Equipamentos utilizados na perfuração direcional


A necessidade de se
extrair petróleo de reservatórios localizados em águas profundas e ultraprofundas,
de reservatórios não convencionais ou com características peculiares torna as
operações de perfuração, completação, elevação artificial ou por surgência,
escoamento e tratamento dos hidrocarbonetos cada vez mais desafiadoras. E é justamente
isso que promove o desenvolvimento tecnológico da indústria petrolífera.

O aperfeiçoamento
de técnicas utilizadas na perfuração de poços, como a perfuração direcional,
por exemplo, inclui a utilização de equipamentos eficientes para fazer o
registro da direcionalidade da coluna de perfuração. No entanto, para se
estabelecer a trajetória de um poço direcional, além dos referidos equipamentos,
são necessários métodos, tais como o de raio de curvatura e tangente balanceada.
Embora relativamente simples, requerem um grande esforço de cálculo e,
alternativamente, o uso de inúmeros softwares existentes na indústria.

Equipamentos

As medições
direcionais são comumente chamadas de surveys ou “fotos”, cujo objetivo é descrever
a trajetória do poço e localizá-lo no espaço. São obtidas com equipamentos
especiais que serão descritos a seguir.

Durante a
perfuração, essas medições são importantes para que se atinja o objetivo com
precisão, se evite colisões entre poços e, em um eventual blowout, o mesmo seja
combatido por meio de poços de alívio. Contudo, elas também se justificam em
fases subsequentes à perfuração, como a completação, produção e abandono do
poço. Pode-se agrupá-las, portanto, em:

  • Controle direcional;
  • Verificação de posição;
  • Orientação;
  • Produção.

Alguns fatores que influenciam
na seleção do equipamento de medição são:

  • Tamanho do objetivo: exigências de precisão.
  • Latitude do poço e direção do objetivo.
  • Custo da sonda.
  • Máxima inclinação de projeto.
  • Condições do poço e formação.
  • Poço aberto ou revestido.

De forma geral, em
termos do tipo de medição, os equipamentos podem ser magnéticos ou
giroscópicos. Enquanto em termos do número de medições, pode ser de registro simples,
múltiplos ou contínuos. Vale ressaltar que existem diferenças de aplicação,
precisão e preço, sendo os mais baratos geralmente de menor precisão.

Equipamentos magnéticos

Esses equipamentos
não podem ser utilizados dentro ou próximos de poços revestidos, requerendo
comando não-magnéticos para alojar os sensores e diminuir a interferência provocada
pela coluna de perfuração.

a)    
Magnético de registro simples (magnetic single
shot
– MSS)

Registra,
simultaneamente, a direção magnética, a inclinação e a orientação toolface de
poços não revestidos em um disco de filme individual. É utilizado para monitorar
o progresso do poço e a orientação da coluna de perfuração.

b)    
Magnético de registro múltiplo (magnetic
multishot
– MMS)

Este registra, em
um filme fotográfico de 8mm ou em um módulo de memória de estações múltiplas, a
direção magnética e a inclinação. É utilizado para investigar todo o poço depois
da perfuração e permite menor tempo de operação.


Equipamentos giroscópicos

A vantagem destes
equipamentos em relação aos anteriores é não interferência magnética, o que
permite medições dentro de revestimentos.

a)    
Giroscópio de registro simples (gyroscopic
single shot
– GSS)

Este grava a
direção e a inclinação do poço em um filme simples em forma de disco,
registrando a direção por meio de uma bússola giroscópica.

b)    
Giroscópio de registro múltiplo (gyroscopic
multishot
– GMS)

Este pode ser agrupado
em duas categorias:

  1. Giroscópio livre: é mais antigo e menos preciso,
    pois deve ser referenciado a uma direção na superfície, acarretando um erro de
    leitura, além de sofrer um desvio ao longo de sua descida no poço.
  2. Giroscópio de taxa de mudança: é de alto grau de
    precisão, busca o referencial do norte verdadeiro e não sofre desvio.

Sistema de navegação inercial (inertial
navigation system
– INS)

Faz parte de uma
família especial de ferramentas, sendo considerada a mais precisa quando se
trata de registros direcionais. Os giroscópios constituídos no INS orientam
inicialmente o sistema, servindo de referência para os acelerômetros. As
leituras são integradas a fim de se obter a inclinação e o azimute do poço.

Medição contínua a cabo (steering tools)

É composto por um
sensor magnético de direção e um sensor gravitacional de inclinação, os quais
transmitem os dados para a superfície por meio de um cabo. É utilizado com motor
de fundo e fornece a posição do poço a cada instante, possibilitando o
acompanhamento durante a perfuração e a transmissão de dados em tempo real.
Porém, não pode ser usado durante a perfuração rotativa devido ao cabo.

Medição contínua sem cabo (MWD e GWD)

Os equipamentos de
medição contínua sem cabo são conhecidos como MWD e são os principais utilizados
na perfuração. Em relação aos equipamentos anteriores, algumas de suas
vantagens são a redução do tempo de sonda, sistema de medição mais acurado e
registro direcional contínuo do poço. Como pode-se observar na figura abaixo, o
MWD é composto de quatro elementos principais.



Lucas Goulart

Diretoria de Projetos do Portal do
Petroleiro

Graduando em Engenharia de Petróleo

 

Referências

ROCHA, Luiz Alberto
Santos et al. Perfuração Direcional. 2. ed. Rio de Janeiro:
Interciência, 2008. 323 p.

PORTO, Rodrigo
Amaral do Patrocínio. Interferência magnética em equipamentos de
registro direcional. 
2009. 97 f. TCC (Graduação) – Curso de Engenharia
de Petróleo, Escola Politécnica, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de
Janeiro, 2009.

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