Poços I - Aula 1

ENGENHARIA DE POENGENHARIA DE POÇÇOS IOS I

Aula 1Aula 1

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


• Perfuração Direcional – 1 aula

• Revisão – 1aula


Conceitos BConceitos Báásicos de sicos de

PerfuraPerfuraçção de Poão de Poççosos

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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

• 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

• 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

• Mineral Management Service– www.mms.gov

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

Organizações Reguladoras

SÍSMICA MARÍTIMA AEROFOTOGRAMETRIA

SÍSMICA TERRESTRE

Prospecção de Petróleo

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

Pérolas da DesinformaçãoOS POÇOS NÃO SÃO ACHADOS

OS POÇOS SÃO PERFURADOS

NOS LOCAIS ESCOLHIDOS PELA EXPLORAÇÃO

UMA VEZ IDENTIFICADA UMA OPORTUNIDADE COMO CHEGAR LÁ ?

COMO CHEGAR AO ÓLEO ?RESERVATÓRIO PRODUTOR

0.1 mm

AREIA INCONSOLIDADA

RESERVATÓRIO DE ARENITO

GRÁOQUARTZO

ÓLEOÁGUA

COMO CHEGAR LÁ ? PERFURANDO

50’s

Histórico - Perfuração

ATUALMENTEHistórico - Perfuração

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

Poços Exploratórios

1.2.4. 3.5.6.

Achar onde está o petróleo (exploração)

Perfuração

Avaliação Abandono

Abandono

Encontrou-se zona de hidrocarbonetos?

Sim

Não

Poço Perfurado Poço AbandonadoLocação

Poço AbandonadoPoço Avaliado

Ciclo de Vida do Poço Exploratório

Poços Explotatórios

7. 8.

Buscar de onde tem (explotação)

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

SISTEMAS DE UNIDADES&

CONCEITOS BÁSICOS

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)

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.

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

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

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)

Exemplo: qual a PH no fundo do poço abaixo?

h = 1830 m

ρρρρ = 9 lb/gal

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

h = 1830 m

ρρρρ = 9 lb/gal

Exemplo: qual a PH no fundo do poço abaixo?

h = 1830 ml = 2000 m

ρρρρ = 9 lb/gal

h = 1830 ml = 2000 m

ρρρρ = 9 lb/gal

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

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.

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”

PCPch

tanque

Sistema de Circulação

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

CLASSIFICAÇÃO DOS

POÇOS

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

– Explotação7) Desenvolvimento8) Injeção

– Especial (9)

Classificação do Poço - Finalidade

• 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

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

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

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

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

Poço Vertical

Poço Direcional

Poço Direcional: Horizontal

Poço Direcional: Grande Afastamento

Poço Direcional: Multilaterais

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

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

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

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


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


PERFURAR

REVESTIR

CIMENTAR

MANOBRAR

OPERAÇÕES BÁSICAS

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

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