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Curso: Engenharia de Petróleo e Gás
Valor do Trabalho:
Disciplina: Perfuração I
( )T1 ( )T2 (X)T3 ( )T4
Professor (a): Márcia D. Clarisse
Data da Entrega: 23/09/2013
Alunos (as): Darcilene P. do Nascimento
Lidiane do Couto Garcia
Matrículas: 5701050
5701058
Nota:
Trabalho complementar
Defina fluidos de perfuração em base diferente a apresentada em sala de aula.
R.: Os fluidos de perfuração são vistos de diferentes maneiras por diferentes autores. O instituto Americano de Petróleo (API) considera fluido de perfuração qualquer fluido circulante capaz de tornar a operação de perfuração viável. Podem ser conceituados como composições frequentemente líquidas destinadas a auxiliar o processo de perfuração de poços de petróleo, poços tubulares e operações de sondagem (Amorim, 2003) e dependem das exigências particulares de cada perfuração (Amorim, 2006). Do ponto de vista físico, os fluidos de perfuração assumem comportamentos de fluidos não-newtonianos, ou seja, a relação entre a taxa de cisalhamento e a taxa de deformação não é constante (Machado, 2002). De uma maneira geral, os fluidos de perfuração são sistemas multifásicos que podem conter água, material orgânico, sais dissolvidos e sólidos em suspensão nas mais diversas proporções (Serra, 2003).
Quais são as principais características dos fluidos de perfuração? Explique cada uma de forma resumida.
R.: Para que os fluidos de perfuração desenvolvam as funções
necessárias e desejáveis de modo que ocorra uma perfuração rápida e
segura, o fluido de perfuração deve possuir as seguintes características:
Ser bombeável – é uma condição básica para o fluido tendo em vista que o mesmo deve limpar o poço dos cascalhos produzidos transportando-os até a superfície.
Manter os cascalhos em suspensão mesmo quando estiver em repouso – essa característica é fundamental para continuação da perfuração do poço caso aconteça uma pausa no bombeio, pois assim os cascalhos não se depositar sobre a broca.
Estabilizar as paredes do poço – O fluido deve estabilizar o poço mecânica e quimicamente, uma vez que havendo um desmoronamento das paredes do poço sobre a coluna de perfuração e broca, existiriam sérios problemas para a retirada da coluna e por consequência a perda do poço.
Não causar reações nas formações atravessadas, ou danos às formações produtoras – O fluido deve reagir o mínimo possível com as rochas (formações) atravessadas, por exemplo, se o fluido formal dimensionado pode ocorrer o inchamento da argila. É necessário também que o fluido não contamine as formações produtoras para que não cause danos ao poço.
Apresentar massa específica suficiente (peso) para evitar fluxos para dentro do poço – Essa característica ajuda manter a pressão hidrostática do fluido equivalente à pressão das rochas atravessadas, evitando a ocorrência de kicks durante o avanço da perfuração;
Ser quimicamente estável – O fluido deve possuir essa estabilidade para que não haja nenhuma reação interna no poço.
Aceitar qualquer tratamento, físico e químico – Essa propriedade se faz necessário, pois o fluido pode ser utilizado mais de uma vez no mesmo reservatório.
Pesquise um fluido de perfuração á base água, óleo e ar/gás mencionando seus aditivos e funções.
Fluido de base ar (gás, névoa ou espuma)
Os fluidos de base ar são pneumáticos e possuem benefícios econômicos em regiões de rochas duras, onde há pouca chance de achar grandes quantidades de água. O ar seco ou o gás tem uma rápida penetração do fluido, reduzindo a deposição de cascalhos. Estes fluidos são feitos com aditivos que têm por objetivo obter um fluido com a densidade final, inferior a da fase contínua deste mesmo fluido.
Neste sistema estão incluídas quatro operações básicas:
Ar seco, na qual ar seco ou gás é injetado no poço a uma velocidade capaz de remover os resíduos da perfuração;
Perfuração com um fluido composto de agente espumante e ar, que se mistura com água da formação geológica e reveste os resíduos permitindo sua remoção;
Perfuração com uma espuma à base de um surfactante com quantidades de argilas ou polímeros formando um fluido de alta capacidade de transporte;
Fluidos aerados que consistem em uma lama com ar injetado para remover os sólidos perfurados
São usados nas fases iniciais do poço:
–NATIVO
Frequentemente envolve formações de pouco ou nenhum interesse, possui baixíssima capacidade de inibição das formações expostas.
Água do mar + Argilas Nativas
–CONVENCIONAL
Água doce + Bentonita
Argila comercial mais usada nos fluidos de perfuração. A bentonita sódica é amplamente utilizada na formulação dos fluidos de perfuração, por sua característica de quando em meio aquoso, adsorver uma quantidade elevada de água, expandindo e aumentando de volume.
Fluidos à base de água
São utilizados na maioria das perfurações no mundo todo. No Golfo do México, por exemplo, mais de 90% dos poços perfurados usam este tipo de fluido (Burke & Veil, 1995). Um fluido à base de água constituído por água e aditivos. A composição é o principal fator que controla suas propriedades físicas e químicas. Também pode ser utilizado o adensante baritina que é o solido inerte mais comum dentre os produtos comercializados. Outros adensantes usados são a calcita e a hematita.
Fluidos à base água são constituídos, basicamente, por três componentes:
A fase água, que é a fase contínua do fluido e dependendo da localização do poço a ser perfurado e/ou da água disponível esta pode ser água doce, salgada, dura, branda, etc.;
A fase dos sólidos reativos, constituída por argilas comerciais e por argilas e polímeros que controlam a viscosidade, a argila mais usada é a betonita; e em menor quantidade a atapulgita e folhelhos hidratáveis provenientes das formações geológicas que estão sendo perfuradas,
E a fase dos sólidos inertes, constituída por sólidos tais como calcário ou areia. Entre os sólidos inertes há o adensante barita, que é o solido inerte mais comum dentre os produtos comercializados, outros adensantes usados são a calcita e a hematita. Os adensantes são adicionados aos fluidos para aumentar massa específica.
Fluidos de base óleo
Os fluidos à base de óleo são utilizados em situações onde há altas temperaturas e pressões, formações geológicas hidratáveis, elevadas profundidades e em formações geológicas salinas, ou em condições em que as formações são fortemente afetadas pelos fluidos de base água.
Os Fluidos de perfuração são à base de óleo quando a fase continua ou dispersante é constituída por uma fase de óleo, geralmente composta de hidrocarbonetos líquidos. Pequenas gotículas de água ou de solução aquosa constituem a fase descontinua desses fluidos. Alguns sólidos coloidais, de natureza inorgânica e/ou orgânica, podem compor a fase dispersa. Os fluidos podem ser:
Os verdadeiros fluidos à base de óleo: contêm água em concentração volumétrica a 5,0 %, asfalto oxidado, ácidos orgânicos, álcalis, agentes de estabilização, óleo diesel ou óleo mineral não tóxico.
As emulsões inversas: podem conter até 50,0 % em volume de água, que é dispersa em óleo através de um emulsificante especial.
Outros produtos químicos que podem ser adicionados aos fluidos:
Alcalinizantes e controladores de PH, como soda caustica, potassa caustica e cal hidratada.
Dispersantes, como o lignossulfonato, tanino, lignito e fosfatos;
Redutores de filtrado, como amido;
Floculantes, como a soda caustica, cal e cloreto de sódio;
Polímeros de uso geral para viscosificar, desflocular ou reduzir filtrado;
Surfactantes de cálcio magnésio, como cloreto de potássio, sódio e cálcio;
Bactericidas, como paraformaldeído, composto organoclorados, soda caustica e cal.
Aditivos
Características
Soda caústica, Potassa Caústica e cal hidratada.
Alcalinizantes, controladores de Ph, floculante.
Baritina e Hematita.
Adensante – pode controlar a densidade do fluido de perfuração.
Surfactantes: sabões e ácidos graxos.
Emulsificar a água, reduzi a tensão superficial.
Carbonato e bicarbonato de sódio
Removedores de cálcio e de magnésio
Paraformaldeído, Organocloratos, Cal e Soda Caústica.
Bactericida
Lignossulfatos, taninos, ligninos e fosfatos.
Dispersante, inibidor físico.
Realize uma comparação entre fluido á base água e á base óleo.
As principais características dos fluidos à base óleo são:
Grau de inibição elevado em relação às rochas ativas;
Baixíssima taxa de corrosão;
Propriedades controláveis acima de 3500F, até 5000F;
Grau de lubrificação elevado;
Amplo intervalo de variação de densidade: de 0,89 a 2,4;
Baixíssima solubilidade de sais inorgânicos.
As principais características dos fluidos à base água são:
Prover o meio de dispersão para os materiais coloidais
Tornar o fluido menos agressivo ao meio ambiente.
Facilitar a detecção de gás no poço.
Permite maior taxa de penetração.
Permite um maior número de perfis que pode ser executado.
Permite mais facilidade no combate a perda de circulação.
Tem menor custo inicial.
Fluido á base de água
Fluido á base de óleo
Tem menor custo inicial
Maior custo inicial
Permite mais facilidade no combate a perda de circulação
Dificuldade no combate a perda de circulação
Permite um maior número de perfis que pode ser executado
Menor número de perfis que podem ser executados
Tornar o fluido menos agressivo ao meio ambiente
Maiores graus de poluição
Facilitar a detecção de gás no poço
Dificuldade na detecção de gás no poço devido a sua solubilidade na fase continua
Permite maior taxa de penetração
Menores taxas de penetração
Cite as situações onde os fluidos á base de ar ou ar comprimido são empregados.
R.: São fluidos pneumáticos e possuem vantagens econômicas em áreas de rochas duras. Esses fluidos possuem baixa densidade, são empregados em zonas com perdas de circulação severas e formações onde há produção com pressão muito baixa ou com grande sensibilidade a danos. Também é empregado em formações que possuam um elevado grau de dureza como Basalto ou o Diabásio, em regiões com escassez de água ou regiões glaciais com camadas espessas de gelo.
Referências Bibliográficas:
Estudo dos constituintes dos fluidos de perfuração, Portal abpg.
Disponível em:
Acessado: 20/09/2013
Perfuração, UFPR. Disponível em:
Acessado: 19/09/2013
Avaliação de fluidos de perfuração de base aquosa contendo poliglicóis modificados, UFRJ. Disponível em:
Acessado: 19/09/2013
Bentonitas Aditivadas com Polímeros para Aplicação em Fluidos de Perfuração, ANP. Disponível em:
Acessado: 20/09/2013
Desenvolvimento de fluidos de perfuração a base de óleos vegetais, ANP. Disponível em:
Acessado: 21/09/2013
Fluidos de Perfuração IV – Estudo dos Fluidos I. Disponível em: < http://unitbr.com.br/>.
Acessado: 21/09/2013
Processamento de Lamas de Perfuração, ANP. Disponível em:
< http://www.anp.gov.br/CapitalHumano/Arquivos/>.
Acessado: 19/09/2013
