Análise da janela operacional de um poço petróleo

O principal parâmetro utilizado na estabilidade de um poço
de petróleo durante a sua perfuração é a janela operacional. A partir da janela
operacional pode-se determinar o intervalo de variação da massa específica do
fluido de perfuração e, consequentemente, o seu peso, objetivando estabilidade,
segurança e preservação da integridade do poço no processo. Entretanto, é
preciso uma análise de geopressões para se conhecer as curvas de sobrecarga,
fratura, pressão de poros e colapso. O assentamento de sapatas de revestimento
também é definido pelo referido parâmetro.

Um exemplo típico de janela operacional de um poço é apresentado na figura
abaixo.

A região destacada é definida como janela operacional e o
seu limite inferior, estabelecido pelos maiores valores entre as curvas de
pressão de poros e de colapso, determina qual é o menor peso de fluido de
perfuração possível que pode ser utilizado dentro do poço. Já o limite superior
é estabelecido pela curva de pressão de fratura, indicando o peso de fluido
máximo a ser utilizado na perfuração. Portanto, a massa específica do fluido é
condicionada à pressão hidrostática por ela exercida para que não ultrapasse os
limites definidos pelos limites inferiores e superiores das curvas.

As curvas de gradiente de pressão citadas anteriormente são
obtidas das tensões e pressões impostas às formações ou por elas impostas. É
importante conhecer o quanto as rochas suportam, ou seja, o seu estado de
tensões, que poderá levar à falha das rochas em certas condições. E quando se fala
em falha de rochas, as responsáveis são as pressões de colapso e de fratura.
Daí a importância desse estudo para o projeto de execução da perfuração de um
poço.

A pressão de colapso
leva à falha da rocha por cisalhamento, podendo ocorrer devido a um baixo ou
excessivo peso do fluido de perfuração. Dependendo do tipo de formação, essa
falha causa uma deformação no diâmetro do poço, aumentando o torque sobre a
coluna de perfuração e podendo levar ao seu aprisionamento. Outra consequência
possível é o desmoronamento total ou parcial do poço.

Já a pressão de
fratura
leva à falha por tração, podendo ocorrer em função do peso do
fluido de perfuração da mesma forma que acontece para a pressão de colapso. As
consequências operacionais são desmoronamentos e perda de circulação, quando o
fluido penetra a formação.

A compatibilidade entre peso do fluido de perfuração e as
curvas da janela operacional define as profundidades dos revestimentos e de
assentamentos das sapatas e, consequentemente, o projeto de cimentação do poço.

Critério de
assentamento de sapatas baseado na janela operacional.

Usando este critério, a profundidade de assentamento é definida
utilizando os limites da janela operacional, como já explicado. Conhecendo a
profundidade final do poço, uma linha vertical é traçada até cruzar o limite
superior da janela, onde deve ser assentada uma sapata de revestimento. O ponto
de assentamento de outras sapatas é determinado da mesma forma. A figura abaixo
ilustra esse procedimento.

Mas quais eventualidades podem interferir na janela
operacional do poço?

Durante a perfuração, podem surgir problemas característicos
da profundidade e do tipo de rocha que está sendo perfurada, tais como a
presença de aquíferos e de gases em profundidades mais rasas e regiões de sobrepressão,
as quais elevam a possibilidade de ocorrência de kicks em maiores
profundidades. Como consequência disso, a janela operacional é reduzida e o
número de fases do poço deve ser aumentado. A minimização dos problemas
enfrentados ao se perfurar regiões problemáticas se dá pela descida do
revestimento logo após a perfuração e pela adequação do fluido aos limites
máximos e mínimos.

Lucas Goulart

Diretoria de Projetos
do Portal do Petroleiro

Graduando em
Engenharia de Petróleo

 


Referências

 ROCHA, Luiz Alberto Santos; AZEVEDO, Cecilia
Toledo de. Projetos de Poços de Petróleo: Geopressões e
Assentamento de Colunas de Revestimentos. 2. ed. Rio de Janeiro: Interciência:
Petrobras, 2009. 561 p.

SILVA, Daniel Soares da. Estudo de Geopressões e Assentamento
de Sapatas de Revestimento.
60 f. TCC (Graduação) – Curso de Engenharia de
Petróleo, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2015.

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