uma visão das atividades de exploração e produção de petróleo

7/31/2019 Uma viso das atividades de explorao e produo de petrleo

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Prof. Jos Romualdo Dantas VidalPesquisador Visitante ANP/EQ/UFRN

PRH-ANP 14/99

UMA VISO DAS ATIVIDADES DEEXPLORAO E PERFURAO DE

POOS DE PETRLEO


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PRINCIPAIS ETAPAS DA INDSTRIA DO PETRLEO

EXPLORAO

PERFURAO

DESENVOLVIMENTOPRODUO

TRANSPORTE

REFINO DO PETRLEO EPROCESSAMENTO DO GS

PETROQUMICA


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DEFINIO:

Conjunto de operaes ouatividades destinadas aavaliar reas objetivando adescoberta e a

identificao de jazidas.

EXPLORAO DO PETRLEO


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BACIAS SEDIMENTARESBRASILEIRAS

rea total das baciassedimentaresbrasileiras: 6,1milhes km2

EXPLORAO DO PETRLEO


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EXPLORAO DO PETRLEO


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ELEMENTOS BSICOS DA GEOLOGIA DO PETRLEO

Tipos de Rochas :

Rochas gneas

Rochas Metamrficas

Rochas Sedimentares


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As rochas sedimentares. Processo de formao.

1 - Processo de transporte e de deposio


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2Compactao dos sedimentos e influncia da movimentao costeira

O mar avana sobreo continente e ascamadas de rochassedimentares

submergem

As rochassedimentares

emergem dofundo do mar


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Elementos de sub-superfcie que tm influncia na ocorrnciado petrleo; os movimentos tectnicos;as discordncias e intruses.

AS FALHAS:

Falha normal


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Falha Inversa


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Falha de deslocamento horizontal


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AS DOBRAS

Dobra do tipo anticlinal


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Dobra de arrasto



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AS DISCORDNCIAS

Discordncia Angular


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Discordncia Erosiva


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INCONFORMIDADE


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DISCORDNCIA PARALELA


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Domos salinos

Intruses vulcnicas

INTRUSES


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ARMADLHAS

Armadilha so estruturas geolgicas e/ou alteraes na estratigrafia dasrochas sedimentares,capazes de interromper o fluxo de petrleo no interiorda rocha reservatrio.


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CLASSIFICAO DAS ARMADLHAS

Armadlhas Estruturais

Armadlhas Estratigrficas

Armadlhs Combinadas



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ARMADLHA ESTRUTURAL



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ARMADLHA ESTRATIGRFICAS



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ARMADLHA COMBINADAS



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A ORIGEM DO PETRLEO

A TEORIA DA ORIGEM ORGNICA DO PETRLEO.

A teoria orgnica do petrleo a mais aceita dentre outras explicaespara a sua formao; segundo essa teoria, supe-se que os rios que carrearamos sedimentos que resultaram na formao das rochas sedimentares, tambmtransportaram grandes massas de plantas e animais microscpicos que aps sejuntarem com grandes volumes de plnctons, pequenas plantas e outros seresmicroscpicos existentes nos mares, assentaram no leito marinho, sendoposteriormente cobertos pela lama e partculas slidas decantadas. Nessas

condies e com o passar de milhes de anos, sob a ao da presso dascamadas que continuaram a se depositar, da temperatura e ao bacteriana,a matria orgnica aprisionada transformou-se em compostos dehidrocarbonetos


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A ORIGEM DO PETRLEO

PROCESSOS DE DEPOSIO DA MATRIA ORGNICA

FATORES ESSENCIAIS PARA A OCORRENCIA DE UMA


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FATORES ESSENCIAIS PARA A OCORRENCIA DE UMAACUMULAO DE PETROLEO NUMA BACIA SEDIMENTAR

Rocha matriz;

Gerao de hidrocarbonetos;

Migrao primria;

Armadilhas;

Rocha reservatrio;

Rocha capeadora;

Migrao secundria na rocha


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MTODOS DE PESQUISA

Indicaes

Diretas

Mtodos

Geofsicos

Mtodos

Geolgicos

Mtodos dePesquisa:

Mtodos

Ssmicos

Reflexo

Mtodos

Geoqumicos

Mtodos

GravimtricosEMagnticos

Refrao


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Neste mtodo, observa-se o comportamento das ondas ssmicas,

aps penetrarem na crosta, serem refletidas em contatos de duascamadas de diferentes propriedades fsicas, digo, elsticas, eretornarem superfcie, sendo, ento detectadas por sensores(geofones ou hidrofones). o principal mtodo usado naprospeco do petrleo e gs por fornecerem detalhes da estrutura

da crosta, bem como de propriedades fsicas das camadas quecompem.

MTODO SISMICO DE REFLEXO


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Clculo da profundidade em que se encontram as camadas,

lembrando que a onda ssmica descreve um tringulo isscelena sua trajetria



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Esquema tpico de uma operao ssmica de reflexo. A principalvarivel do processo e o tempo de trnsito da onda sonora apartir do momento do disparo at a captao.



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Ssmica de reflexo no mar; as ondas sonoras soproduzidas por canhes de ar comprimido.



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Vibroseis.Processo ssmico de reflexo utilizando um dispositivo mecnicomontado sobre caminhes para produzir as ondas sonoras.



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Seo ssmica da Bacia do Acre



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MAPEAMENTO DAS ESTRUTURAS DE SUB-SUPERFCIE

o objetivo maior dos estudos realizados na bacia sedimentar objetivandoFazer uma fotografia das camadas localizadas nas sub-superfcies darea em estudo


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Seo geolgica da Bacia Potiguar de Ubarana.



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Seo geolgica dos campos de Carapeba e Pargo,Bacia de Campos



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PERFURAO DE POOS

Perfurao do Poo Pioneiro

o primeiro poo perfurado numa reaem estudo.Somente o poo pioneiro confirmar aexistncia de leo ou gs nessa rea.Extremamente cara, a perfurao deum poo pioneiro se faz com muitaprudncia e cautela, considerandoque no se dispe de informaes sobreas caractersticas das formaesatravessadas nem dos fluidos existentesno seu interior.


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DEFINIO:

CONJUNTO DE ATIVIDADES EOPERAES DESTINADAS A

PROJETAR, PROGRAMAR E REALIZAR

A ABERTURA DE POOS.

PERFURAO DE POOS

PERFURAO DE POOS


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PRINCIPAIS ELEMENTOS DA PERFURAO DE POOS

1 - AS SONDAS:

PERFURAO DE POOS

- SONDAS ROTATIVAS

- SONDAS A CABO

- Sistema de Movimentao de Carga

- Sistema de Segurana

TEXTO 1

- Sistema de RotaoTEXTO 2

- Sistema de CirculaoTEXTO 3

TEXTO 4


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PERFURAO DE POOS

CLASSIFICAO DAS SONDAS DE PERFURAO

TIPO DE SONDA LIMITE DE PROFUNDIDADE

PERFURADA (m)SONDAS LEVES 1500 a 2000

SONDAS MDIAS at 3500

SONDAS PESADAS at 6000

SONDAS SUPER PESADAS 8000 a 10.000


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TRICONES C/ DENTES DE AODIAMANTADAS

BROCAS DE COMPACOS DE DIAMANTE SINTTICO (PDC)

PLATAFORMAS SEMI SUBMERSVEIS FIGURA 3PLATAFORMAS AUTOS-ELEVATRIAS FIGURA 2

NAVIOS DE PERFURAO FIGURA 4

UNIDADES DE PERFURAO MARITIMAS

PERFURAO DE POOS

2 BROCAS DE PERFURAO:

TEXTO 1FIGURA 1

FIGURA 2

FIGURA 3

SONDAS DE PERFURAO TERRESTRE FIGURA 1

PLATAFORMA FIXA FIGURA 5

PLATAFORMA FIXA APOIADA POR TENDER FIGURA 6

BARCAA DE PERFURAO FIGURA 7


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PERFURAO DE POOS

3 COLUNA DE PERFURAO:

A coluna de perfurao responsvel pela transmisso da rotao e do pesonecessrios para que a broca realize o trabalho de destruio das rochas.

FUNES DA COLUNA DE PERFURAO

1 Transmitir a energia necessria para o funcionamento da broca (peso e rotao)2 Guiar e controlar a broca na sua trajetria no sub-solo3 Permitir a circulao do fluido de perfurao com o mnimo de perda de carga.

COMPONENTES DA COLUNA DE PERFURAO

1 Comandos2 Tubos de perfurao pesados (heavy weight drill pipe)3 Tubos de perfurao4 Equipamentos auxiliares:

- Estabilizadores- Amortecedores de choque

- Substitutos

TEXTO 1

TEXTO 2

TEXTO 3

FIGURA


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1 - TUBOS DE REVESTIMENTOS

2 CIMENTAO DE POOS

PRINCIPAIS ELEMENTOS DA PERFURAO DE POOS

PERFURAO DE POOS

TEXTO 1

TEXTO 2

3 - FLUIDOS DE PERFURAO TEXTO 3


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TCNICAS DE PERFURAO DE POOS

PERFURAO DE POOS

1 PERFURAO DE POOS VERTICAIS

2 PERFURAO DE POOS DIRECIONAIS

TEXTO 1

TEXTO 2


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OBRIGADO PELA ATENO

Prof. Jos Romualdo Dantas VidalPesquisador Visitante ANP/EQ/UFRN

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PERFURAO E SEGURANADE POOS


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SONDAS DE PERFURAO TERRESTRES

RETORNA


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PLATAFORMAS AUTO-ELEVATRIAS

RETORNA


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PLATAFORMAS SEMI SUBMERSVEIS

RETORNA


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NAVIOS DE PERFURAO

RETORNA


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PLATAFORMA FIXA

RETORNA


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PLATAFORMA FIXA APOIADA POR TENDER

RETORNA


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BARCAA DE PERFURAO

RETORNA


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- DESCRIO DO Sistema de Movimentao de Carga

SONDAS ROTATIVAS

TORRE OU MASTROSo estruturas de forma piramidal, construda com elementos de ao especial.As torres so estruturas mais robustas, prprias para as sondas que operamno mar, onde as condies de operao so muito particulares. A ao dasondas e dos ventos impem s torres esforos dinmicos adicionais importantes,

principalmente se nos navios de perfurao e nas plataformas semi-submersiveis.As torres so montadas pea a pea. Existem no mercado dois tipos de torres:- Standard que equipam as plataformas fixas e auto-elevatrias- Dinmicas para os navios e plataformas semi-submersveisO Mastro uma estrutura treliada ou tubular, divida em mdulos para finsde transporte. Articulado na sua base, o mastro pode ser montado ou

desmontado horizontalmente, e colocado verticalmente em posio de operao,utilizando o guincho de perfurao e um cabo especial.O Mastro apropriado para as sondas de perfurao terrestre, caracterizadapela sua grande mobilidade.


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SONDAS ROTATIVAS

SUBESTRUTURAS:So construes em ao especial instaladas sobre bases ou fundaes, propiciandoa disponibilidade de espao necessrio para montagem da cabea do poo e dosequipamento de segurana.A base ou fundao da sonda pode ser de madeira, concreto armado ou em ao,apoiada sobre o solo.

ESTALEIRO: constitudo de uma estrutura metlica formado de vigas que se apiam sobre pilares.

Os estaleiros servem para estocagem dos elementos tubulares, todos estocados ao ladode uma passarela que precisam ser iados para a sonda ou descarregados, facilitandoo seu manuseio.


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SONDAS ROTATIVAS

GUINCHO:A funo primordial do guincho numa sonda a movimentao de cargas resultantesdas colunas de perfurao e de revestimentos, bem como, assegurar a frenagemdestas cargas sempre que preciso. Pela sua importncia o guincho considerado ocorao da sonda, pois baseado na sua capacidade que se caracteriza uma sonda.

Seus principais componentes so os seguintes:Tambor principal; Tambor auxiliar; Freios:Mecnico e Hidrulico, caixa detransmisso, molinetes e embreagens.

BLOCO DE COROAMENTO: um conjunto de polias(4 a 7) localizado no topo da torre ou mastro, por onde passa

o cabo de perfurao. Suporta todas as cargas aplicadas na torre.

CATARINO E GANCHO:A Catarina (literalmente bloco viajante) um conjunto de polias (3 a 6) poronde passa o cabo de perfurao. O gancho um equipamento complementar daCatarina contendo um sistema de amortizao das cargas suspensas e que facilitam

o enroscamento dos tubos.


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Cabo de perfurao:Trata-se de um cabo de ao cujas tranas, formadas por fios de ao especial, soenroladas em torno de um outro cabo de ao, denominado de ALMA.

ELEVADOR: um dispositivo mecnico utilizado para movimentao dos tubos de perfurao,comandos e revestimento. Trata-se de um anel de ao bi-partido com dobradias e

um sistema de fecho.


SONDAS ROTATIVAS

RETORNA


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- DESCRIO DO SISTEMA DE ROTAO

SONDAS ROTATIVAS

O sistema de rotao responsvel pelo giro imprimido coluna de perfurao.Principais componentes do sistema de rotao: Mesa rotativa; Haste quadradaou hexagonais e cabea de injeo.Nas sondas, o equipamento convencional pela rotao a mesa rotativa.Um outro equipamento capaz de transmitir rotao a coluna a CABEA DECIRCULAO MOTORISADA (power swivel) que opera acoplado cabea deinjeo. A perfurao rotativa conta com os motores de fundo (mud motors),atravs dos guais a toro aplicada diretamente sobre a broca e o restante

da coluna fica imobilizada durante a perfurao. O emprego desteequipamento limitado; Usa-se principalmente na perfurao direcional.

RETORNA


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- DESCRIO DO SISTEMA DE CIRCULAO

SONDAS ROTATIVAS

O sistema de circulao numa sonda responsvel pela injeo da lama nopoo e seu tratamento na superfcie.

Principais componentes do sistema de circulao:

Tanques de lama; Bombas de lama (2); Linhas de descargas e de suco eos equipamentos de tratamento do fluido (peneira de lama, desareadores,Dissiltadores e turbinas.)

RETORNA


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- DESCRIO DO SISTEMA DE SEGURANA

SONDAS ROTATIVAS

CONTROLE DO POO:A expresso controle do poo refere-se ao controle que deve ser exercidosobre as presses das formaes perfuradas. Existem 3 nveis bem distintosde controle dos poos:1 Controle primrio, exercido pela densidade da lama cuja presso hidrostticadeve ser mantida superior a presso das formaes;

2 Controle secundrio: Caso o controle primrio sobre a formaes sejaperdido, a formao comea a produzir e o controle sobre o poo s mantidocom o fechamento da valvas de segurana (preventores) na superfcie, vedando

o espao anular. A restaurao do controle primrio s conseguido atravs dacirculao de um fluido de perfurao de alta densidade.3 Controle tercirio: Caso o controle do poo a nvel secundrio no possa sermantido o controle da formao s pode ser conseguindo atravs de medidasespeciais.

SONDAS ROTATIVAS


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- DESCRIO DO SISTEMA DE SEGURANACABEA DE POO:

a denominao dada ao conjunto de equipamentos localizados na superfcie queCompletam a arquitetura do poo. A sua composio varia de acordo com as fasesDa perfurao do poo, considerando que cada revestimento descido deve estarFixado na superfcie atravs de equipamentos que garantam a sua sustentao eEstanqueidade, permitindo a instalao dos equipamentos de segurana.Principais componentes da cabea do poo:

Cabea do revestimento; carretel de revestimento e cabea de produo.

Construo da cabea do poo

CONJUNTO DE PREVENTORES (BOP STACK):

Os preventores fazem a vedao em torno da coluna de perfurao ou o fechamento detodo o poo, caso o mesmo esteja vazio. Existem dois tipos de preventores que realizamesta funo:Preventor Anular (bag type preventer) e Preventor de Gaveta, que fecha o espaoanular do poo sendo acionado por dois pistes hidrulicos. As gavetas podem ser dotipo cegas ou de acordo como o dimetro dos tubos.

O arranjo fsico dos preventores bem como as quantidades variam conforme o poohavendo no mnimo 3 unidades.

FIGURA

SONDAS ROTATIVAS


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PREVENTOR ANULAR:

constituido de um elemento de borracha bastante volumoso, que fecha emtorno dos tubos de perfurao e acionado por um pisto.

Este preventor tem a vantagem de poder-se regular a presso de fechamentoda borracha em torno dos tubos. o mais usado dos preventores.

SONDAS ROTATIVAS


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PREVENTORES DE GAVETA:

So constitudos de gavetas metlicas. Podem ser de dois tipos:Gaveta cega De fechamento em torno dos tubos

SONDAS ROTATIVAS


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CONJUNTO DE PREVENTORES

SONDAS ROTATIVAS


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Unidades de acionamento dos preventores:

Os preventores so acionados hidraulicamente atravs de unidades instaladasEstrategicamente na sonda.

RETORNO

BROCAS TRICONES C/ DENTES DE AO


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CLASSIFICAO

Quanto ao Rolamento:Rolamento seladoRolamento de mancal (journal)

Quanto ao tipo de formaoBrocas para formaes moles ou mdiasBrocas para formao duras ou abrasivas

Quanto ao tipo de dentesBrocas de dente de ao

Brocas de incertos de carboneto de tungstniosQuanto ao fluxo de lama no seu interior

Brocas convencionaisBrocas a jato

RETORNA

FIGURA 1

FIGURA 3

FIGURA 2

FIGURA 5

FIGURA 4



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ARRANJO DOS CONESO CONE COM DENTES

RETORNA



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BROCA DE ROLAMENTO

RETORNA



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Dentes de carboneto de tungstnio

RETORNA

Dentes de ao



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Broca para formao dura

RETORNA

Broca para formao mole



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Jatos (nozzle)

RETORNA

BROCAS A JATO

BROCAS TRICONES C/ DENTES DE AOBROCAS TRICONES C/ DENTES DE AO


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BROCA CONVENCIONAL

RETORNA

BROCAS DIAMANTADAS


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RETORNA

BROCAS COMPACTAS POLICRISTALINAS


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RETORNA

COLUNA DE PERFURAO


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COMANDOS

Os comandos (drill collars) so tubos de ao cromo-molibidnio, forjados, comelevada massa linear devido a espessura de suas paredes. Existem comandosno magnticos utilizados na perfurao no direcional.

Funo dos comandos:

- Fornecer peso para a broca;- Dar rigidez a coluna de perfurao;

Perfil externo dos comandos:

- Comandos lisos;- Comandos espiralados. FIGURA 1

COLUNA DE PERFURAO


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Perfil externo dos comandos

Comandoespiralado

Comando liso

RETORNA

COLUNA DE PERFURAO


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TUBOS DE PERFURAO PESADOS

So tubos de perfurao reforados usados entre os comandose os tubos de perfurao

TUBOS DE PERFURAOSo tubos de ao especial sem solda, cujas extremidades so reforadasinternamente ou externamente ou ainda externa e internamente onde

so instalados os conectores (tool-joints), responsveis pelo enroscamentodos tubos.

CARCTERSTICAS DOS TUBOS DE PERFURAO

Grau Limite elsticoCarga de

rupturaMinima (psi) Mxima (psi) Minima (psi)

E 75.000 105.000 100.000X95 95.000 125.000 105.000G105 105.000 135.000 115.000S -135

135.000

165.000

145.000

FIGURA 1

COLUNA DE PERFURAO


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EQUIPAMENTOS AUXILIARES

ESTABILISADORES

Os estabilizadores so incorporados coluna de perfurao, entre oscomandos ou sobre a broca, com a finalidade de dar estabilidade coluna de perfurao.

FIGURA 1

AMORTECEDOR DE CHOQUE

um equipamento hidrulico destinado a amortecer as vibraes geradas

pela rotao da broca, evitando danos mesma. Ele enroscado diretamentesobre a broca.

RETORNA

COLUNA DE PERFURAO


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ESTABILIZADORES

RETORNA

REVESTIMENTOS


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So tubos de ao de diferentes dimenses e propriedades, descidosnos poos de petrleo e cimentados. Eles tem mltiplas funesconforme o tipo de revestimento e so partes essenciais dos poos,tanto na perfurao quanto na produo.

TIPOS DE REVESTIMENTOS

- Tubo condutor- Revestimento de superfcie- Revestimento intermedirio

- Revestimento de produo- Liners

REVESTIMENTOS


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TUBO CONDUTOR

Essencial no inicio da perfurao o tubo condutor, serve para controlar a ao

erosiva da lama nas formaes pouco consolidadas da superfcie. Pode ter apenasalguns metros de comprimento.

REVESTIMENTO DE SUPERFCIE

Serve para proteger os aqferos superficiais e propiciar a estabilizao dasformaes pouco consolidadas alm de servir de suporte para os equipamentosde segurana.

FIGURA

REVESTIMENTO INTERMEDIRIO

Tambm conhecido como revestimento tcnico ou de proteo utilizado paracobrir zonas de perda de circulao, folhelhos desmoronveis, zonas de sal ouportadoras de gs ou gua.

REVESTIMENTO DE PRODUO

Serve como receptculo para a coluna produtora: os tubings. O revestimentode produo permite a produo seletiva quando houver mais de uma zonaprodutora no poo.

REVESTIMENTOS


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LINERS

O liners uma seo de revestimentos que fica ancorada no interior do poo,na ltima coluna de revestimentos; No sobe at a superfcie. Existem doistipos de Liners:

- Linersde perfurao

- Linersde produoLinersde perfurao: So descidos no poo para cobrir uma zona de perda decirculao ou portadora de presses anormais que comprometeriam a seguranado poo caso permanecessem descobertas.

Linersde produo: so utilizados no lugar de uma coluna de revestimento deproduo completa para cobrir uma zona produtora.

FIGURA

REVESTIMENTOS


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DIEMENSIONAMENTO DOS REVESTIMENTOS

Os revestimentos devem resistir a trs tipos de esforos no poo:- Trao;- Colapso ou presso externa;- Presso interna.

ESPECIFICAO DO REVESTIMENTO

Os revestimentos so especificados conforme a tabela a seguir:

REVESTIMENTOS


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ACESSRIOS DE REVESTIMENTOS

Os revestimentos so descidos no poo guarnecidos de acessrios especiais como objetivo de viabilizar uma boa cimentao dos mesmos.

Sapata guia ouflutuante: Usadona extremidadeda coluna

Colar flutuante

usado dois tubosacima da sapataguia.

Centralizador usado para centralizaro revestimento no poo, instalado notrecho a ser cimentado.

Diferentes tipos dearranhadores usadospara remoo do rebocono trecho cimentado.

RETORNA

REVESTIMENTOS


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Perfuraocom 23Poo de 30

Revestimentode

superfcie de 26e cimentao

RevestimentoIntermedirio

de18,625

e cimentao

Perfuraocom 17,5

RevestimentoIntermedirio

de13,375

e cimentao

SEQNCIA DE PERFURAO E DESCIDA DE REVESTIMENTO EM UM POO

RETORNA

CIMENTAO DE POOS


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A operao de cimentao consiste na mistura de cimento com gua e aditivos

qumicos e na sua injeo no poo, atravs da coluna de revestimentos com afinalidade de assegurar a aderncia dos tubos nas paredes do poo e garantira obturao das zonas produtoras. Protege o revestimento das formaesdesmoronveis e contra a corroso.

Isolar e suportar o revestimento.Selar zonas com perda de circulao.

Proteger o revestimento da corroso causada pela gua e/ou gs daformao.

Evitar "blow-outs" devido ao isolamento do anular entre formao erevestimento.Proteger a sapata do revestimento contra impacto quando da perfurao daprxima fase.

Evitar movimentao de fluidos entre zonas diferentes.

POR QUE CIMENTAR UM POO ?

CIMENTAO DE POOS


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-Primria aquela realizada logo aps a descida da coluna de revestimentos.

-Secundria tambm denominada cimentao sobre presso (squeeze). oprocesso atravs do qual o cimento forado atravs de orifcios aberto norevestimento preenchendo falhas ou completando o isolamento de zonasprodutoras.

CLASSIFICAO DA CIMENTAO:

CIMENTAO PRIMRIA

CIMENTAO DE POOS


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TIPOS DE CIMENTO

Os cimentos portland usados em poos de petrleo recebem a seguinte classificaoAPI, em funo da sua composio qumica da temperatura e presso do poo.

Classe A: Cimento comum para uso em poos at 6.000 ps com temperaturasinferiores a 170 F

Classe B: Usado at 6000 ps e temperaturas abaixo de 160 F. Possui baixaresistncia aos sulfatos.Classe C: Para poo at 6000 ps quando uma alta resistncia antecipada

requerida. Resiste aos sulfatos.Classe D: Para uso entre 6000 e 10.000 ps e temperaturas at 230 F. Suaresistncia a presses e sulfatos elevada.Classe E: Previsto para uso entre 6000 e 14.000 ps em temperaturas de at230 F. Prprio para altas presses e temperaturas. Com resistncia regulare alta aos sultfatos.Classe F: Adequado para poos de 10.000 a 16.000 ps com temperaturase presses extremamente elevadas. So disponveis com resistncias regulare alta aos sulfatos.Classe G e H: Cimentos bsicos para poos de at 8.000 ps em estado naturale, se aditivados com aceleradores ou retardadores de pega podem cobrir umalarga faixa de profundidades e presses; Disponveis com resistncia moderadaalta resistncia aos sulfatos

CIMENTAO DE POOS


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ADITIVOS DE CIMENTAO

- Redutores de densidade: bentnita o mais comum redutor de densidade emporcentagem de at 12 % do peso do cimento;

-Aceleradores do tempo de pega do cimento: o cloreto de sdio e clcio soaceleradores de pega;

-Retardadores do tempo de pega: so empregados para aumentar o tempo debombeeabilidade do cimento em poos com temperaturas elevadas. O cloreto desdio e o ligno sulfonato de clcio so retardadores.

-Redutores de perda dgua: So importantes sobretudo nas cimentaessecundrias;

-Aditivos para aumento de densidade da pasta de cimento: sulfato de brio e hematita;

-Redutores de frico ou afinadores da pasta de cimento: dispersantes orgnicos;

-Aditivos controladores da perda de circulao: material fibroso, mica,etc.

CIMENTAO DE POOS


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ACESSRIOS DE CIMENTAO

- Cabea de cimentao

- Tampo de topo

- Tampo de fundo

RETORNA

COLUNA DE PERFURAO


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CONECTOR (TOOL JOINT)

RETORNA


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FLUIDOS DE PERFURAO


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FUNES DO FLUDO DE PERFURAO

- Remover os cascalhos gerados pela broca do fundo do poo etransportado para a superfcie;

- Controlar as presses das formaes;- Estabilizar as paredes do poo;- Manter os cascalhos em suspenso sempre que houver parada da

circulao da lama;- Resfriar e lubrificar a broca;- Lubrificar a coluna de perfurao, reduzindo seu atrito com o poo;- Proporcionar a formao de reboco fino e impermevel para proteger

as formaes produtoras;- Permitir a coleta de informaes sobre as formaes atravs dos cascalhos,

traos de leo e gs que so detectados na superfcie;- Facilitar a realizao de testes de formao, perfilagens, etc.

FIGURA

FLUIDOS DE PERFURAO


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PROPRIEDADES DOS FLUDOS DE PERFURAO

DENSIDADE, por definio a relao entre o massa do corpo e o seu volumeem condies definidas de presso e temperatura.

O aumento da densidade da lama se faz mediante o acrscimo de sulfato debrio (baritina), hematita e calcita.

A reduo da densidade se faz pela diluio com gua ou leo diesel para osfluidos a base de gua.

A densidade uma propriedade muito importante e deve ser mantida controladade modo que a sua presso hidrosttica seja suficiente para controlar os fluidosdas formaes.

Na indstria de petrleo as principais unidades de medida da densidade so asseguintes: lb/gal, lb/cuft, kg/dm3, e gravidade especfica

Densmetro de lama:

A verificao da densidade da lama feita com a balana de lama. FIGURA

FLUIDOS DE PERFURAO


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VISCOSIDADE: a medida da resistncia da lama para fluir. Em outras palavrasmede a consistncia da lama. A viciosidade deve ser suficientemente elevada paramanter a baritina em suspenso e assegurar o transporte dos cascalhos para forado poo.

Medidas da viscosidade:

- Viscosidade Marsh: Seu princpio fundamenta-se na medio do tempo deescoamento de um volume definido de lama atravs de um funil calibrado.A viscosidade Marsh exprime-se em segundos. Por exemplo a viscosidade

Marsh da gua doce a 70 F de 26 s;

- Viscosidade plstica e aparente: So determinadas atravs de aparelhosdenominados viscosmetros. Ambas so medidas em centipoise.

FIGURA 1

FIGURA 2

FLUIDOS DE PERFURAO


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FILTRADO: O fluido de perfurao submetido a presso hidrosttica, depositadefronte das formaes permeveis uma pelcula de baixa permeabilidadedenominada Reboco (mud cake) enquanto uma parte lquida chamada Filtrado drenada para dentro da formao. Uma lama de boa qualidade deve apresentarum filtrado baixo e um reboco fino e de tima plasticidade. O filtrado API aquantidade de lquido em cm3 que recolhido quando a lama submetida a umapresso de 100 psi.

O REBOCO medido em mm ou fraes da polegada e tem a sua consistnciaigualmente avaliada em mole, duro, firme, elstico, etc.

FIGURA 1

FLUIDOS DE PERFURAO


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TEOR DE SLIDOS: O controle do teor de slido muito importante e deve serobjeto de todo cuidado uma vez que ele influi sobre diversas propriedades dalama: densidade, viscosidade e fora gel, produzindo desgaste nos equipamentospela sua abrasividade e reduz a taxa de penetrao da broca.

FORA GEL: A fora gel um parmetro que indica o grau de tixotropia da lama.Um fluido tixotrpico aquele que quando em repouso desenvolve uma estruturagelificada e que quando posto em movimento recupera a fluidez.

pH : medido usando papeis indicadores ou potencimetros, sendo mantido nafaixa de 7 a 10. Ele determina apenas uma alcalidade relativa a concentrao de

ons H+ atravs de mtodos comparativos.

FLUIDOS DE PERFURAO


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Alcalidades: As alcalinidades dos fluidos de perfurao so determinadas pormtodos diretos de titulao volumtrica de neutralizao e leva em consideraoas espcies carbonatos (CO3--) e bicarbonatos (HCO3-) dissolvidos na lama, alem

dos ons hidroxilas (OH-) dissolvidos e no dissolvidos.So determinadas as seguintes alcalinidades:-Alcalinidade parcial do filtrado;-Alcalinidade da lama;-Alcalinidade total do filtrado.

Alcalinidade a habilidade de uma soluo ou mistura de reagir com um cido


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COMPOSIO DOS FLUDOS DE PERFURAO

Os fluidos de perfurao se compem de trs fases distintas:

-Fase contnua ou fase lquida;

-Fase dispersa constituda de slidos coloidais e/ou lquidos emulsificadosque fornecem a viscosidade, tixotropia e reboco (bentnica, atapulgita, etc.);

-Fase inerte constituda por slidos inertes dispersos tais como os doadoresde peso (baritina, hematita, calcita) e os slidos provenientes das rochas

perfuradas.

FLUIDOS DE PERFURAO


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CLASSIFICAO DOS FLUDOS DE PERFURAO

Os fluidos de perfurao so classificados de acordo com a natureza dosfluidos de base:

-Lamas de base gua;-Lamas de base leo;-Lamas de base ar.

-LAMA DE BASE GUA

Nestes fluidos a fase contnua gua doce, dura ou salgada.

-gua doce toda gua com menos de 1000 ppm de NaCl equivalente.

Para fins industriais no necessita de tratamento prvio.-gua dura caracteriza-se pela presena de sais de Ca e Mg na suacomposio, podendo alterar as carcteristicas dos aditivos qumicosutilizados na lama-gua salgada: deve possuir salinidade superior a 1000 ppm de NaClequivalente. Pode ser natural, como a gua do mar, ou salgada

artiifcialmente com NaCl, KCl ou CaCl2.

FLUIDOS DE PERFURAO


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LAMAS DE BASE GUA

FLUIDOS DE PERFURAO


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Estes fluidos so classificados em duas categorias:

AA) Emulses gua/leo propriamente dita, nas quais o teor de gua inferiora 10 %.1 Composio:

leo diesel (95-98%), gua (2 5%), Asfalto aerado, argilaorganoflica, negro de fumo, (agentes de controle do filtrado e da viscosidade),agentes emulsificantes, estabilizantes e doadores de peso (CaCO3, BaSO4,Galena).

2 Vantgens:

Otima performance nos poos de alta temperatura e alta presso;No danifica as formaes produtoras;No reage com os folhelhos argilosos e plsticosInibe as formaes de Halita, carnalita, silvita, etc.Ideal para perfurao de poos direcionais;Inibe a corroso

Prolonga a vida das brocas

LAMAS DE BASE LEO

FLUIDOS DE PERFURAO


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3 Desvantgens:Alto custo inicial

Poluio (uso de alguns leos vegetais e sintticos, tmreduzido o potencial poluidor;Risco de incndioDanos aos componentes de borracha dos equipamentos;Dificuldade de reconhecimento dos cascalhos nas zonas produtorasMenor nmero de perfis que podem ser corridos no poo

BB) Emulses inversasNestas lamas o teor de gua varia de 10 45%.

1 Caractersticas:So as mesmas das lamas de base leo, com algumas vantagens adicionais:

- Menor custo- Menor risco de incndio- Tratamento na superfcie mais fcil

Estas vantagens tornam o uso destes fludos mais diversificado, sendoinclusive usado como fluido de completao.

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LAMAS DE BASE AR

AR COMPRIMIDO OU GS (N2) o melhore fluido de perfurao sob o ponto devista da taxa de penetrao da broca. Nele, o ar ou o gs que injetadono poo no lugar da lama. ideal para perfurao atravs de zona de perdade circulao, zonas produtoras de baixa presso ou muito sensveis a danos,formaes muito duras, estveis ou fissuradas. Seu uso entretanto ficainterditado as formaes que produzem gua.

AR COMPRIMIDO COM NVOA:Consiste em uma mistura de gua dispersa no ar. utilizado quando soencontradas formaes que produzem gua em quantidade suficiente paraprejudicar a perfurao com ar

ESPUMA:A espuma um fluido resultante da mistura de ar, gua e um agente espumante(tensoativo). Com este tipo de fluido, a gua produzida pelo poo retirada soba forma de espuma.

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VANTAGENS:

- Vazo de ar reduzida- Melhor limpeza do poo- Estabilidade do fluido em presena moderada de gua

- Alta eficincia na remoo dos cascalhos do poo devido elevada viscosidade do fluido.

-DESVANTAGENS:

Impossibilidade de tratamento da espuma na superfcie.

LAMAS DE BASE AR

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LAMA AERADA

Neste tipo de fluido, injeta-se ar, nitrognio ou gs natural no fluxo do fluidode perfurao reduzindo a sua densidade. Esta lama recomendada para a

perfurao de formaes que apresentem um elevado ndice de perda de lama.VANTAGENS:

A lama aerada adequada para perfurao de formaes sujeitas a perdas decirculao severas, vez que reduz a densidade do fluido de perfurao.

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PERFURAO DE POOS VERTICAIS


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A rigor no existem poos verticais. Em conseqncia da no uniformidade dacomposio das formaes, da disposio das camadas em relao umas soutras o poo desvia-se seja em relao ao eixo vertical, seja em relao sua direo. Embora inevitveis estes desvios podem ser combatidos com

emprego de colunas de perfuraes rgidas ou ainda pela combinao dosParmetros peso versus rotao.

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PERFURAO DE POOS DIRECIONAIS


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A tcnica da perfurao direcional, visa o desvio intencional do poo para atingir umdeterminado alvo prefixado. Consiste em escolher, projetar e executar a trajetriade um poo inclinado ou horizontal, bem como indicar os parmetros compatveiscom a trajetria escolhida.

APLICAO DA PERFURAO DIRECIONAL

1 - Atingir locais inacessveis para a perfurao convencional;Por exemplo: Uma zona habitada, uma salina, a base de uma montanha, etc.

2 Perfurar diversos poos a partir de uma mesma alocao,no mar ou em terra

3 - Desviar lateralmente um poo obstrudo (side track) oupor motivo de ordem tcnica.

4 Perfurar poos de alvio para interceptar um poo em erupo;5 Perfurar poos horizontais, multilaterais e de grande afastamento lateral

para fins de desenvolvimento de uma jazida.

FIGURA 1

FIGURA 2

FIGURA 3

FIGURA 4

FIGURA 5



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DEFINIO DOS PARAMETROS E ELABORAO DA TRAJETRIADE UM POO DIRECIONAL

Uma vez fixadas as coordenadas do ponto de partida (coordenadas da locao) e doponto de chegada (coordenadas do alvo), escolhe-se o modelo da trajetria entretrs modelos bsicos:


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TECNICAS DE DESVIO

1 Whipstock;2 Jateamento com broca;3 Motor de fundo com substituto empenado (bent sub) posicionado

no topo;4 Motor de fundo dirigvel (steereable motor) muito mais preciso e

flexvel que o motor de fundo; Pode perfurar com a rotao da coluna.Nele, a inclinao dada pelo prprio corpo do motor.



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PERFURAO DE POOS HORIZONTAIS

A perfurao horizontal a inovao de crescimento mais rpido na indstria depetrleo nos anos 90; Estimasse que 10 % dos poos perfurados nos EUA, nestadcada, pertencem a esta categoria.VANTAGENS:

-Aumenta a produo potencial do poo;-Requer a perfurao de menos poos para drenar os reservatrios;-Pode aumentar a recuperao primria do reservatrio at 50 a 75 %;-Minimiza a produo de gua salgada;-D excelentes resultados em reservatrios fraturados

FIGURA 1



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PERFURAO DE POOS MULTILATERAIS

A perfurao de poos multilaterais obedece uma tcnica que visa a perfurao depoos sob a forma de ramificaes, a partir de um poo principal, considerado oeixo do sistema.

Objetivo dos poos multilaterais:

-Re-utilizao de poos j perfurados e em vias de serem abandonados;-Aumentar a exposio do reservatrio;-Aumentar a produo e ndice de recuperao final de um nico poodiminuindo assim o numero de poos;-Interceptar diversas zonas produtoras;

-Perfurar poos em reservatrios de pequena espessura, dispostos ao longo deum poo cuja explotao isolada seria anti-econmica.

FIGURA 1



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PERFURAO DE POOS DE LONGO AFASTAMENTO LATERAL

So poos em que o afastamento lateral do poo, no mnimo duas vezes aprofundidade vertical do poo.

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Atingir locais inacessveis para a perfurao convencional



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Perfurar diversos poos a partir de uma mesma alocao



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Desviar lateralmente um poo obstrudo



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Perfurar poos de alvio para interceptar um poo em erupo.

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Perfurar poos horizontais, multilaterais e de grande afastamento lateral

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PERFURAO DE POOS HORIZONTAIS

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NVEISDEJUNOD

EPOO

SMULTILTERIS

GEOMET

RIA

DEPOOSHORIZONTAIS

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TRASPORTE DOS CASCALHOS


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BALANA DE LAMA


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VISCOSMETRO MARSH


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MODO DE OPERAO

Enche-se o funil com lamae mede-se o tempo deescoamento (s) de degalo (946 cm3).

Por exemplo a viscosidade

Marsh da gua pura 20C de 26 segundos Marsh.

VISCOSMETRO FANN VISCOSIDADE PLSTICA (VP) em CP


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VP = leitura 600 rpm leitura 300 rpmLimite de escoamento () = leitura 300 rpm VP

(lbf/100 ft2)

FILTRO PRENSA


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CABEA DE POO


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Cabeas do revestimentoSituao do revestimento de superfcieaps a cimentao

Situao do revestimento de superfcie

aps a instalao da cabea de revestimento

CABEA DE POO


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Carretel da cabea do revestimento

Cabea do poo aps instalao do

carretel.

CABEA DE POO


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Carretel da cabea do tubing

Cabea do poo na fase final

(antes da instalao da rvore de natal)

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REVESTIMENTOS


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LINERS

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LINER

COLUNA DE PERFURAO


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uma visão das atividades de exploração e produção de petróleo

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