Hidráulica da Perfuração eHidráulica da Perfuração eHidráulica da Perfuração eHidráulica da Perfuração eHidráulica da Perfuração e Hidráulica da Perfuração e Controle de PoçoControle de PoçoHidráulica da Perfuração e Hidráulica da Perfuração e Controle de PoçoControle de Poço

Prof. Paulo CoutoProf. Paulo CoutoEngenharia do PetróleoPOLI/COPPE/UFRJEngenharia do PetróleoPOLI/COPPE/UFRJPOLI/COPPE/UFRJPOLI/COPPE/UFRJ

P t 1 P t 1 I t d ã Hi tó iI t d ã Hi tó iP t 1 P t 1 I t d ã Hi tó iI t d ã Hi tó iAgosto / 2011Agosto / 2011 1

Parte 1 Parte 1 –– Introdução e HistóricoIntrodução e HistóricoParte 1 Parte 1 –– Introdução e HistóricoIntrodução e Histórico

Onde está o petróleo?Onde está o petróleo?pp

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Onde está o petróleo?Onde está o petróleo?pp

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Onde está o petróleo?Onde está o petróleo?pp

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Onde está o petróleo?Onde está o petróleo?pp

Condições necessárias:Geração (rocha geradora)Geração (rocha geradora)

Migração (falhas geológicas ou fraturas)

Acumulação (Rocha-reservatório: arenitos e carbonatos)e carbonatos)

Trapas ou armadilhas (rochas selantes)

Cronologia dos acontecimentos

Para comprovar: Perfurar poço5

Onde está o petróleo?Onde está o petróleo?pp

GG

Seal RockSeal RockOilOil

W tW t

Gas CapGas Cap

EntrapmentEntrapment Seal RockSeal Rock

ReservoiRockReservoirRock

WaterWaterEntrapmentEntrapment

120° F120° F

MigrationMigration120° F120 F

350° F350° FGenerationGeneration2480

GenerationGeneration

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Onde está o petróleo?Onde está o petróleo?pp

OBS Operations

Streamer Operations

3D Seismic Data

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Seção sísmica da Bacia de Santos9

Onde está o petróleo?Onde está o petróleo?pp

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Onde está o petróleo?Onde está o petróleo?pp

Para comprovar:

PERFURAR O POÇO!!!Ç

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Perfuração: FundamentosPerfuração: Fundamentosçç

Broca

Rotação

Peso

Limpeza

Cimento

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Perfuração: FundamentosPerfuração: Fundamentosçç

Blowout: FluxoBlowout: Fluxo incontrolável de fluidos (gás, óleo e/ou água) g )para dentro do poçopoço.

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Perfuração: FundamentosPerfuração: Fundamentosçç

BLOWOUT

Kick: fluxo INDESEJÁVEL de fluidos paraKick: fluxo INDESEJÁVEL de fluidos para dentro do poçoO ki k d t lá l té i dO kick pode ser controlável por técnicas de perfuração e controle de poço adequadasQuando o kick torna-se incontrolável: BLOWOUT!!!BLOWOUT!!!

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Perfuração: FundamentosPerfuração: Fundamentosçç

Objetivo:jPerfurar um poço com segurança:

Seguindo normas e procedimentos adequadosSem causar instabilidades das formações ç(colapso, fraturamento)Sem permitir influxo de fluidos da formaçãoSem permitir influxo de fluidos da formação (água, óleo, gás)Evitar kick e blowoutEvitar kick e blowout

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HistóricoHistórico

Revolução industrialÓleo combustível era utilizado para iluminar presidênciasUso crescente de máquinas a vapor →Uso crescente de máquinas a vapor → necessidade de óleo lubrificanteEscassez de óleo de baleiaEscassez de óleo de baleiaNecessidade de um substituto para o óleo de b l ibaleia

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HistóricoHistórico

Primeira atividade de perfuração de poços adequadamente documentada:

Charleston, Virgilia Ocidental, EUAIrmãos David e Joseph RuffnerPoço de sal. Inicio em 1806 e termino em 1808Processo de percussãoProfundidade de quase 60 pés, dos quais 40 pés eram de rocha. Revestimento com madeira para prevenir a contaminação da salmoura com água doce.

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HistóricoHistórico

Perfuração Comercial:Pensilvânia, 1853,George BissellÓleo de Sêneca: remédio iluminaçãoÓleo de Sêneca: remédio → iluminaçãoDesafios:

Produzir em quantidadeProduzir com baixo custo

Seneca Oil CompanyPerfuração Percussiva (irmãos Ruffner)ç ( )

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HistóricoHistórico

Seneca Oil CompanyEdwin Laurentine Drake (ferroviário (aposentado)William A Smith (sondador)William A. Smith (sondador)27 de agosto de 1859: primeiro óleo21 t d f did d (69 é )21 metros de profundidade (69 pés)Produção: cerca de 25 barris de óleo por dia

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HistóricoHistórico

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HistóricoHistórico

Perfuração rotativa: o poço de LucasSpindletop, Texas, 1901p p, ,Formação anticlinal: exsudação de gásPatillo Higgins: corretor de imóveis e geólogoPatillo Higgins: corretor de imóveis e geólogo

Acreditava haver óleo a 305 metros de profundidadeprofundidade

Formação altamente inconsolidadaP f ã i i f ífPerfuração percussiva era infrutífera

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HistóricoHistórico

Perfuração rotativa: o poço de LucasAnthony LucasHamil Brothers of Corsicana contratada para perfurar um poçoInício em 27 de outubro de 1900Equipamento: sonda rotativa

Fluido de perfuração para resfriar a ferramenta cortante, prevenir desmoronamentos e limpar o fundo do poço.

Primeiro óleo: dia 10 de janeiroPrimeiro óleo: dia 10 de janeiro48 mil barris por dia!

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HistóricoHistórico

O “Lucas Gusher” em10 de janeiro de 1901Spindletop, Texas, EUA

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HistóricoHistóricoBoiler Avenue, Spindletop, 1903Boiler Avenue, Spindletop, 1903

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HistóricoHistórico

Árvore de Natal utilizada por Lucas

para controlar a vazão do poço.

Primeiro poço a utilizar árvore de

Natal.

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HistóricoHistórico

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HistóricoHistórico

Torres de perfuração na praia de Huntington Beach, Califórnia, 1910.

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HistóricoHistórico

Perfuração offshore:Sondas terrestres montadas em píerespCampo de Summerland, Califórnia, 1897Píeres com mais de 100 metros além da praiaPíeres com mais de 100 metros além da praia

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HistóricoHistórico

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HistóricoHistórico

Caddo Lake, Louisiana, EUA, 1911:Gulf Refining Co.gFrota de balsas, rebocadores e bate-estacas flutuantesflutuantesPlataforma Ferry Lake nº1, na localidade de Caddo Lake na Louisiana EUACaddo Lake na Louisiana, EUA. Primeiro poço: produção de 450 barris por diaPlataformas a cada 200 metros em uma área lacustre de aproximadamente 40 mil quilômetros quadrados.

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HistóricoHistórico

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Localidade de Caddo Lake em 1913.

HistóricoHistórico

Perfuração offshore no Golfo do México:Campo de Creole, litoral da Louisiana, EUAp , ,Pure Oil Co. e a Superior Oil Co., 1938Estrutura offshore para instalar uma sondaEstrutura offshore para instalar uma sondaDeck de madeira medindo 100 por 60 metrosLâmina d’água rasa (cerca de 5 metros)Distância de 1 milha da costa da LouisianaPlataforma fixada utilizando 300 pilares de madeira tratada (pinheiro)madeira tratada (pinheiro)

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HistóricoHistórico

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HistóricoHistórico

Primeira perfuração fora do alcance visual da costa:

1947 – Kerr-McGee OilLâmina d’água de 7 metrosLâmina d água de 7 metrosDistância de 18 milhas da costa da LouisianaShip Shoal Block 32:

Embarcação móvel com todas as instalações para perfuração e produção

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HistóricoHistórico

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HistóricoHistórico

Primeira plataforma submersível“Breton Rig 20”19491949Lâmina d’água de 3 â a d água de 3metros

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HistóricoHistórico

Plataformas semisubmersíveis:Conversão da submersível Blue Water 1 em semisubmersível em 1961Surgiu de uma observação de campoSurgiu de uma observação de campoBoa estabilidade na configuração semisubmersívelsemisubmersívelPrimeira plataforma semi-submersível

t íd ifi t t ficonstruída especificamente para este fim:Ocean Driller em 1963

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HistóricoHistórico Blue Water 1

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HistóricoHistórico

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Ocean Driller

HistóricoHistórico

Primeiro Navio-Sonda:Cuss 1, 1960,Dedicado ao projeto Mohole

Perfurar várias locações da crosta terrestrePerfurar várias locações da crosta terrestreNão era dedicado à E&P na indústria do petróleo

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Bibliografia RecomendadaBibliografia Recomendadagg

Bourgoyne, A.T., M.E. Chenevert, K. Milheim, and F.S.Young. Applied Drilling Engineering, SPE TextbookSeries Richardson Texas (1986)Series, Richardson, Texas (1986).Rocha, L.A.S e Azevedo, C.T. Projeto de Poços de Petróleo: Geopressões e Assentamento de ColunasPetróleo: Geopressões e Assentamento de Colunas de Revestimentos. Interciência, Rio de Janeiro (2007).Rocha, L.A.S et al. Perfuração Direcional. Interciência, oc a, S et a e u ação ec o a e c ê c a,2ª. Edição, Rio de Janeiro (2008).Artigos diversos da SPE (www.onepetro.org). Acesso g ( p g)gratuito a partir da UFRJ.

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