Completação de poços de Petróleo - Eng. Luiz Eduardo Trindade

COMPLETAÇÃO DE POÇOS Engo. Luiz Eduardo Trindade

Completação de Poços

A Completação de poços consiste no conjunto de serviços efetuados no poço desde o momento em que a broca atinge a base da zona produtora de produção.


A Completação de poços consiste no conjunto de serviços efetuados no poço desde o momento em que a broca atinge a base da zona produtora de produção.


Transformação do esforço de perfuração perfur ação em uma unidade produtiva completamente equipada e com...


...os requisitos de segurança atendidos, pronta para produzir óleo e gás, gerando receitas.


CATEGORIAS BÁSICAS DE COMPLETAÇÃO


AO POSICIONAMENTO DA CABEÇA DE PRODUÇÃO


COMPLETAÇÃO SECA Poços situados em campos terrestres ou em laminas d’água rasas. Neste caso os equipamentos de

superfície (cabeça de produção e árvore de natal) são instalados apoiados diretamente sobre o solo ou numa plataforma fixa que transmite os carregamentos para o fundo do mar.


COMPLETAÇÃO MOLHADA em laminas d’água profundas e ultra -profundas, onde seria inviável trazer a cabeça de poço até a superfície, a instalação é feita no fundo do mar, utilizando-se árvore de natal molhada (ANM).


Produção em Terra


Ao posicionamento da cabeça de produção Completação seca – poços situados em campos terrestres ou em laminas d’água rasas. Neste caso os equipamentos de superfície (cabeça de produção

e árvore de natal) são instalados apoiados diretamente sobre o solo ou numa plataforma fixa que transmite os carregamentos para o fundo do mar. Completação molhada – em laminas d’água profundas e ultra -profundas, onde seria inviável trazer a cabeça de poço até a superfície, a instalação é feita no fundo do mar, utilizando-se árvore de natal molhada (ANM).


Plataforma auto-elevável Jack-up (PA) Fornece uma plataforma de perfuração fixa não afetada pelas condições de tempo; Permite posicionamento em áreas com restrição no fundo do mar; Baixo custo; Perfura em lamina d’água até

100 m; Não é necessário compensador de movimento. Completação de Poços

Sonda Semi-submersível (SS)

Plataforma estável, trabalha em condições de mar e tempo mais severas que o navios sonda; Pode ser ancorada ou de posicionamento dinâmico.


Navio de posicionamento dinâmico (NS) - Mantém posicionamento sem uso de sistema de ancoragem; - Menos estável que a sonda semi-submersível (SS); - Propulsão própria; - Limite de lamina d’água maior que a SS; - É necessário compensador de movimento. Completação de Poços

Navio de posicionamento dinâmico (NS) - Mantém posicionamento sem uso de sistema de ancoragem; - Menos instável que a sonda semi-submersível (SS); - Propulsão própria; - Limite de lamina d’água maior que a SS; - É necessário compensador de movimento.


À INTERFACE ENTRE A COLUNA E RESERVATÓRIO:

a) Completação a poço aberto b) Liner rasgado ou canhoneado c) Revestimento canhoneado

. Completação de Poços

COMPLETAÇÃO A POÇO ABERTO A completação a poço aberto é freqüentemente utilizada em espessas seções de reservatórios constituídos por tipos de rochas bem firmes. É o método mais antigo de completação de poços.


AS VANTAGENS DA COMPLETAÇÃO A POÇO ABERTO 

A zona de interesse inteira é aberta para a coluna; Não há gasto com canhoneio do revestimento; Drawdown pode ser reduzido por causa da larga área de fluxo; 

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VANTAGENS DA COMPLETAÇÃO A POÇO ABERTO Há uma redução no custo do revestimento; O poço pode ser facilmente aprofundado; A completação pode ser facilmente convertida; Pelo fato de não haver revestimento, não há risco de haver dano à formação causada pelo cimento. 

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DESVANTAGENS DA COMPLETAÇÃO A POÇO ABERTO 

Formações que apresentam grandes razões gásóleo / água-óleo normalmente não podem ser controladas porque todo o intervalo é aberto para produção; O controle do poço durante a completação pode ser mais difícil; A técnica não é aceitável para formações constituídas por reservatórios separados que contêm fluidos com propriedades incompatíveis;

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DESVANTAGENS DA COMPLETAÇÃO A POÇO ABERTO As diversas zonas dentro do intervalo de completação não podem ser facilmente selecionadas; Este tipo de completação vai requerer freqüentes limpezas se houver produção de areia ou se a formação não estiver estável. 

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LINER RASGADO OU CANHONEADO Para controlar problemas de desmoronamento, foram colocados tubos com fendas ou telas na parte inferior do poço como um filtro de areia. Para areias muito finas são colocadas telas de arame. Esta técnica é um método de controle de areia razoavelmente eficaz. Algumas vezes este é o único método de controle de areia que pode ser usado por causa da perda de pressão e considerações sobre a geometria do poço.


DESVANTAGENS DA COMPLETAÇÃO COM LINER RASGADO OU CANHONEADO - O movimento da areia para a coluna faz com que haja um impedimento da permeabilidade devido a mistura de diferentes de tamanhos de grãos; - Grãos de areia finos tendem a obstruir a tela; - A tela pode sofrer desgaste devido à movimentação da areia; - Um suporte ineficaz da formação pode causar desabamento.


REVESTIMENTO CANHONEADO O método mais comum de completação envolve cimentação do revestimento na área de interesse, onde a comunicação com a formação é feita através de buracos perfurados no revestimento e no cimento, denominados canhoneados.


AS VANTAGENS PARA UTILIZAÇÃO DESTE TIPO DE COMPLETAÇÃO Operações mais seguras; Seleção mais segura das zonas a serem completadas; Redução da relevância de estragos causados pela perfuração; Facilitação da estimulação seletiva; Possibilidade de completação em zonas múltiplas; Planejamento mais fácil de operações de completação. 

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AO MÉTODO DE PRODUÇÃO:

Surgente Elevação artificial


COMPLETAÇÃO PARA POÇOS COM BOMBAS A completação também é classificada de acordo com o método de produção e o número de zonas produzidas. Poços equipados com bombas de fundo são completados com anular aberto através do qual o gás vai para a superfície. Todos os sistemas de bombeamento se tornam ineficientes na presença de gás.


AO NÚMERO DE ZONAS COMPLETADAS: a) Simples b) Seletiva c) Múltiplas

. Completação de Poços

COMPLETAÇÃO DE MÚLTIPLAS ZONAS Para completação de múltiplas zonas o principal é saber o que se deseja produzir. Quando um poço encontra mais de uma zona de interesse, a decisão deve ser tomada frente aos seguintes aspectos:


- Produzir

as zonas individualmente, uma depois da outra, através de uma linha única; - Completar o poço com várias linhas e produzir várias zonas simultaneamente; - Misturar várias zonas numa única completação; ou - Produzir uma única zona por esse poço, e perfurar poços adicionais para as outras acumulações;


Regra básica de um projeto de Completação: SEJA SIMPLES Utilize sempre a alternativa mais simples que atende aos requisitos técnicos e econômicos, e de segurança para a Completação de um poço


FASES DE UMA COMPLETAÇÃO 1 - INSTALÇAO DOS EQUIPAMENTOS DE SEGURANÇA 2 - CONDICIONAMENTO DO POÇO 3 - AVALIAÇÃO DA QUALIDADE DA CIMENTAÇÃO 4 - PERFIL CBL/VDL 5 - CANHONEIO 6 – INSTALAÇÃO DA COLUNA DE PRODUÇÃO 7 - INDUÇÃO DE SURGÊNCIA


INSTALÇAO DOS EQUIPAMENTOS DE SEGURANÇA É a primeira fase da completação e visa possibilitar o acesso ao interior do poço, com toda a segurança necessária, para execução das demais fases.


INSTALÇAO DOS EQUIPAMENTOS DE SEGURANÇA Cabeça de produção - equipamento que fica conectado, através de parafusos e flanges, à cabeça de revestimento e ao preventor de erupções (BOP), tendo como função principal servir de apoio à coluna de produção que será descida numa fase posterior da completação, por meio de um suspensor.


INSTALÇAO DOS EQUIPAMENTOS DE SEGURANÇA




INSTALÇAO DOS EQUIPAMENTOS DE SEGURANÇA BOP (Blow Out Preventer) - é um equipamento instalado sobre a cabeça de produção e tem com objetivo fundamental permitir o fechamento do poço com segurança no caso de um fluxo inesperado da formação.








CONDICIONAMENTO DO POÇO Deixar o interior do revestimento de produção gabaritado e em condição de receber os equipamentos necessários.


CONDICIONAMENTO DO POÇO


AVALIAÇÃO DA QUALIDADE DA CIMENTAÇÃO A cimentação destina-se a promover vedação hidráulica entre os diversos intervalos permeáveis, ou até mesmo dentro de um único intervalo permeável, impedindo a intercomunicação de fluidos por detrás do revestimento, bem como propiciar suporte mecânico ao revestimento.


AVALIAÇÃO DA QUALIDADE DA CIMENTAÇÃO Problemas gerados pela má cimentação: - Produção de fluidos indesejáveis devido a proximidade dos contatos óleo/água ou gás/óleo; - Teste de avaliação das formações incorretos; - Prejuízo no controle dos reservatórios; - Operações de estimulação mal sucedidas, com possibilidades inclusive de perda do poço.


AVALIAÇÃO DA QUALIDADE DA CIMENTAÇÃO Problemas gerados pela má cimentação:


AVALIAÇÃO DA QUALIDADE DA CIMENTAÇÃO Recimentação:


PERFIL CBL/VDL

O sistema usado para perfilagem acústica é composto basicamente basicamente por um transmissor, um receptor e um aparelho de medição.


PERFIL CBL/VDL


PERFIL CBL/VDL

Sinal do revestimento

Sinal de formação


CANHONEIO

É uma operação que tem por finalidade colocar a formação produtora em contato com o interior do poço revestido, através de perfurações, com potentes cargas explosivas.


CANHONEIO


CANHONEIO


INSTALAÇÃO DA COLUNA DE PRODUÇÃO

A coluna de produção é constituída basicamente por tubos metálicos, onde são conectados os demais componentes e descida pelo interior do revestimento.


INSTALAÇÃO DA COLUNA DE PRODUÇÃO FINALIDADES BÁSICAS DA COLUNA DE PRODUÇÃO

Conduzir os fluidos produzidos até a superfície, protegendo o revestimento contra fluidos agressivos e pressões elevadas;



Permitir a instalação de equipamentos para a elevação artificial;



Possibilitar a circulação de fluidos para o amortecimento do poço em intervenções futuras.


INSTALAÇÃO DA COLUNA DE PRODUÇÃO FATORES QUE INFLUENCIAM NO PROJETO DA COLUNA DE PRODUÇÃO

- Local do poço (terra ou mar) - Sistema de elevação (surgente ou elevação artificial) - Características do fluido e formação - Vazão de produção e número de zonas produtoras;


INSTALAÇÃO DA COLUNA DE PRODUÇÃO


COLOCAÇÃO DO POÇO EM OPERAÇÃO - POÇOS SURGENTES - POÇOS NÃO-SURGENTES


COLOCAÇÃO DO POÇO EM OPERAÇÃO POÇOS SURGENTES

Indução de Surgência - É o conjunto de operações que visa reduzir a hidrostática do fluido de completação a um valor inferior à pressão estática da formação, de um modo que o poço tenha condições de surgência.


INDUÇÃO DE SURGÊNCIA

As operações de indução de surgência são as seguintes:


INDUÇÃO DE SURGÊNCIA Indução através das válvulas de gás-lift - Com válvulas de gas-lift, o gás é injetado inicialmente no espaço anular, passando posteriormente para o interior da coluna, de forma controlada, através de válvulas especiais (válvulas de gas-lift).



Indução através de flexitubo - No flexitubo o gás é injetado por um tubo flexível descido pelo interior da coluna de produção.


INDUÇÃO DE SURGÊNCIA Indução pela substituição do fluido – Este método utiliza-se da substituição do fluido da coluna por um fluido mais leve, podendo ser óleo diesel ou nitrogênio



Indução por pistoneio – O pistoneio consiste na retirada gradativa do fluido do poço, através de um pistão descido a cabo


COLOCAÇÃO DO POÇO EM OPERAÇÃO POÇOS NÃO-SURGENTES Quando o poço não tem condições de produzir por surgência, dá-se a partida no equipamento de elevação artificial e efetuam-se testes para verificar a eficiência dos equipamentos.


PRINCIPAIS COMPONENTES DA COLUNA DE PRODUÇÃO • Tubos de produção • Shear -out • Hydro-trip • Nipples de assentamento • Camisa deslizante (sliding sleeve) • Check valve • Packer de produção • Unidade selante • Junta telescópica (TSR) • Mandril de gas-lift • Válvula de segurança de subsuperfície (DHSV). Completação de Poços

PRINCIPAIS COMPONENTES DA COLUNA DE PRODUÇÃO Tubos de produção - Equipamento básico da coluna de produção - Maior custo entre os equipamentos de subsuperfície - Estanque (vedação metal-metal) - Dimensionamento - Diâmetro do revestimento de

produção, vazão esperada, tipo de fluido produzido e esforços suportados (tração, colapso e pressão interna)


PRINCIPAIS COMPONENTES DA COLUNA DE PRODUÇÃO Tubos de produção


PRINCIPAIS COMPONENTES DA COLUNA DE PRODUÇÃO Tubos de produção


PRINCIPAIS COMPONENTES DA COLUNA DE PRODUÇÃO Packer de Produção O obturador, ou packer, tem a função básica de promover a vedação do espaço anular entre o revestimento e a coluna de produção, numa determinada profundidade, podem ser hidráulicos ou mecânicos.


PRINCIPAIS COMPONENTES DA COLUNA DE PRODUÇÃO Packer de Produção

Packer Hidráulico – São assentados ao revestimento através de pressurização da coluna Packer Mecânico – São assentados ao revestimento através de rotação e peso (tração ou compressão)


PRINCIPAIS COMPONENTES DA COLUNA DE PRODUÇÃO Objetivos do Packer de Produção - Proteger o revestimento (acima dele) contra pressões da formação e fluidos corrosivos; - Possibilitar a injeção controlada de gás, pelo anular, nos casos de elevação artificial por gas-lift. - Permitir a produção seletiva


PRINCIPAIS COMPONENTES DA COLUNA DE PRODUÇÃO Constituição do Packer de Produção Os packers são constituídos por borrachas de vedação, cunhas, pinos de cisalhamento para assentamento e pinos (ou anel) de cisalhamento para desassentamento, podem ser recuperáveis ou permanentes.


PRINCIPAIS COMPONENTES DA COLUNA DE PRODUÇÃO Elementos de vedação (borrachas do packer HHL)

Conjunto de ancoragem do packer modelo HHL

Packer de Produção Completação de Poços

PRINCIPAIS COMPONENTES DA COLUNA DE PRODUÇÃO Mandril de gás-lift

Os mandris de gas-lift são os componentes da coluna de produção que servem para alojar as válvulas que permitirão a circulação de gás do espaço anular para a coluna de produção.


EQUIPAMENTOS DE SUPERFÍCIE São os equipamentos responsáveis pela ancoragem da coluna de produção, pela vedação entre a coluna e o revestimento de produção e pelo controle do fluxo de fluidos na superfície. - Cabeça de produção - Árvore de natal convencional (ANC) - Árvore de natal molhada (ANM)


INTERVENÇÃO EM POÇOS Ao longo da vida produtiva dos poços, geralmente são necessárias outras intervenções posteriores à completação, designadas genericamente de workover, com o objetivo de manter a produção ou eventualmente melhorar a produtividade.


INTERVENÇÃO EM POÇOS

INVESTIMENTO E MANUTENÇÃO


INTERVENÇÃO EM POÇOS Investimento - É o conjunto de operações efetuadas durante a primeira intervenção em uma determinada Formação atravessada por um poço, após a conclusão dos trabalhos de exploração e perfuração, visando a sua avaliação e posterior produção e/ou injeção de fluídos


INTERVENÇÃO EM POÇOS INVESTIMENTO Avaliação

Completação Recompletação


INTERVENÇÃO EM POÇOS INVESTIMENTO Avaliação - Atividade executada visando definir os parâmetros da formação (permeabilidade, dano, etc), verificar a procedência dos fluídos e o índice de produtividade (IP) ou injetividade (II) dos poços.


INTERVENÇÃO EM POÇOS As principais atividade de avaliação:

TFR (Teste de Formação a poço Revestido); TP (Teste de Produção); RP (Registro de Pressão); MP (Medição de Produção).


INTERVENÇÃO EM POÇOS INVESTIMENTO Completação - Entende-se por completação um conjunto de operações, realizadas após o término dos trabalhos de perfuração, visando colocar o poço em produção.


INTERVENÇÃO EM POÇOS INVESTIMENTO Recompletação - Esta operação é executada em poços que podem produzir em mais de uma formação geológica.


INTERVENÇÃO EM POÇOS MANUTENÇÃO Entende-se por manutenção da produção o conjunto de operações realizadas no poço após a sua completação inicial, visando corrigir problemas de forma que a vazão retorne ao nível normal ou operacional.


INTERVENÇÃO EM POÇOS Principais causas geradoras de intervenções Baixa produtividade Produção excessiva de gás Produção excessiva de água Produção de areia Falhas mecânicas na coluna de produção ou revestimento


INTERVENÇÃO EM POÇOS CLASSIFICAÇÃO DAS OPERAÇÕES DE MANUTENÇÃO: Restauração; Limpeza Mudança de método de elevação; Estimulação; Abandono;


INTERVENÇÃO EM POÇOS RESTAURAÇÃO Elevada produção de água – A produção de óleo com alta RAO acarreta um custo adicional na produção, na separação e no descarte desta água. Se a zona produtora é espessa, pode-se tamponar os canhoneados com cimento ou tampão mecânico, e recanhonear apenas na parte superior, resolvendo o problema temporariamente).


INTERVENÇÃO EM POÇOS RESTAURAÇÃO Elevada produção de água (conseqüências)

- Elevação do contato óleo/água devido ao mecanismo de reservatório (influxo de água) ou à injeção de água; - Falhas na cimentação primária ou furos no revestimento; - Fraturamento ou acidificação atingindo a zona de água. Completação de Poços

INTERVENÇÃO EM POÇOS RESTAURAÇÃO

Elevada produção de água (conseqüências) Completação de Poços

INTERVENÇÃO EM POÇOS RESTAURAÇÃO Elevada produção de gás – Uma razão gás/óleo muito elevada pode ter como causa o próprio gás dissolvido no óleo, o gás de uma capa de gás ou aquele proveniente de uma outra zona ou reservatório adjacente.


INTERVENÇÃO EM POÇOS RESTAURAÇÃO Falhas mecânicas – Detectando-se um aumento da razão água/óleo e se suspeitando de um provável vazamento no revestimento, a água produzida deve ser analisada e comparada com a água da formação, confirmando, ou não, a hipótese de furo no revestimento.


INTERVENÇÃO EM POÇOS RESTAURAÇÃO Vazão restringida – As restrições podem se localizar na coluna de produção, nos canhoneados ou na formação. Podem ser causadas por incrustrações, deposição de parafinas ou asfaltenos, ou até mesmo por migração de sedimentos, podendo ser solucionado através de recanhoneio, acidificação e fraturamento.


INTE IN TERV RVEN ENÇÃ ÇÃO O EM POÇ POÇOS OS LIMPEZA A limpeza é um conjunto de atividades executadas no interior do revestimento de produção visando limpar o fundo do poço ou substituir os equipamentos de subsuperfície, objetivando um maior rendimento.


INTE IN TERV RVEN ENÇÃ ÇÃO O EM POÇ POÇOS OS Exemplo de intervenções de limpeza - Dep Deposiçã osiçãoo de sólido sólidoss no fundo fundo do poço tamponando os canhoneados, - Furo Fuross na na coluna coluna de de produ produção, ção, - vaz vazam amen ento to no obtura obturado dor, r, - nece necessid ssidade ade de reposi reposicion cionar ar componen componentes tes da coluna de produção, - Vaz Vazamen amentos tos em equipam equipamento entoss de super superfície fície,, etc.


INTE IN TERV RVEN ENÇÃ ÇÃO O EM POÇ POÇOS OS MUDANÇA DE MÉTODO DE ELEVAÇÃO Ocorre quando a vazão está sendo restringida devido a um sistema de elevação artificial inadequado ou com defeito, é necessário substituí-Io.


INTERVENÇÃO EM POÇOS ABANDONO Quando um poço é retirado de operação, ele deve ser tamponado, de acordo com normas rigorosas que visam a minimizar riscos de acidentes e danos ao meio ambiente. Este abandono pode ser definitivo ou temporário


Completação de poços de Petróleo - Eng. Luiz Eduardo Trindade

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