fluÍdo de perfuraÇÃo
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FLUÍDO DE PERFURAÇÃO E MANOBRAS DE PERFURAÇÃO
FLUIDO DE PERFURAÇÃO
Misturas complexas de sólidos, líquidos,
produtos químicos e, por vezes, até gases.Do ponto de vista químico, eles podem
assumir aspectos de suspensão, dispersãocoloidal ou emulsão, dependendo do
estado físico dos componentes.Os fluidos de perfuração devem ser
especificados de forma a garantir umaperfuração rápida e segura.
FLUIDO DE PERFURAÇÃO
O fluido de perfuração deverá apresentar as seguintes
características:Ser estável quimicamente;Estabilizar as paredes do poço;Facilitar a separação dos cascalhos na superfície;
Manter os sólidos em suspensão quando estiver em
repouso;Ser inerte em relação a danos às rochas produtoras;
Aceitar qualquer tratamento, físico e químico;Ser bombeável;Apresentar baixo grau de corrosão e de abrasão em
relação à coluna de perfuração e demais equipamentos
do sistema de circulação;Facilitar as interpretações geológicas do material retirado
do poço;Apresentar custo compatível com a operação.
CRITÉRIOS PARA ESCOLHA DO
FLUIDO DE PERFURAÇÃO
Tipo de formação a ser perfurada;
Faixa de temperatura e pressão a ser
encontrada no poço;Tipo da avaliação da formação necessária;A qualidade da água disponível;Considerações de meio-ambiente (por
exemplo, é proibido uso de fluido à base
óleo diesel em operações marítimas);
Custos.
TIPOS DE FLUIDOS DE PERFURAÇÃO
Líquidos– Base Água.– Base Óleo.
Mistura Gás-Líquido– Espuma.– Fluido Aerado.
Gás
–Ar
–N 2
COMPOSIÇÃO DO FLUIDO À BASE
ÁGUA
80% de água com diferentes salinidades
6% óleo diesel – lubricidade.3% sólidos ATIVOS (efetados pela
presença de água) de baixo pesoespecífico – viscosificantes5% sólidos INATIVOS de baixo peso
específico – aumentam viscosidade e
densidade.6% sólidos de alto peso específico –
adensantes.
FLUIDO A BASE ÁGUA
A principal função da água é promover o meio
de dispersão para os materiais coloidais.A água pode ser doce, dura ou salgada:– Doce: salinidade inferior a 1000 ppm de NaCl
equivalente– Dura: presença de sais de cálcio e magnésio
dissolvidos altera desempenho dos aditivos.
– Salgada: salinidade superior a 1.000 ppm de
NaCl equivalente.Os fatores a serem considerados na seleção daágua de preparo são: disponibilidade, custo detransporte e de tratamento, tipos de formações
geológicas e produtos químicos que comporão ofluido.
COMPOSIÇÃO DO FLUIDO À BASE
ÓLEO
54% óleo diesel.4% CaCl ou NaCl – inibidor de argilas
230% água.3% sólidos de baixo peso específico –
aditivos do fluido.9% sólidos de alto peso específico.
FLUIDO À BASE ÓLEO
Devido ao alto custo inicial e grau de
poluição, os fluidos à base de óleo sãoempregados com menor freqüência do queos fluidos à base de água.Possuem grau de inibição elevado em
relação às rochas ativas.Baixíssima taxa de corrosão.Grau de lubricidade elevado.Baixíssima solubilidade de sais inorgânicosPropriedades controláveis até ˜ 260°C
FLUIDO À BASE GÁS
Usados em zonas com perdas de circulação
severas e formações produtoras compressão muito baixa ou com grande
susceptibilidade a danos.Usados também em formações muito duras
como o basalto e em regiões com escassezde água ou regiões glaciais com camadasespessas de gelo.Perfuração com ar puro : utiliza apenas arcomprimido ou nitrogênio como fluido, tendoaplicação limitada a formações que nãoproduzam elevadas quantidades de água,nem contenham hidrocarbonetos.
FLUIDO À BASE GÁS
Perfuração com névoa : uma mistura de águadispersa no ar é empregada quando sãoencontradas formações que produzem água emquantidade suficiente para comprometer aperfuração com ar puro.Em geral é executada em conjunto com a
perfuração com ar.Perfuração com espuma: é uma dispersão de gásem líquido, com a fase contínua constituída por umfilme delgado de uma fase líquida estabilizadaatravés de um tensoativo chamado espumante.O emprego é justificado quando se necessita de uma
eficiência elevada de carreamento dos sólidos, uma
vez que ela apresenta alta viscosidade.
SISTEMA DE CIRCULAÇÃO DEFLUIDOS
MANGUEIRATUBO BENGALA DE LAMA
CABEÇA DE INJEÇÃOBOMBA DE LAMA (SWIVEL)
LINHA DE RECALQUE KELLY
LINHA DE SUCÇÃOTUBO DE PERFURAÇÃO
LINHA DE DESCARGA
ESPAÇO ANULAR
POÇO PENEIRADE LAMA
TANQUE DELAMA JATOS DA BROCA
EQUIPAMENTOS DE CIRCULAÇÃO
DO FLUIDO DE PERFURAÇÃO
BOMBAS DE LAMA TANQUES DE LAMA
EQUIPAMENTOS DE EXTRAÇÃO DESÓLIDOS
DESGASEIFICADOR
MUD CLEANER
DESSILTADOR
DESAREADORPENEIRAS DE LAMA
CENTRÍFUGACENTRÍFUGA
PENEIRA DE LAMA
DESAREADOR E DISILTADOR
(HIDROCICLONES)
4” a 5”
8” a 20”
MUD CLEANER
DESGASEIFICADOR
OPERAÇÕES NORMAIS DE
PERFURAÇÃO
Durante o processo de perfuração de um
poço, temos como principais operações
realizadas:Alargamento e Repassamento;Conexão, Manobra e Circulação;
Revestimento do Poço;Cimentação do Poço;Perfilagem;Movimentação da Sonda.
ALARGAMENTO E REPASSAMENTO
Esta operação se caracteriza por se perfurar
o poço com uma broca de diâmetro maior
que a utilizada para a sua perfuração.
É possível a realização das operações deperfuração e alargamento simultaneamente
com um alargador posicionado acima dabroca (ver Alargadores – acessórios da
coluna de perfuração – no MÓDULO III).Durante o repassamento, temos baixos pesoe rotação na broca Evitar desgaste.
CONEXÃO, MANOBRA E
CIRCULAÇÃO
No momento em que o topo do Kelly (ou TopDrive) atinge a mesa rotativa durante a
perfuração, torna-se necessário o acréscimo
de um novo tubo de perfuração à coluna.
Esta operação é conhecida como conexão e,
no caso de perfuração normal, se realiza do
seguinte modo:O tubo a ser acrescentado é colocado em
local apropriado junto à mesa rotativa. Eleva-se o Kelly até o primeiro tubo de perfuração
aparecer e coloca-se a cunha na coluna para
que o seu peso fique sustentado pela mesarotativa.
CONEXÃO, MANOBRA E
CIRCULAÇÃO
Desconecta-se o kelly da coluna e oconecta ao tubo de perfuração a ser
adicionado.Eleva-se o conjunto kelly - tubo de
perfuração e o conecta novamente àcoluna.Retira-se a cunha e desce-se a coluna atéo Kelly encaixar na mesa rotativa e volta-
se a perfurar.No caso de perfuração com Top Drive aoperação é semelhante.
CONEXÃO, MANOBRA E
CIRCULAÇÃO
A retirada da coluna se faz elevando-se a
coluna e colocando a cunha para o peso
desta ser sustentado pela mesa rotativa.
Desconecta-se a seção, geralmente
composta por três tubos. A descida é uma
operação idêntica, na seqüência inversa.
A circulação consiste em se manter a
broca pouco acima do fundo do poço e
apenas circular o fluido de perfuração pararemover os cascalhos do espaço anular. É
normalmente feita antes da manobra,
perfilagem ou descida do revestimento.
REVESTIMENTO DO POÇO
TÍPICO DA BACIA DE SANTOS
REVESTIMENTO DO POÇO
Constitui uma das parcelas mais expressivas docusto da perfuração de um poço de petróleo (15 a
20% no mar, podendo chegar a 50% em terra).O número de fases e o comprimento das colunas
de revestimento são determinados em função daspressões de poros e de fratura previstas.
Estas pressões que indicam o risco de prisão da
coluna por diferencial de pressão, ocorrência dekicks, desmoronamento das paredes do poço ou
perda do fluido de perfuração para as formações.
A composição de cada coluna é função das
solicitações previstas durante sua descida no
poço e ao longo de sua vida útil.
FUNÇÕES DA COLUNA DE
REVESTIMENTO
Prevenir o desmoronamento das paredes
do poço.Evitar a contaminação da água potável doslençóis freáticos mais próximos à
superfície.Permitir o retorno do fluido de perfuração àsuperfície.Prover meios de controle de pressões dosfluidos, permitindo aplicação de pressão
adicional desde a superfície.
FUNÇÕES DA COLUNA DE
REVESTIMENTO
Permitir a adoção de sistema de fluido de
perfuração diferente, mais compatível comas formações a serem perfuradas adiante.
Impedir a migração de fluidos das
formações.Sustentar os equipamentos de segurança
de cabeça de poço.Sustentar outra coluna de revestimento.Alojar os equipamentos de elevaçãoartificialConfinar a produção ao interior do poço.
CARACTERÍSTICAS ESSENCIAIS DAS
COLUNAS DE PERFURAÇÃO
Ser estanque.Apresentar facilidades de conexão /desconexão.Ser resistente à corrosão e à abrasão.Ter a menor espessura possível.Ter resistência compatível com as
solicitações.Ter dimensões compatíveis com as
atividades futuras.