apostila - perfilagem

5/28/2018 Apostila - Perfilagem

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- ndice

Introduo ....................................................................................3

Testemunhagem ...........................................................................5

Perfilagem eletrica .......................................................................6

Mtodos de prospeco ...............................................................15

Outros mtodos de prospeco ...................................................16

Concluso ...................................................................................17

Bibliografia Consultada ............................................................ 19


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I Introduo

Chamamos perfilagem ao levantamento completo de perfis referentes ao poo para a produo depetrleo. O perfil de um poo a imagem visual, em relao profundidade, de uma ou maiscaractersticas ou propriedades das rochas perfuradas. Ele obtido a partir de ferramentas que sodescidas no poo, onde os valores so captados e em seguida so armazenados em arquivos digitais.

Apesar de existirem vrios processos fsicos de medio (perfis), os dados fornecidos pelosequipamentos eletrnicos de medida so chamados genericamente de perfis eltricos.Atravs daperfilagem podemos mapear o poo com grficos ou figuras que nos mostram as reas de interesse aserem trabalhadas, no entanto, bom deixar claro que ela no se mostra auto-suficiente, pois necessitade tcnicas auxiliares que se complementam para cumprir essa meta. Como exemplo de uma tcnicaauxiliar temos a amostra de calha que utilizada juntamente com os perfis eltricos para ajudar naidentificao das litofaces. Essa amostra contm os resduos das formaes rochosas, durante aperfurao, que permanecem na broca quando ela levantada do interior do poo para a superfcie.

A grande maioria das ferramentas existente para a visualizao e reconhecimento de litofaces comerciais, sendo vendidos exclusivamente como parte de pacotes de software mais completos, pormextremamente caros. Podemos citar alguns exemplos:

1. Horizon Software - Inclui um grupo de programas probabilsticos que podem determinarpropriedades quantitativas ou propriedades qualitativas (litofaces ou fluidos a seremproduzidos) ao longo de um poo

2. Rockcell - uma ferramenta de classificao que utiliza perfis e disponibiliza visualizaopara classificar e estimar litofaces. Alm de permitir a anlise das litofaces.

3. GS Software - um sistema geolgico completo para PCs cujas caractersticas primriasincluem correlao interativa de poos, compreenso de anlise petrofsica, integrao dedados mudlog, ssmica sinttica etc.

Existem vrios tipos de perfis utilizados para as mais diversas aplicaes, todos com o objetivo de

avaliar melhor as formaes geolgicas quanto ocorrncia de uma jazida comercia dehidrocarbonetos.

Podemos citar alguns dos principais tipos de perfis eltricos existentes:

Raios Gama (GR) - Detecta a radioatividade total da formao geolgica. Utilizado para aidentificao da litologia, a identificao de minerais radioativos e para o clculo do volume de argilasou argilosidade;

Neutrnico (NPHI) - So utilizados para estimativas de porosidade, litologia e deteco dehidrocarbonetos leves ou gs;

Induo (ILD) - Fornece leitura aproximada da resistividade da rocha contendo hidrocarbonetos,

atravs da medio de campos eltricos e magnticos induzidos nas rochas; Snico (DT) - Mede a diferena nos tempos de trnsito de uma onda mecnica atravs das rochas.

utilizado para estimativas de porosidade, correlao poo a poo, estimativas do grau de compactaodas rochas ou estimativas das constantes elsticas, deteco de fraturas e apoio ssmica para aelaborao do sismograma sinttico;

Densidade (RHOB) - Alm da densidade das camadas, permite o clculo da porosidade e aidentificao das zonas de gs.


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Caliper- fornece o dimetro do poo. aplicado no clculo do volume de cimento para tampes oucimentao do revestimento, apoio a operaes de teste de formao, controle de qualidade de perfis eindicaes das condies do poo em um determinado intervalo.

Potencial Espontneo (SP): o registro da diferena de potencial entre um eletrodo mvel descido

dentro do poo e outro fixo na superfcie. Este perfil permite determinar as camadas permoporosas,calcular a argilosidade das rochas, determinar a resistividade da gua da formao e auxiliar nacorrelao de informaes com poos vizinhos.

Para um melhor aproveitamento dos perfis eltricos obtidos, necessrio que eles sejam utilizados emconjunto. Por exemplo, se for constatado que em determinada profundidade o perfil GR indique altaargilosidade e o ILD alta resistividade, mas se o perfil RHOB indicar alta densidade e o perfil DT altavelocidade, ento, pode-se concluir que essa formao seria um reservatrio de baixa produtividadecaso fosse portadora de hidrocarbonetos. Por outro lado, se ocorrer que o perfil GR indique baixaargilosidade, o ILD alta resistividade, o perfil RHOB baixa densidade e o DT baixa velocidade, tem-seuma maior probabilidade de uma reserva comercial de hidrocarbonetos nessa formao. Outros fatores,porm, so levados em considerao para anlise de um reservatrio, como por exemplo a amostra decalha e os dados obtidos durante a prospeco da rea.

O perfil Caliper um perfil auxiliar que consta do registro das variaes para mais (desabamento) oupara menos (reboco ou estrangulamento) do dimetro nominal da broca usada para perfurar o poo.Pode apresentar dois ou mais braos, articulados, geralmente acoplados a bobinas, o movimentoconstante destes braos abrindo e fechando, geram respostas eltricas nestas bobinas que sorelacionadas geometria da parede do poo, podendo desta forma ainda calcular seu volume.

A modelagem de perfis eltrica atravs de camadas com variaes continuas em sua condutividade,chamadas de eletricamente heterogneas, e uma tcnica que permite uma melhor aproximao daconjuntura eltrica no subsolo, na medida em que no existem camadas estritamente homogneas nanatureza e, portanto, vem se impor como um avano em relao a tecnologia atualmente utilizada demodelagem de perfis atravs de camadas eletricamente constantes.

A interpretao de perfis feita a partir de parmetros fornecidos pelo operador do perfil.As empresas ( Schlumberger, Halliburton, etc...) que fornecem as ferramentas, fornecem tambm osparmetros para interpretao. Ha cursos oferecidos por essas empresas para aprimorar a interpretaoquantitativa dos perfis atravs de seus funcionrios, j que a qualitativa vem expressa no prpriogrfico do perfil. No entanto no fcil distinguir gua doce de leo em perfis de forma isolada,somente com a juno de dois ou mais perfis isso possvel, pois se torna possvel comparao entreperfis.

Hoje existem equipamentos e softwares mais avanados para o traado de perfis tal como o PSGT que

identifica Carbono e Oxignio presentes na composio das rochas , o que facilitam a identificao dapresena de hidrocarbonetos e um melhor conhecimento das caractersticas das diferentes camadasrochosas perfuradas,neste caso a distino entre gua e leo se torna muito mais fcil.

Os chamados trabalhos de poo revestido so realizados depois que o poo, como o prprio nome jdiz, recebeu um revestimento metlico, para evitar que a formao geolgica ceda e feche o poo. Emsua maioria, estes trabalhos tem o objetivo de fazer manutenes no poo afim de reavaliar e/oumelhorar sua produo. Neste caso, no h lama de perfurao, apenas o fludo de perfurao paramanter a presso esttica do poo. Ou, em alguns casos, apenas o prprio fludo da formao(petrleo cru).


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As medies tomadas nestes trabalhos fornecem, entre outros, dados sobre a qualidade da cimentaopor trs do revestimento, ou novamente, dados sobre a interface entre os fludos existentes na formaoatravessada pelo poo. Os dimetros das ferramentas variam bastante, pois as mesmas podem serintroduzidas no poo por dentro da coluna de produo (dimetros menores) ou por dentro dorevestimento, aps a retirada da coluna (dimetros maiores).

Este segmento tambm responsvel pelo canhoneio dos poos. Ou seja, a detonao de explosivos

em profundidades especificadas para gerar um caminho atravs do revestimento para que o fludo a serproduzido possa sair da formao e chegar ao interior do poo. As cargas explosivas utilizadas emcanhoneios podem gerar diferentes tipos de perfuraes. Com maior ou menor penetrao, com umadensidade maior ou menor de furos por p, etc. Os dimetros dos canhes tambm variam muito,chegando a at 7 polegadas (17,78 cm), dependendo do dimetro do revestimento que se desejaperfurar. Estas cargas tm uma geometria e uma composio de explosivos (RDX, HMX, entre outros)especficas, de modo que, quando detonadas, geram uma onda de presso direcional, perpendicular aoeixo do poo, e que perfura a formao deixando o mnimo de detritos nesta. A ordem de grandezamdia desta onda de presso de 4.000.000 (quatro milhes) de psi, e a penetrao mdia na formao de 60cm.

Figura 1 -

II Testemunhagem

Durante a perfurao dos poos, vrios dados so coletados para aumentar o conhecimento do subsolo.Amostras das rochas cortadas, chamada amostra de calha, e amostras de rocha tal como esto nosubsolo . Estas amostras so chamadas de testemunhos .

A testemunhagem uma operao especial feita no poo durante a perfurao, e consiste na obtenodo testemunho, que por sua vez, uma amostra real da formao com alteraes mnimas nas suaspropriedades naturais. O testemunho levado a laboratrios e testes so efetuados para obtereminformaes respeito da litologia, textura, porosidade, permeabilidade, saturao de leo e gua etc.

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A testemunhagem importante porque ela comprova a litoface identificada pela perfilagem.Os dados da perfilagem unidos com os dados da testemunhagem formam exemplos a serem aprendidospela Rede Neural Artificial ( RNA ) . Com isso, a RNA, depois da aprendizagem, poder nos


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responder que litoface est associada, determinada profundidade, a uma t-upla de perfisapresentados. Por causa do custo operacional e temporal relativamente alto, a testemunhagem s realizada em alguns poos estratgicos. Os testemunhos so amostras preservadas, portanto bastanterepresentativos da formao. Eles so retirados a profundidades pr-determinadas, gerandoinformaes pontuais do poo.

So conhecidos trs tipos:

Testemunhagem com barrilete convencional: consiste na descida de uma broca vazada, e doisbarriletes, um externo, que gira com a coluna, e outro interno, onde o testemunho se aloja. No final decada corte necessrio que a coluna venha superfcie atravs de uma manobra;

Testemunhagem a cabo: o barrilete interno pode ser levantado at a superfcie sem a necessidade de seretirar toda a coluna;

Testemunhagem lateral: utilizado para se testemunhar alguma formao j perfurada. Consiste emcilindros ocos, presos por cabos de ao e a um canho e so arremessados contra a parede da formao

para retirar amostras da rocha.

A obteno de um testemunho e um processo dispendioso e demorado, pois implica em recolher acoluna com a broca de perfurao para troca-la por uma ferramenta de amostragem e, apos recolher o

testemunho, fazer a troca inversa. Num poo terrestre de 1400 m de profundidade, este processo detestemunhagem leva dias ou semanas, a depender dos tipos de formaes rochosas existentes, a umcusto de cerca de 100 mil dlares por dia de operao da perfuradora. Por este motivo, as empresastem restringido as testemunhagens aos trechos de rochas reservatrios, o que e insuficiente para algunsestudos, entre eles o da determinao do fluxo trmico, que exige o conhecimento da condutividadetrmica de todas as rochas de um perfil da rea.

Por outro lado, todo poo de prospeco de hidrocarboneto construdo e perfilado e, na maioria dasvezes, os perfis geofsicos obtidos so os nicos registros petrofisicos desses poos, principalmentequando eles no so testemunhados. Geralmente, a descida de uma ferramenta transporta vriosequipamentos e realiza vrios tipos de perfilagem. Com a facilidade de arquivamento permanente,esses perfis funcionam como registros eficientes e duradouros de um poo, podendo ser reinterpretados

a luz de novos conhecimentos geofsicos e geolgicos, inexistentes na poca de sua realizao, fazendoparte de extensos bancos de dados de grande importncia.Diversas propriedades fsicas so medidasdurante a perfilagem de poos, algumas delas intimamente correlacionadas com a condutividadetrmica. Dentre essas propriedades, esto a resistividade eltrica, a velocidade compressional e adensidade, o que torna possvel derivar empiricamente a condutividade trmica da correlao comestas e outras propriedades fsicas. A diferena entre a testemunhagem e a perfilagem que natestemunhagem as informaes no so obtidas em tempo real,as rochas so analisadas em laboratrioe os dados so pontuais, porem muitas informaes importantes somente podem ser obtidas tendo-secomo base os dados fornecidos por ambas as tcnicas ( testemunhagem e perfilagem ), como porexemplo a identificao precisa da composio litoquimica das formaes em funo da profundidade.

III A Perfilagem eltrica

Os mtodos eltricos fazem uso de uma grande variedade de tcnicas, cada uma baseada nas diferentespropriedades eltricas e caractersticas dos materiais que compem a crosta terrestre.

Aps a perfurao de cada trecho ou fase de um poo, instrumentos especiais - chamados ferramentasde perfilagem , so descidos no poo para determinar as caractersticas das rochas atravessadas(densidade, resistividade, porosidade etc) e dos fluidos que elas contm, bem como as presses etemperaturas envolvidas. Parte da perfilagem pode tambm ser efetuada durante a perfurao do poo.

A perfilagem eltrica e sempre realizada nos poos e atravs dela, obtem-se a condutividade eltricados diversos tipos de rochas existente no perfil. Para o caso de rochas sedimentares, a condutividade


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eltrica e a condutividade trmica so dependentes da porosidade. A porosidade total (T) e a razaoentre o volume de vazios (VV) e o volume total (VT) da rocha expressam em porcentagem. Pode-sedizer que a porosidade e uma das propriedades das rochas de maior relevncia, pois mede suacapacidade de armazenar fluidos.

Nas rochas, destacam-se dois tipos ou grupos de porosidades:

1. A porosidade primaria, que e aquela que a rocha herda do processo de sedimentao e que

evolui durante sua compactao; como exemplo tem-se a porosidade intergranular dosarenitos.

2. A porosidade secundaria, resultante de algum processo fsico-qumico que a rocha sofresubseqentemente a sua formao. Exemplificando, tem-se: as fraturas nos arenitos,

calcrios, folhelhos e embasamento assim como as cavidades causadas pelo ataque qumico

em calcrios e, em menor proporo, em arenitos.

Temos tambm a porosidade efetiva (E) que vem a ser a razo entre o volume de vaziosinterconectados e o volume total da rocha. Ento, pode-se concluir que uma rocha reservatrio(ambiente em que o hidrocarboneto ou a gua ficam armazenados) deve ter a habilidade de permitirque os fluidos fluam atravs de seus poros interconectados. Esta propriedade da rocha reservatrio edenominada de permeabilidade, a qual expressa a capacidade de um fluido passar atravs de umarocha.

A porosidade pode ser obtida da Lei de Darcy, que prev que a velocidade do fluido , que circulacom uma vazo Q, atravs de um espao poroso de seo Ac, e proporcional a permeabilidade domaterial,ao gradiente de presso atravs do meio e ao inverso da viscosidade do fluido.

u

==

dL

dPk

A

Qu d

C

Onde : kde a permeabilidade intrnseca da rocha porosa, e a viscosidade do

fluido, e dLdP e o gradiente de presso na direo do fluxo.

Vale observar que nas rochas terrigenas a porosidade depende basicamente da forma, do arranjo e davariao de tamanhos dos gros, alem do seu grau de cimentao. No caso de rochas carbonaticas, aporosidade depende da densidade, do grau de dissoluo, do grau de cimentao, do tipo da matriz e daintensidade do fraturamento. Atravs da perfilagem geofsica, pode-se avaliar a porosidade total deuma formao rochosa utilizando perfis de densidade eletrnica, do perfil snico e do neutronico.

Para ter a porosidade ( ) de um intervalo de interesse atravs de um perfil de densidade , usamos aexpresso :

( )( )fm

bm

=

Onde : me a densidade media dos slidos da matriz da rocha, f e a densidadedo fluido intersticial e b a densidade eletrnica da formao obtidaatravs de uma sonda radioativa.

Archie em 1942 observou que a resistividade de uma rocha 100% saturada com gua (0) variadiretamente com a resistividade da gua (w) e inversamente com a porosidade (). Ento, ele props

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uma equao emprica til onde para arenitos o coeficiente de cimentao m fica na faixa ( 1,8 m2,2 ) e para areia temos m= 1,3 .

m

w

= 0Archie definiu a razao

w0 como um fator de resistividade da formao rochosa ( F ) , ento :

m

w

F ==

0 m

w

1

0

=

( )

m

F1

=

Archie, aps analisar dados obtidos com amostras parcialmente saturadas de gua,deduziu uma

razo entre a resistividade da amostra parcialmente saturada (t) e a da amostra 100 % saturada degua (0), como ndice de resistividade (IR). Os resultados experimentais mostram que IRsatisfaz umarelaco da forma :

= n

W

RS

I 1 Onde: Sw = saturaco em gua

n = expoente da saturao.

A expresso geral para a lei de Archie dada por :

n

w

m

wt S =

Apesar das facilidades deste mtodo na determinao da porosidade, atualmente a porosidade das

formaes rochosas so determinadas por ultra-som.

mf VVV

+=

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0

Onde : V0e a velocidade ssmica na rocha , Vme Vfso as velocidades na matriz e no fluido contido

nos poros da formao rochosa,respectivamente.

O perfil de um poo a imagem visual, em relao profundidade, de uma ou mais caractersticas ou

propriedades das rochas perfuradas tal como resistividade eltrica, potencial eletroqumico natural,

tempo de trnsito de ondas mecnicas, radioatividade natural ou induzida etc. Estes perfis, obtidos

atravs do deslocamento contnuo de um sensor de perfilagem (sonda) dentro do poo, sodenominados genericamente de perfis eltricos, independentemente do processo fsico de medio

utilizado.

Vrias medies podem ser feitas poo aberto. A fim de levantar as principais caractersticas fsicas

de interesse (resistividade, densidade e porosidade), ou at mesmo de gerar imagens das interfaces entre

os fludos presentes na formao atravessada pelo poo. As ferramentas utilizadas nesse segmento

possuem um dimetro mdio de ( 3-3/8) de polegada (8,5725 cm) e comprimento variando em mdia

entre 3 e 20 ps (0,9144 e 6,096 m). Para descer no poo, estas so conectadas umas s outras formando

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strings. O comprimento das strings varia entre 30 e 130 ps (9,144 e 39,624 m). As ferramentassuportam temperaturas de at 260C e presses de 20.000 psi.

Figura 2 - String / PEX - Equipamentos para perfilagem usando raios gama e fluxo de nutrons .

Astringmais utilizada em poo aberto a Plataform Express(PEX) constituda por trs ferramentas,conforme ilustrado na Figura 6. Ela realiza trs diferentes medies: Resistividade, Densidade ePorosidade (Neutron Gama Ray). muito comum acrescentar esta string uma ferramenta comemissor de ondas ultra snicas, para se ter uma segunda medida de porosidade. O nome da stringpassaa ser PEX/Snico.

Os dados adquiridos so enviados atravs do cabo de perfilagem at a unidade de perfilagem. Essapode estar em um caminho, no caso dos poos terrestres (onshore), ou em uma unidade Skid, no casode poos marinhos (offshore). Os dados so ento processados e o perfil criado. Um exemplo destetipo de perfil mostrado na figura 2 acima.

Uma Unidade de Perfilagem tem como elementos principais: o guincho e seus acionamentos, a bobina(acionada pelo guincho) onde fica enrolado o cabo, um medidor da tenso no cabo, um medidor davelocidade do cabo e profundidade da ferramenta, e finalmente o sistema de aquisio, processamentoe controle de todos os dados e sinais necessrios aos trabalhos de perfilagem.

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Figura 3 - Diferentes Unidades de Perfilagem da Schlumberger

Medidor de tenso(CMTD Cable Mounted Tension devi

Medidor de velocidade e profundida(IDW Integrated Depth Wheel)

Figura 4 Parte trazeira de uma Unidades de Perfilagem da Schlumberger

O Cabo de Perfilagem a principal ferramenta e tambm um dos itens mais caros para aquisiopelas bases, justamente por ser uma pea nica, ou seja, no h como substituir componentes ou partes

defeituosas de um cabo, como se faz com todas as outras ferramentas.

Este possibilita trs funes essenciais:

Suporte Mecnico para ferramentas no poo. Conexo Eltrica entre unidade e instrumentos nas ferramentas. Medio de Profundidades das ferramentas dentro do poo.

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H trs tipos bsicos de cabos: Monocabos, Cabos Coaxiais e Hepta-Cabos. Cada um se destina adiferentes tipos de trabalho, no entanto, o Hepta-Cabo muito mais utilizado, devido suaversatilidade. O Hepta- cabo mostrado na figura 5 abaixo

Figura 5 Esquema de um Hepta-Cabo tpico

Existem muitas variedades de cabos de perfilagem dependendo do material de isolao utilizado, datemperatura que se destinam, do tipo de malha, da presso que devem suportar, etc.

Um dos principais problemas durante a perfilagem o intenso processo de corroso sobre os cabosutilizados na transmisso de informaes e comando dos equipamentos de perfilagem, verificou-se queos agentes qumicos da lama de perfurao, responsveis pela corroso, podem ser inibidos napresena de leo lubrificante. Ou seja, a aplicao de lubrificante sobre o cabo de perfilagem suficiente para proteg-lo da corroso.O controle da camada de lubrificante sobre o cabo controladafacilmente medindo a velocidade linear do cabo e atuando sobre a abertura da vlvula de lubrificante.

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Como temos :

Reunindo todas as constantes em uma nica constante mais geral temos :

Logo :

=v

C

Tambm

==

==

CKC

K

C

vvK

Pp

P

Onde : = Espessura da camada lubrificante

= Abertura da vlvula de lubrificante

= Velocidade Linear do cabo de transmisso de dados de perfilagem

Logo se pode controlar a espessura da camada de lubrificante sobre o cabo de perfilagem on linecontrolando a abertura da vlvula de lubrificante e a velocidade linear do cabo e isto pode serautomatizado via software a um custo bem acessvel,evitando perdas devidas a corroso sobre oscabos. O ajuste a camada de lubrificante feito diretamente ajustando a constante KP(ganho ) .

A perfilagem eltrica geofsica o mtodo mais conhecido para caracterizao de camadaspotencialmente produtoras e permite uma anlise detalhada do contedo de fluido das rochas presentesnas formaes geolgicas perfuradas. Torna-se bvio que esse mtodo bastante sensvel aosdiferentes fluidos de perfurao existentes, principalmente quando temos a presena de folhelhosreativos. Logo uma das principais funes da perfilagem a identificao da presena de folhelhosreativos presentes na formao geolgica perfurada. A caracterizao destes folhelhos tem comoobjetivo auxiliar na previso de instabilidades, geradas pelas interaes entre os fluidos de perfurao e

a formao argilosa, que podem ocorrer quando a operao de perfurao do poo de petrleoatravessa pacotes destas rochas. Os problemas de instabilidade em poos de petrleo, em mdia, soresponsveis por 20 a 30% dos custos de perfurao e, dentre estes problemas, 80 a 90% ocorremquando os equipamentos de perfurao atravessam estes folhelhos.

O processo de instabilidade de poos o resultado de fenmenos fsico-qumicos e mecnicosque ocorrem durante e aps a perfurao. Esta interao pode mudar a magnitude das tenses daformao ao redor do poo, gerar excesso de presses nos poros, hidratar os argilominerais e aumentaro teor de umidade da formao, que podem conduzir a uma perda das ferramentas e at ao fechamentodo poo.

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Estes fenmenos so governados por fatores inerentes rocha, s propriedades do fluido deperfurao, s condies de contorno e ao processo mecnico de perfurao. As informaesusualmente disponveis para o estudo das caractersticas dos folhelhos so obtidas atravs de amostraspreservadas e de calha, que podem ser analisadas em laboratrio. As amostras de calha so fragmentosde rochas originados pelo rompimento da formao no avano da broca durante a perfurao. Estasamostras no so totalmente representativas da formao devido ao descarregamento total de tensesque sofreram s interaes processadas durante o contato com o fluido de perfurao e tambm apossveis modificaes durante o manuseio, transporte e armazenagem. Elas so obtidas ao longo do

poo, sendo de profundidade referencial.

Os perfis de poo so medidas das caractersticas da formao (eltricas, acsticas eradioativas) obtidas pelo deslocamento ascensional, constante e uniforme de uma sonda. Ainterpretao dos perfis de poo permite uma avaliao da formao em intervalos maiores e emcondies reais do poo. No entanto, a sua aplicao requer informaes adicionais, tais comoinformaes da rea estudada (estudos geolgicos, geofsicos, informaes de poos vizinhos),caractersticas das ferramentas de perfilagem (tipo, preciso, graus de alcance) e as condies em queforam realizadas (condies do poo e caractersticas do fluido de perfurao). A interpretao corretadestes perfis garantem a minimizao de riscos e a futura produtividade do poo, a anlise dos perfis realizada atravs de grficos e formulaes analticas que geralmente so empricas e especificas parao tipo de formao geolgica perfurada e o tipo de poo.

Figura 6 - Exemplo de registros obtidos em perfilagem

A identificao das camadas de folhelho so realizadas pelo perfil de Raios Gama , mede-se aradioatividade natural das formaes. Este perfil reflete o contedo de seqncias argilosas em virtudedas concentraes de elementos radioativos presentes nos minerais argilosos dos folhelhos. Asmedidas de perfis so expressas em unidade padro de API, que a medida da radioatividade de umarocha padro com quantidades determinadas de trio, urnio e potssio. Um bom sistema grfico deveconter as respostas dos perfis de Densidade, Snico e Neutrnico, apresentando as posies dospontos mais comuns ( calcrio, arenito, dolomita e anidrita ) inalterados para qualquer tipo de fluido deperfurao, ferramenta de perfilagem neutrnica ou porosidade. A partir do resultado do perfil de

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Caliper, podemos observar as condies de preservao apresentada pelas paredes do poo,observando a variao (em polegadas) ao longo do perfil, que deve ser bem pequena.

Figura 7- Grficos de Lito-Densidade (esquerda) e de Identificao da Matriz do folhelho estudado (direita).

Os perfis Neutrnico, Densidade e Snico freqentemente so expressos em unidades deporosidade, baseados na litologia do calcrio ou do arenito. Para rochas com outra litologia, aporosidade pode ser determinada a partir da correo destes perfis para a matriz identificada, obtida

atravs dos grficos Por-13a e Por-13b (Schlumberger, 1989) ou outros mais recentes.

Para a determinao da porosidade do folhelho, podemos inicialmente quantificar o volume deargila pelos pares de perfis de Densidade e Neutrnico. Em seguida, podemos aplicar uma equaopara correo do volume de argila (Schlumberger, 1989), para compensar o efeito da argilosidade, jque o perfil Neutrnico deriva de uma porosidade muito maior que a verdadeira, pois ela contabiliza ohidrognio da gua absorvido pelos minerais de argila como parte da porosidade.

( )( )min

min

GRGR

GRGRV

sh

sh

=

onde: Vsh = volume de argilaGR = Raios Gama lidosGRmin = Raios Gama da rocha limpaGRsh = Raios Gama do folhelho.

Aps definidas as pores dos perfis do poo que supostamente tem maior e menor potencial poroso, necessrio um estudo estatstico para a verificao da probabilidade de existncia de litologias compotencial para serem classificadas como reservatrio (arenito poroso com contedo em gua, leo e/ougs) e, diferenci-las das litologias que no possuam caractersticas para reservatrio. Uma serie demedies de porosidade so realizadas com este objetivo.

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Na prtica usando os sensores nucleares, detecta-se a intensidade de radioatividade das rochas e dosfluidos em seus poros, podendo-se inferir a composio mineralgica das mesmas. Com as ferramentasacsticas, ultra-sons so emitidos em uma ponta da ferramenta a intervalos regulares e detectados emsensores na outra ponta. O tempo que o sinal sonoro levou para percorrer esta distncia fixa econhecida (chamado de tempo de trnsito) atravs da parede do poo (ou seja, pela rocha) medido egravado no perfil. Posteriormente compara-se estes tempos de trnsito com os tempos determinadosem laboratrio para rochas de composies conhecidas, inferindo, desta maneira, as composies

mineralgicas das rochas atravessadas pelo poo e determinando sua composio em funo daprofundidade.

Uma das mais importantes atividades da interpretao visual ou manual de perfis, realizada paraavaliao de reservatrios de hidrocarbonetos a identificao, em profundidade, das rochasreservatrio e, conseqentemente, dos seus limites verticais (topo e base). A partir disto, podem-sedeterminar as espessuras passveis de conter acumulaes de fluidos. A este procedimento, d-se onome de zoneamento do perfil, que a separao formal das rochas reservatrio, de interesse para aexplorao do poo, das rochas selantes, atravs da correspondncia entre as propriedades fsicas dasrochas, mensuradas pela ferramenta de perfilagem, e suas propriedades petrofsicas.

Os fluidos de perfurao no controlam apenas as condies operacionais de perfurao. Tambm

influenciam nas leituras dos perfis geofsicos dependentes da propagao do campo eltrico. Osdiferentes tipos de fludos de perfurao afetam os perfis de poo principalmente pela formao dereboco. Durante a perfurao de um poo tubular a diferena de presso entre o fluido (Pm) e aformao (Pf), caso se tenha ( Pm>Pf ) , o responsvel por pressionar o fluido contra a superfcieporosa das paredes das formaes geologicas perfuradas. Este diferencial de presso causa umprocesso de filtrao, e o fluido invade a estrutura da formao, esta invaso ocorre em duas etapasdistintas: (1) a invaso do filtrado (parte lquida do fluido de perfurao) juntamente com algunsslidos, na poro inicial do envoltrio, sendo a fase contnua do fluido a que mais avana e, (2) areteno das partculas slidas que se depositam na parede do poo,sobre os poros da camada rochosa,formando um reboco que acaba por controlar a invasonos fluidos com bentonita, ou um filme, nosfluidos com polmero. O fluido de perfurao projetado de modo a controlar o filtrado ,para que esteseja o mnimo possvel ,principalmente se temos a presena de folhelhos reativos ( esmectitas ) ,

tambm a formulao do fluido deve tambm levar em conta sua influencia sobre os processos deperfilagem e quanto menor for a invaso de fluido ( filtrado ) menor ser a interferncia do fluidosobre as medies efetuadas.

O perfil de microresistividade possui menor penetrao, investigando assim a resistividade da zonalavada. Possui eletrodos montados em patins da ferramenta que so pressionados contra a parede dopoo. Seu raio de medio se restringe zona alterada, porm essa ferramenta possui uma resoluovertical superior s de ferramentas de resistividade convencionais e ainda gera um perfil de caliper.

Uma zona impermevel (folhelho ou anidrita) no sofre invaso nem apresenta zonas de separaofluida. As curvas registradas pelo microperfil, neste caso, devero ter, aproximadamente, o mesmovalor de resistividade. Se for um folhelho no consolidado, com gua, ambas as resistividades sero

baixas. Caso seja uma anidrita, dolomita ou calcrio, impermeveis, ou de baixa porosidade, as leiturasde ambas as curvas sero altas. Uma zona permevel, por outro lado, facilita naturalmente o processode invaso. A investigao mais rasa (microinversa - MI), influenciada pelo reboco, apresentar umvalor mais baixo que aquela curva de investigao mais profunda (micronormal - MN). Assim, ascurvas mostraro uma separao visual entre si (convencionada de positiva). Alm desta identificaoqualitativa da permeabilidade absoluta das rochas, o perfil de microresistividade usado paraidentificao de camadas delgadas e atravs das medidas obtidas com sua ferramenta de cliper ainda possvel tambm detectar a presena de reboco, auxiliando na identificao das zonas porosas.


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As temperaturas registradas durante as operaes de perfilagem so afetadas pela circulao do fludode perfurao, podendo atingir valores de at 40C inferiores verdadeira temperatura esttica daformao no momento em que a circulao cessada. Segundo Deming as temperatura de fundo depoo so geralmente mais baixas do que a temperatura verdadeira da formao por um valor de 10 a15C em mdia, mas provavelmente varia de rea para rea. Este efeito de esfriamento particularmente observado em poos perfurados na plataforma continental de espessa lmina d'gua,nos quais, a gua do mar mais fria, refrigera o fludo de perfurao que, conseqentemente, retira maiscalor dos poos do que em outras condies.

IV - Os mtodos de Prospeco

Mtodos ssmicos

Existem essencialmente dois mtodos ssmicos :

Refrao Reflexo

O mtodo ssmico de refrao foi muito utilizado na rea de petrleo na dcada de 50, mas

atualmente sua aplicao bastante restrita. Atualmente, o mtodo de prospeco mais utilizadona indstria do petrleo o mtodo ssmico de reflexo. Este mtodo fornece alta definio dasfeies geolgicas em camadas rochosas do subsolo perfurado e propcio ao acmulo dehidrocarbonetos.

Uma linha ssmica uma srie de exploses cujo som propaga-se atravs das rochas. Os ecos dessesom so captados por microfones especiais denominados geofones (se for em terra) ou hidrofones(se em mar).

Como o tempo de trnsito da onda sonora varia com o tipo de rocha e com os fluidos que ela contm, possvel, aps intenso processamento computacional, mapear as estruturas do subsolo, incluindo falhasgeolgicas e outras estruturas capazes de formar trapas - sobrepor uma rocha reservatrio com umarocha selante, de forma que se houver rochas geradoras abaixo, o petrleo ficar trapeado na rocha

reservatrio. Os gelogos e geofsicos estudam detalhadamente os perfis ssmico, mapas produzidosatravs das linhas ssmicas e determinam as locaes onde a probabilidade de haver leo trapeado maior. So ento perfurados poos exploratrios para confirmar as previses. Se o leo for encontrado,testes so efetuados na formao. Com os testes de formao possvel medir a qualidade do leo e/ougs, avaliar o tamanho do reservatrio e seu ndice de produtividade, que uma medida da suacapacidade de produo. Esses dados so utilizados para se determinar a viabilidade econmica daexplorao do reservatrio.

Por fim, uma linha ssmica vertical feita no poo, para calibrar e "afinar" os tempos de trnsito, poisisto aumenta a qualidade das previses nas vizinhanas do poo inicial, que chamado de poopioneiro.

V - Outros mtodos de prospeco

A analise magneto telrica usa correntes naturais no interior da Terra e as anomalias so procuradasquando da passagem destas correntes atravs dos materiais presentes nas formaes rochosas. bastante empregado na Rssia no mapeamento de bacias sedimentares no incio de uma prospecopara petrleo, quando a prospeco se d em terra firme.A gravimetria e a magnetometria, tambmchamadas mtodos potenciais, foram muito importantes no incio da prospeco de petrleo pormtodos indiretos, permitindo o reconhecimento e mapeamento das grandes estruturas geolgicas queno apareciam na superfcie. A prospeco gravimtrica para petrleo estuda as variaes de densidade


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em subsuperfcie enquanto a prospeco magntica para petrleo tem como objetivo medir pequenasvariaes na intensidade do campo magntico terrestre.

Figura 2 Perfilagem em terra firme

VI Concluso

Os perfis de poos so usados principalmente na prospeco de petrleo e de gua subterrnea. Elestm sempre como objetivo principal, a determinao da profundidade e a estimativa do volume da

jazida de hidrocarboneto ou do aqufero. Para fazer uma perfilagem em um poo, so usadas diversasferramentas (sensores) acopladas a sofisticados aparelhos eletrnicos. Estes sensores so introduzidosdentro do poo , registrando, a cada profundidade, as diversas informaes relativas s caractersticasfsicas das rochas e dos fluidos em seus insterstcios (poros).

As ferramentas utilizam diversas caractersticas e propriedades das rochas, que podem ser eltricas,nucleares ou acsticas. Com os sensores eltricos, detecta-se, por exemplo, a resistividade das rochas ea identificao das mesmas se d atravs de comparaes dos valores obtidos na perfilagem com osvalores das resistividades de diversas rochas conhecidas e determinadas em testes de laboratrio. Comos sensores nucleares, detecta-se a intensidade de radioatividade das rochas e dos fluidos em seusporos, podendo-se inferir a composio mineralgica das mesmas. Com as ferramentas acsticas, ultra-sons so emitidos em uma ponta da ferramenta a intervalos regulares e detectados em sensores na outraponta. O tempo que o sinal sonoro levou para percorrer esta distncia fixa e conhecida (chamado detempo de trnsito) atravs da parede do poo (ou seja, pela rocha) medido e gravado no perfil. Ogeofsico, mais tarde, compara estes tempos de trnsito com os tempos determinados em laboratriopara rochas de composies conhecidas, inferindo, desta maneira, as composies mineralgicas dasrochas atravessadas pelo poo e determinando suas profundidades. Os dados obtidos a partir datestemunhagem tambm ajudam e so de grande importncia porque representam amostras reais dasformaes rochosas perfuradas.

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O projeto de fluidos de perfurao deve tambm levar em conta a possibilidade de interferncia sobreos dados fornecidos na etapa de perfilagem, um excelente controle de filtrado se torna necessrio paraminimizar interferncias devido a invaso das formaes pela fase contnua do fluido. Modificadoresde reologia e viscosificantes aliados a aditivos diversos para controle de filtrado ( polmeros ,bentonitas , outros ) ,bem como aditivos para minimizar o processo corrosivo do fluido sobre o cabotransmissor de dados de perfilagem e sobre os equipamentos de perfurao ,acabam sendo de grandeimportncia ,principalmente quando se utiliza fluidos de base aquosa. Da mesma forma, aspropriedades fsico qumicas do fludo utilizado, tal como resistividade, viscosidade, densidade,

contedo total de slidos, contedo em argilominerais, e outros, devem ser bem conhecidos e sodados importantes tambm na etapa de perfilagem.

Ensaios devem ser realizados previamente com o fluido para que se possa determinar, mesmo que deforma aproximada, qual a influencia do fluido de perfurao sobre os dados obtidos na etapa deperfilagem, levando-se em conta que a velocidade do fluido, sua temperatura, sua capacidadecalorfica, etc. tambm devem ser levados em conta.

A formulao dos fluidos de perfurao devem levar em conta fatores como a corroso dos cabos deinstrumentao e transmisso de dados durante as etapas de perfilagem. As interaes entre o fluido eos folhelhos reativos bem como sua toxicidade ao meio ambiente so fatores que devem nortear ostrabalhos de formulao e desenvolvimento de novos fluidos para perfurao de poos. As guas

salinas e com excesso de sais sdicos e potssicos requerem fluidos com formulaes mais especficaspara que no se alterem em demasia as estruturas geolgicas ,o que poderia aumentar os perigosinerentes ao processo .


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VII - Bibliografia consultada

1. http://www.gtep.civ.puc-rio.br/img_banco/artigos/2P&D-RiodeJaneiro-2003.pdf2. www.lenep.uenf.br/.../Trabalho3. http://www.sbgf.org.br/geofisica/geofisica.html

4. http://www.portalabpg.org.br/PDPetro/4/resumos/4PDPETRO_2_1_0220-1.pdf5. http://www.cpgg.ufba.br/~pgeof/resumos/pdf/m180a.pdf6. http://www.iag.usp.br/news/seminario/seminario.php?cod=457. http://www.nilsson.com.br/atuacao.php?item=38. Notas de aula Prf Regina Sandra
http://www.gtep.civ.puc-rio.br/img_banco/artigos/2P&D-RiodeJaneiro-2003.pdfhttp://www.lenep.uenf.br/.../Trabalhohttp://www.sbgf.org.br/geofisica/geofisica.htmlhttp://www.portalabpg.org.br/PDPetro/4/resumos/4PDPETRO_2_1_0220-1.pdfhttp://www.cpgg.ufba.br/~pgeof/resumos/pdf/m180a.pdfhttp://www.iag.usp.br/news/seminario/seminario.php?cod=45http://www.nilsson.com.br/atuacao.php?item=3http://www.nilsson.com.br/atuacao.php?item=3http://www.iag.usp.br/news/seminario/seminario.php?cod=45http://www.cpgg.ufba.br/~pgeof/resumos/pdf/m180a.pdfhttp://www.portalabpg.org.br/PDPetro/4/resumos/4PDPETRO_2_1_0220-1.pdfhttp://www.sbgf.org.br/geofisica/geofisica.htmlhttp://www.lenep.uenf.br/.../Trabalhohttp://www.gtep.civ.puc-rio.br/img_banco/artigos/2P&D-RiodeJaneiro-2003.pdf


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apostila - perfilagem

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