Perfuração: Uma Operação de Risco
IMAGEM MERAMENTE ILUSTRATIVA
A perfuração de um poço de petróleo pode ser comparada à construção de um túnel: o caminho precisa estar devidamente dimensionado, reforçado e cimentado para que o “trânsito” de óleo por ali seja seguro. Entretanto, numa escala de dificuldade e imprevisibilidade um pouco maior do que para um túnel, a perfuração é uma operação bastante complexa e está sujeita à ocorrência de uma série de anormalidades.
O poço é criado por uma coluna de perfuração (drill string), com uma broca acoplada na sua extremidade, e seu diâmetro pode variar entre 5 e 50 polegadas de acordo com a seção a ser perfurada. Após a perfuração de cada seção, tubos de aço de revestimento (casing) são descidos no poço, os quais provém integridade estrutural às paredes em zonas de alta pressão, por exemplo, onde desmoronamentos podem vir a ocorrer. A sequência do processo, como já é conhecida, consiste na substituição da broca por outra de menor diâmetro seguida por revestimento até que a formação produtora seja atingida.
Apesar da significativa evolução das técnicas de perfuração, do incremento de tecnologia e da aplicação de boas práticas operacionais, complicações durante o processo podem e irão ocorrer e, entre os prejuízos, pode-se destacar: contratação de tempo adicional de sonda, atraso na execução do projeto e, em casos mais extremos, perda do poço.
Quanto à operação propriamente dita, entre outros, os seguintes problemas podem ocorrer:
· Perda de circulação
· Prisão diferencial
· Kick
· Desmoronamento
· Alargamento
· Pack-off
· Chavetas
· Batente
· Fechamento de poço
· Quebra de BHA
· Entupimento de jatos
· Enceramento da broca
· Washout
Os três primeiros problemas serão descritos a seguir, uma vez que os seus princípios e mecanismos de ocorrência são mais conhecidos. Entre estes, pôde ser observado que existe uma relação de causa e consequência.
Perda de circulação
Nessa situação, ocorre a perda do fluido para a formação, seja na perfuração, completação ou em uma intervenção (workover), e pode ser de dois tipos: parcial e total. A perda parcial ocorre quando se nota uma diminuição do fluido que retorna para os tanques, ou seja, parte do fluido penetra na formação e não chega à superfície. E a total quando esse fluido se perde totalmente na formação. Evidenciando a relação de causa e consequência citada anteriormente, caso tal perda se dê em uma zona mais profunda, as zonas mais rasas poderão entrar em kick ou desmoronamento, pois ocorreria uma diminuição da pressão hidrostática no interior do poço.
Ambiental e economicamente falando, isso também seria um problema ao contaminar aquíferos com a pasta de cimento ou fluido de perfuração e ao danificar o reservatório.
Como ilustra a figura a seguir, alguns motivos para a perda de circulação são: existência de zonas permeáveis, cavernas, fraturas naturais e fraturas induzidas.
Prevenir completamente a perda de circulação é algo realmente difícil, mas algumas medidas podem ser tomadas para reduzi-la, especialmente a fixação de revestimento em zonas mais fracas, controle do peso fluido a partir da pressão de poros e de fratura e o uso de tampões de cimento em casos mais severos.
Prisão diferencial
Esse tipo de prisão ocorre somente em intervalos permeáveis da formação, com peso de fluido de perfuração muito maior que a pressão da formação (Equivalent Circulation Density, ECD , pressão de poros), onde a coluna acaba sendo pressionada no reboco contra a parede do poço e provoca a deposição de sólidos ao redor, como pode ser visto na figura abaixo. Desta forma, a coluna fica presa.
Para evitar a ocorrência da prisão da coluna de perfuração, procura-se mantê-la sempre em movimento vertical ou rotativo e diminuir os tempos de parada e manobras. Além disso, o ajuste do peso do fluido e de suas propriedades proporcionarão um reboco mais firme.
Kick
Largamente difundido, o conceito de kick é o de influxo indesejado de fluidos da formação no poço. Ele ocorre quando a pressão no interior do poço é insuficiente para manter os fluidos confinados na formação, geralmente em zonas de pressão de poros anormalmente alta.
Se esse influxo de fluidos não for controlado a tempo, pode transformar-se em um blow-out, com a saída de hidrocarbonetos, gás (CO2 e H2S, por exemplo) e água, causar danos de alto custo nas instalações e cadeias de produção e até mortes de funcionários e poluição ambiental.
Assim, a identificação da ocorrência de um kick é feita a partir do aumento de volume de lama nos tanques, poço em fluxo mesmo com as bombas desligadas, corte de lama por gás, óleo ou água. E o controle do mesmo pode ser feito com o fechamento do poço (BOP) e leitura das pressões na cabeça, com a regulagem de circulação do fluido invasor, aumentando a massa específica do fluido de perfuração.
De forma resumida, a tabela a seguir traz alguns desses problemas junto aos seus agentes causadores e parâmetros analisados para fins de comparação.
Como visto, muitas são as dificuldades para perfurar as formações, de forma a garantir a integridade do poço e da formação, até chegar ao reservatório. Para evitar ou reduzir o impacto dos referidos problemas durante a perfuração, o emprego de técnicas consolidadas e aperfeiçoadas e a análise dos parâmetros adequados são indispensáveis.
Lucas Goulart Diretoria de Projetos Portal do Petroleiro Graduando em Engenharia de Petróleo
Referências:
Rocha, L. A. S & Azevedo, C. T. Projetos de Poços de Petróleo: Geopressões e Assentamento de Colunas de Revestimentos. 2ª ed. Rio de Janeiro: Petrobras, Interciência, 2009.
Tavares, R. M. Interpretação e Análise de Dados de Perfuração em Poços de Petróleo. 2006. Dissertação (Mestrado em Ciências e Engenharia de Petróleo) – Instituto de Geociências, Universidade Estadual de Campinas, São Paulo.
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