slide 1

slide 2

ENGENHARIA DE POENGENHARIA DE POÇÇOS IOS I

Aula 1Aula 1

slide 3

RoteiroRoteiro• Conceitos básicos – 1 aula

• Tipos e sistemas de sonda de perfuração – 1 aula

• Fluidos de perfuração – 2 aulas

• Coluna de perfuração – 1 aula

• Coluna de Revestimento / Revisão – 1 aula

• Avaliação 1 (A1)

• Dimensionamento de Colunas de Perfuração – 1 aula

• Dimensionamento de Colunas de Revestimento – 1 aula

• Brocas – 1 aula

• Cimentação – 2 aulas

• Hidráulica de Perfuração – 1 aula

• Revisão – 1 aula

• Avaliação 2 (A2)

• Perfuração Direcional – 1 aula

• Revisão – 1aula

• Avaliação 3 (A3)

slide 4

Conceitos BConceitos Báásicos de sicos de

PerfuraPerfuraçção de Poão de Poççosos

mferreira@unisuam.edu.br

Prof. Marcus Vinicius Duarte Ferreira, MScEngenheiro de Petróleo

Material de Aula – Pasta 107 e Pasta Virtual da Disc iplina

Material Extra – Pasta Virtual da Disciplina

slide 5

• Bourgoyne, A.T., Millheim, K.K., Chenevert, M.E., and Young, F.S.: “Applied Drilling Engineering”, SPE Textbook Series, Vol. 2, Richardson, Texas, USA.

• J.E. Thomas (organizador): “Fundamentos de Engenharia de Petróleo”,PETROBRAS, 2001.

Bibliografia

slide 6

• American Petroleum Institute (API)– www.api.org

• Society of Petroleum Engineers (SPE)– www.spe.org

• Drilling Engineering Association (DEA)– www.dea.main.com

• International Association of DrillingContractors (IADC)– www.iadc.org

Associações

slide 7

• Mineral Management Service– www.mms.gov

• Agência Nacional de Petróleo– www.anp.gov.br

Organizações Reguladoras

slide 8

SÍSMICA MARÍTIMA AEROFOTOGRAMETRIA

SÍSMICA TERRESTRE

Prospecção de Petróleo

slide 9

ALGUM AS PÉROLAS DE DESI NFORM AÇÃO

(ENTRE OUTRAS TANTAS)

OBA !DESCOBRI

O "LENÇOL" (OU O "LAGO" ) DE PETRÓLEO

O POÇO "JORROU" PETRÓLEO

O POÇO " DESCOBRIU"

A PETROBRÁS "ACHOU" UM POÇO DE PETRÓLEO

A

B

C

D

slide 10

Pérolas da DesinformaçãoOS POÇOS NÃO SÃO ACHADOS

OS POÇOS SÃO PERFURADOS

NOS LOCAIS ESCOLHIDOS PELA EXPLORAÇÃO

slide 11

UMA VEZ IDENTIFICADA UMA OPORTUNIDADE COMO CHEGAR LÁ ?

COMO CHEGAR AO ÓLEO ?RESERVATÓRIO PRODUTOR

slide 12

0.1 mm

AREIA INCONSOLIDADA

RESERVATÓRIO DE ARENITO

GRÁOQUARTZO

ÓLEOÁGUA

slide 13

COMO CHEGAR LÁ ? PERFURANDO

slide 14

50’s

Histórico - Perfuração

slide 15

ATUALMENTEHistórico - Perfuração

slide 163759 m

Mecânica das Rochas

Mecânica dos Fluidos

MatemáticaQuímica

Física

30”

20”

13 3/8”

Termodinâmica

1910 m

2237 m

2598m

Metalurgia

Métodos Numéricos

Escoamento Multifásico

Outras Disciplinas

Mecânica dos Sólidos

Multidisciplinaridade

slide 17

Poços Exploratórios

1.2.4. 3.5.6.

Achar onde está o petróleo (exploração)

slide 18

Perfuração

Avaliação Abandono

Abandono

Encontrou-se zona de hidrocarbonetos?

Sim

Não

Poço Perfurado Poço AbandonadoLocação

Poço AbandonadoPoço Avaliado

Ciclo de Vida do Poço Exploratório

slide 19

Poços Explotatórios

7. 8.

Buscar de onde tem (explotação)

slide 20

Ciclo de Vida do Poço de Desenvolvimento

Perfuração

Restauração

Abandono

CAPEX + OPEX será econômico?

Sim

Não

Poço Perfurado

Poço Abandonado

Locação

Completação

Produção / Injeção

Poço Fechado Poço Restaurado

Poço Completado

Perfuração

Restauração

Abandono

CAPEX + OPEXserá econômico?

Sim

Não

Poço Perfurado

Poço Abandonado

Locação

Completação

Produção / Injeção

Poço Fechado Poço Restaurado

Poço Completado

slide 21

SISTEMAS DE UNIDADES&

CONCEITOS BÁSICOS

slide 22

SISTEMAS DE UNIDADES• MASSA: 1 kg = 2,2 lb (libras)

• COMPRIMENTO: 1 pol = 2,54 cm

• VOLUME: 1 m3 = 6,29 barris (bbl)1 bbl = 159 l1 bbl = 42 gal (galões)1 gal = 3,78 l

• VAZÃO: 1 bpm (bbl/min.) = 42 gpm (gal/min.)

• TEMPERATURA: ºF = 32 + 1,8 x ºC

• PESO ESPECÍFICO (ρρρρ):1 kg/l = 8,34 lb/gal (água)

slide 23

Propriedades do Petróleo• ºAPI - É uma medida da densidade do óleo.

Densidade (dens.): grandeza adimensional, que expressa a relação entre a massa específica (ρρρρ) de um líquido e a água.

Dens. óleo = ρρρρ óleo / ρρρρ água

ºAPI = (141,5 / dens. óleo) - 131,5

• Viscosidade (µµµµ): medida em cP (centipoise), representa a “facilidade” com que um fluido Newtoniano flui.

slide 24

PRESSÃO (P)• É a FORÇA (F) aplicada por unidade de ÁREA (A),

Logo, P = F/A

• Unidades Usuais:

• Pa (Pascal) – SI• Kgf/cm 2

• lbf/pol 2 (psi =pounds per square inch)

Curiosidade: psi é a famosa “libras”que utilizamos pa ra calibrar os pneus do carro.

• Relação entre unidades: 1 kgf/cm 2 = 14,22 psi

slide 25

EFEITOS DA PRESSÃO SOBRE OS FLUIDOS

LÍQUIDOS:

• São incompressíveis (não se deformam).• Transmitem integralmente as pressões recebidas.

GASES:

• São compressíveis (sofrem deformações).

• Equação Geral dos Gases Reais:

PV = ZnRT

slide 26

PRESSÃO HIDROSTÁTICA - P H

• PH - é a pressão devida ao peso de uma coluna de fluido. A PH num determinado ponto de um poço é dada por:

PH = ρρρρ x h

onde:

ρρρρ = peso específico do fluidoh = altura VERTICAL da coluna de fluido acima do po nto.

PH (psi) = ρρρρ (lb/gal) x h (m) x 0,17 (fator de conversão)

slide 27

Exemplo: qual a PH no fundo do poço abaixo?

h = 1830 m

ρρρρ = 9 lb/gal

slide 28

SOLUÇÃO: PH = 0,17 x 9 x 1830 = 2800 psi

h = 1830 m

ρρρρ = 9 lb/gal

slide 29

Exemplo: qual a PH no fundo do poço abaixo?

h = 1830 ml = 2000 m

ρρρρ = 9 lb/gal

slide 30

h = 1830 ml = 2000 m

ρρρρ = 9 lb/gal

SOLUÇÃO: PH = 0,17 x 9 x 1830 = 2800 psi

slide 31

PRESSÃO - RESERVATÓRIO

• PRESSÃO ESTÁTICA (P E)É a pressão existente nos poros da Rocha Reservatóri o

• PRESSÃO DE FLUXO (Pwf)É a pressão de fluxo no fundo do poço, em frente àRocha Reservatório, quando este está produzindo.

Durante as operações de Perfuração, Avaliação, Completação e “Workovers”, a P H deverá SEMPRE ser superior à P E - caso contrário, haverá influxo dos fluidos da Formação para o interior do poço.

slide 32

Pressão de Circulação - P C

• PC - é a pressão de bombeio necessária para circular um fluido em um sistema a uma determinada vazão. Esta pressão é devida às PERDAS DE CARGA ( ∆∆∆∆P) causada pelo atrito do fluido com as tubulações, quais seja m:

(∆∆∆∆PLS) - linhas de superfície(∆∆∆∆Pcol ) - coluna(∆∆∆∆PB) - broca(∆∆∆∆Pan) - anular(∆∆∆∆Pch) - “choke”

slide 33

PCPch

tanque

Sistema de Circulação

slide 34

PCPch

tanque

Problema: calcular a P H (fundo do poço) e a PC para o sistema abaixo.

(∆∆∆∆PLS) = 100 psi(∆∆∆∆Pcol) = 400 psi(∆∆∆∆PB) = 900 psi(∆∆∆∆Pan) = 100 psih = 3000 m

ρρρρ = 9 lb/gal

slide 35

CLASSIFICAÇÃO DOS

POÇOS

slide 36

– Exploração1) Pioneiro 2) Estratigráfico3) Extensão 4) Pioneiro Adjacente5) Jazida mais Rasa6) Jazida mais Profunda

– Explotação7) Desenvolvimento8) Injeção

– Especial (9)

Classificação do Poço - Finalidade

slide 37

• Profundidade Final– Rasos (TVD < 1500 m)– Médios (1500 m < TVD < 2500 m)– Profundos (TVD > 2500 m)

• Percurso– Vertical– Direcional

• Horizontal• Grande Afastamento

(Afastamento Horizontal: > 2,5 X TVD ou > 4000 m)• Multilaterais

Classificação do Poço

slide 38

Nomenclatura

• Em Terra

Ex: 8-MG-50-BA

8 – poço de injeçãoMG – sigla do campo de Miranga50 – quinquagésimo poço do campo de Miranga

BA – Miranga situa-se na Bahia

slide 39

Nomenclatura

• Em Terra

Ex: 1-TO-1C-SE1 – poço pioneiroTO – sigla do campo de Timbó1C – quarta tentativa de perfurar um poçoSE – Timbó situa-se em Sergipe

Ex: 7-SER-19D-RN

slide 40

Nomenclatura• No Mar

Ex: 1-RJS-245

• Duocentésimo quadragésimo quinto poço nas águas costeiras do Estado do Rio de Janeiro, locação pioneira

Ex: 7-JUB-6HP-ESS

• Sexto poço a ser perfurado após a descoberta do campo de Jubarte em águas do Espírito Santo, poço de produção

slide 41

Nomenclatura

• No Mar

Ex: 7-MLS-5-RJS

• Quinto poço perfurado no campo de Marlim Sul em águas do Rio de Janeiro, poço de desenvolvimento

Ex: 8-ABL-31D-RJS

slide 42

Poço Vertical

slide 43

Poço Direcional

slide 44

Poço Direcional: Horizontal

slide 45

Poço Direcional: Grande Afastamento

slide 46

Poço Direcional: Multilaterais

slide 47

– Sonda e Equipe de Perfuração– Apoio Logístico– DMM (Desmontagem, Movimentação e

Montagem)– Revestimento– Cimentação– Fluido de Perfuração– Cabeça de Poço– Brocas– Outros custos

Componentes dos Custos de Perfuração

slide 48

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

DMM Revest. Fluido Brocas Cabeça dePoço

ApoioLog.

Sonda eEquipe

Cus

to P

erce

ntua

l (%

)

Terra

Mar

Componentes dos Custos de Perfuração

slide 49

Operadora x Contratada x Cia Serviço

Projeto de Poço Engenheiro Fiscal

Gerência de Poços Geologia Engenharia de Produção Engenharia de Reservatórios

Companhia de Óleo(Operadora)

Sonda

slide 50

Gerência de Manutenção

Sonda 1 Sonda 2

Torrista Plataformista Equipe de Área

Sondador

Técnico de Perfuração

Superintendência de Perfuração

Companhia Contratada(Drilling Contractor)

Sonda 1 Sonda 2 Sonda 3

Operadora x Contratada x Cia Serviço

slide 51

Fluido de Perfuração Cimentação

Monitoração de Poço Avaliação da Formação

Perfuração Direcional Equipamentos de Poço

Brocas Especialistas em Blowout

Consultores Etc

Companhias de ServiçoSonda

Projeto de Poço Engenheiro Fiscal

Engenharia de Poço

Operadora x Contratada x Cia Serviço

slide 52

PERFURAR

REVESTIR

CIMENTAR

MANOBRAR

OPERAÇÕES BÁSICAS

slide 53

Tempos Operacionais (%)Tempos Operacionais (%)Fonte: Maurer Engineering

(estudo para o GRI)

48

22

5

3

3

5

3

74

Perfurando

Manobrando

Circulando

Repassando

Aguardando

DMM

BOP

Perfilagem ou Teste

Problemas