicato tricálcico ou alita, representado por C3A).
2CaO.SiO2 (silicicato dicalcico ou belita, reapresentado por C2A).
3CaO.AL2O3 (aluminato tricalcico ou celita, representado por C3A).
4CaO.AL2O3.Fe2O3 (ferro aluminato tetracalcio ou ferrita, representado por C4AF).

A proporção destes compostos determina suas propriedades, como resistência inicial, retardamento, calor de hidratação, resistência a sulfatos, etc.

PERFURAÇÃO DE POÇOS DIRECIONAL:

A perfuração direcional é a técnica de, intencionalmente, desviar a trajetória de um poço da vertical, para atingir objetivos que não se encontram diretamente abaixo da sua locação na superfície. Os poços direcionais são perfurados com várias finalidades, dentre as quais se destacam:
1. Controlar um poço em blowout através da perfuração de poços de alívio;
2. Atingir formações produtoras que estejam abaixo de locações inacessíveis, tais como rios, lagos, cidades, etc;
3. Desviar a trajetória do poço de acidentes geológicos, tais como domos salinos e falhas;
4. Perfurar vários poços de um mesmo ponto, como é o caso da produção através de plataformas marítimas;
5. Desviar poços que tiveram o trecho final perdido por problemas operacionais, como, por exemplo, a prisão da coluna de perfuração.

Ex: Poço horizontal Poço multilateral Poço jazida mais rasa e mais
profunda.
A) ELEMENTOS E PLANEJAMENTO DE UM POÇO DIRECIONAL

Os principais elementos de um poço direcional são a profundidade do ponto de desvio ou KOP (kick-off point), o afastamento horizontal, a direção locação-objetivo, a profundidade vertical final do poço e a inclinação do trecho reto inclinado.
Os poços direcionais podem ser agrupados em três tipos:

TIPO I - Neste tipo, o ponto de desvio é raso e o trecho inclinado prossegue até atingir o objetivo.

TIPO II - O ponto de desvio é também raso e o trecho inclinado prossegue até se conseguir o afastamento lateral projetado. O poço é trazido para a vertical e assim prossegue até atingir o objetivo.
TIPO III – É semelhante ao Tipo I, porém o objetivo é atingido na fase de crescimento de inclinação.

Atualmente, um tipo particular de poço direcional está em evidência por proporcionar um aumento da produtividade e da recuperação final de hidrocarbonetos. É o chamado poço horizontal. Este poço possui um trecho reto que é perfurado horizontalmente dentro da formação produtora, aumentando assim sua área de drenagem no reservatório. Existem também os poços de longo alcance, Extended-Reach Wells, onde o objetivo está bastante afastado horizontalmente da sua locação na superfície (existem poços onde este afastamento é de mais de 10 km), e os poços multilaterais, que são poços ramificados a partir de uma mesma locação na superfície.
Após a decisão sobre o tipo de poço direcional a ser perfurado, o seu curso é então planejado, tanto no plano vertical, definido pelas posições da locação e do objetivo, quanto no plano horizontal. Através de instrumentos que registram a direção e a inclinação do poço, o engenheiro do petróleo tem condições de interferir na trajetória do poço, e tomar providências para executá-lo conforme projetado.

B) INSTRUMENTOS DE ORIENTAÇÃO

Single Shot – Este instrumento é lançado por dentro da coluna, indo se alojar em um comando especial conhecido como ¨K-Monel¨, de material não magnético, acima da broca para registrar, numa única foto, a direção e a inclinação do poço, conseguidos através de uma bússola e um pêndulo, respectivamente. Após a tomada da foto, o instrumento é retirado a cabo para interpretação da leitura na superfície.
Multishot – Ao contrário do Single Shot, que registra apenas uma foto de cada vez, este instrumento registra um número grande de fotos por possuir um pequeno filme fotográfico. O instrumento é descido pelo interior da coluna até alojar-se no¨K-Monel¨.
Giroscópio – Neste instrumento, a bússola é substituída por um giroscópio. Ele é utilizado em situações nas quais existem interferências magnéticas, como é o caso de poços revestidos.
Atualmente existem ferramentas que permitem o registro contínuo e instantâneo da inclinação e da direção do poço. Um deles, conhecido como MWD (Measurement While Drilling), envia as informações de inclinação e direção através do fluido de perfuração, em forma de pulsos de pressão, que são captados e interpretados na superfície. Num outro tipo, o Steering Tool, a um cabo elétrico transmite as informações desejadas durante a fase em que o motor de fundo ou turbina é utilizado.
C) OPERAÇÃO DE DESVIO

Atingida a profundidade de desvio (KOP), a coluna de perfuração é retirada e desce-se uma coluna. O motor é operado pela circulação do fluido de perfuração que passa entre um estator solidário ao corpo do motor e um rotor acoplado à broca. Assim, parte da potência hidráulica é convertida em movimento rotativo da broca, enquanto que a coluna de perfuração permanece estacionária. Acima do motor de fundo está instalado um ¨sub¨ torto, cuja função é desviar o motor de fundo da vertical, apontando-o para a direção na qual o poço deve ser perfurado.
Esta coluna é descida no poço e então orientada para a direção desejada. Através do bombeio do fluido de perfuração a broca gira pela ação do motor de fundo e o poço vai gradativamente ganhando ângulo e se dirigindo para a direção desejada. Durante esta fase, registros de direção e inclinação do poço são tomados constantemente para determinação da trajetória do poço. Quando o operador julgar que o poço já se encontra na trajetória correta, retira a coluna com o motor de fundo e desce uma coluna normal de perfuração, com estabilizadores, e perfura até o objetivo final do poço. Se uma correção de trajetória se fizer necessária, o motor de fundo é descido novamente e orientado.
A utilização de motores de fundo em associação com o MWD tornou as operações de desvio mais simples e econômicas. O motor de fundo, chamado de steerable, possui uma reflexão no seu corpo para ter o mesmo efeito do¨bent-sub¨. Quando o operador deseja alterar a trajetória do poço, ele orienta a coluna na direção desejada e perfura utilizando apenas o motor de fundo. Quando a direção é atingida, a perfuração prossegue utilizando também a mesa rotativa, perfurando sem manobra, em linha reta.

PERFURAÇÃO MARÍTIMA

As primeiras unidades de perfuração marítima (UPM) eram simplesmente sondas terrestres montadas sobre uma estrutura para perfurar em águas rasas. Eram empregadas as mesmas técnicas utilizadas em terra, que funcionaram com sucesso por algum tempo. Mas a necessidade de se perfurar em águas mais profundas fez surgir novos tipos de equipamentos e técnicas especiais orientadas especificamente à perfuração marítima.

TIPOS DE UNIDADES

Existem basicamente dois tipos de Unidades de Perfuração Marítima : as com o BOP na superfície , tais como as Plataformas Fixas, as Auto-Eleváveis, as Submersíveis e as Tension Legs. E as com BOP no fundo do mar, conhecidas como unidades flutuantes, tais como as semi-submersíveis e os navios sonda.
O emprego de cada um destes tipos fica condicionado à lâmina d’água , condições do mar, relevo do fundo do mar, finalidade do poço, disponibilidade de apoio logístico e, principalmente, à relação custo / benefício.
Plataformas Fixas: Preferidas nos campos localizados em lâminas d’água de até 300 metros. São responsáveis por grande parte do petróleo produzido no mar.São moduladas em aço que são instaladas no local de operação com estacas cravadas no fundo do mar. Devidos aos altos custos envolvidos no projeto, construção e instalação da plataforma, sua aplicação se restringe ao desenvolvimento de campos já conhecidos.
Recebe todos os equipamentos de perfuração, estocagem de materiais, alojamento de pessoal, bem como todas as instalações necessárias para a produção dos poços.

Plataformas Auto-eleváveis: São constituídas por uma balsa equipada com estruturas de apoio, ou pernas, que mecanicamente ou hidraulicamente movimentam-se para baixo até atingirem o fundo do mar, em seguida inicia-se a elevação da plataforma acima do nível do mar fora da ação das ondas.
São plataformas móveis, sendo transportadas por rebocadores ou com propulsão própria, destinadas à perfuração de poços exploratórios na plataforma continental, em lâminas d’água que variam de 5 a 130 metros.
Plataformas Submersíveis: Constam de uma estrutura montada sobre um flutuador. Utilizadas basicamente em águas calmas, rios e baías com pequena lâmina d’água. São deslocadas com o auxílio de rebocadores. São lastreadas no fundo do mar.

PLATAFORMAS FLUTUANTES

Plataformas Semi-Submersíveis: Compostas por um ou mais conveses, apoiada por colunas em flutuadores submersos São equipadas com Sistema de Posicionamento Dinâmico (sem ligação física com o mar) ou Sistema de Ancoragem (com ligação física com o fundo do mar). São auto-propulsadas. Podem trabalhar em condições de mar mais severas do que os navios-sonda

Navios-Sonda (FPSO) (Floating, Production, Storage and Offloading): Projetados especialmente para perfuração. Pode ou não ser auto-propulsada. Eles possuem uma abertura no centro do casco por onde passa a coluna de perfuração. O navio aliviador é um petroleiro que atraca na popa da FPSO para receber petróleo que foi armazenado em seus tanques e transportá-lo para terra. O gás comprimido é enviado para terra através de gasodutos e/ou reinjetado no reservatório.

Plataforma Tension Leg (Plataforma de pernas atirantadas): São usadas para desenvolvimento de campos. Estrutura bastante similar à plataforma semi-submersível, sendo que as pernas principais são ancoradas no fundo do mar por meio de cabos tubulares. A flutuação da plataforma possibilita que as pernas mantenham-se tracionadas, reduzindo severamente o movimento da plataforma.

SISTEMAS DE POÇOS SUBMARINOS

A perfuração de poços de petróleo no mar apresenta dois aspectos diferentes: a perfuração com o BOP na superfície ( plataformas fixas e auto-eleváveis) e a com BOP no fundo do mar ( plataformas flutuantes )
Devido ao alto grau de liberdade dos movimentos da Unidade Marítima de produção durante as operações o retorno do fluido de perfuração é feito através de uma coluna chamada Riser que se estande até a unidade.
As colunas de revestimento são sempre ancoradas no fundo do mar evitando sobrecarga na sonda, resultando em maior estabilidade e facilidades para abandono do poço.
Nos sistemas de cabeça de poço para plataformas fixas e auto-eleváveis há necessidade de um cabeçal de superfície, que tem a função de vedação secundária e de sustentação de peso dos tubos de revestimentos que se encontram acima do fundo do mar.Se o poço não for completado para produção logo após a perfuração, ele será abandonado temporariamente e temponado. Após a cimentação do revestimento de superfície descem o BOP e o Riser.
Os compensadores de movimentos são utilizados na sustentação da coluna de perfuração, mantendo constante o peso sobre a broca. Constituem-se de sistemas hidráulico-pneumáticos que funcionam utilizando grande volume de ar comprimido. A expansão e compressão do ar com um volume adequado faz com que, mesmo quando o pistão se desloca acompanhando o movimento da plataforma.



































6 comentários:

kedma disse...

olá meu nome é kedma estou cursando um curo profissionalizante de petroléo e gás moro no amazonas onde você deve saber que esta sendo explorado o gás do urucu assim como petroléo também, portanto gostaria de saber se podemos trocar informações sobre o assunto petroléo e gás.meu email é lima.kedma@gmail.com

Bruno Nery disse...

Boa noite!!! Meu nome é Bruno Nery, estou cursando técnico em petróleo e gás, ministrado pelo senai cetind. iniciei um prototipo de uma sonda. A SN1 " SONDA NERY 1 ", e estou com algumas duvidas. ai vai um pequeno video do prototipo: http://www.youtube.com/watch?v=yAPZZ1hOHkU&feature=related

ficaria grato se pudesse esclarecer algumas duvidas. bruno_nery508@hotmail.com

li-mr disse...

Boa tarde! Meu nome é Lídia e estou cursando Engenharia de Petróleo. Gostaria de saber se vocês tem mais alguma informação e/ou material sobre brocas de perfuração.
Agradeço pela disponibilização de informações no site e deantemão a atenção dispensada ao meu pedido.

lidiamuniz@hotmail.com

Lídia.

cleiton pereira disse...

Boa noite! Me chamo Cleiton Pereira, estou cursando o sexto periodo de Engenharia de Petróleo e Gás, estou precinsando desenvolver um projeto com o seguinte tema; Solução de baixo custo para intervenção de poços de petróleo. Estou com dúvidas de vários assuntos e gostaria se possível que envia-se para mim algum material a respeito, para que eu possa caleriar minhas idéias. Agradeço pela atenção e espero que seu blogger continue nos dando informações importantes a respeito de nosso principal assunto o mundo do petróleo.
Meu e-mail; cleiton.reis@oi.com.br

Anaí disse...

rediaseOlá, estou cursando Petróleo e Gás (Superior) na cidade de Santos/SP e é meio difícil vc achar um site onde tem esses assuntos bem explicados, ricos de informação... Gostei muito do blog, parabéns!

Roberto Junior disse...

oi meu nome é Luiz Roberto. estou cursando o 5º Periodo de Tecnológo em Petróleo e Gás em Manaus, é um curso superior e minha duvida é? Qual o conselho mais apropriado para o curso para fins de mão-de-obra? Porque aqui na faculdade o conselho é o CRQ, com minimas condições de trabalhos na área..

Parabéns pelo Blog...
grato!!!
Luiz_roberto.jr2@hotmail.com