Equipamentos utilizados na perfuração direcional

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A necessidade de se extrair petróleo de reservatórios localizados em águas profundas e ultraprofundas, de reservatórios não convencionais ou com características peculiares torna as operações de perfuração, completação, elevação artificial ou por surgência, escoamento e tratamento dos hidrocarbonetos cada vez mais desafiadoras. E é justamente isso que promove o desenvolvimento tecnológico da indústria petrolífera.

O aperfeiçoamento de técnicas utilizadas na perfuração de poços, como a perfuração direcional, por exemplo, inclui a utilização de equipamentos eficientes para fazer o registro da direcionalidade da coluna de perfuração. No entanto, para se estabelecer a trajetória de um poço direcional, além dos referidos equipamentos, são necessários métodos, tais como o de raio de curvatura e tangente balanceada. Embora relativamente simples, requerem um grande esforço de cálculo e, alternativamente, o uso de inúmeros softwares existentes na indústria.

Equipamentos

As medições direcionais são comumente chamadas de surveys ou “fotos”, cujo objetivo é descrever a trajetória do poço e localizá-lo no espaço. São obtidas com equipamentos especiais que serão descritos a seguir.

Durante a perfuração, essas medições são importantes para que se atinja o objetivo com precisão, se evite colisões entre poços e, em um eventual blowout, o mesmo seja combatido por meio de poços de alívio. Contudo, elas também se justificam em fases subsequentes à perfuração, como a completação, produção e abandono do poço. Pode-se agrupá-las, portanto, em:

1. Controle direcional;

2. Verificação de posição;

3. Orientação;

4. Produção.

Alguns fatores que influenciam na seleção do equipamento de medição são:

1. Tamanho do objetivo: exigências de precisão.

2. Latitude do poço e direção do objetivo.

3. Custo da sonda.

4. Máxima inclinação de projeto.

5. Condições do poço e formação.

6. Poço aberto ou revestido.

De forma geral, em termos do tipo de medição, os equipamentos podem ser magnéticos ou giroscópicos. Enquanto em termos do número de medições, pode ser de registro simples, múltiplos ou contínuos. Vale ressaltar que existem diferenças de aplicação, precisão e preço, sendo os mais baratos geralmente de menor precisão.

Equipamentos magnéticos

Esses equipamentos não podem ser utilizados dentro ou próximos de poços revestidos, requerendo comando não-magnéticos para alojar os sensores e diminuir a interferência provocada pela coluna de perfuração.

a)     Magnético de registro simples (magnetic single shot – MSS)

Registra, simultaneamente, a direção magnética, a inclinação e a orientação toolface de poços não revestidos em um disco de filme individual. É utilizado para monitorar o progresso do poço e a orientação da coluna de perfuração.

b)     Magnético de registro múltiplo (magnetic multishot – MMS)

Este registra, em um filme fotográfico de 8mm ou em um módulo de memória de estações múltiplas, a direção magnética e a inclinação. É utilizado para investigar todo o poço depois da perfuração e permite menor tempo de operação.

Equipamentos giroscópicos

A vantagem destes equipamentos em relação aos anteriores é não interferência magnética, o que permite medições dentro de revestimentos.

a)     Giroscópio de registro simples (gyroscopic single shot – GSS)

Este grava a direção e a inclinação do poço em um filme simples em forma de disco, registrando a direção por meio de uma bússola giroscópica.

b)     Giroscópio de registro múltiplo (gyroscopic multishot – GMS)

Este pode ser agrupado em duas categorias:

1. Giroscópio livre: é mais antigo e menos preciso, pois deve ser referenciado a uma direção na superfície, acarretando um erro de leitura, além de sofrer um desvio ao longo de sua descida no poço.

2. Giroscópio de taxa de mudança: é de alto grau de precisão, busca o referencial do norte verdadeiro e não sofre desvio.

Sistema de navegação inercial (inertial navigation system – INS)

Faz parte de uma família especial de ferramentas, sendo considerada a mais precisa quando se trata de registros direcionais. Os giroscópios constituídos no INS orientam inicialmente o sistema, servindo de referência para os acelerômetros. As leituras são integradas a fim de se obter a inclinação e o azimute do poço.

Medição contínua a cabo (steering tools)

É composto por um sensor magnético de direção e um sensor gravitacional de inclinação, os quais transmitem os dados para a superfície por meio de um cabo. É utilizado com motor de fundo e fornece a posição do poço a cada instante, possibilitando o acompanhamento durante a perfuração e a transmissão de dados em tempo real. Porém, não pode ser usado durante a perfuração rotativa devido ao cabo.

Medição contínua sem cabo (MWD e GWD)

Os equipamentos de medição contínua sem cabo são conhecidos como MWD e são os principais utilizados na perfuração. Em relação aos equipamentos anteriores, algumas de suas vantagens são a redução do tempo de sonda, sistema de medição mais acurado e registro direcional contínuo do poço. Como pode-se observar na figura abaixo, o MWD é composto de quatro elementos principais.

Lucas Goulart

Diretoria de Projetos do Portal do Petroleiro

Graduando em Engenharia de Petróleo

Referências

ROCHA, Luiz Alberto Santos et al. Perfuração Direcional. 2. ed. Rio de Janeiro: Interciência, 2008. 323 p.

PORTO, Rodrigo Amaral do Patrocínio. Interferência magnética em equipamentos de registro direcional. 2009. 97 f. TCC (Graduação) – Curso de Engenharia de Petróleo, Escola Politécnica, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2009.

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