Comitê Jovem IBP 25 de outubro de 2011.
Bruno William Pires Pereira Engenheiro de Perfuração de Poços Shell Brasil Petróleo Ltda.
Poço de petróleo: O petróleo se encontra na
• Classificação dos poços de • Classificação • • •
petróleo Sondas de Perfuração Equipe de Sonda Componentes de sonda de perfuração
poro orosa, sa, den denomin ominaada roch rochaa rese reserv rvaatóri tório, o, o poço oço de petróleo permite a comunicação do reservatório de petróleo com a superfície, e conseqüentemente, a produção deste reservatório.
• • • • •
ferramentas de manuseio Brocas Fluidos de perfuração Revestimentos (Casings) Cabeças de Poços (Wellheads)
• • Completação • Controle de poço
Objetivo das operações de perfuração:
visam ermitir acesso às camadas rochosas de sub-superfície e comprovar a existência de petróleo. Assim como, permitir uma avaliação de potencial econômico de uma jazida pe ro ro era, a ra rav s e um es e e ormaç o a poço poço aber aberto to..
Méto Mé todo dos s de pe perf rfur uraç açã ão de po poç ços os::
Percussivo: a perfuração é executada através de golpes na
Rotativo: perfuração é realizada pelo movimento de rotação
rocha com a broca, causando sua fragmentação por esma esmaga game ment nto. o. Prim Primei eiro ro méto método do util utiliz izad adoo (~19 (~1900 00). ). da broca, comprimindo a rocha causando o seu esmer merilhamento. A ret retirad rada de cascalhos gerad rados é rea realizada através do bombeio de fluido de perfuração através dos tubos de perfuração que retorna pelo espaço anular formado entre a .
Operaç Operações ões Básica Básicas: s:
Perfur Perfurar ar (Drill) (Drill) Revestir Revestir (Running (Running Casing) Casing) Manobrar Manobrar (Tripp (Tripping) ing) Onde Onde se gas gasta ta temp tempo? o? (= USD USD$) $) Tempos empos operacio operacionais nais (%)
.
Nomenclatura Onshore:
uanto à rofundidade final.
Rasos (TVD < 1500 m) Médios (1500 m < TVD < 2500 m) Profundos (TVD > 2500 m)
Ex: 8-MG-50-BA 8 – poço de injeção MG – si la do cam o de Miran a 50 – quinquagésimo poço do campo de Miranga BA – Miranga situa-se na Bahia Ex: 7-MLS-5-RJS • Quinto poço perfurado no campo de Marlim Sul em águas do Rio de Janeiro, poço de desenvolvimento
Quanto ao percurso.
Poço Vertical Poço Direcional:
Poço Direcional: Grande afastamento (Afastamento Horizontal: > 2,5 X TVD ou > 4000 m)
Poço Direcional: Multilaterais
, fundações, layout de equipamentos, sistemas de drenagem e tanques de lama); - Mobilização de estruturas; - Montagem de equipamentos e acomodações; Pontos a serem considerados:
- Estabilidade do terreno (solo); - Acessibilidade (Logística, condições de estradas e possíveis obstruções);
Sonda modulada (SM)
L.A. rasas - Aproximadamente 250m. aque a ança a e enca xa a em estacas no fundo do mar. Em seguida os módulos são colocados sobre a jaqueta. s poços po em ser per ura os an es ou depois da instalação da jaqueta. Não é necessário compensador de movimentos. s ema e ca eça e poço na superfície (BOP).
Plataforma auto-elevável (PA)
Fornece uma plataforma de perfuração fixa n o a e a a pe as con ç es e empo. Permite posicionamento em áreas com restrições no fundo do mar. Baixo custo. er ura em m na ´ gua e a m. Não é necessário compensador de movimentos. Sistema de cabeça de poço na superfície .
* Ancoradas ou Posicionamento dinâmico
on a sem -su mers ve
av o son a
Noble Clyde Boudreaux
Stena DrillMax
Plataforma estável: trabalha em condições de mar e tempo mais severos do ue os navios. Pode ser ancorada ou de posicionamento dinâmico. É necessário compensador de movimentos. Sistema de cabeça de poço no leito marinho.
Grande capacidade de armazenagem de suprimento para perfuração. Menos estável ue a sonda semisubmersível (SS). Propulsão própria. Pode ser ancorado ou dp. É necessário com ensador de movimentos.
Tension Leg Platform (TLP)
Spar Buoy Shell’s Spar ,
Plataforma flutuante, posicionada na locação por tendões verticais fixados no fundo do mar por estacas. . Não possui compensador de movimentos. Utilizadas como unidades de produção natal seca.
Plataforma flutuante de calado profundo. O casco cilíndrico é ancorado no fundo do mar. Após a ancoragem a plataforma é montada sobre o casco. O casco abriga tanques de lastro e de consumíveis. Possui compensador de movimentos. Utilizadas como UEP’s com os poços equipados com árvore de natal seca.
Superintendente da Sonda (Drilling Superintend). Supervisor de Perfuração / Fiscal (Drilling Supervisor / Company man). Engenheiro de Perfuração (Drilling Engineer). Encarregado de sonda (Tool Pusher). Sondador (Driller). Torrista (Derrick man). . Homens de Área (Roustabout).
Outras funções não relativas diretamente ao poço:
Sondas Flutuantes (Supervisor do BOP Submarino - Sub-Sea Engineer, Capitão, marinheiro, etc). Mestre Mecânica e Mestre Elétrica. . Contra-Mestre de Movimentação de Carga.
Especializações / Companhias de serviço:
Químico de fluido de perfuração (Mud engineer). Operador de cimentação (Cementing Operator). Operador de perfuração direcional (Directional Driller). , , ferramentas de poço, etc.)
Sua função é suportar e transferir todas as cargas a serem içadas durante a erfura ão.
O sistema de movimentação de carga permite movimentar as colunas de perfuração, de revestimento e outros e ui amentos.
- Mastro ou Torre de perfuração: sustenta o peso da coluna e fornece altura suficiente para içar seções de tubos;
Os principais componentes do sistema são: guincho, bloco de coroamento, catarina, cabo de perfuração, ancho elevador e com ensador de movimentos.
- Subestrutura: responsável por apoiar o mastro / torre e receber suas cargas;
O sistema de rotação convencional é constituído de equipamentos que promovem ou ermitem a livre rota ão da coluna de perfuração. São eles: mesa rotativa, kelly, cabeça de circulação (swivel), top drive e motor de fundo.
São os equipamentos que permitem a circulação e o tratamento do fluido de perfuração. Numa circulação normal, o fluido de perfuração é bombeado através da coluna de perfuração até a broca, retomando pelo espaço anular até a superfície, trazendo consigo os cascalhos cortados pela broca.
O sistema de monitoramento é formado basicamente pelo painel do sondador, que apresenta informações a respeito de parâmetros de perfuração como peso sobre a broca, RPM, torque, pressão de bombeio, vazão das bombas, etc.
transmissão de energia
A energia necessária para o funcionamento de pelo sistema de geração de energia. Esta energia pode ser gerada através de motores a diesel ligados a geradores de energia elétrica , de sondas terrestres, a energia pode ser fornecida através de rede elétrica local.
Sua principal função é impedir que os fluidos das formações atinjam a superfície de maneira descontrolada. O sinal de comando ode ser hidráulico elétrico ou ótico. Em SS e NS fica no fundo do mar e em Sondas de Terra, SM, PA, TLP e SPAR fica na superfície.
Componentes:
- . Gaveta Cisalhante: Fecha contra o tubo, cortando-o. BOP Anular: Fecha sobre qualquer diâmetro.
Coluna de perfuração (funções):
Ferramentas de manuseio:
Aplicar peso sobre a broca Transmitir rotação à broca
Chave flutuante, Iron roughneck Chave de broca
Manter o poço calibrado Garantir inclinação e direção
Colar de Segurança
ementos tu u ares componentes :
Tubos de perfuração (Drill pipes) Comandos (Drill collars) Kelly
Elementos Acessórios:
Substitutos Escareadores (hole opener) Alargadores Amortecedores de choque.
promover a ruptura e desagregação das rochas ou formações. Brocas Tricônicas: As brocas com três cones cortantes são as mais usadas na perfuração rotativa atualmente. Este tipo de broca possui três elementos principais: estrutura cortante, rolamento e corpo. Brocas de diamantes naturais: Eram consideradas ferramentas exclusivas para a perfuração de rochas duras e abrasivas, explorando as conhecidas propriedades dos diamantes: altíssima dureza; resistência com ressiva e condutividade térmica. Entretanto, com os avanços nos processos de fabricação e na escolha dos diamantes, esta broca está sendo usada atualmente na perfuração de muitos tipos de rocha. Brocas de diamantes artificiais: Desde o final da
década de 70, a broca de diamantes sintéticos, têm a resentado rande desenvolvimento broca PDC . A característica principal deste tipo de broca é seu cortador, o PDC- “Polycrystalline Diamond Compact”, que é composto por uma camada fina de partículas de diamantes +/- 0.5 mm fixada a outra mais es essa +/3 mm) de carbeto de tungstênio em um processo a alta temperatura e alta pressão.
Brocas especiais:
Brocas para testemunho (coring).
utros cr t r os re evantes:
Diâmetro do poço; Extensão da fase a ser perfurada; Dados de poços correlatos (offset wells);
Brocas alargadoras.
com o mesmo diâmetro externo que é descido no poço em uma única operação. Se perfurarmos um poço de petróleo sem interrupção, é intuitivo que desmoronarão, mesmo sendo as camadas de sub-superfície rochosas. Portanto, um poço de petróleo é perfurado em fases, isto é, perfura-se um determinado trecho e reveste-se com uma tubulação de aço, . Poço é perfurado por fases cujo número e comprimento depende das características geológicas das zonas (pressão de poro e de fratura) e profundidade final.
Tipos de revestimento (Classificação quanto à função)
• Condutor (30”, 20”, 13 3/8”): sustenta formações superficiais não consolidadas; ”, ”, ”, ”, ” ” freáticos, prevene desmoronamentos de formações; • Intermediário (13 3/8“ e 9 5/8“): aumenta a resistência das formações de modo a garantir a continuidade da perfuração; • Produção (9 5/8”, 7”, 5 1/2”): permite a produção do poço, suportando as paredes e isolando os intervalos produtores. • Liner (13 3/8”, 9 5/8”, 7”, 5 1/2”): Coluna que cobre apenas a parte inferior opo ca ancora o pouco ac ma a sapa a o reves men o an er or. • Tie Back (9 5/8”, 7”, 5 1/2”): complementar uma coluna de liner até a superfície, (limitações técnicas, proteção do revestimento anterior).
Prevenir desmoronamento; Evitar contaminação de água potável; Permitir retorno de fluidos à superfície; Controle de pressões; Impedir Migração de Fluidos; Sustentar o BOP; Sustentar outro revestimento; Isolar zonas de água da formação produtora; Alojar equipamentos de elevação artificial; Evitar perda de circulação;
Diâmetro Externo Peso nominal Tipo de aço ( Limite de escoamento ( yield ) = 110.000 [psi] ) Ti o de conexão
9 5/8” 47 lb/pé P‐110 Buttress
Alojador de baixa pressão (LPWHH)
Suporte de revestimento (Casing hanger)
Sistema acoplado:
HPWHH
LPWHH
Casing Hanger
Os fluidos de perfuração são misturas complexas de sólidos, líquidos, produtos químicos e, por vezes, até gases utilizados na perfuração de poços com as seguintes finalidades: Funções
superfície; Ser estável quimicamente; Controlar a pressão exercida pela formação; Manter sólidos / cascalhos em suspensão quando em condição estática; Selar formações permeáveis (filtrado); Manter a estabilidade do poço; Resfriar, lubrificar e limpar a broca e coluna; Transmitir energia hidráulica para ferramentas e broca; Garantir correta avaliação de formação; Controlar corrosão; Facilitar cimentação e completação; Minimizar o impacto ao ambiente;
Para o desempenho destas funções o fluido de perfuração não deve alterar as propriedades da rocha produtora que impliquem em restrições ao fluxo de hidrocarbonetos; Em contra partida o fluido deve ser pseudoplástico (viscosidade variando com a taxa de cisalhamento), tixotrópico (Propriedade do escoamento – Viscosidade variando com o tempo) e apresentar capacidades de gelificação (desenvolvimento de estrutura - gel . Componentes:
- Água; - Óleo; - Sintéticos (Polímeros: amido, celulose). Sólidos:
- Argilas (bentonita); - Material adensante (Carbonato de cálcio, barita, hematita); Sólidos Dissolvidos:
- Sais; - Aditivos químicos (viscosificantes, agentes de controle de filtrado, inibidores, u r can es, ma er a e con ro e e corros o e a ca n a e, e c...
, do revestimento. A unidade de cimentação da sonda fará o deslocamento da pasta de cimento, substituindo o fluido de perfuração contido no poço.
A completação consiste em transformar o poço perfurado em uma unidade produtiva. O poço passa a produzir óleo/gás, gerando receitas.
Kick
É a invasão dos fluidos da formação para dentro do poço. Ocorre quando a hidrostática do fluido de . A condição acima pode ser provocada por: Perfuração não prevista de zonas com pressão anormalmente alta. . Não abastecimento do poço durante as manobras (trip tank). Pistoneio.
Poço em fluxo com as bombas desligadas. Aumento do volume de lama nos tanques. Aumento da taxa de penetração. .
Controle do kick
Fechamento do poço (BOP) na primeira suspeita. . Substituição do fluido de perfuração por outro mais pesado mantendo pressão constante no fundo. Retirada de possível gás trapeado abaixo da gaveta do BOP. O controle da pressão no fundo é feito através de ajustes no choke.
Fluxo incontrolável de fluidos da formação para dentro do poço. Macondo well (Golfo do México):
Fluxo incontrolável de fluidos da formação para dentro do poço. Macondo well (Golfo do México):
