completação - série concursos públicos

Completao - Srie Concursos Pblicos Curso Prtico & Objetivo

Completao

ndice1 - Tipos de Completao.............................................................4 1.1 - Categorias Bsicas de Completao ...............................................................41.2 - Seleo do Tipo de Completao e Critrios de Design .................................9

2 - Operaes de Cimentao na Completao..........................122.1 - Tipos de Cimentao......................................................................................12 2.2 - Objetivo das Operaes com Cimento...........................................................13 2.3 - Tcnicas Operacionais....................................................................................16

3 - Avaliao da Cimentao e Perfilagem.................................313.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 3.11 3.12 3.13 - Introduo.......................................................................................................31 - Objetivo da perfilagem snica........................................................................32 - Aderncia do Cimento....................................................................................32 - Movimento Ondulatrio.................................................................................34 - Perfis Snicos.................................................................................................38 - CBL: Cement Bond Logging.........................................................................40 - VDL: Variable Density Logging....................................................................41 - Revestimento Livre........................................................................................42 - Revestimento Cimentado...............................................................................42 - Sinais do Fluido..............................................................................................43 - Interpretao Qualitativa do Perfil CBL/VDL...............................................43 - Perfil Ultra-snico..........................................................................................44 - Cuidados na Perfilagem Snica......................................................................46

4 - Canhoneio..............................................................................474.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 - Introduo.......................................................................................................47 - Processo..........................................................................................................47 - Vantagens.......................................................................................................47 - Classificao...................................................................................................48 - Tipos de Canhoneio........................................................................................53 - Cargas Explosivas..........................................................................................57 - Eficincia do Canhoneio.................................................................................60 - Segurana.......................................................................................................64 - Assentamento de Tampes.............................................................................64

5 - Tratamento Qumico na Completao...................................665.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 - Ocorrncias e Causas de Dano Formao...................................................66 - Lavagem cida das Colunas..........................................................................69 - Lavagem cida Canhoneados........................................................................70 - Remoo de Incrustaes Solveis em cido................................................70 - Tratamentos Matriciais de Carbonatos...........................................................71 - Diretrizes para Seleo dos Fluidos de Tratamento.......................................71

3


5.7 5.8 5.9 5.10 5.11

- Projeto do Tratamento cido.........................................................................72 - Procedimentos Operacionais de Segurana....................................................72 - Tratamentos Matricias de Arenitos................................................................73 - Mtodo para Seleo dos Fluidos de Tratamento..........................................74 - Outros Sistemas No-Convencionais............................................................76

6 - Fraturamento Hidrulico.......................................................776.1 - Introduo.......................................................................................................77 6.2 - Mecnica das Rochas.....................................................................................80 6.3 - Fluidos de Fraturamento.................................................................................83

7 - Gravel Pack...........................................................................857.1 7.2 7.3 7.4 7.5 - Introduo......................................................................................................85 - Arenitos friveis.............................................................................................85 - Tcnicas de Predio de Produo de Areia..................................................87 - Mtodos para Controle da Produo de Areia...............................................87 - O Mecanismo de Gravel Pack........................................................................89

8 - Completao Submarina........................................................948.1 - Introduo. ....................................................................................................94 8.2 - Completao submarina.................................................................................95

4


Completao de Poos de PetrleoA Completao de poos consiste no conjunto de servios efetuados no poo desde o momento em que a broca atinge a base da zona produtora de produo. Este um conceito operacional da atividade, note que a cimentao do revestimento de produo, ou seja o que entra em contato com a zona produtora , por esta definio, uma atividade de Completao. Por outro lado a melhor definio seria: A de transformao do esforo de perfurao em uma unidade produtiva completamente equipada e com os requisitos de segurana atendidos, pronta para produzir leo e gs, gerando receitas.

1 - Tipos de Completao1.1 - Categorias Bsicas de CompletaoExistem muitos mtodos de completao utilizados ao redor do mundo. No entanto, o que ocorre so inmeras variaes de alguns mtodos bsicos que podem ser classificados quanto: interface entre a coluna e reservatrio: a) Completao a poo aberto b) Liner rasgado ou canhoneado c) Revestimento canhoneado ao mtodo de produo: Surgente Elevao artificial Ao nmero de zonas completadas: a) Simples b) Seletiva c) Mltiplas(a) (b) (c)( a ) ( b ) ( c )

1.1.1 - Completao a poo aberto A completao a poo aberto freqentemente utilizada em espessas sees de reservatrios constitudos por tipos de rochas bem firmes. o mtodo mais antigo de completao de poos. As vantagens deste mtodo so as seguintes:

5


a zona de interesse inteira aberta para a coluna; no h gasto com canhoneio do revestimento; existe a intercomunicao de fluidos em todo o intervalo aberto para produo; drawdown pode ser reduzido por causa da larga rea de fluxo; h uma reduo no custo do revestimento; o poo pode ser facilmente aprofundado; a completao pode ser facilmente convertida para um outro tipo de completao como o liner rasgado ou revestimento canhoneado; pelo fato de no haver revestimento, no h risco de haver dano formao causada pelo cimento. A completao a poo aberto particularmente atrativa quando h dificuldade de identificao do retorno lquido financeiro durante o perodo de completao; ou onde perdas com uma filtragem ruim do fluido de perfurao pode levar a grandes prejuzos. Porm existem desvantagens e limitaes deste mtodo de completao, so elas: formaes que apresentam grandes razes gs-leo / gua-leo normalmente no podem ser controladas porque todo o intervalo aberto para produo; o controle do poo durante a completao pode ser mais difcil; a tcnica no aceitvel para formaes constitudas por reservatrios separados que contm fluidos com propriedades incompatveis; as diversas zonas dentro do intervalo de completao no podem ser facilmente selecionadas; este tipo de completao vai requerer freqentes limpezas se houver produo de areia ou se a formao no estiver estvel. 1.1.2 - Liner rasgado ou canhoneado Para controlar problemas de desmoronamento , os primeiros produtores de petrleo colocaram tubos com fendas ou telas na parte inferior do poo como um filtro de areia. O uso deste tipo de completao como mtodo para controle de areia vem se tornando muito popular hoje em dia em algumas reas. Este mtodo tem praticamente as mesmas vantagens e desvantagens da completao a poo aberto. Na maneira mais simples e antiga um tubo com fendas colocado dentro do poo. As fendas so pequenas o suficiente para que a areia fique retida. Para areias muito finas so colocadas telas de arame. Esta tcnica um mtodo de controle de areia razoavelmente eficaz. Algumas vezes este o nico mtodo de controle de areia que pode ser usado por causa da perda de presso e consideraes sobre a geometria do poo. Entretanto, este mtodo no muito recomendado porque: O movimento da areia para a coluna faz com que haja um impedimento da permeabilidade devido a mistura de diferentes de tamanhos de gros. Gros de areia finos tendem a obstruir a tela. A tela pode sofrer desgaste devido movimentao da areia. Um suporte ineficaz da formao pode causar desabamento.

6


Para solucionar estes problemas, o anular entre o poo e a tela preenchido com gros de areias mais grossos. A areia ou cascalho serve como suporte para a parede do poo e para prevenir o movimento de areia. Este mtodo pode remover alguns dos estragos causados pelo fluido de perfurao. 1.1.3 - Revestimento canhoneado O mtodo mais comum de completao envolve cimentao do revestimento na rea de interesse, onde a comunicao com a formao feita atravs de buracos perfurados no revestimento e no cimento, denominados canhoneados. Este canhoneio feito para comunicar o interior do poo com a zona de interesse. Se o poo revestido e no-perfurado durante os estgios iniciais da operao de perfurao, o controle do poo mais fcil e os custos de completao podem ser reduzidos. Usando vrias tcnicas de controle de profundidade, possvel decidir quais zonas sero perfuradas e abertas para produo, evitando assim, a comunicao de fluidos indesejveis como gs e gua, zonas fracas que podem produzir areia ou ainda, zonas improdutivas. Esta seletividade que completamente dependente de um bom trabalho de cimentao e canhoneio adequado tambm permite que um simples poo produza vrios reservatrios separados, sem que haja comunicao entre eles. Este canhoneio pode tambm ser usado para controlar o fluxo da zona de interesse, fechando o canhoneado ou injetando fluidos para transformar as zonas em menos permeveis. A deciso de colocao do revestimento pode ser adiada at que a avaliao do reservatrio seja concluda, reduzindo gastos com poos secos. Em suma, as vantagens desta completao incluem: Operaes mais seguras; Seleo mais segura das zonas a serem completadas; Reduo da relevncia de estragos causados pela perfurao; Facilitao da estimulao seletiva; Possibilidade de completao em zonas mltiplas; Custos reduzidos com poos secos; Planejamento mais fcil de operaes de completao. Este tipo de completao geralmente usada a menos que haja uma razo especfica para preferir um outro tipo de completao. 1.1.4 - Completao para poos com bombas A completao tambm classificada de acordo com o mtodo de produo e o nmero de zonas produzidas. Poos equipados com bombas de fundo so completados com

7


anular aberto atravs do qual o gs vai para a superfcie. Todos os sistemas de bombeamento se tornam ineficientes na presena de gs. 1.1.5 - Completao de Mltiplas Zonas Para completao de mltiplas zonas o principal saber o que se deseja produzir. Quando um poo encontra mais de uma zona de interesse, a deciso deve ser tomada frente aos seguintes aspectos: Produzir as zonas individualmente, uma depois da outra, atravs de uma linha nica; Completar o poo com vrias linhas e produzir vrias zonas simultaneamente; Misturar vrias zonas numa nica completao; ou Produzir uma nica zona por esse poo, e perfurar poos adicionais para as outras acumulaes; Esta deciso deve ser baseada numa comparao econmica das alternativas, porm a completao de mltiplas zonas, com uma nica linha de produo, so freqentemente preferveis porque quando se trabalha com linhas duplas, o tamanho do revestimento limita o dimetro, que, por sua vez, limita o fluxo obtido atravs de cada linha. . Estas completaes podem tambm ser usadas para minimizar custos de completao, que freqentemente a razo para limitar o tamanho do revestimento de produo. Completaes com linhas duplas podem ser paralelas ou concntricas. Onde a elevao artificial pode ser requerida, linhas paralelas so freqentemente usadas. Linhas concntricas requerem menos remoo de cascalhos e podem alcanar uma capacidade mais alta de fluxo. Completaes com linhas triplas tm sido tambm utilizadas em algumas reas, mas so muito limitadas em capacidade de poo para que sejam economicamente atrativas como completaes convencionais. Completaes com mltiplas linhas sem tubulao so, s vezes, usadas para completao de reservatrios empilhados que tm reservas individuais pequenas e presses normais. Estas completaes so particularmente atrativas para retirar pequenas acumulaes de leo abaixo de grandes reservatrios de gs e para baixo custo com o gs. A melhoria no design e qualidade dos equipamentos dos mais convencionais mtodos de completao tem resultado numa diminuio de popularidade deste ltimo tipo de instalao.

1.2 - Seleo do Tipo de Completao e Critrios de DesignAssim como o mtodo de produo varia, o design da completao vai variar significativamente com: Taxa de produo; Presso e profundidade do poo; Propriedades da rocha;

8


Propriedades do fluido; Localizao do poo. Dada a variedade de condies de produo ao redor do mundo, a definio dos limites naturalmente algo nebuloso (uma baixa taxa de produo num poo no Oriente Mdio pode ser considerada uma taxa respeitvel em muitos campos Norte-americanos). importante que o engenheiro de completao leve em considerao o impacto do retorno da produo, custo de capital e custo de operao dos projetos. Os custos de instalao s so significantes na medida em que os requisitos de completao tm um impacto significativo no tempo total de perfurao e completao. O custo real dos equipamentos de completao so relativamente baixos se comparado a produo incremental conseguida atravs da melhoria de potencial devido a utilizao de materiais mais adequados, porm mais caros. Consideraes a respeito dos aspectos geolgicos, econmicas e de reservatrio ditaro os requisitos funcionais para um projeto de uma completao. Estes requisitos devem ser antecipadas num estgio anterior ao da perfurao. O modelo de completao do poo tambm influenciado pelos requisitos de servio de poo, como monitoramento de rotina e servio de cabea de poo e linha de fluxo. 1.2.1 - Consideraes de Perfurao Algumas consideraes de perfurao podem influenciar o tipo de completao a ser instalada. Dentre os fatores a serem considerados esto: Extenso dos prejuzos deixados pela perfurao e necessidade de utilizao de tcnicas de estimulao, seleo de fluidos especiais de perfurao, etc. O programa de avaliao, particularmente a necessidade de testes de perfurao; O tamanho e o peso do revestimento de produo; A fora de exploso e desmoronamento do revestimento de produo. O revestimento deve se capaz de suportar o mximo de presso dentro do tubo no caso de uma quebra na superfcie; Gasto ou corroso do revestimento de produo devem ser avaliados em completaes com liner, especialmente para poos fundos. Em ambientes cidos ou quando as condies podem se tornar cidas, os materiais de revestimento de produo devem se adequar a certas especificaes j definidas. 1.2.2 - Resumo Em suma, devemos enfatizar que a avaliao das condies sob as quais um poo deve operar dita quais opes podem ser consideradas dentre uma variedade de possibilidades de modelos de completao. A parte econmica dita qual desses modelos mais adequado para uma situao particular.

9


Selecionar o melhor modelo de completao para uma dada situao requer que os engenheiros considerem a performance atual e futura do poo, as restries impostas pelo programa de perfurao, as regulamentaes ou polticas que possam ser aplicadas e a operacionalidade da nova tecnologia. Devemos frisar sempre que a regra bsica de um projeto de Completao : SEJA SIMPLES Utilize sempre a alternativa mais simples que atende aos requisitos tcnicos e econmicos para a Completao de um poo

10


2 - Operaes de Cimentao na Completao2.1 - Tipos de Cimentao2.1.1. - Cimentao Primria Denomina-se cimentao primria a cimentao principal de cada coluna de revestimento, levada a efeito logo aps sua descida ao poo. Seu objetivo bsico colocar uma pasta de cimento no contaminada em determinada posio no espao anular entre o poo e a coluna de revestimento, de modo a se obter fixao e vedao eficiente e permanente deste anular.TAMPO DE CIMENTO

Cimentao primria do liner

FLUIDO DE PERFURAO

FLAPPER VALVE

GS LEO

2.1.2. - Cimentao Secundria

GUA

So assim denominadas as demais operaes de cimento realizadas no poo, excetuando-se a cimentao primria. Tampes de Cimento Consistem no bombeamento para o poo de determinado volume de pasta, com o objetivo de tamponar um trecho do poo. So usados nos casos de perda de circulao, abandono definitivo ou temporrio do poo, como base para desvios, compresso de cimento, etc. Recimentao a correo da cimentao primria, quando o cimento no alcana a altura desejada no anular ou ocorre canalizao severa. O revestimento canhoneado em dois pontos. A recimentao s feita quando se consegue circulao pelo anular, atravs destes canhoneados. Para possibilitar a circulao com retorno, a pasta bombeada atravs de coluna para permitir a pressurizao necessria para a movimentao da pasta pelo anular. Compresso de Cimento ou Squeeze Consiste na injeo forada de pequeno volume de cimento sob presso, visando corrigir localmente a cimentao primria, sanar vazamentos no revestimento ou impedir a produo de zonas que passaram a produzir quantidade excessiva de gua ou gs. Exceto em vazamentos, o revestimento canhoneado antes da compresso propriamente dita.

11


2.2 - Objetivo das Operaes com Cimento2.2.1. - Correo da Cimentao Primria (CCR) Cimentaes primrias deficientes podem causar intervenes onerosas. A deciso quanto a necessidade ou no da correo de cimentao primria uma tarefa de grande importncia. A correo implica em elevados custos, principalmente no caso de poos martimos, onde o custo dirio de uma sonda bastante alto. O prosseguimento das operaes, sem o devido isolamento hidrulico entre as formaes permeveis, pode resultar em: produo de fluidos indesejveis devido a proximidade dos contatos leo/gua ou gs/leo; testes de avaliao das formaes incorretos; prejuzo no controle dos reservatrios (produo, injeo, recuperao secundria); operaes de estimulao mal sucedidas, com possibilidade inclusive de perda do poo. Uma outra possvel falha da cimentao primria, que precisa ser corrigida, se refere a falta de isolamento do topo do liner. Tais falhas so decorrentes das condies adversas encontradas para a sua cimentao, como anular pequeno e difcil centralizao do liner. Cuidados adicionais devem ser tomados na interpretao da qualidade da cimentao nos topos de liner, onde a leitura elevada da amplitude do CBL pode ser decorrente justamente da boa qualidade da cimentao e da presena do revestimento por detrs do liner. . 2.2.2. - Tamponamento de Canhoneados (RAO, RGO, ISZ) A finalidade bsica de uma compresso de cimento para o tamponamento de canhoneados impedir o fluxo de fluidos atravs destes canhoneados, entre a formao e o interior do revestimento ou vice-versa. Os problemas mais comuns que geram intervenes para tamponamento de canhoneados so aqueles relacionados com a excessiva produo de gua ou gs. Uma razo gua-leo (RAO) elevada apresenta vrias desvantagens como perda de energia do reservatrio, dispndio de energia em elevao artificial e custos com tratamento e descarte, alm de riscos de degradao ao meio ambiente. Uma elevada produo de gua pode ser conseqncia da elevao do contato leo/gua devido ao mecanismo de produo (influxo de gua), ou injeo de gua. Isto ode ser agravado pela ocorrncia de cones ou fingerings, falhas na cimentao primria, furo no revestimento ou uma operao de estimulao atingindo a zona de gua. Se a zona produtora espessa, pode-se tamponar os canhoneados e recanhonear apenas na parte superior, o que resolve o problema temporariamente. O aparecimento de gua se torna um problema mais complexo quando h permeabilidade estratificada. A variao de permeabilidade ao longo da zona, verticalmente, provoca um avano

12


diferencial da gua conhecido como fingering, cujo efeito pode ser minimizado com a reduo de vazo. Quando uma fratura mal dirigida alcana uma zona de gua, tal fato geralmente inviabiliza a produo desta zona, visto que este contato se localiza dentro da formao e ainda no se dispe de metodologia eficiente para correo deste problema. Uma razo gs-leo alta pode ter como causa o prprio gs dissolvido no leo, o gs de uma capa ou aquele proveniente de uma outra zona ou reservatrio adjacente. Esse ultimo caso pode ser produto de uma falha de cimentao primria, furo no revestimento ou de uma estimulao mal concretizada. A produo excessiva de gs, temporariamente completando-se mais facilmente controlado pela maior diferena de densidade temporariamente, tambm uma ou gua. devido a formao de cone, pode ser contornada o poo apenas na parte inferior. Um cone de gs reduo da vazo do que o de gua. Isto se deve a entre o leo e o gs. O fechamento do poo, tcnica recomendada para a retrao do cone de gs

2.2.3. - Reparo de Vazamentos no Revestimento Quando o aumento da RAO ou RGO no observado atravs dos canhoneados abertos para produo, deve-se suspeitar de dano no revestimento. Perfis de produo, ou pistoneio seletivo, so usados para localizar ponto de dano no revestimento. Vazamentos no revestimento podem ocorrer devido a corroso, colapso da formao, fissuras, desgaste ou falhas nas conexes dos tubos, sendo necessrio identificar a natureza do problema, sua localizao e extenso. Basicamente, em se tratando de pontos localizados ou pequenos intervalos de revestimento danificados, a tcnica utilizada semelhante empregada em tamponamentos de pequeno nmero de canhoneados. No caso de trechos longos, o tratamento similar ao de canhoneados extensos. 2.2.4. - Combate Perda de Circulao em Zonas sem Interesse Pastas de cimento podem ser usadas para estancar perdas apenas quando no h preocupao com o dano de formao, isto , em zonas que vo ser isoladas definitivamente.

2.3 - Tcnicas Operacionais2.3.1. - Introduo As operaes com cimento na completao podem ser classificadas, quanto ao nvel de presso utilizada, em: operaes baixa presso; operaes alta presso.

13


Nas operaes baixa presso o cimento colocado nas posies desejadas sem que se frature qualquer zona, e alta presso, so impostas pequenas fraturas formao. O entendimento deste assunto requisito mnimo necessrio ao profissional que se prope a trabalhar com cimento na completao. Quanto forma de colocao da pasta de cimento na posio desejada, os tipos possveis so: tampo balanceado (baixa ou alta presso); injeo direta (baixa ou alta pressa); recimentao (baixa presso); caamba (baixa presso). Quanto tubulao que se encontra no poo, excluindo-se as operaes com caamba, tem-se: executadas com colunas de trabalho convencionais (tampo balanceado, injeo direta e recimentao); executadas com flexitubo (tampo balanceado). Para se definir o tipo mais adequado de operao a ser executada, de fundamental importncia diagnosticar corretamente o problema. De posse deste diagnstico possvel adequar o nvel de tecnologia a ser empregado, atendendo todas as restries detectadas neste diagnstico. 2.3.2. - Compresso de Cimento Baixa Presso A pasta de cimento uma suspenso de partculas solidas de cimento dispersas em gua. Na tcnica baixa presso, a pasta, sujeita a um diferencial de presso pooformao, perde parte da gua de mistura para o meio poroso e um reboco de cimento parcialmente desidratado formado. Ao trmino deste processo de filtrao, todo o canhoneado est preenchido por reboco de cimento, e por este reboco ter uma permeabilidade bastante baixa, a presso na superfcie se estabiliza.

14


de fundamental importncia o conhecimento e controle das presses envolvidas na operao. bom observar que uma coluna cheia de pasta com peso especifico 15,8 lb/gal pode quebrar uma formao com gradiente de fratura igual ou inferior a 0,82 psi/p, sem presso adicional na cabea. Nos trabalhos baixa presso, essencial que os canhoneados, canalizaes e cavidades a serem preenchidas com cimento estejam desobstrudos de lama e/ou slidos e que contenham um fluido penetrante a ser deslocado pela pasta de cimento para a formao permo-porosa, seja fluido de completao isento de slidos ou fluido produzido de algum intervalo permo-poroso. A pasta ideal numa operao com cimento deve ter uma taxa de desidratao controlada, de forma a permitir a deposio uniforme do reboco sobre toda a superfcie permevel, preencher os vazios e as canalizaes por detrs do revestimento, preencher os tneis de canhoneio e deixar pequenos ndulos dentro do revestimento. Nesta situao, o restante da pasta permanece fluida no interior do poo, podendo ser removida por circulao. 2.3.3. - Compresso de Cimento Alta Presso Em alguns casos, com formaes de baixa permeabilidade, o squeeze baixa presso pode no ser possvel, de forma a permitir que a pasta ocupe os espaos desejados. Por exemplo, a correo de cimentao primria executada com fluido de perfurao dentro do poo, formaes de baixssimas injetividades onde o mtodo de injeo direta mandatrio devido existncia de canhoneado aberto logo acima, etc. Nesses casos alguns autores acreditam que a criao de uma fratura, a fim de permitir a comunicao entre poo e esses espaos a serem preenchidos com cimento, pode ser uma soluo. importante observar que deve ser criada uma pequena fratura, e que a operao deve ser concluda a uma presso abaixo da presso de quebra da formao. As antigas operaes alta presso, muitas vezes associadas ao mito do block squeeze, (panquecas horizontais), com a criao de grandes fraturas e o uso de grandes volumes de pasta foram definitivamente banidas das prticas recentes. Entretanto, mesmo com a utilizao de uma boa tcnica, a alta presso envolve uma srie de riscos que podem comprometer o sucesso da operao, sendo recomendado, sempre que possvel, as operaes baixa presso. Como exemplos de riscos tm-se: possibilidade da criao de grandes fraturas que podem propiciar a comunicao indesejada de zonas que se pretendia isolar; por se desenvolver numa direo preferencial ditada pelo estado de tenses da rocha, a fratura pode no interceptar o canal que se pretendia eliminar; a fratura pode se estender ao longo de um intervalo com boa cimentao e promover a comunicao indesejada entre zonas .

15


2.3.4 - Tampo Balanceado Esta tcnica normalmente empregada em operaes baixa presso, sendo que os volumes: (1) da pasta de cimento, (2) do colcho espaador frente e atrs da pasta e (3) de deslocamento da pasta so calculados de forma a se obter um tampo balanceado hidrostaticamente em f\rente ao local em que ser efetuada a cimentao. Para se obter o balanceamento, o colcho separador, bombeado frente da pasta, deve ter um volume que ocupe uma altura do espao anular revestimento X coluna equivalente altura de coluna ocupada pelo colcho separador bombeado atrs da pasta. Normalmente o volume de gua atrs da pasta adotado como sendo 1 barril e frente o volume correspondente para a mesma altura de coluna de gua. A extremidade da coluna deve ficar posicionada cerca de 3 metros abaixo dos canhoneados inferiores garantindo que, aps o deslocamento e balanceamento hidrosttico, todos os furos estejam cobertos com pasta. A composio da coluna pode ser livre ou com packer. O uso de packer somente necessrio quando existe canhoneados abertos acima do ponto de injeo da pasta, ou quando existir dvidas quanto capacidade do revestimento em suportar as presses de operao. Neste caso, a quantidade de tubos abaixo do packer deve ser dimensionada de forma conveniente, em funo do volume de pasta a ser usado, de forma que o tampo de cimento deslocado fique abaixo do packer.

Aps o balanceamento do tampo, os tubos imersos na pasta so retirados e se procede a uma circulao reversa, com volume correspondente a 1,5 vezes o volume da coluna de trabalho, para completa limpeza da mesma de eventuais resduos de cimento. A partir da a pasta comprimida, geralmente segundo a tcnica de hesitao. Hesitao uma tcnica de compresso geralmente utilizada em operaes baixa presso, na qual a pasta comprimida em intervalos regulares para diversos nveis de presso. Aps a pressurizao inicial, sempre inferior presso de quebra, aguarda-se a queda da presso examinando-se a curva de presso registrada na superfcie. O aumento do raio de curvatura da queda de presso indica a formao de reboco, ao passo que uma curvatura de raio constante nos diversos ciclos indica a injeo de pasta em alguma cavidade por detrs do revestimento ou a existncia de furos ou vazamentos no interior do poo. Aps a concluso da compresso, necessrio liberar a presso da tubulao e

16


determinar o volume de pasta injetado. Mesmo em intervalos fraturados, a tcnica de hesitao aplicvel, com resultados plenamente satisfatrios, sendo recomendado usar pastas com maior filtrado API. Nos casos de zonas fraturadas onde no se consegue atingir presses estabilizadas conveniente que, aps se injetar um volume desejado de pasta, se feche o poo e aguarde a pega da pasta, para posterior corte do cimento com a broca.

Fig. 3.3

Para se obter presso final estabilizada em tamponamento de canhoneados, nos casos onde a operao est exigindo mais pasta do que se previa, comum hesitar a pasta deixando-se tempos maiores de decaimento de presso, visto que, nestes casos a inteno permitir o incio da pega do cimento. Uma operao considerada ideal aquela onde tudo acontece de acordo com o previsto, sem sobressaltos, resultando em testes de presso direta e reversa positivos. No caso de correes de cimentao primria, recomendvel que no se sonegue pasta, caso a operao esteja exigindo, visto que se pretende preencher completamente o restante do anular que no tenha sido preenchido durante a cimentao primria. Nas operaes de tampo balanceado realizadas sem packer, a pasta deslocada at o ponto desejado, a tubulao de produo suspensa acima do tampo de cimento e aps circulao reversa para limpeza da coluna, o BOP fechado, e ento, aplicada a presso de injeo. Portanto, em tais operaes deve-se considerar tambm como limite, alm da presso de quebra da formao, a resistncia a presso interna do revestimento. Clculo de Volumes para o Tampo Balanceado: Conhecendo-se: capacidades do revestimento (Cr), da coluna de trabalho (Ct), do anular (Ca) e do anular junto com o da coluna de trabalho (Ca+t); volume de pasta em bbl (Vp); comprimento do intervalo canhoneado (Ic); extremidade da coluna (H), que deve estar 3 metros abaixo da base dos canhoneados. Calcula-se a altura do tampo de cimento com a coluna imersa, que naturalmente deve ser inferior ao comprimento da cauda (Lcauda): Hc (m) = Vp (bbl) / Ca+t (bpm)

17


A altura do tampo de cimento sem a coluna: Hs (m) = Vp (bbl) / Cr (bpm) O volume de gua atrs (Vat), normalmente utilizado 1 barril mas podendo ser aumentado, deve gerar uma altura de coluna de gua de: Hat = Vat (bbl) / Ct (bpm) O volume de gua frente (Vaf), para uma mesma altura de coluna de gua dada por: Vaf (bbl) = Hat (m) . Ca (bpm) Calculando-se o volume de deslocamento (Vd) para balancear o tampo tem-se: Vd (bbl) = Ct (bpm) . [H (m) Hat (m) Hc (m)] O nmero de tubos retirar deve ser tal que deixe a extremidade da coluna fora do tampo de cimento. O volume de circulao reversa igual a 1,5 vezes o volume de deslocamento. 2.3.5 - Injeo Direta Esta tcnica pode ser empregada tanto em operaes baixa presso (quando h boa injetividade) como em operaes alta presso. A pasta de cimento bombeada, continuamente, at a presso final desejada, que pode ser maior ou menor que a presso de quebra da formao. Aps o final do bombeio, a presso monitorada, e caso no fique estabilizada, se reinicia a operao com a injeo de mais pasta at se obter a completa vedao dos furos e a estabilizao da presso. A coluna de operao para os squeeze pode ser livre, com packer ou com retentor de cimento (vide fig. 3.4). Esta tcnica de correo deve ser a preferida quando se prev a utilizao de maiores volumes de pasta.

18


2.3.6 - Recimentao a tcnica a ser utilizada quando os perfis snicos indicam revestimento livre onde o isolamento hidrulico est sendo exigido. Nos casos onde o perfil no indique revestimento livre, possivelmente haver dificuldade de circulao da pasta em longos trechos. A ausncia de cimento em determinados trechos pode ser decorrncia de entupimentos do anular, por carreamento de detritos durante a cimentao primria, gerando incremento da presso de circulao e o fraturamento de alguma formao, ou tambm pode ser decorrncia de sobredeslocamento da pasta. A recimentao consiste basicamente na circulao de colches lavadores, colches espaadores e pasta de cimento entre os pontos previamente perfurados, de forma similar a uma cimentao primria. Como diretriz, a recimentao deve ser executada o mais breve possvel, logo aps o trmino da cimentao primria, onde tenha se verificado indcios de falhas. Isto se deve ao fato de que o fluido de perfurao em repouso no anular pode ocasionar decantao dos slidos, inviabilizando a circulao da pasta de cimento. Um retentor de cimento enato assentado prximo e acima do canhoneado inferior. Os retentores de cimento (cement retainer) tem constituio semelhante ao tampo mecnico (bridge plug) e possuem uma vlvula para evitar o retorno da pasta de cimento para da coluna aps a circulao da pasta e o desencaixe do stinger, reduzindo tambm o perigo de priso da ferramenta pela deposio de pasta sobre o packer (3.5).

19


2.3.7 - Determinao da Altura Mxima da Pasta O clculo envolve o gradiente de fratura da formao, do fluido e da pasta, a altura mxima de cimento e canhoneados (profundidade), mais um fator de segurana.Gradiente de Fratura do Fluido X (Prof Canhoneados Altura Max Cimento) + Gradiente de Fratura da Pasta X Altura Max Cimento + Fator de Segurana

Gradiente de fratura da formao X Prof Canhoneados

=

2.3.8 - Composio do Cimento Todos os tipos de cimento apresentam combinaes de quatro componentes principais, representados pelas letras C, A, F e S. C: xido de clcio, CaO A: xido de alumnio, Al2 O3 F: xido de ferro, Fe2 O3 S: slica, SiO 2 Outros componentes podem ser encontrados no cimento, em baixos teores. Entre eles esto xido de magnsio (MgO) e sulfatos alcalinos originados de compostos de enxofre presentes nas argilas e no combustvel de aquecimento do forno rotativo.

20


2.3.9 - Hidratao do Cimento A adio de gua ao cimento produz uma pasta bombevel que tem a propriedade de conservar uma plasticidade durante certo tempo, aps o qual sofre um aumento brusco na sua viscosidade. A perda de plasticidade denominada pega do cimento e ocorre em paralelo com um lento processo de endurecimento, responsvel pelas propriedade mecnicas das pastas, argamassas e concretos. O fim da pega pode ser determinado quando a aplicao de pequenas cargas deixa de provocar deformaes na pasta, que se torna um bloco rgido. As reaes de pega e endurecimento do cimento so bastante complexas, pelo fato de ser o cimento uma mistura heterognea de vrios compostos que se hidratam mais ou menos independentemente. O comportamento dos diferentes compostos frente hidratao responsvel pelas propriedades aglomerantes do cimento. 2.3.10 - Classificao do Cimento quanto ao Tempo de Incio da Pega O cimento dito de pega normal quando o incio da pega ultrapassa 60 minutos, ou semi-rpida quando fica entre 30 e 60 minutos. Pega rpida demora menos de 30 minutos. 0pega rpida

30

60

t (minutos)

pega semi- rpida pega normal

O fim da pega se d de 5 a 10 horas aps seu incio para cimentos normais. Em cimentos de pega rpida, o fim ocorre em poucos minutos. 2.3.11 - Caractersticas da Pasta de Cimento O desempenho de uma pasta de cimentos depende basicamente das caractersticas do cimento, da temperatura e presso a que o mesmo submetido, da concentrao e do tipo de aditivos, da ordem de mistura, da energia de mistura e da razo gua-cimento. Devido grande interao entre os vrios aditivos includos na pasta e variao da composio do cimento em funo da batelada, os testes com as pastas so imprescindveis para a previso do desempenho da pasta a ser utilizada. Para a maior parte das operaes com cimento na completao, a pasta deve apresentar baixa viscosidade, no gelificar quando esttica, manter a viscosidade praticamente constante at a ocorrncia da pega, ter baixa perda de filtrado sem separao de gua livre ou decantao de slidos. A verificao dessas caractersticas feita atravs de testes laboratoriais, dentre os quais podemos destacar: Reologia: As propriedades reolgicas esto relacionadas ao comportamento mecnico da pasta. Seu entendimento e controle nas operaes com cimento visam otimizar a eficincia com que a pasta de cimento desloca o fluido do espao anular sob determinado regime de fluxo e a real presso exercida sobre as paredes do poo.

21


Perda de fluido: O teste de filtrado esttico visa medir a taxa de desidratao da pasta. A reduo do filtrado de uma pasta atravs da adio de redutores de filtrao previne sua desidratao prematura, protege formaes sensveis a dano e gera reboco de menor espessura e baixssima permeabilidade. gua livre: Quando os slidos de uma pasta no esto completamente dispersos na suspenso, pode ocorrer migrao ascendente da gua, que acumula-se em bolses nas partes mais elevadas da coluna de cimento. O fenmeno cria canais e altera a pasta ao longo da coluna. Resistncia Compressiva: Tem valor inversamente proporcional razo guacimento e no necessariamente densidade. Uma boa resistncia compresso deve garantir o selamento de canhoneados.

Clculo da Pasta de Cimento: Alm da concentrao de aditivos slidos e lquidos, o clculo determina o volume de cimento, peso especfico e rendimento da pasta, e volume de gua da mistura. O entendimento de algumas definies se faz importante para a compreenso do clculo: A concentrao de slidos dada pela relao percentual em peso entre o aditivo e um saco de cimento (94 libras). A concentrao de lquidos dada pela relao em volume entre o aditivo e um saco de cimento (um p cbico). rendimento da pasta o volume da mesma produzido por cada p cbico de cimento. fator gua/cimento a relao em peso entre gua e cimento, expressa em percentual ou frao. gua de mistura a gua j misturada todos os aditivos, lquidos ou slidos, pronta para receber o cimento. Aditivos para pasta de cimentos. Controladores de filtrado: Diminuem a permeabilidade do reboco de cimento criado e/ou aumentam a viscosidade do filtrado. Dividem-se em duas classes: materiais finamente divididos e polmeros solveis em gua. A reduo do filtrado previne a desidratao prematura da pasta, gerando reboco de menor espessura e baixssima permeabilidade. Aceleradores de pega: Aumentam a taxa de hidratao do cimento, atravs do aumento do carter inico da fase aquosa. Os mais utilizados so o cloreto de sdio e o cloreto de clcio. Retardadores de pega: Tm efeito contrrio ao dos aceleradores, decrescem a taxa de hidratao. Os mais comuns so celuloses, lignosulfonatos e derivados de acar. Atuam inibindo a precipitao do hidrxido de clcio.

22


Dispersantes: Reduzem a velocidade aparente, o limite de escoamento e a fora gel das pastas, melhorando suas propriedades de fluxo. Facilitam a mistura da pasta, reduzem a frico e permitem a confeco de pastas de elevada densidade. Os sulfonatos so os mais comuns. A adio de dispersantes pode produzir um efeito secundrio indesejvel: aumento da gua livre e da decantao dos slidos, tornando a pasta menor estvel. Adensantes: Tm efeito principal oposto ao dos dispersantes, ou seja, aumentam a densidade da pasta. Estendedores: Visam reduzir a densidade ou aumentar o rendimento da pasta. Dividem-se basicamente em trs categorias: estendedores de gua (permitem adio de excesso de gua), materiais de baixa densidade e gases.

23


3 - Avaliao da Cimentao e Perfilagem3.1 - IntroduoA avaliao de cimentao ocorre aps a instalao dos equipamentos de segurana e o posterior condicionamento do revestimento de produo/liner. Avaliar a cimentao consiste em checar se os inmeros objetivos propostos para esta operao foram alcanados. Nas cimentaes primrias, a pasta posicionada no espao anular entre a parede do poo e o revestimento descido em cada fase de perfurao tem vrios objetivos alm de suportar o peso dos tubos. Por exemplo, no revestimento condutor, o objetivo impedir a circulao de fluidos de perfurao e uma possvel corroso de aos. No de superfcie, o cimento visa proteger horizontes superficiais de gua e suportar equipamentos e colunas a serem descidos posteriormente. No revestimento intermedirio, o objetivo isolar/proteger formaes instveis geologicamente, portadoras de fluidos corrosivos, com presso anormal e/ou com perda de circulao. No revestimento de produo, o objetivo principal do cimento promover a vedao hidrulica eficiente e permanente entre os diversos intervalos produtores, impedindo a migrao de fluidos. A existncia de uma efetiva vedao hidrulica entre intervalos produtores de fundamental importncia tcnica e econmica, e condiciona o sucesso de etapas subseqentes. A intercomunicao de fluidos por detrs do revestimento pode causar a produo de fluidos indesejveis, testes de produo e de avaliao incorretos, prejuzo no controle dos reservatrios e operaes de estimulao mal sucedidas, com possibilidades inclusive de perda do poo. Portanto, a deciso de corrigir ou no a cimentao primria de grande importncia e deve ser tomada com a mxima segurana possvel. Ao longo da vida produtiva dos poos, o cimento tambm pode ser utilizado para tamponar canhoneados, reparar furos e vazamentos no revestimento, isolar zonas produtoras, combater perda de circulao e efetuar operaes de abandono do poo. Existem diversos mtodos para a avaliao da qualidade de uma c imentao. Dentre os principais, encontram-se os testes hidrulicos, os testes de presso com diferencial positivo ou negativo, os perfis de temperatura, os traadores radioativos e os perfis snicos e ultra-snicos. A escolha do mtodo de avaliao depende dos objetivos de cada trabalho. Vamos tratar especificamente das tcnicas de avaliao de cimentao mediante perfis snicos. Este o mtodo mais utilizado e que permite efetivamente avaliar a qualidade da cimentao e a possibilidade de migrao de fluidos.

3.2 - Objetivo da perfilagem snicaA perfilagem snica a poo revestido tem como objetivos principias: inferir a existncia ou no de intercomunicaes entre os intervalos de interesse, analisar o grau de

24


isolamento entras as zonas de gs, leo e gua, e verificar a aderncia do cimento ao revestimento e formao.

3.3 - Aderncia do CimentoO principal objetivo da cimentao primria fornecer um bom isolamento hidrulico entre as diversas zonas permeveis, impedindo a movimentao de fluidos, seja lquido ou gs, pelo espao anular formado entre o revestimento e a formao. 3.3.1 - Tipos de aderncia Os principais tipos de aderncia so: Aderncia Mecnica (Shear Bond Strength): definida como sendo a razo entre a fora requerida para iniciar o deslocamento de um tubo cimentado e a rea lateral de contato.

Geralmente expressa em psi e traduz o grau de adeso entre o cimento e o revestimento. Aderncia Hidrulica (Hydraulic Bond): definida como a presso de lquido que, aplicada na interface revestimento/cimento ou formao/cimento, provoca vazamento. expressa em psi e corresponde a aderncia que impede a migrao de fluidos. 3.3.2 - Fatores que influenciam a aderncia do cimento Os principais fatores relacionados s falhas de aderncia nas interfaces entre revestimento, cimento e formao, so: Rugosidade da parede externa do tubo: A aderncia mecnica e hidrulica grandemente afetada em funo do tipo de acabamento ou rugosidade da parede externa do revestimento. Quanto maior a rugosidade, maior a aderncia. Filme de lama e canalizaes na interface: A correta remoo da lama de perfurao apontada como o fator mais importante para se evitar o fluxo de fluidos entre os diferentes horizontes permeveis. Tipo de fluido no anular: A aderncia sofre alterao em funo do tipo de fluido que molha a superfcie do tubo. Inserir tabela 3.2

25


Microanular Pequenos canais provocados pela expanso/contrao do revetimento. Variaes de presso e temperatura podem induzir a deformaes no revestimento, que modificam as tenses no cimento e nas interfaces, possibilitando a quebra de aderncia e o aparecimento de um pequeno espao entre o revestimento e o cimento, chamado de microanular. Geralmente admite-se que no h fluxo pelo microanular devido s suas dimenses reduzidas, da ordem de 0,1mm. Devido reduo parcial ou total da aderncia na interface, o microanular interfere no perfil snico, induzindo a uma interpretao equivocada. Uma soluo para isto, e a corrida de um perfil pressurizado, de forma a promover a expanso do revestimento, resgatando assim a aderncia na interface.

3.4 - Movimento Ondulatrio3.4.1 - A Onda - Conceitos Bsicos A propagao de energia acstica em um meio elstico se faz atravs de ondas mecnicas. Entende-se por meio elstico aquele que uma vez deformado volta ao estado inicial aps cessar a causa perturbadora, como os lquidos e os slidos. Quando um ponto de um meio contnuo experimenta uma modificao qualquer em suas condies fsicas devido a uma perturbao ou abalo impelido por uma fonte ou centro emissor de excitao, h uma propagao progressiva do choque mecnico a todos os pontos do meio, gerando um movimento oscilatrio com o deslocamento de cada um desses pontos em relao sua posio de equilbrio, sem que o meio se desloque como um todo. Entende-se por onda o conjunto de todas as diferentes posies assumidas por uma partcula de um meio elstico quando executa uma oscilao completa. A onda caracterizada basicamente pelos seguintes parmetros:

Amplitude ( A ): deslocamento da partcula em relao ao ponto de equilbrio. proporcional energia de vibrao das partculas.

26


Freqncia ( f ): nmero de vezes em que um ponto passa por uma mesma posio relativa onda por unidade de tempo. medida em vibraes por segundo ou hertz. Perodo ( T ): tempo necessrio para uma partcula realizar uma oscilao completa, de tal forma que a perturbao percorra uma distncia igual ao comprimento de onda. o inverso da freqncia. Comprimento de onda ( ): distncia percorrida pelo pulso durante o intervalo de tempo igual ao perodo. Velocidade de propagao da onda ( V ): a razo entre e T. Tempo de trnsito ( t ): o tempo gasto na propagao da onda por unidade de comprimento do meio. o inverso da velocidade. Se uma fonte de energia produz uma perturbao isolada, tem-se a propagao de uma onda simples; se h uma excitao contnua da fora perturbadora tem-se a propagao de um conjunto de ondas simples, denominado trem de ondas. Alm disso, movimento ondulatrio tem um carter de dupla periodicidade: no tempo, com a repetio do fenmeno em instantes regulares, e no espao, com a repetio do fenmeno em pontos regularmente espaados.

3.4.2 - Formas de Propagao Existem dois tipos de ondas mecnicas ou elsticas, que se diferem em relao direo do movimento vibratrio dos pontos do meio, embora possuam a mesma direo de propagao. Onda Longitudinal, Compressional ou Onda P: o movimento das partculas do meio ocorre na mesma direo de propagao da onda. A perturbao transmitida pela proximidade entre as partculas, que se movem uma contra as outras, provocando no meio uma seqncia alternada de zonas de expanso, extenso ou dilatao e zonas de compresso ou condensao. Fig 2.2 A Onda Transversal, Cisalhante ou Onda S: o movimento das partculas do meio perpendicular direo de propagao da onda. A perturbao transmitida pelo atrito entre as partculas, que provoca um arraste ponto a ponto. Cabe ressaltar que as ondas longitudinais se propagam em slidos e fluidos, porm, as ondas transversais somente so transmitidas em slidos.

3.5 - Perfis SnicosA ferramenta usada na obteno do perfil snico, CBL/VDL, composta basicamente por um transmissor, dois receptores acsticos com transdutores, um cabo condutor e um aparelho de medio (unidade de processamento). Os receptores ficam localizados normalmente um a 3 ps e outro a 5 ps do transmissor. O conjunto tambm requer um

27


nmero adequado de centralizadores de forma que a seo que contm o transmissor e receptores permanea perfeitamente centralizada no revestimento durante a perfilagem. O transmissor recebe pelo cabo condutor a energia eltrica e a converte em energia mecnica, emitindo repetidamente pulsos curtos de energia acstica (10 a 60 pulsos por segundo) com durao de cerca de 50 microsegundos cada. A freqncia de cada pulso de 20 KHz para ferramentas de grandes dimetros (acima de 3) ou de 30 KHz para ferramentas de dimetros menores (abaixo de 2). A grande maioria do sinal acstico chega ao receptor em cerca de 2000 microsegundos. O pulso sonoro emitido faz vibrar o meio fluido no qual o transmissor est imerso, criando uma frente de onda aproximadamente esfrica que se propaga em todas as direes. Quando encontra o revestimento, a energia acstica refratada segundo a Lei de Snell, tomando diferentes caminhos at chegar ao receptor. Uma parcela desta energia se propaga segundo um ngulo de incidncia crtico, viajando pelo revestimento. Outra parcela refletida e se propaga diretamente pelo fluido no interior do poo, e parte refratada para o anular (cimento) e formao.

3.5.1 - Tipos de Sinais A onda longitudinal que viaja diretamente pelo revestimento , geralmente, a primeira a chegar devido a maior velocidade do som no ao que nos demais meios envolvidos, aliado a uma distncia relativamente mais curta. Posteriormente, chegam as ondas longitudinais e transversais oriundas da formao e os sinais que viajam pelo fluido. A acima uma representao esquemtica por ordem de chegada dos sinais e tambm contm uma composio final do trem de ondas. No receptor, a energia sonora reconvertida em energia eltrica e os sinais so enviados superfcie pelo cabo condutor para serem devidamente processados. 3.5.2 - Apresentao do Perfil Conjunto CBL/VDL O perfil CBL/VDL o registro de trs medidas simultneas, que so o tempo de trnsito, o sinal de amplitude do revestimento e o trem de ondas. O TT utilizado para assegurar a qualidade e a acuracidade do sinal de amplitude. O sinal de amplitude do

28


revestimento usado para calcular a percentagem de cimento do anular. O registro completo do trem de ondas na forma de assinatura de onda ou densidade varivel permite uma avaliao da aderncia entre cimento e formao, controle de qualidade e outros fatores que afetam as medidas anteriores. Tradicionalmente apresentado em trs pistas: A primeira pista contm a curva do tempo de trnsito(TT), uma curva de correlao a poo aberto (Gamma Ray) e um localizador de luvas do revestimento (Casing Colar Locator). O perfil de raios gama, que mede a radioatividade natural da formao, pode ser corrido a poo aberto ou revestido, sendo por isso utilizado para colocar o perfil CBL/VDL em profundidade com o perfil base de referncia a poo aberto. O CCL usado para detectar as luvas do revestimento, que causam uma deflexo na curva. Como o CCL colocado em profundidade com o perfil base de referncia a poo aberto (GR corrido a poo aberto), ele utilizado como referncia de profundidade para as operaes futuras no poo. Os dados de profundidade so registrados entre as pistas 1 e 2. A segunda pista contm a curva de amplitude e/ou taxa de atenuao. A taxa de atenuao normalmente apresentada na escala 20 a 0 dB/p. A amplitude registrada na escala de 0 a 50 ou 100 mV, com curvas amplificadas de 0 a 10 ou 20 mV, respectivamente. A terceira pista contm o registro do trem de ondas, apresentando na forma de assinatura de onda ou de intensidade varivel (VDL). A escala horizontal usual de 200 a 1200 microsegundos.

3.5.3 - Curva de Amplitude O sinal acstico que se propaga pelo revestimento perde energia paras os meios que esto em contato com a parede do ao, interna e externamente. Como o material no interior do poo geralmente um fluido homogneo, a atenuao sofrida pelo pulso acstico pequena e constante. A nica varivel o material no anular. Se for um lquido, a energia perdida pequena e a amplitude do sinal medido no receptor alto (50 a 90mV). Se existir cimento de qualidade aderido em toda a circunferncia do revestimento, a quantidade de energia perdida para o meio ser grande e a amplitude registrada, pequena (0,2 a 10mV). A existncia de canalizaes corresponder a valores mediamos entre os limites anteriores, sendo que a amplitude medida inversamente proporcional a quantidade de cimento aderida parede externa do revestimento. (quanto maior for a quantidade de cimento aderida, menor a amplitude registrada).

3.6 - CBL: Cement Bond LoggingO Perfil de Aderncia do Cimento (Cement Bond Log) o registro contnuo da amplitude, em mV, do primeiro sinal que chega ao receptor distante 3 ps do transmissor, sendo geralmente este sinal aquele que viaja pelo revestimento. A interpretao deste perfil baseia-se nesta premissa, a de que o sinal do revestimento chegar antes de qualquer outro. (Em revestimentos livres isto ser sempre verdade. Em

29


intervalos bem cimentados, a depender das propriedades acsticas da formao e da espessura de cimento do anular, isto pode no acontecer). Considerando que os primeiros ciclos so provenientes do revestimento e que a intensidade do sinal funo do material presente no anular, o registro da a mplitude do primeiro ciclo permite uma avaliao da qualidade da cimentao. Como citado anteriormente, altos valores de amplitude correspondem ausncia de cimento ou de aderncia na interface, enquanto baixos valores correspondem presena de cimento n o anular. A variao da amplitude ir indicar a qualidade da aderncia, e esto ocorre da seguinte forma: Amplitude atenuada: < que 10mV, indica boa aderncia cimento-revestimento. Amplitude alta: > que 10mV, indica m aderncia. Este perfil conhecido como o que efetua o controle de aderncia entre cimento e revestimento. As variaes de amplitude indicam mudanas na resistncia do cimento compresso, no dimetro e espessura do revestimento, na percentagem da circunferncia cimentada. Por ltimo, cabe ressaltar que este perfil sensvel a presena de microanular.

3.7 - VDL: Variable Density LoggingO Perfil de Densidade Varivel (Variable Density Log) um registro contnuo de trem de ondas, na forma de traos de luminosidade varivel, que chega ao receptor distante 5 ps do transmissor. O perfil avalia a qualidade da cimentao investigando a aderncia do cimento ao revestimento, mas principalmente, do cimento formao. H duas formas tradicionais de se apresentar o registro completo do trem de ondas que chega ao receptor. A primeira delas discreta, sendo registrado no perfil o sinal acstico como este aparece no osciloscpio, na forma de assinatura de onda, com espaamento entre as assinaturas de onda de 2 a 4 ps. Entretanto, a forma de apresentao mais utilizada pelas companhias atravs do perfil de densidade varivel (VDL), tambm chamado de micro-sismograma. Atravs do painel eletrnico e da unidade de raios catdicos existentes na superfcie, os sinais exibidos no osciloscpio so convertidos em faixas de luz com intensidade luminosa varivel em funo da magnitude de sua amplitude. O VDL a melhor apresentao quando se quer determinar a presena de microanular e permite tambm uma melhor viso global do poo, sendo fundamental para se interpretar a boa aderncia entre cimento-formao (ausncia do efeito chevron, ausncia de sinal de revestimento, presena de sinal de formao) ou se h revestimento livre (faixas paralelas retas, claras e escuras).

3.8 - Revestimento LivreO revestimento livre apresenta um perfil CBL/VDL caracterstico de um revestimento livre. Devido homogeneidade do meio (fluido no interior do poo e no anular) os sinais so uniformes, alternando faixas paralelas claras e escuras, bem distintas. Os sinais da formao no so registrados.

30


Existem muitos sinais secundrios causados por reflexes das luvas de revestimento, das irregularidades da parede do poo ou nos limites das camadas de formao, etc, que chegam ao receptor. Em frente s luvas do revestimento livre so observados o efeito chevron, que so marcas em forma de w causadas por reflexes devido descontinuidade do metal nas luvas.

3.9 - Revestimento CimentadoEm revestimentos bem cimentados, os sinais provenientes do revestimento tm baixas amplitudes e praticamente no aparecem no perfil VDL. Quando h aderncia entre o cimento, revestimento e formao, a energia acstica se propaga pela formao como ondas longitudinais e transversais, sendo registradas na forma de faixas sinuosas devido heterogeneidade do meio. As ondas longitudinais so mais velozes e chegam primeiro; as ondas transversais tm maiores amplitudes e, por serem muito atenuadas ao atravessar espaos preenchidos com lquidos ou gs, sua deteco um atestado de integridade e aderncia do cimento. Em perfis CBL, o sinal de baixa amplitude indica a ocorrncia da boa cimentao.

3.10 - Interpretao Qualitativa do Perfil CBL/VDL3.10.1 - Curva de Tempo de Trnsito A interpretao do perfil CBL/VDL deve sempre comear pela anlise da curva de TT. O TT usado primeiramente para verificar se a sonda de perfilagem est centralizada, que uma condio absolutamente essencial para validar o perfil. Isto feito comparando-se o TT registrado em revestimento livre, no afetado por formaes rpidas, com os valores calculados e/ou tabelados. Desvios maiores que 4 microsegundos indicam descentralizao, tornando o perfil invlido. 3.10.2 - Resumo para interpretao Revestimento livre 1. CBL: Altas amplitudes e tempo de trnsito constante. Nas luvas do revestimento, a amplitude decresce e o TT aumenta. 2. VDL: Fortes sinais do revestimento e das luvas (efeito chevron). Boa aderncia entre revestimento, cimento e formao 1. CBL: Baixas amplitudes, com possibilidade de alongamentos e saltos de ciclo no TT. Formaes rpidas podem causar alteraes na amplitude, TT e no VDL.

31


2. VDL: Fortes sinais da formao e sinais fracos do revestimento. Microanular em revestimento bem cimentado 1. CBL: Amplitude alta ou moderada. 2. VDL: Forte sinal do revestimento e forte sinal da formao. Boa aderncia entre revestimento e cimento/Aderncia ruim entre cimento e formao/Formao lenta 1. CBL: Baixas leituras de amplitude. 2. VDL: Sinais fracos do revestimento. Formao Rpida 1. CBL: Amplitudes altas e instveis.

3.11 - Perfil Ultra-snico3.11.1 - Princpio de funcionamento A CET a ferramenta utilizada na obteno do perfil ultrassnico CEL (Cement Evaluation Log). Oito transdutores so dispostos helicoidalmente em diferentes azimutes, de tal forma que cada um avalie 45 da circunferncia. Um nono transdutor com distncia conhecida de um refletor posicionado logo abaixo do centralizador inferior e mede a velocidade acstica no fluido do poo.

3.11.2 - Apresentao do perfil CEL Em um perfil CEL, as seguintes curvas so apresentadas: Ovalizao: diferena entre o maior e o menor dos quatro dimetros. Caliper acstico (CALU): mdia dos valores dos quatro dimetros. Excentralizao (ECCE): para controle de qualidade. Comparao entre raios opostos. Perfil de raios gama (GR): para correlao com perfil a poo aberto. Localizador de luvas (CCL-Casing Colar Locator): para correlao e controle de profundidade. Desvio (DEVI): auxlio na anlise de cimentao. WWM: mdia da relao w2/w1, dos oito transdutores. Rotao da Ferramenta (RB): permite o controle do movimento de rotao da ferramenta no interior do poo e a identificao geomtrica de possveis falhas na cimentao. Muito til em poos direcionais e no futuro, com a utilizao de canhes direcionais para squeeze. Refere-se posio do 1 transdutor. Mxima Resistncia Compressiva (CSMX): mdia dos trs maiores valores.

32


Mnima Resistncia Compressiva (CSMN): mdia dos trs menores valores. Presena de Gs e Reflexes Secundrias: Sinalizado para cada transdutor por uma linha extreita e uma marca larga, respectivamente. 3.12.3 - Consideraes finais Este perfil apresenta boa resoluo vertical e circular, mas no to eficiente quanto o perfil snico CBL/VDL para investigar a aderncia cimento-formao. Na verdade, ele completa a avaliao da qualidade da cimentao em combinao com o perfil CBL/VDL.

3.14 - Cuidados na Perfilagem SnicaOs principais cuidados durante uma perfilagem snica so enumerados a seguir: Verificar o posicionamento de revestimentos concntricos. Pesquisar anormalidades ocorridas durante a cimentao primria. Verificar o tipo de pasta, peso e topos de revestimento previstos. Verificar se esto previstas estimulaes ou injeo de gua ou gs (maior rigor na avaliao da cimentao para os casos em que o revestimento for trabalhar pressurizado). Verificar o tempo entre trmino da cimentao primria e a corrida do perfil (cimento aumenta a resistncia com o tempo). Verificar a calibrao das ferramentas durante a descida (parmetros relacionados ao tipo de revestimento, tipo de pasta, etc.).

33


4 - Canhoneio4.1 - IntroduoO requisito mnimo para que possa haver algum sucesso na completao de um poo o estabelecimento de uma comunicao limpa e efetiva entre o poo e a formao. Dentre as tcnicas para a perfurao desse canal de comunicao poo / formao, a mais comumente utilizada conhecida como canhoneio, gun perforation ou jet perforation1 . Ela se refere perfurao do revestimento, do cimento e da formao atravs de cargas explosivas.

4.2 - ProcessoO processo convencional de canhoneio baseado fundamentalmente no emprego de cargas explosivas montadas em srie em um suporte metlico e introduzidas em uma pea tubular (tambm conhecida como canho), responsvel pelo isolamento entre o explosivo e o poo. O canho ento descido no poo, tensionado por um cabo eltrico, que por sua vez conduz um pulso acionador das cargas.CABO ELTRICOCL C

JTS AO

CN AHO GS LEO

4.3 - VantagensDentre as vantagens oferecidas pelo mtodo de canhoneio, destacam-se:

GUA

capacidade de viabilizar a produo de fluido de formaes em poos que encontram-se j revestidos, agregando mais estabilidade completao; seletividade na produo, devido aos diversos nveis da formao onde ocorrem os disparos do canho (mais detalhado a seguir). Caractersticas dos Disparos: velocidade = 6.000 m/s; presso = 4.000.000 psi; defasagem: 0, 90, 120 e 180; densidade: 4 a 21 HJ/FT.1

Caractersticas do Canho: L = 16/20; Dimetro = 3 3/8 a 5.

Os mtodos pioneiros de canhoneio utilizavam como carga balas de munio (gun perforation); com o advento da tecnologia empregada, surgiu o canhoneio jato com cargas moldadas (jet perforation), de maior penetrao e menor risco de destruio da formao.

34


4.4 - ClassificaoQuanto ao sistema de classificao do canhoneio, este se d em funo da presso exercida junto formao. O processo pode ser caracterizado como Overbalance, Underbalance ou ainda Extreme Overbalance. 4.4.1 - Overbalance O mtodo de Overbalance baseia-se numa presso positiva do poo em relao formao, exercida pelo fluido presente no poo (fluido de completao). Devido a esse diferencial de presso, logo aps o canhoneio ocorre uma invaso do fluido de completao dentro da rea canhoneada, contaminando as imediaes do poo. Isto representa perigo para a completao, pois caso haja uma incompatibilidade entre o fluido e as argilas da formao, ento pode-se provocar um dano tal que s seja possvel a descontaminao atravs de tratamento qumico especfico, o que acarretaria mais gastos com o poo. Alm disso, outro problema que ocorre no processo de Overbalance a compactao dos detritos da exploso nos poros da formao. O fluxo que se inicia aps o disparo acaba por empurrar os resduos dos explosivos, do cimento e do revestimento, assim como outras partculas existentes na lama ou no fluido de completao, em direo aos poros da formao. Este fenmeno chamado tamponamento, e vem a dificultar o fluxo de fluido da formao em direo ao poo, implicando em queda de produtividade. O Overbalance lana mo das vlvulas de fechamento de emergncia do poo (BOP) durante o canhoneio, o que possibilita que os disparos ocorram antes que a completao do poo esteja totalmente finalizada (os fluxos dos fluidos so controlados de acordo com as sees do poo. 4.4.2 - Underbalance O mtodo de Underbalance, como o prprio nome j sugere, tem como mecanismo principal o inverso do Overbalance. Isto significa que agora a presso exercida no sentido da formao para o poo. Este mtodo busca solucionar as deficincias apresentadas pelo Overbalance. O diferencial contrrio de presso passa a ser, neste novo caso, favorvel limpeza dos detritos do canhoneio imediatamente aps a exploso, prevenindo assim o tamponamento. Outra vantagem que, se o fluxo tende a ser da formao para o poo, ento tambm no deve haver contaminao da formao pelo fluido do poo. Para o canhoneio por Underbalance necessrio que o poo seja totalmente completado antes de se iniciar o processo, visto que a presso negativa no poo em relao formao indica que logo que os disparos ocorram, o poo dar incio produo do fluido da formao. Esta capacidade de incio imediato da produo uma das principais vantagens do Underbalance.

35


O Underbalance mais seguro que o Overbalance no sentido de que o poo no fica exposto em momento algum, levando-se em conta que as maiores incidncias de blow outs ocorrem durante as operaes de completao. Em muitos casos, a tcnica de Underbalance considerada a mais adequada para a completao, entretanto no se pode generalizar tal adequao. Apesar de bastante conhecida, esta tcnica no pode ser tida como totalmente dominada. Inmeros problemas j foram constatados, envolvendo deformao nos revestimentos, instabilidade e colapso dos furos canhoneados com conseqente produo de areia. Portanto deve-se estudar cautelosamente os impactos deste tipo de canhoneio na formao. Em geral o Underbalance prefervel ao Overbalance, devido limpeza dos detritos da exploso, o que desobstrui as vias para escoamento do fluido da formao. Porm, algumas pesquisas indicam que, para reservatrios de gs altamente pressurizados, o canhoneio com Overbalance pode obter melhores resultados que aquele com Underbalance. 4.4.3 - Extreme Overbalance (EOB) Este mtodo uma variao do primeiro apresentado (Overbalance), e se baseia numa altssima presso no sentido do poo para a formao. Os principais objetivos do EOB so basicamente limpar os tneis dos canhoneados dos resduos slidos ou depositados, resultantes do disparo das cargas, e criar fraturas de pequena penetrao e alta condutividade que ultrapassem a regio danificada pelo fluido de perfurao e pelo prprio canhoneio, ampliando o raio de drenagem do poo. Para a efetivao dessas metas, dois processos so combinados: o grande excesso de presso e a ao do fluxo de fluido e gs pelos canhoneados, no momento do disparo das cargas, asseguram a completa remoo de quaisquer resduos que possam bloquear a entrada dos canhoneados, forando-os para o fundo dos tneis (estudos mostram que apenas a poro intermediria do tnel de canhoneio est apta a contribuir com o fluxo de fluidos, no caso do canhoneio convencional); a alta presso no poo, resulta em ruptura abrupta da formao, criando fraturas radiais, de pequena penetrao, a partir do tnel canhoneado, cuja extenso ultrapassa a zona danificada pelo fluido de perfurao e pelo prprio canhoneio do poo. A elevada presso no EOB produzida por aplicao direta na cabea do poo (como se pode observar na figura a seguir). Os fluidos utilizados no poo so o fluido de completao e N2 (gs).

36


Num exemplo prtico, um poo canhoneado com 7000 psi de Overbalance (8000 psi no fundo do poo). Um mtodo de utilizao do EOP (Extreme Overbalance Perforation) consiste em pressurizar a coluna de completao com nitrognio, deixando um pequeno volume de fluido acima do intervalo a ser canhoneado. No momento em que ocorre o disparo das cargas e a abertura dos tneis (em cerca de 40 a 60 microssegundos), o lquido pressurizado, empurrado pelo gs e o prprio gs, fluem pelos canhoneados em alta velocidade, forando os resduos que se encontram nos tneis, a se deslocarem para o fundo. A alta presso de Overbalance gerada pela expanso do nitrognio, tambm suficiente para causar o fraturamento abrupto da formao (em cerca de 1 a 5 milissegundos), criando pequenas fraturas que iro se estender por poucos ps a partir de cada canhoneado e ultrapassar as reas com dano. O volume de gs pressurizado tambm mantm a alta presso por um tempo relativamente longo, de maneira uniforme, sobre todos os canhoneados. Como resultados desse processo tem-se uma eficincia de quase 100% do canhoneio, com a maioria dos canhoneados aptos a contribuir para o fluxo de hidrocarbonetos. Com o emprego do EOP obtiveram-se resultados surpreendentes, que aparentemente superam as dificuldades encontradas no uso das tcnicas convencionais. Apesar dessa

tcnica estar se difundindo rapidamente, a experincia das companhias operadoras e de servio nesse tipo de completao ainda pequena. Poucas operaes foram realizadas, e por isso os resultados ainda so bastante discutveis.

37


4.5 - Tipos de CanhoneioComo reflexo de constantes pesquisas e inovaes na busca por melhora de produtividade, diferentes tipos de canhoneio foram surgindo ao longo do tempo, dentre os quais: Convencional2 (j comentado no item 5.1); Through Tubing; TCP (Tubing-conveyed Perforation); Outros (Tubing Puncher, Jet Cutter...).

Convencional.

Through Tubing.

O sistema de Through Tubing consiste no canhoneio do revestimento em um intervalo abaixo da extremidade da coluna, com o uso de cargas unidirecionais, e necessita que a coluna seja gabaritada para dar suporte estrutura (packer e subs). Esse tipo de canhoneio foi inicialmente desenvolvido para atender ao processo de Underbalance. Infelizmente alguns problemas puderam ser observados, tais como baixa performance, problemas mecnicos e operacionais, quantidade excessiva de resduos decorrentes das cargas usadas, e diferencial de presso limitado pelos equipamentos de controle e segurana do poo e pelo fato do canho ser suspenso por um cabo.

2

O canhoneio para squezze convencional, porm com cargas de maior dimetro.

38


J o TCP - Tubing-conveyed Perforation , apresentado pela primeira vez em 1972, acopla um canho de grande dimetro (at 7) e um obturador (packer actuated vent assembly) coluna de produo, que por sua vez descida no poo totalmente equipada e instalada no cabeal com a rvore de natal. Ele tambm fora desenvolvido para atender ao Underbalance. O canho pode ser disparado de forma hidrulica (atravs de presso na cabea do

Canhoneio do tipo TCP.

poo), eltrica (com um conector a cabo) ou mecnica. Neste ltimo caso o acionamento se d com o lanamento de uma barra de impacto no interior da coluna (vide figura a seguir). Aps o disparo o canho desconectado e abandonado temporariamente no fundo do poo, enquanto se processa a produo do fluido da formao (como se pode perceber pela figura a seguir, o packer isola hermeticamente o poo enquanto a liberao do canho possibilita o fluxo do fluido de produo rumo superfcie). Uma vez aberto o packer, torna-se possvel conectar de novo o canho e traz-lo de volta superfcie.

39


Vantagens do TCP: Otimizao do diferencial negativo de presso entre os fluidos da formao e do poo, aumentando a quantidade de orifcios desobstrudos em condies de fluir; Otimizao do afastamento entre o canho e o revestimento devido ao uso de dimetro adequado do canho para um dado revestimento, obtendo-se assim mxima eficincia tanto em penetrao quanto em dimetro de orifcio; Aumento na densidade das perfuraes: possibilidade de se disparar at 12 tiros por p em revestimentos de 7 com canhes de 5 e at 6 tiros por p em revestimentos de 5 com canhes de 3 3/8; Maior segurana no canhoneio devido coluna estar no fundo com o packer assentado e o equipamento de superfcie testado; Menor tempo de sonda gasto no canhoneio, principalmente no caso de intervalos extensos quando a operao realizada em uma nica descida; Reduo do custo de completao no que se refere ao fluido de amortecimento, principalmente em poos com presses anormalmente altas onde o mesmo se torna oneroso com a utilizao, nos casos mais crticos, de material importado; Possibilidade de se evitar futuras estimulaes, principalmente em reservatrios sensveis ao dano pela invaso de fluido; Menor risco do canho topar, principalmente em poos direcionais. Desvantagens do TCP: Maior custo do que os canhoneios convencionais; Necessidade de se manobrar com a coluna de produo no caso de falha ou de se checar o mecanismo de disparo do canho; Necessidade do canho permanecer no fundo at uma prxima interveno no poo caso o mesmo entre em produo aps o canhoneio. Os intervalos a serem perfurados e completados so escolhidos a partir dos perfis corridos a poo aberto, sendo que para efetuar o canhoneio, se faz necessrio ter um perfil para correlao que funciona a poo aberto e revestido. Geralmente se usa um perfil de raios gama (GR) que apresenta a medida da radioatividade natural das formaes e em rochas sedimentares d uma idia do teor de folhetos. Juntamente com o GR se corre um perfil localizador de luvas conhecido como CCL (Casing Collar Locator), que tem a profundidade amarrada ao GR e, portanto, relacionada ao perfil bsico. O conjunto GR / CCL conhecido como perfil de controle de canhoneio ou PDCL

40Correlao pelas luvas.


(Perforation Depth Control Log), e a vantagem de se dispor do mesmo no se necessitar de correr um GR nos canhoneios futuros, bastando apenas acoplar um CCL aos canhes e efetuar a correlao pelas luvas. Durante a avaliao da cimentao devese correr o perfil GR / CCL juntamente com um perfil snico conhecido como CBL / VDL. A profundidade das luvas deve ser ajustada correlacionando-se o GR / CCL com o perfil GR corrido a poo aberto no perodo da perfurao. Todas as medidas de profundidade posteriores vo se referir a este perfil GR / CCL (sendo o CCL mais barato que o GR). Antes de posicionar o canho para disparo, preciso que se correlacione a profundidade do CCL do canho como CCL corrido no perfil CBL / VDL. A utilizao destes perfis simples e as possibilidades de erros no controle de profundidade so remotas. No entanto, se isto vier a acontecer, ficam comprometidas todas as operaes subsequentes que dependem basicamente de avaliaes de produtividade do intervalo perfurado.

4.6 - Cargas ExplosivasOs mtodos pioneiros de canhoneio utilizavam como carga balas de munio (gun perforation); com o advento da tecnologia empregada, surgiu o canhoneio jato com cargas moldadas (jet perforation), de maior penetrao e menor risco de destruio da formao. Alguns problemas no uso destes dois tipos de carga podem ser aqui apresentados: Cargas bala A penetrao decresce quando a resistncia penetrao do revestimento e da formao aumentam; Ocorre esmagamento e compactao dos gros de areia ao redor do tnel; A matriz da formao acaba sendo obstruda (plugueamento) com partculas finas de areia quebrada e slidos do fluido de perfurao. Cargas jato Os tneis sofrem plugueamento, sendo preenchidos por uma cenoura, formada por resduos slidos da detonao do explosivo, restos do metal do liner3 e outras partculas existentes na lama ou fluido no poo quando do momento do disparo; Sofre plugueamento tambm a matriz da formao com partculas finas de resduos da detonao, partculas finas de areia quebrada e fluido de perfurao; Ocorre um esmagamento e compactao dos gros de areia ao redor do tnel e plugueamento do tnel com areia da formao. Uma carga moldada para canhoneio jato constituda por um invlucro externo, uma carga principal de alto explosivo, uma carga iniciadora e um liner.

3

O liner ser explicado logo a seguir.

41


Formato do jato.

Estrutura interna da carga.

O invlucro externo um vaso de conteno projetado para suportar as foras de detonao da carga durante a formao do jato. Este invlucro tambm importante na preveno de interferncias com as cargas adjacentes, ao longo da seqncia de disparos. Pode ser fabricado com ao, zinco ou alumnio (tambm pode-se utilizar cermicas ou vidro), a preciso nas tolerncias de projeto e fabricao so parmetros importantes na performance de disparo. A carga principal de explosivo deve ser compatvel com a temperatura da operao. O explosivo prensado mecanicamente no interior do invlucro externo pelo cone metlico. Quanto mais homognea a distribuio da mistura de explosivos sob o cone metlico e uniforme sua espessura, melhor a formao do jato e maior a penetrao. O iniciador realiza a ligao entre o cordo detonante e a carga principal de explosivo. geralmente composto do mesmo material explosivo da carga principal, mas com maior sensibilidade devido ao menor tamanho da partcula. O liner, revestimento cnico metlico, ou ainda simplesmente cone, colapsado sob a fora de detonao da carga principal, contribuindo assim para a formao do jato. Inicialmente os liners eram fabricados de metal slido. Estas cargas produziam com sucesso, jatos de alta densidade, mas tendendo a tampar o tnel canhoneado com grande quantidade de resduos (formao de slug). Nas cargas mais modernas os liners so fabricados com uma mistura de metais pulverizados, que produzem jatos com densidade suficiente para uma grande penetrao na formao, com uma razovel reduo na quantidade de resduos. Liners de metal pulverizado so utilizados na maioria das cargas, exceto nas do tipo big hole (BH). Neste tipo de carga a profundidade de penetrao menos importante do que o dimetro de entrada e os liners slidos so utilizados, por produzirem furos com dimetros maiores em revestimentos e cimento. Os indesejveis problemas da formao do slug podem ser minimizados pelo uso de tcnicas do canhoneio Underbalance ou lavagem dos canhoneados. Os materiais que comumente compe os liners podem ser cobre, zinco, tungstnio, estanho e chumbo.

42


necessrio frisar que quanto maior a penetrao, maior a produtividade do poo, sendo que a penetrao depende diretamente da consolidao da formao.

Penetrao em funo da deformao.

4.7 - Eficincia de CanhoneioAs tcnicas e equipamentos empregados na completao de poos tm como objetivo principal maximizar a produtividade dos mesmos, reduzindo ao mnimo as restries ao fluxo entre o reservatrio e o poo. Diversos fatores durante a fase de perfurao e completao contribuem para que haja restrio ao fluxo, sendo alguns relacionados ao canhoneio e s condies em que o mesmo foi efetuado. H trs conjuntos de parmetros que devem ser controlados a fim de maximizar a vazo de um poo: limpeza dos orifcios; fatores geomtricos do canhoneio; efeito de pelcula (skin effect).

4.7.1. Limpeza dos Orifcios Independentemente do mtodo de completao empregado, a desobstruo dos orifcios produzidos pela carga do canho de vital importncia. Nos canhoneios em que o diferencial de presso positivo (presso hidrosttica maior que a da formao), usando-se canhes de revestimento torna-se necessrio induzir surgncia no poo atravs de uma operao de pistoneio. Ao se aliviar a presso hidrosttica, apenas alguns orifcios sero desobstrudos, permanecendo outros tamponados. Utilizando-se canhes que descem pela coluna de produo ou o sistema TCP, possvel um disparo com diferencial negativo de presso (presso hidrosttica menor que a presso da formao), causando-se um fluxo imediato atravs dos orifcios,

43


desobstruindo-os. Testes de laboratrio indicam que, deixando-se fluir entre 20 e 50 litros por orifcio, estes permanecero definitivamente desobstrudos. Usam-se como nvel de diferencial de presso entre 200 e 500 psi para formaes arenosas (presses maiores que no so recomendveis porque h o risco de produo de areia). Para formaes carbonticas usam-se diferenciais de presso de at alguns milhares de psi, de modo a causar um choque maior formao. Os valores usados tm grande variao dependendo da experincia local. Permeabilidades baixas necessitaro, de modo geral, de diferenciais de presso mais elevados. 4.7.2. - Fatores Geomtricos Os fatores geomtricos mais relevantes para o estudo da eficincia de canhoneio so: densidade de tiros; profundidade de penetrao; defasagem entre os tiros; distncia entre o canho e o revestimento; dimetro do orifcio. Densidade de tiros: A vazo e a queda da presso atravs dos orifcios do canhoneio so profundamente afetados pela densidade de tiros. Estudos mostram que ao aumentar-se a densidade para at 12 tiros por p consegue-se um aumento da vazo do poo, desde que haja um direcionamento adequado dos tiros, a fim de se evitar efeitos de interferncia de fluxo. Deve-se, no entanto, levar em considerao os danos causados ao revestimento pela alta densidade de tiros. Usando-se canhes do tipo oco (hollow carrier) e uma distribuio uniforme de tiros, este problema pode ser minimizado. Profundidade de penetrao: A profundidade de penetrao dos tiros muito importante pois, para que seja efetivo, o canhoneio necessita ultrapassar a zona danificada durante a perfurao (conforme anteriormente comentado). Experimentalmente pode verificar-se a ocorrncia de um aumento significativo da produtividade quando o disparo ultrapassa a zona danificada. Defasagem entre tiros: A defasagem entre os tiros causada pela distribuio angular das cargas no canho. Um mesmo nmero de tiros por p, quando disparados em diferentes direes, produz maior relao de produtividade. Assim, um canho com defasagem no nula deve ter dimetro suficientemente grande para evitar que algumas cargas fiquem muito distantes do revestimento.

44


Distncia entre o canho e o revestimento: A distncia que separa o canho do revestimento deve ser a menor possvel a fim de no comprometer a penetrao do disparo. No caso do canho ser do tipo multidirecional, seu dimetro deve ser o maior possvel, compatvel com o do revestimento, para que o efeito adverso acima relacionado seja desprezvel e a tcnica, efetiva. Usando-se um canho de pequeno dimetro ( through tubing gun), o afastamento pode ser muito grande se os tiros forem disparados ao acaso. Por isso, com este tipo de canho deve-se utilizar tiros em linha (0 ou unidirecional). O canho dispe de um posicionador magntico alinhado com a direo dos disparos que garante um perfeito posicionamento do canho. Dimetro do orifcio: Sob circunstncias normais o dimetro do orifcio de canhoneio afeta muito pouco a vazo do poo. Entretanto, se um filtro de areia (gravel pack) for utilizado, deve-se fazer uso do maior orifcio de entrada possvel, pois quanto maior o seu dimetro, menor a perda de carga. O valor da perda de presso atravs dos orifcios do canhoneio deve ser minimizado para evitar-se a produo de areia em formaes pouco consolidadas, devendo-se optar por um grande dimetro de orifcio ou uma alta densidade de jatos. 4.7.3. Efeito de Pelcula (SKIN EFFECT) O efeito de pelcula resulta da reduo da permeabilidade da formao nas vizinhanas do mesmo, causada pelas operaes de perfurao, completao e produo do poo. Essa restrio ao fluxo pode ser detectada em testes de formao pelo skin que, na maioria dos casos, pode ser subdividido em trs fatores relacionados causa do dano: dano devido ao fluxo convergente (S1): causado pelas mudanas de direo do fluxo quando os fluidos do reservatrio atingem os furos do canhoneio; assume um papel significativo nos casos de altas vazes; dano de formao propriamente dito (S2) causado na maioria das vezes pela invaso de fluidos incompatveis com a formao, presena de reboco e cimento, e expanso de argilas; dano devido compactao (S3) resultante da ao compressiva dos jatos durante o canhoneio, originando uma zona de permeabilidade reduzida ao redor do furo; segundo estudos de laboratrio, esta zona tem uma espessura mdia de e permeabilidade de 10 a 20% da original.

O efeito desses fatores na produtividade de um poo no caso de um fluxo radial regido onde: Ko: permeabilidade ao leo

Q=

(7,08 ) Ko h P St + ln (re rw )

h: espessura do intervalo P: Pe Pw : viscosidade do fluido St: S1 + S2 + S3 45 re: raio de drenagem rw: raio do poo


pela lei de Darcy, incorporando os efeitos de restrio ao fluxo devido ao skin dado por: Mediante um correto planejamento da operao de canhoneio possvel minimizar o efeito de pelcula, escolhendo de forma mais adequada os parmetros geomtricos, o fluido do poo e promovendo uma efetiva limpeza dos orifcios.

4.8 - SeguranaA questo da segurana crtica quando se trata de operaes onde se emprega o uso de explosivos, e o canhoneio uma delas. Portanto, a ateno dispensada a este item deve ser exageradamente demasiada e cumprida risca. Todos os procedimentos da legislao vigente na localidade devem ser seguidos, no que se refere ao manuseio de explosivos. Alm disso, cada companhia operadora possui suas prprias normas internas de segurana. Em relao ao poo, como o canho acionado por pulso eltrico em alguns casos, so terminantemente proibidas as transmisses de rdio nas proximidades da operao. Para aumentar a segurana na rea, utiliza-se um BOP de cabo. imprescindvel que se observe atentamente o comportamento do poo logo aps o disparo, para no correr riscos de manobras precipitadas de retirada do canho. O mesmo deve ser retirado lentamente para evitar pistoneio (caso ainda haja cargas carregadas, existe certo risco de que elas sejam acidentalmente acionadas). Somente com a total retirada do canho do poo e a verificao de que todas as cargas foram detonadas seguro retomar as transmisses de rdio. Finalmente, preciso assegurar-se ante

completação - série concursos públicos

Documents