completação de poços de petróleo - eng. luiz eduardo trindade

Completação de Poços Engo. Luiz Eduardo Trindade

COMPLETAÇÃO DE

POÇOS

Engo. Luiz Eduardo Trindade

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 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

Baixo custo;

Perfura em lamina d’água até

100 m;

Não é necessário compensador

de movimento.

Sonda Semi-submersível

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.

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 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.

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;

AS 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.

VANTAGENS DA COMPLETAÇÃO A

POÇO ABERTO

Formações que apresentam grandes razões gás-óleo / 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;

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.

A POÇO ABERTO

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.

- 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.

COM LINER RASGADO OU CANHONEADO

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.

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.

AS VANTAGENS PARA UTILIZAÇÃO DESTE

TIPO DE COMPLETAÇÃO

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 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

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

FASES DE UMA COMPLETAÇÃO

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.

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.

SEGURANÇA

Deixar o interior do revestimento de produção

gabaritado e em condição de receber os

equipamentos necessários.

CONDICIONAMENTO DO POÇO

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

- 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.

CIMENTAÇÃO

Problemas gerados pela má cimentação:

CIMENTAÇÃO

Problemas gerados pela má cimentação:

CIMENTAÇÃO

Recimentação:

O sistema usado para perfilagem acústica é

composto basicamente por um transmissor, um

receptor e um aparelho de medição.

PERFIL CBL/VDL

Sinal de

formação

Sinal do

revestimento

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

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

Conduzir os fluidos produzidos até a superfície,

protegendo o revestimento contra fluidos

agressivos e pressões elevadas;

FINALIDADES BÁSICAS DA COLUNA DE

PRODUÇÃO

Permitir a instalação de equipamentos para a

elevação artificial;

PRODUÇÃO

Possibilitar a circulação de fluidos para o

amortecimento do poço em intervenções futuras.

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;

FATORES QUE INFLUENCIAM NO PROJETO DA

COLUNA DE PRODUÇÃO

- POÇOS SURGENTES

- POÇOS NÃO-SURGENTES

COLOCAÇÃO DO POÇO EM OPERAÇÃO

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.

POÇOS SURGENTES

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 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

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.

POÇOS NÃO-SURGENTES

• 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).

PRINCIPAIS COMPONENTES DA

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)

Tubos 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.

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)

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

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.

Elementos de vedação

(borrachas do packer

Conjunto de

ancoragem do

packer modelo HHL

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

- Cabeça de produção

- Árvore de natal convencional (ANC)

- Árvore de natal molhada (ANM)

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.

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.

INVESTIMENTO E MANUTENÇÃO

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

Avaliação

Completação

Recompletação

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.

INVESTIMENTO

As principais atividade de avaliação:

TFR (Teste de Formação a poço Revestido);

TP (Teste de Produção);

RP (Registro de Pressão);

MP (Medição de Produção).

Completação - Entende-se por completação um

conjunto de operações, realizadas após o término

dos trabalhos de perfuração, visando colocar o

poço em produção.

INVESTIMENTO

Recompletação - Esta operação é executada em

poços que podem produzir em mais de uma

formação geológica.

INVESTIMENTO

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.

MANUTENÇÃO

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

CLASSIFICAÇÃO DAS OPERAÇÕES DE

MANUTENÇÃO:

Restauração;

Limpeza

Mudança de método de elevação;

Estimulação;

Abandono;

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).

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.

RESTAURAÇÃO

Elevada produção de água (conseqüências)

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.

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.

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.

RESTAURAÇÃO

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.

LIMPEZA

- Deposição de sólidos no fundo do poço

tamponando os canhoneados,

- Furos na coluna de produção,

- vazamento no obturador,

- necessidade de reposicionar componentes da

coluna de produção,

- Vazamentos em equipamentos de superfície, etc.

Exemplo de intervenções de limpeza

Ocorre quando a vazão está sendo restringida devido

a um sistema de elevação artificial inadequado ou

com defeito, é necessário substituí-Io.

MUDANÇA DE MÉTODO DE ELEVAÇÃO

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

ABANDONO

MUITO OBRIGADO

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