Análise da janela operacional de um poço petróleo
O principal parâmetro utilizado na estabilidade de um poço de petróleo durante a sua perfuração é a janela operacional. A partir da janela operacional pode-se determinar o intervalo de variação da massa específica do fluido de perfuração e, consequentemente, o seu peso, objetivando estabilidade, segurança e preservação da integridade do poço no processo. Entretanto, é preciso uma análise de geopressões para se conhecer as curvas de sobrecarga, fratura, pressão de poros e colapso. O assentamento de sapatas de revestimento também é definido pelo referido parâmetro.
Um exemplo típico de janela operacional de um poço é apresentado na figura abaixo.
A região destacada é definida como janela operacional e o seu limite inferior, estabelecido pelos maiores valores entre as curvas de pressão de poros e de colapso, determina qual é o menor peso de fluido de perfuração possível que pode ser utilizado dentro do poço. Já o limite superior é estabelecido pela curva de pressão de fratura, indicando o peso de fluido máximo a ser utilizado na perfuração. Portanto, a massa específica do fluido é condicionada à pressão hidrostática por ela exercida para que não ultrapasse os limites definidos pelos limites inferiores e superiores das curvas.
As curvas de gradiente de pressão citadas anteriormente são obtidas das tensões e pressões impostas às formações ou por elas impostas. É importante conhecer o quanto as rochas suportam, ou seja, o seu estado de tensões, que poderá levar à falha das rochas em certas condições. E quando se fala em falha de rochas, as responsáveis são as pressões de colapso e de fratura. Daí a importância desse estudo para o projeto de execução da perfuração de um poço.
A pressão de colapso leva à falha da rocha por cisalhamento, podendo ocorrer devido a um baixo ou excessivo peso do fluido de perfuração. Dependendo do tipo de formação, essa falha causa uma deformação no diâmetro do poço, aumentando o torque sobre a coluna de perfuração e podendo levar ao seu aprisionamento. Outra consequência possível é o desmoronamento total ou parcial do poço.
Já a pressão de fratura leva à falha por tração, podendo ocorrer em função do peso do fluido de perfuração da mesma forma que acontece para a pressão de colapso. As consequências operacionais são desmoronamentos e perda de circulação, quando o fluido penetra a formação.
A compatibilidade entre peso do fluido de perfuração e as curvas da janela operacional define as profundidades dos revestimentos e de assentamentos das sapatas e, consequentemente, o projeto de cimentação do poço.
Critério de assentamento de sapatas baseado na janela operacional.
Usando este critério, a profundidade de assentamento é definida utilizando os limites da janela operacional, como já explicado. Conhecendo a profundidade final do poço, uma linha vertical é traçada até cruzar o limite superior da janela, onde deve ser assentada uma sapata de revestimento. O ponto de assentamento de outras sapatas é determinado da mesma forma. A figura abaixo ilustra esse procedimento.
Mas quais eventualidades podem interferir na janela operacional do poço?
Durante a perfuração, podem surgir problemas característicos da profundidade e do tipo de rocha que está sendo perfurada, tais como a presença de aquíferos e de gases em profundidades mais rasas e regiões de sobrepressão, as quais elevam a possibilidade de ocorrência de kicks em maiores profundidades. Como consequência disso, a janela operacional é reduzida e o número de fases do poço deve ser aumentado. A minimização dos problemas enfrentados ao se perfurar regiões problemáticas se dá pela descida do revestimento logo após a perfuração e pela adequação do fluido aos limites máximos e mínimos.
Lucas Goulart
Diretoria de Projetos do Portal do Petroleiro
Graduando em Engenharia de Petróleo
Referências
ROCHA, Luiz Alberto Santos; AZEVEDO, Cecilia Toledo de. Projetos de Poços de Petróleo: Geopressões e Assentamento de Colunas de Revestimentos. 2. ed. Rio de Janeiro: Interciência: Petrobras, 2009. 561 p.
SILVA, Daniel Soares da. Estudo de Geopressões e Assentamento de Sapatas de Revestimento. 60 f. TCC (Graduação) – Curso de Engenharia de Petróleo, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2015.
Comments