Fundamentos de PerfuraçãoBreve Historia
RH/UC/NB
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Fundamentos
Retirada da Coluna de 12 1/4”
Cimentação do Revestimento
Revestimiento de 5”
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Absorver
De Circulação
De Sustentação
De Rotação
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Esquema
Foto
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Coluna apoiada na gaveta e a cizalhante atuando no corpo do tubo.
Operação de Hang-off
Chaves Pneumáticas
Chaves Hidráulicas
Eazy Torq
Iron Roughneck
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Manuseio
Cunha
Servem para apoiar a coluna de perfuração na plataforma. São providas de mordentes intercambiáveis.
Existem tipos diferentes de cunha para comandos e tubos de perfuração.
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Manuseio
Cunha
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Manuseio
Equipamento de segurança, colocado nos comandos que não possuem rebaixamento para a cunha.
Sua finalidade é prover um batente para a cunha, permitindo assim uma segurança caso haja um deslizamento da coluna.
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Diamantes Naturais
A broca de diamante muito usada em formações duras e abrasivas, bem como em operações de testemunhagem. Perfura por esmerilhamento
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PDC/TSP
A broca PDC em formações duras tem um desgaste muito rápido pelo calor gerado, para perfurar em formações mais duras foi pesquisado o compacto TSP
Thermally Stable Polycrystalline
Garantir Segurança Operacional e Proteção ao Meio-Ambiente
Resfriar a Broca
Evitar Danos à Formação Produtora
Manter Sólidos em Suspensão
Prevenir Corrosão da Coluna e Equipamentos de Superfície
Carrear os Cascalhos Perfurados pela Broca
Funções
do
Fluido
de
Perfuração
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Líquidos
Gases
Mistura
Gás/Líquido
Base
Água
Base
Óleo
Espuma
Névoa
Ar
Gás
Natural
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HIDRÁULICA
REOLOGIA
FILTRAÇÃO
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Operações Rotineiras - Perfuração
Na perfuração é a etapa na qual a um aumento na profundidade do poço.
Se caracteriza por peso e rotação sobre a broca e pela circulação de fluido.
O peso e a rotação tem a função de destruir as rochas, já o fluido retira os cascalhos gerados pela broca e o transporta para a superfície.
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Operações Rotineiras - Circulação
A circulação consiste em se manter apenas o fluido sendo bombeado, sem peso sobre a broca, assim não se tem avanço na perfuração e apenas consegue-se a limpeza do poço.
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Operações Rotineiras - Conexão
Na perfuração convencional o poço é perfurado de tubo em tubo, aproximadamente, (9 metros) já na perfuração com top-drive a perfuração é feita de seção em seção (28 metros)
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Perfilagem
Após a perfuração de uma fase do poço e antes de revestir é comum a descida de registradores para se medir algumas das propriedades da formação.
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Revestimento e Cimentação
Após a perfuração de uma fase do poço e da perfilagem a parede do poço é protegida pelo revestimento, o qual é cimentado, permitindo assim o prosseguimento da perfuração
1693.unknown
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Prevenir Desmoronamento
Permitir Retorno à Superfície
Impedir Migração de Fluidos
Alojar Equipamentos de Elevação Artificial
Confinar Produção
Ser Estanque
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Condutor
É o revestimento assentado a pequena profundidade (10 a 50 metros), com finalidade de sustentar sedimentos superficiais não consolidados.
Pode ser assentado por cravação, por jateamento (no mar) ou por cimentação em poço perfurado. Os diâmetros típicos são: 30”, 20”, 13 3/8”.
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Superfície
Com comprimento variando na faixa de 100 a 600 metros, visa proteger horizontes de água e prevenir desmoronamento de formações inconsolidadas.
Serve para apoiar os equipamentos de segurança e os revestimentos subsequentes, é cimentado em toda sua extensão para evitar flambagem. Seus diâmetros típicos são: 20”, 18 5/8”, 16”, 13 3/8”, 10 3/4” e 9 5/8”.
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Intermediário
Tem a finalidade de isolar e proteger zonas de alta ou baixa pressão, zonas de perda de circulação, formações desmoronáveis, formações portadoras de fluidos corrosivos ou contaminantes de lama.
Seu assentamento é na faixa entre 1.000 e 4.000 metros. É cimentado somente na parte inferior ou, em alguns casos, em algum trecho intermediário. Seus diâmetros típicos são: 13 3/8”, 9 5/8” e 7”.
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Produção
Tem como finalidade permitir a produção do poço, suportando os equipamentos necessários para tal fim, bem como permitindo o isolamento dos intervalos produtores.
Seu emprego depende da ocorrência de zonas de interesse e tem como diâmetros típicos 9 5/8”, 7” e 5 1/2”
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Liner
É uma coluna curta de revestimento que é descida e cimentada no poço visando cobrir apenas a parte inferior deste, o poço aberto. Seu topo fica ancorado no revestimento anterior e é independente do sistema de cabeça de poço.
Seu uso é crescente devido a sua característica de economia, versatilidade e rapidez. Podendo ser usado em substituição do revestimento intemediário (liner de perfuração) e ao revestimento de produção (liner de produção). Diâmetros típícos: 13 3/8”, 9 5/8”, 7” e 5 1/2”.
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Tie Back
É a completação de uma coluna de liner até a superfície, quando limitações técnicas exigirem a proteção do revestimento anterior. Diâmetros típicos: 13 3/8”, 9 5/8”, 7” e 5 1/2”.
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Diâmetro Nominal
Usualmente expresso em polegadas, refere-se ao diâmetro externo do tubo. Para tubos de mesmo diâmetro nominal e espessura da parede diferente, varia-se o diâmetro interno.
Os diâmetros mais usuais no Brasil são: 30”, 20”, 16”, 13 3/8”, 10 3/4”, 9 5/8”, 7” e 5 1/2”. Outros de menor utilização são: 26”, 18 3/4”, 15”, 11 3/4”, 8 5/8”, 7 5/8”, 6 5/8”, 5” e 4 1/2”.
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Peso Nominal
Indica o peso por unidade de comprimento do tubo, usualmente expresso em lb/pé ou kg/m. O valor leva em consideração o peso das conexões distribuído.
Opcionalmente pode ser adotada a espessura do tubo.
O API limitou a 12,5% a tolerância na espessura da parede de tubos de revestimento.
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Grau do Aço
Para atender à grande variedade de situações existem tubos com diferentes resistências e limitações.
O API padronizou os graus H-40, J-55, K-55, C-75, N-80, L-80, C-95 e P-110.
A letra não tem significado especial, mas o valor a seguir indica a tensão de escoamento mínima do tubo em 1.000 psi.
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Tipo de Conexão
A conexão entre tubos pode ser feita por encaixe ou por enroscamento.
O encaixe por conector (Squnch Joint) é utilizada exclusivamente em tubos de grande diâmetro (30’) em perfuração marítima.
Já o API padronizou 3 tipos de rosca: Conexão 8 fios (perfil em V), Conexão Buttress (perfil trapezoidal) e Conexão Extreme-Line (perfil trapezoidal, integral).
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OBJETIVOS
PREENCHER O ESPAÇO ENTRE O REVESTIMENTO E A PAREDE DO POÇO
FUNÇÕES
SUPORTAR A COLUNA DE REVESTIMENTO,
PROTEGER O REVESTIMENTO CONTRA FLUIDOS AGRESSIVOS.
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Operação
de
Cimentação
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Acessórios da Cimentação
Sapata: Colocada na extremidade da coluna, serve de guia para a introdução do revestimento no poço, podendo ter um mecanismo de vedação que evita o retorno da pasta após seu deslocamento.
Sapata
Flutuante
Sapata
Cega
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Acessórios da Cimentação
Colar: Posicionado 2 a 3 tubos acima da sapata serve para reter os tampões de cimentação, alem de poder ter mecanismo de vedação.
Colar
Cego
Colar
Flutuante
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Acessórios da Cimentação
Colar de estágio: Posicionado em algum ponto intermediário da coluna, ele permite a cimentação em mais de uma etapa, quando o trecho a cimentar é muito extenso ou quando existam zonas críticas muito acima da sapata.
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Centralizadores
São peças de aço fixadas externamente a coluna de revestimento, visando sua centralização.
Tampões
Os tampões são feitos de borracha, normalmente são utilizados dois, o de fundo e o de topo, com o objetivo de evitar a contaminação da pasta.
Arranhador
O arranhador tem a função de remover mecanicamente o reboco que se forma na parede do poço.
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O Que São Poços Direcionais
Um poço é considerado vertical quando seu objetivo está sob a sonda e não há DOG-LEG (Mudança de direção) elevados.
Qualquer poço onde seja necessário o controle de direção ou inclinação é um poço direcional
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Locações
Algumas vezes barreiras naturais ou artificiais impedem a instalação da sonda diretamente acima do alvo para se fazer um poço vertical, ou é melhor concentrar a perfuração de vários poços numa mesma locação:
Rio
Montanha
Cidade
Litígios
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Geológicos
Algumas vezes as formações a serem atravessadas e seus mergulhos podem tornar um poço direcional mais econômico do que um poço vertical.
Domos salinos
Direcional naturais
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Outros
Roubo
Algumas vezes se faz um poço direcional que o objetivo não é produzir óleo, ou as vezes produzir mais....
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Direcionais
Horizontais
ERW
Tipo 1
O tipo 1 se caracteriza por ter o KOP (Ponto onde se inicia o ganho de inclinação) a pouca profundidade, depois um trecho SLANT (Trecho com inclinação constante) quando atinge o alvo.
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Tipo 2
O tipo 2 se caracteriza por ter um trecho de BUILD-UP (Trecho com ganho de ângulo) e um trecho de DROP-OFF (Trecho com perda de ângulo), o poço pode atingir o alvo na vertical ou não.
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Tipo 3
O tipo 3 se caracteriza por ter o KOP a grande profundidade, e um trecho de ganho de ângulo para atingir o alvo. É muito utilizado para aproveitamento de poços já perfurado.
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Horizontais
O tipo horizontal se caracteriza por ter inclinação final perto de noventa graus.
Sua vantagem é ter uma maior área exposta no reservatório.
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ERW
O poço ERW (extended reach well) tem como caracterítica um grande afastamento entre a locação da sonda e o alvo. Normalmente um poço é considerado ERW quando a relação entre o comprimento perfurado e a profundidade vertical é maior que 3
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Lateral Drilling
O lateral drilling tem como característica ter um poço principal e pelo menos uma ramificação. Caso tenha mais de uma ramificação é chamado de multilateral. Eles são subdivididos a depender do tipo de junção entre o poço principal e as ramificações.
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MultiLateral
Exemplo:
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ROTARY ASSEMBLIES
A posição dos estabilizadores determinam o comportamento da coluna. De maneira geral um estabilizadores perto da broca tendem a fazer a coluna ganhar ângulo (coluna alavanca), já um estabilizadores longe tendem a fazer a coluna perder inclinação (coluna pêndulo), mas colunas com muitos estabilizadores tendem a manter a inclinação (coluna empacada)
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Whipstock
1. Orientar a ferramenta e aplicar peso para ancorar no fundo
2. Aplicar mais peso, cisalhar pino e iniciar a perfuração
3. Após 5 m de rathole, retirar coluna e whipstock
4. Descer coluna com alargador e iniciar build up
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Ideal para sidetracking em poços revestidos
Economia de tempo e dinheiro (manobra única para posicionar, orientar a ferramenta, assentar o packer e iniciar o corte do revestimento
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Motor de Deslocamento Positivo ou Turbina
Bent Sub
Orienting Sub
Bent Sub e Motor de Deslocamento Positivo
Essa combinação é muito usada para se iniciar o KOP, após o poço atingir uma determinada inclinação essa coluna é retirada e uma coluna para ganhar ângulo é descida.
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PRISÃO POR DIFERENCIAL DE PRESSÃO
Consiste na fixação da coluna por uma força causada pela diferença de pressão entre a pressão hidrostática do fluido e a pressão de poros da formação. Geralmente ocorre em frente a formações porosas/permeáveis (arenitos) e fluidos de perfuração com alto filtrado e espessura de reboco.
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Filme Lubrificante
de Fluido
Formação Permeável
rreb
rt
X
2 (Dpoço - Dt) Dt
A = X . L
DP = Phid - Pp
F = DP . A
Tração para liberação da coluna (em excesso ao peso próprio):
T = Fm
Pp
Phid
F
X
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EXEMPLO
Qual é o máximo peso de lama a ser usado num poço para que, em caso de prisão por diferencial de pressão, a coluna possa ser liberada por tração?
Dados:
Densidade equivalente da formação = 9 lb/gal
Diâmetro do poço = 12,25 pol
Espessura do reboco = 0,5 pol
Diâmetro do tubo = 5 pol
Altura da formação = L = 10 pés
Coeficiente de atrito = 0,3 pol
Tração disponível na coluna = 100000 lbf
L
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PESCARIA
Definições
To Fish Or Not To Fish
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Definições
PEIXE: Qualquer objeto indesejável, preso ou caído no poço e que impede o prosseguimento da perfuração, p. ex.:
ferramentas (marretas, chaves de grifo, etc.)
seção da coluna de perfuração
cones de broca
cabos
PESCARIA: Qualquer operação com a finalidade de retirar o peixe do poço
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As plataformas com BOP no fundo do mar
Existem basicamente dois tipos de unidades marítimas:
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As plataformas fixas foram as primeiras unidades utilizadas, tendo sido preferidas nos campos com lâminas d´água de até 300 metros.
Devido aos altos custos envolvidos, sua aplicação se restringe ao desenvolvimento de campos já conhecidos.
São feitas em estruturas moduladas de aço.
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Plataformas Auto-eleváveis
As plataformas auto-eleváveis tendo sido preferidas nos campos com lâminas d´água de até 100 metros.
Podem ter auto-propulsão ou serem rebocas para a posição de perfuração.
As operações de Jack Up e Jack Down são críticas e perigosas.
O BOP é na superfície.
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Semi-Submersíveis
Elas podem ser ancoradas ou de posicionamento dinâmico.
Elas são mais estáveis que os navios sonda.
Existe a necessidade de se compensar os movimentos da sonda.
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Navio Sonda
Os navios sonda tem as mesmas características das semi-submersíveis, BOP no fundo do mar e a necessidade de compensar os movimentos do mar.
Podem também ser ancoradas ou com posicionamento dinâmico.