Comit Jovem IBP 25 de outubro de 2011.

Bruno William Pires Pereira Engenheiro de Perfurao de Poos Shell Brasil Petrleo Ltda.

Perfurao de Poos Classificao dos poos de petrleo Sondas de Perfurao Equipe de Sonda Componentes de sonda de perfurao Colunas de perfurao & ferramentas de manuseio Brocas Fluidos de perfurao Revestimentos (Casings) Cabeas de Poos (Wellheads) Cimentao Completao Controle de poo

Poo de petrleo: O petrleo se encontra na natureza ocupando os vazios de uma rocha porosa, denominada rocha reservatrio, o poo de petrleo permite a comunicao do reservatrio de petrleo com a superfcie, e p p conseqentemente, a produo deste reservatrio.

Objetivo das operaes de perfurao: visam permitir acesso s camadas rochosas de sub-superfcie e comprovar a existncia de petrleo. Assim como, permitir uma avaliao de potencial econmico de uma jazida petrolfera, atravs d um t t d f t lf t de teste de formao a poo aberto.

Mtodos de perfurao de poos: Percussivo: a perfurao executada atravs de golpes na rocha com a broca, causando sua fragmentao por esmagamento. Primeiro mtodo utilizado (~1900). Rotativo: perfurao realizada pelo movimento de rotao da broca, comprimindo a rocha causando o seu esmerilhamento. A retirada de cascalhos gerados realizada atravs do bombeio de fluido de perfurao atravs dos tubos de perfurao que retorna pelo espao anular formado entre a coluna e a parede do poo perfurado perfurado.

Operaes Bsicas: Perfurar (Drill) Revestir (Running Casing) Cimentar (Cementing) Manobrar (Tripping) Onde se gasta tempo? (= USD$) Tempos operacionais (%)

Quanto finalidade finalidade.

NomenclaturaOnshore: Ex: 8-MG-50-BA 8 poo de injeo MG sigla do campo de Miranga 50 quinquagsimo poo do campo de Miranga BA Miranga situa-se na Bahia Offshore: Ex: 7-MLS-5-RJS Quinto poo perfurado no campo de Marlim Sul em guas do Rio de Janeiro, poo de desenvolvimento

Quanto profundidade final.Rasos (TVD < 1500 m) Mdios (1500 m < TVD < 2500 m) Profundos (TVD > 2500 m)

Quanto ao percurso.

Poo Vertical Poo Direcional: Horizontal

Poo Direcional: Grande afastamento (Afastamento Horizontal: > 2,5 X TVD ou > 4000 m)

Poo Direcional: Multilaterais

- Preparao do terreno (Dimensionamento (Dimensionamento, fundaes, layout de equipamentos, sistemas de drenagem e tanques de lama); - Mobilizao de estruturas; - Montagem de equipamentos e acomodaes; Pontos a serem considerados: - Estabilidade do terreno (solo); - Acessibilidade (Logstica, condies de estradas e possveis obstrues);

Sonda modulada (S ) S (SM)

Plataforma auto-elevvel ( ) f (PA)

L.A. rasas - Aproximadamente 250m. Aj jaqueta l t lanada e encaixada em d i d estacas no fundo do mar. Em seguida os mdulos so colocados sobre a jaqueta. Os poos podem ser perf rados antes perfurados ou depois da instalao da jaqueta. No necessrio compensador de movimentos. Sistema de cabea de poo na superfcie (BOP).

Fornece uma plataforma de perfurao fixa no afetada pelas condies d t f t d l di de tempo. Permite posicionamento em reas com restries no fundo do mar. Baixo custo. Perfura em lmina d P f l i dgua d at 200 de t 200m. No necessrio compensador de movimentos. Sistema de cabea de poo na superfcie (BOP). (BOP)

* Ancoradas ou Posicionamento dinmico

Sonda S d semi-submersvel (SS) i b lNoble Clyde Boudreaux

Navio N i sonda (NS) d

Stena DrillMax

Plataforma estvel: trabalha em condies de mar e tempo mais severos do que os navios. q Pode ser ancorada ou de posicionamento dinmico. necessrio compensador de movimentos. Sistema de cabea de poo no leito marinho.

Grande capacidade de armazenagem de suprimento para perfurao. Menos estvel que a sonda semiq submersvel (SS). Propulso prpria. Pode ser ancorado ou dp. necessrio compensador de movimentos. p

Tension Leg Platform (TLP)

Spar BuoyShells Spar (Perdido field GoM) field,

Plataforma flutuante, posicionada na locao por tendes verticais fixados no fundo do mar por estacas. Raio de ancoragem nulo. nulo No possui compensador de movimentos. Utilizadas como unidades de produo com os poos equipados com vore de natal seca.

Plataforma flutuante de calado profundo. O casco cilndrico ancorado no fundo do mar. Aps a ancoragem a plataforma montada sobre o casco. O casco abriga tanques de lastro e de consumveis. Possui compensador de movimentos. Utilizadas como UEPs com os poos equipados com rvore de natal seca.

Superintendente da Sonda (Drilling Superintend). Supervisor de Perfurao / Fiscal (Drilling Supervisor / Company man). Engenheiro de Perfurao (Drilling Engineer). Encarregado de sonda (Tool Pusher). Sondador (Driller). Torrista (Derrick man). Plataformistas (Rough neck) neck). Homens de rea (Roustabout). Outras funes no relativas diretamente ao poo: Sondas Flutuantes (Supervisor do BOP Submarino - Sub-Sea Engineer, Capito, marinheiro, etc). Mestre Mecnica e Mestre Eltrica. Guindasteiro. Guindasteiro Contra-Mestre de Movimentao de Carga. Especializaes / Companhias de servio: Qumico de fluido de perfurao (Mud engineer). Operador de cimentao (Cementing Operator). Operador de perfurao direcional (Directional Driller). Outros (Pescaria Equipe de descida de revestimento equipe de (Pescaria, revestimento, ferramentas de poo, etc.)

Sistema de sustentao de cargasSua funo suportar e transferir todas as cargas a serem iadas durante a p perfurao. - Mastro ou Torre de perfurao: sustenta o peso da coluna e fornece altura suficiente para iar sees de tubos; - Subestrutura: responsvel por apoiar o mastro / torre e receber suas cargas;

Sistema de movimentao de cargasO sistema de movimentao de carga permite movimentar as colunas de perfurao, de revestimento e outros equipamentos. q p Os principais componentes do sistema so: guincho, bloco de coroamento, catarina, cabo de perfurao, g gancho, elevador e compensador de movimentos. , p

Sistema de rotaoO sistema de rotao convencional constitudo de equipamentos que promovem ou p permitem a livre rotao da coluna de perfurao. So eles: mesa rotativa, kelly, cabea de circulao (swivel), top drive e motor de fundo.

Sistema de circulao de fluidosSo os equipamentos que permitem a circulao e o tratamento do fluido de perfurao. Numa circulao normal, o fluido de perfurao bombeado atravs da coluna de perfurao at a broca, retomando pelo espao anular at a superfcie, trazendo consigo os cascalhos cortados pela broca.

Sistema de monitoramentoO sistema de monitoramento formado basicamente pelo painel do sondador, que apresenta informaes a respeito de parmetros de perfurao como peso sobre a broca, RPM, torque, presso de bombeio, vazo das bombas, etc.

Sistema de gerao e transmisso de energiaA energia necessria para o funcionamento de boa parte desses equipamentos fornecida pelo sistema de gerao de energia. Esta energia pode ser gerada atravs de motores a diesel ligados a geradores de energia eltrica (o sistema mais usado o AC-DC) ou, em caso AC DC) ou de sondas terrestres, a energia pode ser fornecida atravs de rede eltrica local.

Sistema de segurana de poo

BOP (Blow Out Preventer)Sua principal funo impedir que os fluidos das formaes atinjam a superfcie de maneira descontrolada. O sinal de comando pode ser hidrulico, eltrico ou tico. p , Em SS e NS fica no fundo do mar e em Sondas de Terra, SM, PA, TLP e SPAR fica na superfcie.

Componentes: Gaveta de tubo: Fecha contra o tubo sem cort lo cort-lo. Gaveta Cisalhante: Fecha contra o tubo, cortando-o. BOP Anular: Fecha sobre qualquer dimetro.

Coluna de perfurao (f C f (funes): ) Aplicar peso sobre a broca Transmitir rotao broca Conduzir o fluido de perfurao Manter o poo calibrado Garantir inclinao e direo

Ferramentas de manuseio: Chave flutuante, Iron roughneck Chave de broca Cunha Colar de Segurana

Elementos tubulares (componentes): El t t b l ( t ) Tubos de perfurao (Drill pipes) Comandos (Drill collars) Tubos de perfurao pesados (Heavy Weight Drill Pipes) Kelly

Elementos Acessrios: Substitutos Estabilizadores Escareadores (hole opener) Alargadores Amortecedores de choque.

As brocas so equipamentos que tm a funo de promover a ruptura e desagregao das rochas ou formaes. Brocas Tricnicas: As brocas com trs cones cortantes so as mais usadas na perfurao rotativa atualmente. Este tipo de broca possui trs elementos principais: estrutura cortante, rolamento e corpo. Brocas de diamantes naturais: Eram consideradas ferramentas exclusivas para a perfurao de rochas duras e abrasivas, explorando as conhecidas propriedades dos diamantes: altssima dureza; resistncia compressiva e condutividade trmica. Entretanto, com os avanos nos processos de fabricao e na escolha dos diamantes, esta broca est sendo usada atualmente na perfurao de muitos tipos de rocha. Brocas de diamantes artificiais: Desde o final da dcada de 70, a broca de diamantes sintticos, tm apresentado g p grande desenvolvimento ( (broca PDC). A ) caracterstica principal deste tipo de broca seu cortador, o PDC- Polycrystalline Diamond Compact, que composto por uma camada fina de partculas de diamantes (+/- 0.5 mm) fixada a outra mais espessa ( ( ) p (+/3 mm) de carbeto de tungstnio em um processo a alta temperatura e alta presso.

Brocas especiais: Critrios de seleo de brocas

Brocas para testemunho (coring).

Outros critrios relevantes: O t it i l t Dimetro do poo; Extenso da fase a ser perfurada; Custo; Dados de poos correlatos (offset wells);

Brocas alargadoras.

Coluna de revestimento: comprimento total de tubos de revestimento com o mesmo dimetro externo que descido no poo em uma nica operao. Se perfurarmos um poo de petrleo sem interrupo, intuitivo que chegar uma determinada profundidade em que suas paredes desmoronaro, mesmo sendo as camadas de sub-superfcie rochosas. Portanto, um poo de petrleo perfurado em fases, isto , perfura-se um determinado trecho e reveste-se com uma tubulao de ao, denominada revestimento de perfurao perfurao. Poo perfurado por fases cujo nmero e comprimento depende das caractersticas geolgicas das zonas (presso de poro e de fratura) e profundidade final. Tipos de revestimento (Classificao quanto funo) Condutor (30, 20, 13 3/8): sustenta formaes superficiais no consolidadas; Superfcie (20, 18 5/8, 16, 13 3/8, 10 3/4 e 9 5/8): protege lenis (20 5/8 16 3/8 3/4 5/8 ): freticos, prevene desmoronamentos de formaes; Intermedirio (13 3/8 e 9 5/8): aumenta a resistncia das formaes de modo a garantir a continuidade da perfurao; Produo (9 5/8, 7, 5 1/2): permite a produo do poo, suportando as paredes e isolando os intervalos produtores. Liner (13 3/8, 9 5/8, 7, 5 1/2): Coluna que cobre apenas a parte inferior O topo fica ancorado pouco acima da sapata do revestimento anterior. anterior Tie Back (9 5/8, 7, 5 1/2): complementar uma coluna de liner at a superfcie, (limitaes tcnicas, proteo do revestimento anterior).

Funes: Prevenir desmoronamento; Evitar contaminao de gua potvel; Permitir retorno de fluidos superfcie; Controle de presses; Impedir Migrao de Fluidos; Sustentar o BOP; Sustentar outro revestimento; Isolar zonas de gua da formao produtora; Alojar equipamentos de elevao artificial; Evitar perda de circulao;

DimetroExterno Pesonominal Tipodeao(Limitedeescoamento(yield)=110.000[psi] ) Tipodeconexo p

95/8 47lb/p P110 Buttress

Alojador de baixa presso (LPWHH)

Alojador de alta presso (HPWHH)

Suporte de revestimento (Casing hanger)

Sistema acoplado:

HPWHH LPWHH CasingHanger

Os fluidos de perfurao so misturas complexas de slidos, lquidos, produtos qumicos e, por vezes, at gases utilizados na perfurao de poos com as seguintes finalidades: Funes Limpar fundo do poo dos cascalhos gerados pela broca e carreg los para a carreg-los superfcie; Ser estvel quimicamente; Controlar a presso exercida pela formao; Manter slidos / cascalhos em suspenso quando em condio esttica; Selar formaes permeveis (filtrado); Manter a estabilidade do poo; Minimizar o dano ao reservatrio; Resfriar, lubrificar e limpar a broca e coluna; Transmitir energia hidrulica para ferramentas e broca; Garantir correta avaliao de formao; Controlar corroso; Facilitar cimentao e completao; Minimizar o impacto ao ambiente; Previnir formao de hidratos;

Para o desempenho destas funes o fluido de perfurao no deve alterar as propriedades da rocha produtora que impliquem em restries ao fluxo de hidrocarbonetos; Em contra partida o fluido deve ser pseudoplstico (viscosidade variando com a taxa de cisalhamento), tixotrpico (Propriedade do escoamento Viscosidade variando com o tempo) e apresentar capacidades de gelificao (desenvolvimento de estrutura - gel durante parada) parada). Componentes: Fase lquida: - gua; - leo; - Sintticos (Polmeros: amido, celulose). Slidos: - Argilas (bentonita); - Material adensante (Carbonato de clcio, barita, hematita); Slidos Dissolvidos: - Sais; - Aditivos qumicos (viscosificantes, agentes de controle de filtrado, inibidores, lubrificantes, lubrificantes material de controle de corroso e alcalinidade etc ) alcalinidade, etc...)

Aps revestida, a fase do poo precisa ser cimentada para garantira o total isolamento e integridade revestida do revestimento. A unidade de cimentao da sonda far o deslocamento da pasta de cimento, substituindo o fluido de perfurao contido no poo.

A completao consiste em transformar o poo perfurado em uma unidade produtiva. O poo passa a produzir leo/gs, gerando receitas.

Kick a invaso dos fluidos da formao para dentro do poo. Ocorre quando a hidrosttica do fluido de perfurao fica menor que a presso do reservatrio reservatrio. A condio acima pode ser provocada por: Perfurao no prevista de zonas com presso anormalmente alta. Lama cortada por gs gs. No abastecimento do poo durante as manobras (trip tank). Pistoneio. Indcios de kick Poo em fluxo com as bombas desligadas. Aumento do volume de lama nos tanques. Aumento da taxa de penetrao. Aumento da velocidade das bombas. bombas Controle do kick Fechamento do poo (BOP) na primeira suspeita. Expulso do fluido invasor mantendo presso constante no fundo fundo. Substituio do fluido de perfurao por outro mais pesado mantendo presso constante no fundo. Retirada de possvel gs trapeado abaixo da gaveta do BOP. O controle da presso no fundo feito atravs de ajustes no choke.

Blow out Fluxo incontrolvel de fluidos da formao para dentro do poo. Macondo well (Golfo do Mxico):

Blow out Fluxo incontrolvel de fluidos da formao para dentro do poo. Macondo well (Golfo do Mxico):