1 - aula de perfuração em sal
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1Projeto de Poços Atravessando Sal
Curso de Especialista em Projeto de Poço
José Luiz Falcão, PhDEP-ENGP/EP/PERF
[email protected] 8142357 / Cel 21-96336603
Projeto de Poços Atravessando Sal
2Projeto de Poços Atravessando Sal
Objetivo do Curso
Apresentar e discutir os critérios, as recomendações, as estratégias e os equipamentos especiais necessários ao projeto de poços que atravessam espessas camadas de sal.
Material de Consulta
– Artigo Perfuração de Formação Salina
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3Projeto de Poços Atravessando Sal
ProgramaçãoIntroduçãoPropriedades do SalHistórico de PerfuraçãoSimulação da FluênciaInfluência do sal nas GeopressõesFluido de PerfuraçãoTecnologias de alargamentoRevestimentos frente ao salCimentação frente ao salTecnologias AdicionaisEstratégia de PerfuraçãoExemplo de ProjetosCenários Futuros e Conclusões
IntroduçãoPropriedades do SalHistórico de PerfuraçãoSimulação da FluênciaInfluência do sal nas GeopressõesFluido de PerfuraçãoTecnologias de alargamentoRevestimentos frente ao salCimentação frente ao salTecnologias AdicionaisEstratégia de PerfuraçãoExemplo de ProjetosCenários Futuros e Conclusões
4Projeto de Poços Atravessando Sal
Zonas de Sal - Cenários
Positivas
(Exploração)Aumenta chances de sucesso
Negativas
(Perfuração)Fechamento do poço(fluência)
– Curto Prazo
Maior esforço no revestimento– Longo Prazo
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5Projeto de Poços Atravessando Sal
Ocorrências de Sal no Mundo
(From University of Texas Bureau of Economic Geolog y, Offshore, January 1994)
6Projeto de Poços Atravessando Sal
Comportamento do Sal – Visão Geral
Os Sais tem comportamento visco-elástico
Sob certas condições de P&T, comportam-se como líquidos e movem-se para dentro do poço assim que o cilindro de rocha for cortado
O grau de mobilidade é função principalmente
– Do tipo de sal,
– do perfil de temperatura,
– da carga litostática e
A Halita é o sal mais comum na natureza
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7Projeto de Poços Atravessando Sal
Problemas Associados à Perfuração
–– Aumento do risco de prisão de coluna por Aumento do risco de prisão de coluna por fechamento do pofechamento do poççoo
–– Necessidade de uso de fluido de Necessidade de uso de fluido de perfuraperfuraçção base ão base áágua saturado ou gua saturado ou sintsintéético;tico;
–– PossPossííveis Zonas de Pressão veis Zonas de Pressão Anormalmente alta ou baixa na base da Anormalmente alta ou baixa na base da seseçção ão salsalííferafera difdifííceis de prever; ceis de prever;
8Projeto de Poços Atravessando Sal
Problemas Associados à Perfuração
–– PossPossííveis zonas mais frveis zonas mais fráágeis (baixo FG), na geis (baixo FG), na base do sal, devido alterabase do sal, devido alteraçção mecânica pelo ão mecânica pelo movimento do sal (movimento do sal (robblerobble zoneszones););
–– Risco de colapso dos revestimentos durante Risco de colapso dos revestimentos durante a perfuraa perfuraçção e/ou durante a vida ão e/ou durante a vida úútil do til do popoçço;o;
–– SeqSeqüüências halita/ anidrita causam vibraências halita/ anidrita causam vibraçção ão elevada resultando em desconexão de elevada resultando em desconexão de coluna, dano ao coluna, dano ao mwdmwd//lwdlwd, , etcetc))
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9Projeto de Poços Atravessando Sal
Tecnologias & Experiências
- Tecnologias para atravessar formações salinas
- Underreamer, brocas bicentricas, etc
- LWD – Caliper Sônico Confiável
- Expandable Casing
- Seismic While Drilling
- Experiência em outras áreas
- Golfo do México, Mar do Norte, etc
- Estratégia de Perfuração
- Critérios e Procedimentos
10Projeto de Poços Atravessando Sal
ProgramaçãoIntroduçãoPropriedades do SalHistórico de PerfuraçãoSimulação da FluênciaInfluência do sal nas GeopressõesFluido de PerfuraçãoTecnologias de alargamentoRevestimentos frente ao salCimentação frente ao salTecnologias AdicionaisEstratégia de PerfuraçãoExemplo de ProjetosCenários Futuros e Conclusões
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11Projeto de Poços Atravessando Sal
Propriedades: Sal x Outros Sedimentos
–– Densidade (2.0 a 2.2 g/cmDensidade (2.0 a 2.2 g/cm33))
–– Outros sedimentosOutros sedimentos
–– 1.6 a 1.9 g/cm1.6 a 1.9 g/cm33 na deposina deposiççãoão
–– 2.6 a 2.8 g/cm2.6 a 2.8 g/cm3 3 apapóós compactas compactaççãoão
–– BaixBaixííssima Porosidadessima Porosidade
–– Praticamente ImpermePraticamente Impermeááveisveis
–– Ordem de nano DarcyOrdem de nano Darcy
–– SolSolúúveis em veis em ááguagua
–– Alta Condutividade TAlta Condutividade Téérmica (~ 6 W/rmica (~ 6 W/mKmK))
–– ~3x a de Outros Sedimentos~3x a de Outros Sedimentos
12Projeto de Poços Atravessando Sal
Outras Propriedades do Sal
5000741.70>>TAQUIDRITA
20065781.6064.5CARNALITA
00502,970.21ANIDRITA
00672.1735.7HALITA
Raio Gama
Porosidade Neutron
Tempo de Trânsito (µµµµsec/ft)
Densidade g/cc
Solubilidade g/100cc
Propriedade
Tipo de Sal
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13Projeto de Poços Atravessando Sal
Fatores que Afetam a Taxa de Fluência�� Existência IntercalaExistência Intercala ççõesões�� Topografia do domo ou seTopografia do domo ou se çção salina ão salina �� Gradiente GeotGradiente Geot éérmico da rmico da ÁÁrearea�� Tensão Diferencial /TectonismoTensão Diferencial /Tectonismo�� Tipo / Mineralogia do SalTipo / Mineralogia do Sal
�� Anidrita (CaSOAnidrita (CaSO 44))�� GipsoGipso (CaSO(CaSO44.2H.2H22O)O)
�� Halita (Halita ( NaClNaCl), ), �� SilvitaSilvita ((KClKCl ), ), �� Carnalita (KMgClCarnalita (KMgCl 33.6H.6H22O)O)�� BischofitaBischofita (MgCl(MgCl 22.6H.6H22O) O) �� Taquidrita (CaClTaquidrita (CaCl 22.2MgCl.2MgCl 22.12H.12H22OO
+ fluência
14Projeto de Poços Atravessando Sal
Programação
IntroduçãoPropriedades do SalHistórico de PerfuraçãoSimulação da FluênciaInfluência do sal nas GeopressõesFluido de PerfuraçãoTecnologias de alargamentoRevestimentos frente ao salCimentação frente ao salTecnologias AdicionaisEstratégia de PerfuraçãoExemplo de ProjetosCenários Futuros e Conclusões
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15Projeto de Poços Atravessando Sal
Sal – Histórico de Perfuração��AtAt éé 1990 1990 -- 26 po26 po çços atravessaram salos atravessaram sal
•• 11 tiveram prisão de colunas11 tiveram prisão de colunas•• 1 teve revestimento colapsado1 teve revestimento colapsado•• 3 po3 poçços foram desviadosos foram desviados•• 3 po3 poçços perdidosos perdidos
��DDéécada de 90 (Longos Intervalos)cada de 90 (Longos Intervalos)•• RJSRJS--457 (1997) 457 (1997) –– 420 m420 m•• RJSRJS--480 (1998) 480 (1998) –– 270 m270 m
��Mais Recentes Mais Recentes ––2003 (Longos Intervalos)2003 (Longos Intervalos)•• RJSRJS--602 (550 m)602 (550 m)•• RJSRJS--598D (800 m)598D (800 m)•• RJSRJS--539 (215 m)539 (215 m)•• RJSRJS--607 (710 m)607 (710 m)
��AtualmenteAtualmente ((±± 2000 m)2000 m)•• RJSRJS--628628•• SPSSPS--5050•• RJSRJS--646646•• SPSSPS--5151•• SPS 52SPS 52
16Projeto de Poços Atravessando Sal
PerfuraPerfura çção do 6ão do 6 --RJSRJS--457 (1997)457 (1997)
•• Perfurou 420 m de sal (4082/4502m)Perfurou 420 m de sal (4082/4502m)
•• Sal (HAL) com algumas intercalaSal (HAL) com algumas intercala çções de ANDões de AND
•• Peso fluido projetado (14 Peso fluido projetado (14 ppgppg ))
•• Sal estabilizadoSal estabilizado
•• Perfurado sem maiores problemas Perfurado sem maiores problemas
•• Custo de PerfuraCusto de Perfura çção > US$ 29 milhões ão > US$ 29 milhões
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17Projeto de Poços Atravessando Sal
•• Utilizou mesmo procedimento anterior•• Perfurou sal (4270/4540) com vários problemas
� Repassamento em diversos trechos� Prisão da coluna durante a perfuração
• Poço foi alargado para 15” com UR• Perfis indicaram no trecho do sal
� Forte fechamento - 1”/20h
� Taxa fluência no RJS480 12x> do que no RJS457
� Fechamento Diferenciado
� base (puro/cristalino) > topo (argiloso/fino)
• Colapso do Revestimento 9 5/8”
PerfuraPerfura çção do 1ão do 1 --RJSRJS--480 (1998)480 (1998)
18Projeto de Poços Atravessando Sal
Resumo dos Problemas
–– Fechamento do poFechamento do po ççoo
–– RepassamentosRepassamentos
–– Prisão da ColunaPrisão da Coluna
–– DesviosDesvios
–– Colapso do RevestimentoColapso do Revestimento
–– Perda do PoPerda do Po ççoo
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19Projeto de Poços Atravessando Sal
PerfuraPerfura çção do RJSão do RJS --602 (2003)602 (2003)
Utilizou mesmo simuladorUtilizou mesmo simulador
Propriedades do sal obtidas de testes (IPTPropriedades do sal obtidas de testes (IPT--SP) SP)
Peso de fluido Projetado (13 Peso de fluido Projetado (13 ppgppg) estabilizou sal ) estabilizou sal
Intervalo de sal Intervalo de sal -- 550 m550 m
Utilizou Br Utilizou Br BicentricaBicentrica
20Projeto de Poços Atravessando Sal
ProgramaçãoIntroduçãoPropriedades do SalHistórico de PerfuraçãoSimulação da FluênciaInfluência do sal nas GeopressõesFluido de PerfuraçãoTecnologias de alargamentoRevestimentos frente ao salCimentação frente ao salTecnologias AdicionaisEstratégia de PerfuraçãoExemplo de ProjetosCenários Futuros e Conclusões
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21Projeto de Poços Atravessando Sal
Informações Necessárias para Projeto
Gradiente Geotérmico
– Poços de Correlação
– Estudo de fluxo Térmico
Avaliação do Gradiente litostático;
Determinação das tensões principais do campo
– Estimativa da analise de bacias
– Determinação “in situ”
Taxa de Fluência ou mobilidade;
– Simuladores
22Projeto de Poços Atravessando Sal
Perfil de Temperatura - RJS-X
GG = 28°C/Km caso não houvesse sal
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23Projeto de Poços Atravessando Sal
Gradiente geotérmico - RJS-X
80C/km (intervalar) GG=Q/K
24Projeto de Poços Atravessando Sal
Condutividade térmica - RJS-X
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25Projeto de Poços Atravessando Sal
Gradiente de Sobrecarga ( σσσσov)É a pressão total das camadas sobrepostas + fluidos– σov = ∫ρf*dz = ∑ ρf*∆z*0.1706
– ρf � obtido do perfil densidade ou indiretamente do sônico
26Projeto de Poços Atravessando Sal
Tensões Principais da Tensões Principais da ÁÁrearea
Limite de Fechamento Admissível
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27Projeto de Poços Atravessando Sal
εεεε = εεεεo . ( σσσσef / σσσσo )n . exp (Q/RTo - Q/RT)
εεεε - taxa de deformação por fluência na condição steady-state
εεεεo - taxa de deformação por fluência de referência
Q - energia de ativação (Kcal/mol) : para o sal Q= 12.0 Kcal/mol
R - Constante Universal dos Gases = 1.9858 E-03 Kc al/mol. K
T - temperatura absoluta do sal na profundidade do poço (K)
To - temperatura de referência (K)
σσσσef - tensão efetiva de fluência
σσσσo - tensão efetiva de referência
n1 ; σσσσef ≤≤≤≤ σσσσ0
n =
n2 ; σσσσef > σσσσ0
Equação Constitutiva de Fluência
TRANSIENTETRANSIENTE PERMANENTEPERMANENTE
εεεεεεεε
TempoTempo
TERCIARIATERCIARIA
28Projeto de Poços Atravessando Sal
Taxa de Fechamento - Steady State
Taxa de Fechamento Radial do Poço (pol/h)
0.00040.00080.00180.0052Halita
0.00260.00670.01490.0417Carnalita
0.01960.04330.08790.2345Taquidrita
14.013.012.0 10.5
Densidade da Fluido (ppg )Tipo de Sal
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29Projeto de Poços Atravessando Sal
0 20 40 60 80 100
120
140
160
180
200
220
240
260
TEMPO EM HORAS
0.00
-0.25
-0.50
-0.75
-1.00
-1.25
-1.50
-1.75
-2.00
-2.25
-2.50
-2.75
-3.00
-3.25
-3.50
-3.75
-4.00
-4.25
-4.50
-4.75
-5.00
-5.25
FE
CH
AM
EN
TO
EM
PO
LE
GA
DA
S
Densidade do fluido de perfuracao10.90 lb/gal 12.0 lb/gal13.0 lb/gal14.0 lb/gal
PREVISAO DO FECHAMENTO DO POCO 1-RJS-602Modelo Estado Plano de Deformacoes na profundidade 4454 metros
K0= 1.25 ε = ε0 (σ/σ0)n
ε0 = 2.40 Ε−05 σ0= 10000 kPA
n= 3.36 σ < σ0 n= 7.55 σ ≥ σ0
Limite de Fechamento Admissível
Previsão Fechamento f(mw)
30Projeto de Poços Atravessando Sal
Topo, Meio e Topo, Meio e
Base do salBase do sal
0 20 40 60 80 100
120
140
160
180
200
220
240
260
TEMPO EM HORAS
0.00
-0.25
-0.50
-0.75
-1.00
-1.25
-1.50
-1.75
-2.00
FE
CH
AM
EN
TO
EM
PO
LE
GA
DA
S
ProfundidadeBase da Halita (4254m)Meio da Halita (4454m)Topo da Halita (4654m)
PREVISAO DO FECHAMENTO DO POCO 1-RJS-602Modelo Estado Plano de Deformacoes
Densidade do fluido fluido de perfuracao 13 lb/gal K0= 1.25 ε = ε0 (σ/σ0)n
ε0 = 2.40 Ε−05 σ0= 10000 kPa
n=3.36, σ < σ0 n=7.55, σ ≥ σ0
Limite de Fechamento Admissível
Previsão Fechamento f(mw)
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31Projeto de Poços Atravessando Sal
BC-400 /SOL
32Projeto de Poços Atravessando Sal
Programação
IntroduçãoPropriedades do SalHistórico de PerfuraçãoSimulação da FluênciaInfluência do sal nas GeopressõesFluido de PerfuraçãoTecnologias de alargamentoRevestimentos frente ao salCimentação frente ao salTecnologias AdicionaisEstratégia de PerfuraçãoExemplo de ProjetosCenários Futuros e Conclusões
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33Projeto de Poços Atravessando Sal
Parâmetros para a perfuração
Pressão de Poros;Pressão de Colapso Inferior;Pressão de Colapso Superior;Pressão de Fratura Inferior;Pressão de Fratura Superior;Taxa de Fluência ou mobilidade
34Projeto de Poços Atravessando Sal
• Objetivo Principal• Aprimoramento da avaliação dos riscos de ocorrência de
sobrepressão e retenção de fluidos através da quantificação preditiva de atributos geomecânicosmodelados em 3D utilizando-se as velocidades do PSDM.
• Cenário de Aplicação
• Seções marinhas dominadas por pelitos e cujos respectivos sistemas petrolíferos apresentem influência de zonas de pressão (de poros) anormal.
• Princípio do Método
• Inversão do campo de velocidades acústicas, calibrado com medidas diretas de pressão.
Geopressões - Modelagem Volumétrica
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35Projeto de Poços Atravessando Sal
Geopressões de Poços de Sal
36Projeto de Poços Atravessando Sal
Modelo Análogo de Geopressões - GoMGOM - Conoco-Phillips
11,75
13,1
14,3
14
12,5
13,75
15,25
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
5500
6000
6500
7000
7500
8000
8500
9000
9500
7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Geopressure Gradient (ppg)
Dep
th (
m, b
msl
)
Lithostatic
Fracture
Pore Pressure (P50)
LOTs
Eva
porit
es
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37Projeto de Poços Atravessando Sal
• A perfuração exploratórios na seção sub-sal é um desafio para a perfuração e, da mesma forma, para a avaliação de geopressões.
• O método de predição baseia-se no cálculo de curvas de compactação normal a partir de velocidades sísmicas e avaliação de possíveis desvios, que podem ser indicativos de sub-compactação e de ZPAA.
• Embora o método aplique-se apenas à avaliação de pressão em seções argilosas, admite-se que pacotes arenosos isolados e imersos em sedimentos argilosos sobrepressurizados adquiram a pressão ambiente. Estes, no entanto, não respondem à metodologia aplicada. Existem, também, outros mecanismos de geração de pressões altas que não são detectados pelo método, tais como a flutuação de HC.
• Neste trabalho foram usadas as velocidades do PSDM que permitiram um melhor imageamento da seção pré-sal. Foram utilizados dados de sônicos dipolares, RFT´s e LOT’s de vários poços de correlação, para definição do modelo de pressão e de razão de Poisson usado na estimativa da pressão de fratura e da capacidade de retenção. Trabalhou-se, também, com modelos análogos do GoM
Modelagem 3D de Geopressões
38Projeto de Poços Atravessando Sal
Topo Rifte
Modelo estrutural da área estudada
Modelo Geológico
Modelo geológico utilizado na estimativa de geopres sões
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39Projeto de Poços Atravessando Sal
Modelo de Velocidades
Foi utilizado o modelo de velocidades do processamento PSDM
40Projeto de Poços Atravessando Sal
Gradiente de Pressão de Poros (ppg)
Apenas abaixo do sal esperam-se zonas sobrepressurizadas estimando-se valores
de gradiente de PP de até 11,5 ppg.
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41Projeto de Poços Atravessando Sal
Prognóstico de pressão de poros
42Projeto de Poços Atravessando Sal
Capacidade de Retenção
Coluna máxima de gás (m)
Coluna máxima de gás = capacidade selante / flutuação do gásCapacidade selante = GF– GP
Assumindo-se a premissa de regime de pressão constante a partir do selo superior temos:
• Para o topo do rifte uma coluna máxima de gás de cerca de 1500 m.
• Para o topo do rifte inferior uma coluna máxima de gás de cerca de 1750 m.
Topo do rifte inferior
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43Projeto de Poços Atravessando Sal
Conclusões• Os prognósticos de pressão obtidos devem ser
utilizados com cautela, dado o caráter altamente exploratório da área estudada, bem como o fato do objetivo da locação ser muito profundo e sob uma espessa camada de sal. Mesmo assim, a utilização de dados de poços da bacia em condição geológica semelhante torna o modelo mais confiável.
• São esperadas zonas sobrepressurizadas apenas abaixo da seção evaporítica, sendo estimado um valor de cerca de 11 lb/gal para o gradiente de pressão de poros na profundidade final da locação.
• A análise de capacidade de retenção hidráulica (quantitativa) mostra bom potencial selante: cerca de 1500m de coluna de gás para o topo do rifte.
44Projeto de Poços Atravessando Sal
Pressão de Fratura no Sal
Os sais não podem ser tratados com modelos poro-elasticos devido ao seu comportamento visco-elastico;Em seções limpas e homogêneas de sal, a pressão de fratura é sempre maior do que a tensão vertical aplicada naquele ponto;
Conservadoramente adota-se como valor de pressão de fratura de 5% a 10% além do gradiente de sobrecarga;
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45Projeto de Poços Atravessando Sal
Pressão de Fratura no Sal – GoM
• Observar que na seção do sal a GF > OVB
• Na base do sal o GF pode ficar anormalmente baixo porque o movimento do sal pode ter fragilizado a região
46Projeto de Poços Atravessando Sal
Janela Operacional
Janela Operacional é a margem entre o mínimo e o máximo peso de fluido de perfuração possível de ser usado durante a perfuração de um poço;O mínimo peso de fluido de perfuração é o maior valor entre a pressão de poros e a pressão de colapso inferior;O máximo peso de fluido de perfuração é o menor valor entre a pressão de absorção e a pressão de quebra da rocha;
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47Projeto de Poços Atravessando Sal
Janela Operacional de Geopressões
48Projeto de Poços Atravessando Sal
ProgramaçãoIntroduçãoPropriedades do SalHistórico de PerfuraçãoSimulação da FluênciaInfluência do sal nas GeopressõesFluido de PerfuraçãoTecnologias de alargamentoRevestimentos frente ao salCimentação frente ao salTecnologias AdicionaisEstratégia de PerfuraçãoExemplo de ProjetosCenários Futuros e Conclusões
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49Projeto de Poços Atravessando Sal
Objetivo do Projeto
Perfurar o intervalo de sal de maneira econômica
Obter informações desejadas do intervalo
Permitir a estabilização do poço com revestimentos adequadamente cimentados
Garantir as condições mecânicas adequadas durante a vida útil do poço
Em função da solubilidade do sal e para garantir uma boa qualidade do poço recomenda-se perfurar a seção salina com fluido sintético ou fluido saturado
50Projeto de Poços Atravessando Sal
Fluido Não Saturado - Problemas
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51Projeto de Poços Atravessando Sal
Fluido Saturado com NaCl
• Solubilidade aumenta com temperatura;
• Potencial de corrosão elevado;
• Não impede dissolução de outros sais;
• Logística - necessita grande quantidade de sal para que se alcance a saturação.
• Baixo custo;• Simples
formulação;• Boa estabilidade
reológica;• Permitido
descarte do fluido e dos cascalhos no mar.
DesvantagensVantagens
52Projeto de Poços Atravessando Sal
Fluido Sintéticos
• Fluido novo é mais caro, mas pode ser reaproveitado;
• Maior limitação à utilização de produtos para combater perda de circulação;
• Não é permitido o descarte do fluido no mar;
• Requer secador de cascalhos para atender legislação ambiental. Teor de fluido agregado aos cascalhos não pode exceder 6,9%;
• Maior dificuldade na detecção de kick de gás
• Maior estabilidade térmica;
• Elevada lubricidade;• Maior potencial de
inibição química de argilas intercaladas ajuda a reduzir o alargamento do poço e a instabilidade do fluido por incorporação de sólidos;
• Boa estabilidade reológica.
DesvantagensVantagens
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53Projeto de Poços Atravessando Sal
7”@ 6000 m
@ 5150 m
10 ¾”
PropostaFLUIDO
@ 2340m
30”
20”
@ 2850m
16”
@ 3650 m
BROCA36”
26”
12 ¼” x 14 ¾”
8 1/2”
12 ¼” x 22”
Ag. Mar
Ag. Mar + Convencional
Br Mul
Tipo Fluido Cascalho
Salgado (KCl) tratado com PolimeroCationico
Vol m³
Salgado (KCl) tratado com PolimeroCationico
Descarte
31
165
196
175
36
1145
1119
940
318 318
Ag. Mar
160
195
190
Projeto do Fluido de Perfuração
54Projeto de Poços Atravessando Sal
ProgramaçãoIntroduçãoPropriedades do SalHistórico de PerfuraçãoSimulação da FluênciaInfluência do sal nas GeopressõesFluido de PerfuraçãoTecnologias de alargamentoRevestimentos frente ao salCimentação frente ao salTecnologias AdicionaisEstratégia de PerfuraçãoExemplo de ProjetosCenários Futuros e Conclusões
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55Projeto de Poços Atravessando Sal
Tecnologias de Alargamento
� Excentricos
� RWD (Reamer While Drilling);
� Broca Bicentrica;
� Concentricos:
� Under Reamer Reamamaster
� Under Reamer Rhino Reamer
� Ander reamer
� Broca Expansível;
56Projeto de Poços Atravessando Sal
Broca BicentricaElas têm custo inferior ao dos under remers e permitem alargar o poço em até 20% de seu diâmetro de passagem, o que, no caso de seu adequado funcionamento, praticamente elimina a possibilidade de prisão da broca por fechamento do poço. No exemplo da Figura 9-B, mostra-se um poço é perfurado com broca bicentrica de 12 ¼” e alargado para 14 ¾”. Quando se perfura com broca bicêntrica, o diâmetro do poço é maior do que qualquer um dos estabilizadores. Isso confere àbroca uma tendência de desvio em poços verticais e grande dificuldade na manutenção da inclinação nos direcionais. Devido a isso, temos que limitar a rotação e o peso sobre broca em função da impossibilidade de se estabilizar a coluna adequadamente, o que resulta em redução na taxa de penetração.Verifica-se também que, devido à sua descentralização, essas brocas podem gerar vibrações prejudiciais aos equipamentos e à coluna de perfuração. Outra desvantagem é que, algumas vezes, a qualidade do alargamento não é tão boa quanto esperada, podendo resultar em poços espiralados, dificultando assim, a descida do revestimento. Além disso, a sua utilização não dispensa o emprego do under reamer, uma vez que ela não é adequada para repasse, caso necessário
Broca de 12 ¼” p/ 14 ¾”
Considera-se máximo de 14”
Portanto, fechamento admissível de 1.75”
para drift de 12 ¼”
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57Projeto de Poços Atravessando Sal
Broca Bicentrica
58Projeto de Poços Atravessando Sal
DORWD da BakerO DORWD é outra tecnologia de alargamento com cortadores de PDC, também sem partes móveis, introduzida no mercado no final dos anos 90 (Figura 9-C). A ação de alargamento simultâneo durante a perfuração é promovida por um reforço de estabilização, posicionado na lateral oposta às aletas de alargamento. O DORWD é melhor balanceada que a broca bicêntrica, além de permitir um melhor controle do direcional. Porém, também não elimina o uso do undereamer, visto que esse equipamento também não foi projetado para repasse.Difere das brocas bicêntricas devido ao projeto em duas peças, ou seja, o alargador está separado da broca, flexibilizando a seleção da broca e do BHA, já que o DORWD pode ser colocado em qualquer posição na coluna, não precisando ficar logo acima da broca.
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Tecnologias de Alargamento
� Excentricos
� RWD (Reamer While Drilling);
� Broca Bicentrica;
� Concentricos:
� Under Reamer Reamamaster
� Under Reamer Rhino Reamer
� Ander reamer
� Broca Expansível;
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Alargamento de poço à partir de uma restrição.
Principais aplicações:
Restrições na Cabeça de Poço;
Restrições nos diâmetros internos dos Revest.;
Gravel Pack à Poço Aberto;
Perfuração de formações instáveis, tais como, sal, argilas ultra-plásticas, etc;
Alargadores Concentricos
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Principais desafios para a técnica
Extensão grande para alargamento;
Poços profundos;
Alta Pressão e/ou Alta Temperatura;
Poços direcionais e/ou horizontais;
Poços DW/ UDW;
Alargadores Concentricos
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Under reamer
Fechamento do poço quando perfurando sal com alargador
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Under reamer
Principais problemas encontrados nos Underreamers convencionais
• Vida útil pequena dos braços;
• Hidráulica marginal;
• Componentes frágeis;
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Reamaster - Smith• Projetado com dois braços
alargadores com dois cortadores grandes.
• Os cortadores podem ser de PDC ou com rolamentos selados com dentes de aço ou insertos de carbeto detungstênio
• Permite alargar o poço em até 40% do diâmetro do piloto sendo mais indicado para formações moles. Versão mais robusta para formações médias está em desenvolvimento.
• Pode ser posicionado logo acima da broca ou mais distante caso necessário, de modo similar ao DORWD.
• Os pontos fracos deste equipamento são os braços alargadores que, por serem muito solicitados durante a operação, podem se quebrar, gerando um peixe muito difícil de ser pescado em função da geometria do poço.
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Rhino Reamer• Três blocos com cortadores defasados de 120º, acionados hidraulicamente,
• produzem um poço concêntrico, permitindo alargar até 20% acima do diâmetro da broca.
• Cortadores de PDC fornecem uma estrutura de corte durável, tanto para alargamentos quando para back reaming .
• Pode ser posicionado logo acima da broca ou mais distante, caso necessário.
• Indicado para formações moles (maioria dos evaporitos). Versão mais robusta para formações médias está em desenvolvimento
• Vantagens• balanço de massas que elimina vibrações;• indicação de pressão na superfície que permite
avaliar se a abertura dos cortadores foi plena;• poder ser descido com BHA para poços
direcionais, inclusive com o RSS• pelas suas características, os alargadores estão
menos sujeito à quebra do que o Reamaster.
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Ander Reamer - Andergauge• Similar ao Rhino Reamer em
geometria possui três blocos cortadores defasados de 120º,
• Podem ser acionados por aplicação de peso ou hidraulicamente.
• Possui seis fileiras de PDC, duas por cortador, com perfil parabólico.
• Têm as mesmas vantagens e desvantagens do Rhino Reamer e a vantagem adicional de ter uma estrutura de corte e disposição de cortadores mais robusta.
• É indicado para alargar formações mais duras, tais como anidrita .
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Broca Expansível - Weatherford• Em fase de testetá em fase de teste, após
ter as aletas expandidas pode alargar um poço em até 40% do seu diâmetro fechado É composto de quatro aletas revestidas de cortadores de PDC, defasados de 90º. Depois de aberta, adquire a capacidade de perfuração de uma broca de PDC.
• A sua expansão se dá pelo deslocamento de um pistão interno por pressão hidráulica, que causa a abertura das aletase uma mola interna as recolhe assim que a pressão é removida
• Ao contrário dos outros modelos concêntricos, o alargamento é integral, eliminando a possibilidade de prisão no intervalo entre a broca e o alargador, que pode ocorrer nos outros tipos.
• Ela é mais indicada para formações moles e pode também operar em alargamentos simultâneo em trechos direcionais.
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Isso é tudo por hoje.
Amanhã continuaremos com....
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ProgramaçãoIntroduçãoPropriedades do SalHistórico de PerfuraçãoSimulação da FluênciaInfluência do sal nas GeopressõesFluido de PerfuraçãoTecnologias de alargamentoRevestimentos frente ao salCimentação frente ao salTecnologias AdicionaisEstratégia de PerfuraçãoExemplo de Projetos