MANUTENÇÃO DE REABILITAÇÃO DE POÇOS XIX Encontro Nacional de Perfuradores de Poços / BH 2014...
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MANUTENÇÃO DE REABILITAÇÃO DE POÇOS
XIX Encontro Nacional de
Perfuradores de Poços / BH 2014
Geólogo José Paulo G. M. Netto
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11. MANUTENÇÃO E REABILITAÇÃO DE
POÇOS TUBULARES PROFUNDOS
11.1 As Manutenções
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Manutenção Preventiva é Mais Barata que
corretiva !
O Controle sistemático da manutenção de
máquinas e equipamentos, é considerado um ponto alto de redução de custos operacionais.
O dinheiro aplicado em programas de
manutenção é, na verdade, um investimento, que proporciona redução nos custos operacionais e grande possibilidade de retorno de investimentos.
Fatos
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Ciclo dos Problemas em Poços
Início da operação do poço
Como todo sistema um poço também requer
manutenção ! Aparecem os primeiros problemas...
• Alterações de qualidade
• Alterações de vazão
• Água vermelha
• Situação
Perigosa
• Forte queda de vazão
• Incrustação de fraturas e filtros
• Água muito ruim
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11.2 Diferenças
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Diferenças
Manutenções• Trocas de bombas e tubulações• Manutenções em poços que ainda não
apresentaram problemas significativos, visando remover incrustações e não permitir o avanço dos problemas (preventivo)
Reabilitação• Processos de desincrustação química para
remoção de incrustações mais profundas, reabilitação de vazão e qualidade (corretivo)
• Intervenções em poços rompidos
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Qualidade da água durante e após o tratamento no P2 SABESP - São João das Duas Pontes - SP
Martins Netto, J.P.G. 2006 ABES
Martins Netto, J.P.G. 2009 ABES
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11.3 Tipos de Problema
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TIPOS DE PROBLEMAS
O que o poço apresenta ? ? ?
Os principais sintomas:
1. Baixa Vazão Inicial – Método de perfuração, fluídos e desenvolvimento.
2. Queda de vazão – Incrustações no poço, desgaste e incrustação de bombas, interferência.
3 . Alteração de qualidade – Excesso de ferro, outros elementos, e ferro-bactérias.
4. Produção de sólidos- Problemas de desenvolvimento, rompimentos, fluxo rápido ,
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Baixa vazão Inicial
Método de Perfuração + Fluído
Percussão + bentonita
Rotativo + polímeros acrílicos
Rotativo + fluído inorgânico
(bentonita)
Rotativo + polímero orgânico (CMC)
Correção com: 2ª Fase de Desenvolvimento = Ação
química mais profunda + alteração de pH + remoção mecânica
Martins Netto, J.P.G. 2009 ABES
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Queda de Vazão
• Conhecer os dados históricos do poço (NE, ND,Q)
• Está associada a alteração de qualidade da água ?
• Análises de água inclusive para ferro-bactérias
Incrustações
- Por ferro e manganês (+ comuns)
- Por carbonatos
- Por ferro-bactérias (biofilme)
- Nos conjuntos bombeadores
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Incrustações por Ferro e Manganês
Sintomas mais frequentes
- Queda acentuada de vazão
- Alteração de qualidade de água
- Bombas “golfando”
Ocorrem mesmo com água potável ou mineral
Limpezas periódicas dos poços (18 a 24 meses)
Reversível na maioria dos casos
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FURO
Martins Netto, J.P.G. 2009 ABES
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Martins Netto, J.P.G. 2009 ABES
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Incrustações por Carbonatos
Sintomas mais freqüentes
- Queda acentuada de vazão
- Não mostram alterações na água
- Aprisionamento de bombas
Ocorrem mesmo com água potável ou mineral
Limpezas periódicas dos poços (12 a 18 meses)
Reversível quando efetuada de maneira correta e em tempo adequado
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CARBONATO
Martins Netto, J.P.G. 2009 ABES
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P Bernardes
Martins Netto, J.P.G. 2009 ABES
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Carbonato
Martins Netto, J.P.G. 2009 ABES
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Início dos Trabalhos
Durante
Na conclusão
Incrustações por Ferro e carbonatos
Martins Netto, J.P.G. 2009 ABES
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Incrustações por ferro-bactérias
Sintomas mais freqüentes
- Fortes Alterações na qualidade da água
- Queda de vazão
Ocorrem mesmo com água potável ou mineral
Limpezas periódicas dos poços (12 a 18 meses)
Contaminações pontuais (ferramentas,bombas, etc.)
Aquífero contaminado
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Martins Netto, J.P.G. 2009 ABES
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Desgaste e Incrustação de Bombas
Diagnóstico
- Queda acentuada de vazão
- Elevação do Nível Dinâmico
- Alterações na amperagem do motor
Desincrustação química das bombas
Revisões periódicas das bombas (18 a 24 meses)
Reversível
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Ferro +ferro bactérias
Deformação na tela
Martins Netto, J.P.G. 2009 ABES
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Variações de 7 a 10% na vazão
Mexeu no registro
Variações de 5 a 7 % na vazão; mexeu no registro
Martins Netto, J.P.G. 2007
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Alterações de Qualidade
Excesso de Ferro, Manganês Diagnóstico
- Alterações visuais
- Através de análises de águas
Outros elementos : Flúor, Cromo, Nitratos, Bário,
Zinco, Cádmio.
Desincrustação química nos poços e posterior tratamento da água.
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Presença de ferro bactérias e outras “bactérias complexas”
Diagnóstico
- Alterações visuais na água
- Através de análises de águas específicas
Medidas imediatas
Desinfecção dos poços
Aplicações contínuas (casos persistentes)
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Incrustaçõespor problemas biológicos
Martins Netto, J.P.G. 2009 ABES
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Produção de Sólidos
Perfuração + Fluído + Desenvolvimento
Problemas de posição das bombas Problemas de rompimento
Correção com:
2ª Fase de Desenvolvimento = Ação química mais profunda + alteração de pH + remoção mecânica
Reposicionamento das bombas Reencamisamento ( detalhado no item
“Rompimento de Poços”)
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Martins Netto, J.P.G. 2009 ABES
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11.4 Frequência entre
Manutenções
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Usualmente se adotam os critérios abaixo para a realização de manutenções preventivas:
Poços de Rocha: 18 a 24 meses Poços de Sedimento: 12 a 18 meses Manutenção das bombas: 10.000 h de
operação
Poços podem requer intervalos mais curtos.
Quem ajusta a frequência de manutenção é o próprio poço.
Metodologia e produtos incorretos implicam em redução do tempo entre manutenções e aumento de custo.
Frequência entre manutenções:
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11.5 Diagnóstico por
Perfilagem Ópitca
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11.6 Metodologias e
Ferramentas
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Escolha de Metodologia para solução dos Problemas
Processos Químicos
Agentes desincrustantes de alta eficiência
Relação massa x massa
Processos Mecânicos
Bombeamento com compressor Escovação Jateamento Pistoneamento, etc.
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Processos Mecânicos x Químicos
Considerar Idade dos poços Risco das operações Poços de rocha ou sedimento Rompimentos Ação esperada (solubilização das
incrustações) Ação mais profunda Possibilidade de redução de metais na
água Combinação de metodologias No passado agentes mais fracos = mais
ação mecânica
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Metodologias e Ferramentas
- Sistema air lift (ar comprimido)
- Escovação
-Jateamento (com bomba)
-Pistoneamento
-Pistoneamento Americano
-Recirculação com bomba ou compressor
-QuímicosEm todos os métodos deve-se aplicar químicos desincrustantes para potencializar a sua ação.
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XMartins Netto, J.P.G. 2009 ABES
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Utilização de uma escova de aço ou nylon que executa movimentos ascendentes e descendentes.
Mais eficiente quando com sonda percussora.
Escovas uniformes e com maior comprimento também causam um efeito de pistoneamento.
Escovação
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Escovas de Nylon de grande comprimento
Martins Netto, J.P.G. 2009 ABES
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Orifícios calibrados
Válvula de pé
Jateador
Groundwater and Wells, 1995 – Johnson Screens
(Driscoll, 1987)
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Haste
Lençol de borracha
Furos
Discos Metálicos
Discos de borracha
Pistão com válvula
Groundwater and Wells, 1995 – Johnson Screens
Anel de borracha
Válvula
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Sistema de bombeamento semelhante ao empregado para limpeza com ar comprimido, mas com um conjunto de obturadores que permite a execução simultânea de bombeamento e pistoneamento.
Pistoneamento Americano
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Só foi possível sua difusão com o surgimento de desincrustantes que suportassem o contato com o ar e oxidação, com a manutenção do baixo pH para que as incrustações fossem removidas.
Tem vantagens: de menor custo e tempo de paralisação, limpeza das bombas instaladas, e desvantagens: quanto a posição do bombeador e não se retirar a coluna de adução e bomba para manutenção.
Recirculação com bomba ou compressor
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Produtos Químicos
Recomendação para uso de Ortofosfatos ácidos.
Utilizar somente agentes certificados, patenteados e isentos de metais pesados.
Exigir Laudos de qualidade e aplicação.
Cuidados com a geração de (THM).
Ácido clorídrico x muriático (não). pH inversamente proporcional a
solubilidade dos metais.
Tempo das operações e periodicidade.
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11.7 Químicos e Bactericidas
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Bactericida para Poços isento de Cloro
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O FERBAX é um bactericida patenteado, isento de cloro, (não gera THM) não deixa resíduos, desenvolvido para aplicações em poços e com capacidade de eliminação de ferro-bactérias.
Sua ação é imediata e eficiente pois: Mata as ferro-bactérias
Destrói o filme biológico e depósitos orgânicos Controla a formação de novas colônias
O que é o FERBAX, e sua ação
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Dosagem contínua em poço para controle de problemas biológicos.
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Desincrustante a base de Ortofosfatos Ácidos
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É um poderoso desincrustante a base de ortofosfatos com características ácidas, desenvolvido especialmente para aplicação em poços
Sua ação é muito rápida,segura e inerte aos componentes do Poço e Meio Ambiente
Suporta operações com ar comprimido
Possui Certificados de produto não tóxico tipo DL 50 e de isenção de metais pesados
+
(-)
O que é o NO RUST
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Formas de Aplicação
•Com a própria bomba do poço
•Operações combinadas com de ar comprimido e/ou métodos mecânicos/hidráulicos
A recomendação geral é para operações combinadas.
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Operações com Bombas
Vantagens• Baixo custo, pois não exige equipamentos
terceirizados• Pode ser feita em poucas horas• Desincrustação de bombas aprisionadas nos poços
Desvantagens • As bombas devem estar acima de fraturas e filtros • Como as bombas não são retiradas e o poço
filmado, podem permanecer ocultos: rompimentos, corrosões, etc.
• Ação mecânica potencializa a ação do desincrustante
• Tubulações e bomba devem estar em perfeito estado
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Mangueira para retorno da água
Mangueira de descarte
Circulação
Com a própria bomba do poço
Martins Netto, J.P.G. 2009 ABES
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Operações Combinadas
Vantagens A combinação de métodos mecânicos/hidráulicos
(ar comprimido, jateamento, pistoneamento,escovação) com os químicos potencializa a ação e penetração do desincrustante e assim são mais eficientes se comparadas com operações com as bombas
Limpam efetivamente o poço até o fundo Remoção da bomba e filmagem do poço Permitem aplicações a grande profundidades
Desvantagens Maior tempo de paralisação Maior custo
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1.8 - 2ª Fase de Desenvolviment
o
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Motivos da mudança de metodologia e químicos utilizados a muitos anos (quebra de paradigmas)
• As primeiras aplicações foram em poços onde produtos não tinha surtido efeito, e os resultados foram surpreendentes com ortofosfatos ácidos.
• Poços dados como perdidos ou com vazão muito baixa, foram recuperados, e estão em operação com vazões até 5,5 vezes superior a obtida inicialmente.
• Os polímeros tem estabilidade em pH mais elevados 8-11.
• Outros produtos não tem a capacidade de forte redução do pH.
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Quebra de paradigmas
• Produtos a base de ortofosfatos ácidos estabilizados permitem forte redução de pH que contribui ativamente na desestabilização do fluído e seus rebocos permitindo uma remoção + rápida e fácil.
• Além do fator pH, os ortofosfatos se mostraram muito mais eficientes do outros produtos na dispersão dos fluídos e rebocos, com resultados muito superiores já na vazão inicial.
• Diferente do cloro, os oxidantes/bactericidas empregados não tem a possibilidade de geração de THM.
• Estes oxidantes também se mostraram mais rápidos e eficazes que o cloro na decomposição dos polímeros, sem a geração de resíduos ou sub-produtos.
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Perfuração – Rotativa para MinérioFluído – Bentonita Desenvolvimento – 600 Kg produto “A”Compressor – Alta pressão por 100 horasTeste de vazão – 36 horas escalonadoVazão final – 36,00 m³/h (0,393 m³/h/m)
2ª FaseDesenvolvimento – NO RUST (70 litros) OrtofosfatosCompressor – Baixa pressão por 18 horasVazão final - 56,00 m³/h (0,607 m³/h/m)
Acréscimo na vazão específica = 54,45 % em um poço pronto e entregue ao Cliente
Estudo de Caso Real
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Caso Real – SAMARCO Mineração
2ª Fase de desenvolvimento aplicada no PTR 01 após 18 meses de operação com resultado de + 25,85 % na vazão específica do poço
Martins Netto, et al., 2008
+ 25,85 %+ 23,20 %
Martins Netto, et al., 2008 Martins Netto, et al., 2008
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1.9 -Reabilitação de Qualidade
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2,50
0,90,8
1,80
0,34
0,1
1,60
1
0,85
0,70
0,3 0,27 0,260,18 0,16
0,010,0010,0010
0,5
1
1,5
2
2,5
Turbidez Ferro Cobre Manganês Fluoretos Aluminio
Antes dotratamentoDepois dotratamento30 dias após
Resultados na Qualidade da Água Para Vários Parâmetros
CABAS, 2002 – Martins Netto, JPG
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11.10 Problemas de Rompimento
em Poços
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Problemas
Produção de areia e/ou pré filtro
Aprisionamento de bombas
Diagnóstico
Perfilagem óptica
Medidas Corretivas
Desincrustação química eficiente
Revestimento adicional
Problemas com poços rompidos
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Falta de Manutenção Preventiva
Águas agressivas
Tubos Furados
Posicionamento ou Reposicionamento de bombas em posições inadequadas (aprisionamento implicaram em reposicionamento dos bombeadores).
Causas
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Fluxo restrito por incrustações
Rompimento
Dinâmica do Problema e Solução
Após a manutenção
Martins Netto, J.P.G. 2007
Martins Netto, 2007
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Condição = RompidoVazão antes = 6,3 m³/h (sem pré filtro)Vazão depois = 9,50 m³/h (sem areia) Acréscimo = 28,5 % na vazão específica ( + 50,1 % na vazão de exploração)
Material produzido pelo poço
Detalhe da operação
Desincrustação Química em Poço SABESP – Canas - SP
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MUITO OBRIGADOA TODOS !
Geol. José Paulo G. M. Netto
11 – 5096 5888