Aula - Cimentação

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTECENTRO DE TECNOLOGIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUMICADEQ 0376 INTRODUO ENGENHARIA DE PETRLEO PROFESSOR: M Sc. MARCOS ALLYSON FELIPE RODRIGUES

Cimentao de poos

NATAL

Abril/2010

NDICE

Introduo

Conceito

Objetivos da cimentao

Por que cimentar um poo?

Cimento

Tipos de cimentao

Equipamentos da cimentao

Acessrios da cimentao

Seqncia operacional da cimentao primria

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NDICE

Introduo

Conceito



Cimento

Tipos de cimentao




INTRODUO

Em 1902 se deu incio ao uso do cimento Portland em processomanual de mistura;

O primeiro uso de cimento em poo de petrleo ocorreu na Califrni a(Campo Lompoc) em 1903;

Em 1910 Almond A. Perkins patenteou o mtodo de bombeamentoonde a pasta deslocada para o poo atravs do vapor, gua ou fluidode perfurao;

Em 1922 Erle P. Haliburton patenteou o Jet Mix, misturadorautomtico, ampliando assim as possibilidades operacionais;

A partir de 1923, fabricao de cimentos especiais para a indstria dopetrleo.

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INTRODUO

Aps a descida do revestimento, geralmente o espao anular entre atubulao de revestimento e as paredes do poo preenchido comcimento;

A cimentao do espao anular realizada, basicamente, mediante obombeio de pasta de cimento e gua, que deslocada atravs daprpria tubulao de revestimento;

Aps o endurecimento da pasta, o cimento deve ficar fortementeaderido superfcie externa do revestimento e parede do poo, n osintervalos previamente definidos.

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Introduo

Conceito



Cimento

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CONCEITO

A cimentao de um poo consiste em bombear um volumecalculado de pasta de cimento pelo interior do revestimento at chegarao final do poo e retornar pelo espao anular entre o poo e orevestimento.

Unidade de cimentao

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Tipos de cimentao

Cimento




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OBJETIVOS DAS CIMENTAO

Fixar o revestimento na sua totalidade ou apenas na parte inferior,

Isolar as zonas permeveis para impedir a comunicao entre elasevitando a migrao de fludo;

Pressurizao de uma zona mais superficial;

Permitir colocar o poo em produo de forma controlada.

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Conceito



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POR QUE CIMENTAR UM POO?

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 forma o erevestimento;

Proteger a sapata do revestimento contra impacto quando da perfuraoda prxima fase;

Evitar movimentao de fluidos entre zonas diferentes.

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Cimento

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CIMENTO

Cimento o material aglomerante mais importante em termosde quantidade produzida. Ele constitui-se de um aglomerantehidrulico que endurece e desenvolve resistncia compressivaquando hidratado.

CIMENTO - COMPONENTES

Cal (CaO) 60% a 67%

Slica (Si02 ) 17% a 25%

Alumina (AI203) 3% a 8%

xido de Ferro ( Fe 203) 0,5% a 6%

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CIMENTO - TIPOS DE CIMENTO PORTLAND

Os cimentos Portland usados em poos de petrleo recebem aseguinte classificao API, em funo da sua composio qumica datemperatura e presso do poo.

Classe A: Pode ser usado at a profundidade de 1.830 m quando no se exige propriedades essenciais.

Classe B: Pode ser usado at a profundidade de 1.830 m quando as condies do poo exigem moderada resistncia ao sulfato.

Classe C: Pode ser usado at a profundidade de 1.830 m quando se requer alta resistncia ao sulfato.

Classe D: Pode ser usado entre as profundidades de 1.830 m at 3.050 m, sob condies de temperatura e presso moderadam ente altas.

CIMENTO - TIPOS DE CIMENTO PORTLAND

Os cimentos Portland usados em poos de petrleo recebem aseguinte classificao API, em funo da sua composio qumica datemperatura e presso do poo.

Classe E: Pode ser usado entre as profundidades de 1.830 m a 4.270m sob condies de temperaturas e presses altas.

Classe F: Pode ser empregado entre as profundidades de 3.050m a4.880 m sob condies de temperaturas e presses altas.

Classe G e H: So considerados cimentos bsicos e devem serempregados at a profundidade de 2.440 m sem adio de aditivosespeciais ou at profundidades maiores com a adio de aditivosespeciais. Tem composio compatvel com aditivos aceleradores ouretardadores de pega, podendo ser usados praticamente em todas ascondies previstas para os cimentos das classes A at E.

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CIMENTO - ADITIVOS

Redutores de densidade (Estendedores): bentnita o maiscomum redutor de densidade em porcentagem de at 12 % do peso docimento;

Aceleradores do tempo de pega do cimento: o cloreto de sdio eclcio so aceleradores de pega;

Retardadores do tempo de pega: so empregados para aumentar otempo de bombeabilidade do cimento em poos com temperaturaselevadas. So fabricados base de lignossulfonados e seus derivado s,cidos orgnicos, derivados de celulose e derivados de glicose.

CIMENTO - ADITIVOS

Controladores de filtrado: Atuam reduzindo a permeabilidade doreboco de cimento, formado em frente s zonas permeveis, e/ouaumentando a viscosidade do filtrado. Os polmeros derivados dacelulose e polmeros sintticos so redutores de filtrao maisutilizados;

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

Redutores de frico ou afinadores da pasta de ciment o: Alteram aspropriedades reolgicas da pasta. Por reduzirem a viscosidadeaparente das pastas, possibilitam o bombeio com maior vazo e meno rperda de carga. Utilizam-se dispersantes orgnicos;

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Conceito



Cimento

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TIPOS DE CIMENTAO

Cimentao primria - Operao que consiste na colocao de umapasta de cimento no espao anular entre o poo aberto e a coluna derevestimento.

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TIPOS DE CIMENTAO - CIMENTAO PRIM`RIA

Pasta de cimento

Definio: Pasta de cimento uma mistura de cimento, gua eaditivos qumicos com a finalidade de obter propriedades fsicas equmicas, destinadas operao de cimentao em poos petrolfer os.

Objetivo: Preencher o espao entre o revestimento e a parede dopoo.

Funes:

Prover o isolamento hidrulico entre as diferentes zonas permeveis.

Fixar a coluna de revestimento formao

Suportar o peso da coluna de revestimento aps a pega.

Proteger o revestimento contra fluidos agressivos

TIPOS DE CIMENTAO

Cimentao Secundria

So assim denominadas as demais operaes de cimentorealizadas no poo, excetuando-se a cimentao primria. Asoperaes mais realizadas na cimentao secundria so:

Recimentao

Tampes de cimento

Squeeze

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TIPOS DE CIMENTAO - SECUND`RIA

Tampo de cimento Recimentao


SQUEEZE

Operao que consiste em forar uma pasta de cimento noscanhoneados do revestimento e/ou em canais formados pela mcimentao.

Objetivo:

Correo da cimentao primria; Isolamento de zonas; Abandonar zonas depletadas; Combate a perda de circulao nas zonas de interesse.

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SQUEEZE

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Cimento

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EQUIPAMENTOS DA CIMENTAO

Silos de cimento Unidades de cimentao Linhas de cimentao Cabea de cimentao


Silos de cimento

Local onde o cimento estocado . Estes silos operam a baixapresso, quando da descarga do cimento.

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Silos de cimento


Unidades de cimentao

Constam geralmente de dois motores para fornecer energia, doistanques de 10 bbl, para gua e aditivos, duas bombas triplex, doisconversores para converter movimento rotativo dos motores nomovimento alternativo das bombas e sistema de mistura de pastasonde a gua e os aditivos so bombeados sob presso por pequenosorifcios, fluindo em jatos sob um funil por onde chega o cimento.

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Linhas de cimentao

uma tubulao de alta presso que faz a ligao entre a unidade decimentao e o poo.


Cabea de cimentao

Fica conectada ao topo da coluna de revestimento, onde recebe alinha de cimentao, podendo abrigar em seu interior os tampe s deborracha que separam a pasta do fluido de perfurao.

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ACESSRIOS DA CIMENTAO

Sapata

Colches de lavagem

Tampes

Colar ( flutuante, retentor)

Colar de Estgio

Centralizadores

Arranhadores

Packer (External Casing Packer ECP)

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Sapata Colocado na extremidade da coluna, serve de guia para aintroduo do revestimento no poo, podendo dispor de um mecanismode vedao para evitar que a pasta retorne ao interior do revestime ntoaps o seu deslocamento.

(a) Colar guia (b) Colar flutuante


Colches de lavagem Evita a contaminao da pasta pelo fluido deperfurao e vice-versa.

Colcho de lavagem

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Tampes de Fundo e de Topo - Evita a contaminao da pasta decimento pelo fluido.


Colar Serve para reter os tampes de cimentao.

Colar flutuante

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Colar de Estgio - Permitir que a cimentao seja realizada em mais deuma etapa.


Centralizadores - centralizar o revestimento para manter um espaoanular uniforme em toda a extenso a ser cimentada.

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Arranhadores Remove mecanicamente o reboco que se forma naparede do poo.


Packer (ECP) - Obturador inflvel permanente, que pode ser instaladona coluna de revestimento para promover a vedao do espao anularem pontos crticos ou para isolamento de intervalos de interesse.

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SEQUNCIA OPERACIONAL DA CIMENTAO PRIM`RIA

1) Montagem das linhas de cimentao

Linhas de alta presso da unidade de cimentao

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2) Circulao para condicionamento do poo

Porque circular?

Verificar condies de circulao do poo;

Ajustar propriedades do fluido de perfurao(Facilitar remoo).

Resfriamento do poo ( um tempo de retorno ).


3) Bombeio do colcho de lavagem

4) Teste de presso das linhas de cimentao

Testar as linhas Verificar vazamentos

Presses de teste: Normalmente 1.500 a 3.000 psi.

Tempo de teste: Aproximadamente 03 minutos.

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5) Lanamento do tampo de fundo


6) Mistura e bombeamento da 1 pasta;

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7) Mistura e Lanamento da 2 pasta ( cobre a parte inferior d acoluna: 100 150 m );


8) Lanamento do tampo de topo

9) Deslocamento com fluido de perfurao

10) Pressurizao do revestimento para teste de vedao dotampo de topo

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OBRIGADO !!!

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