Op Sonda de Perfuração Perfuração de Poços de Petróleo

Op Sonda de Perfuração Perfuração de Poços de Petróleo

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COSTA, André Schuster

Operador de Sonda de Perfuração / CEFET-RN. Mossoró, 2008. 32p.: 14il.

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I – PERFURAÇÃO DE POÇOS DE PETROLEO6
1.1 Introdução6
1.2 Classificação dos poços6
1.2.1 Quanto à finalidade6
1.2.2 Quanto à profundidade9
1.2.3 Quanto à direção9
1.2.4 Quanto ao diâmetro10
I - NOMENCLATURA DOS POÇOS12
2.1 Em terra12
2.2 No mar13
I - MÉTODOS DE PERFURAÇÃO14
3.1 Método de perfuração a percussão ou a cabo14
3.1.1 Equipamentos14
4.1.2 Operação14
3.2 Método de perfuração rotativo15
3.2.1 Método rotativo com mesa rotativa16
3.2.2 Método rotativo com “top drive”16
3.2.3 Vantagens e desvantagens do método rotativo17
3.2.4 Equipamentos de uma sonda17
3.2.4.1 Mastro ou torre18
3.2.4.2 Sub-estrutura18
3.2.4.3 Bloco de coroamento19
3.2.4.4 Catarina20
3.2.4.5 Kelly20
3.2.4.6 Coluna de perfuração20
3.2.4.7 Broca21
IV OUTRAS OPERAÇÕES24
4.1 Manobra24
4.2 Circulação24
4.3 Descida de revestimento25
4.5 Perfilagem25
4.6 Testemunhagem25
V - OPERAÇÕES ESPECIAIS DE PERFURAÇÃO26
5.1 Perfuração direcional26
5.2 Controle de kicks26
5.3 Pescaria27
5.4 Teste de formação27
VI - TIPOS DE SONDA28
Figura 3.1 – (a) Mesa rotativa ou “rotary table”, (b) Kelly ou haste quadrada16
Figura 3.2 – Top drive17
Figura 3.3 – Sonda terrestre de perfuração rotativa18
Figura 3.4 – (a) Mastro ou torre, (b) Sub-estrutura19
Figura 3.5 – (a) Bloco de coroamento, (b) Catarina19
Figura 3.6 – Kelly20
Figura 3.7 – Broca de lâmina21
Figura 3.8 – (a) Broca com um cona, (b) Broca bicônica, (c) Broca tricônica2
Figura 3.9 – (a) Broca de diamante, (b) Broca PDC2
de mastro28
Figura 6.2 – (a) Sonda terrestre perfurando em uma praia, (b) Sonda terrestre sob a neve29
auto-elevável, para perfuração em lâminas d’água rasas29
equipamentos para perfuração de poços de petróleo30

LISTA DE FIGURAS Figura 6.1 – (a) Sonda de madeira utilizada no princípio da exploração de petróleo, (b) Sonda terrestre Figura 6.3 – (a) Sonda sobre balsa para perfuração em rios e lagos pouco caudalosos, (b) Sonda Figura 6.4 – Navio sonda – torre de perfuração montada no deck de um navio que tem todos os Figura 6.5 – Sonda semi-submersível – utilizada para perfuração em lâminas d1água profunda........30

1.1 Introdução

Este módulo objetiva dar uma visão geral da perfuração de poços de petróleo. Aqui serão apresentadas as formas como podem ser classificados os poços e como é definida a nomenclatura do poço. Veremos as formas de perfuração existentes e suas características, os equipamentos utilizados, as operações habituais de perfuração de um poço bem com as operações especiais. Em suma, neste módulo, pretendemos apresentar todas as etapas de construção de um poço, desde sua classificação até a entrega dele pronto para instalação dos equipamentos de produção.

1.2 Classificação dos poços Os poços podem ser classificados quanto à: finalidade, profundidade e percurso.

1.2.1 Quanto à finalidade Quanto à finalidade, um poço de petróleo deve ser classificado conforme a tabela abaixo.

Tabela 1.1 – Tipos de poços quanto à finalidade

Finalidade Categoria Número

Pioneiro 1

Estratigráfico 2

Extensão 3

Pioneiro adjacente 4 Jazida mais rasa 5

Exploração

Jazida mais profunda 6

Desenvolvimento 7 Explotação (lavra)

Injeção 8

Especial 9

Mais adiante, veremos que a numeração atribuída à categoria do poço será importante para definir a nomenclatura do poço.

Poço exploratório É aquele que tem por objetivo a descoberta de novos campos ou novas jazidas de petróleo, a avaliação das reservas e sua extensão ou simplesmente a obtenção de novos dados para complementar as avaliações geológicas. Os poços exploratórios subdividem-se em:

a) Poço pioneiro (tipo 1) É o primeiro poço perfurado numa área (num futuro campo, casa seja descoberto óleo) em busca de jazida. A locação do poço é feita após análise dos dados obtidos por métodos geológicos e/ou geofísicos. Caso no poço encontre-se a formação portadora de petróleo, normalmente prossegue-se a perfuração até o embasamento, à procura de outras possíveis zonas produtoras. Normalmente, nesses poços, a geologia solicita mais amostras de calha do que nos poços de desenvolvimento, e essas amostras são de importância fundamental para a localização de possíveis zonas produtoras.

b) Poço estratigráfico (tipo 2) É um poço perfurado para estudo da coluna geológica e dos fluidos contidos nas formações de uma bacia sedimentar descoberta por mapeamento geológico. A perfuração pode ir até o embasamento (rocha sã que se encontra abaixo das rochas sedimentares). É perfurado visando à obtenção de informações sobre a disposição seqüencial das rochas de subsuperfície. Esses dados serão utilizados para programações exploratórias posteriores ou estudos específicos.

c) Poço de extensão ou delimitatório (tipo 3) Tem por objetivo delimitar um campo ou um reservatório já descoberto. É perfurado com maior espaçamento entre um e outro que os de desenvolvimento. A perfuração desse tipo de poço ocorre fora dos limites provados de uma jazida, visando ampliá-la ou delimitá-la. Poderá resultar na descoberta de uma nova jazida, independente daquela a para qual foi locado. A delimitação pode ser feita antes, durante ou após o desenvolvimento do poço.

d) Poço pioneiro adjacente (tipo 4) É perfurado após delimitação preliminar do campo, visando-se descobrir novas jazidas adjacentes. Caso se obtenha sucesso, esse poço implicará a descoberta de nova jazida. Se ficar provado que se trata da mesma jazida anterior, será reclassificado como poço de extensão.

e) Poço de jazida mais rasa ou mais profunda (tipo 5 ou 6) É perfurado dentro dos limites do campo quando há suspeita da existência de jazidas mais rasas ou mais profundas devido a novas informações obtidas pela sísmica ou pela experiência da área.

Poço exploratório ou de lavra É perfurado com o objetivo de extrair o hidrocarboneto da rocha-reservatório. Classifica-se em:

a) Poços de desenvolvimento (tipo 7) É aquele perfurado dentro dos limites do campo para drenar racionalmente o petróleo a partir dos testes realizados nos poços pioneiro e pioneiros adjacentes caso ajam é estudada a viabilidade econômica do reservatório de óleo ou gás. Os poços de desenvolvimentos são perfurados de acordo com o mapeamento geológico da área e das informações dos poços postos em produção previamente. Os poços em desenvolvimento são normalmente perfurados pelo menos trinta metros abaixo da zona produtora ou do último indício de hidrocarboneto. Esses trinta metros permitem a perfilagem de toda a zona produtora e permitem deixar um “saco” no revestimento abaixo da zona produtora para a queda de eventuais “peixes” ou decantação de areia, sem prejudicar a produção.

b) Poços de injeção (tipo 8) Poço perfurado com a intenção de injetar fluido na rocha-reservatório para ajudar na recuperação de petróleo.

Após o início da produção de petróleo de um campo, o reservatório sofre uma queda de pressão, tornando-se necessário injetar água para manter a pressão desse reservatório. Outra situação na qual se faz necessário injetar um fluido é quando o petróleo encontrado é bastante viscoso e difícil de sair. Nesse caso, injeta-se vapor d’água.

Poço especial Poço perfurado para outras finalidades que não a exploração ou a explotação, como, por exemplo, a produção de água, poço direcional para combate de “blow-out”, também chamado poço de alívio, etc.

1.2.2 Quanto à profundidade

Quanto à profundidade final, os poços de petróleo são classificados em:

Raso Quando a profundidade final não ultrapassa os 1 0 metros.

Profundidade média Profundidade entre 1 0 metros e 2 500 metros.

Profundos Quando a profundidade total ultrapassa os 2 500 metros.

1.2.3 Quanto à direção

Sabemos, desde o final da década de 20, que um poço de petróleo nunca é perfeitamente vertical. São vários os fatores que influenciam a.direção do poço: dureza das formações a serem atravessadas, inclinação e direção das camadas de rocha, bem como características da coluna que se está empregando na perfuração. O estudo desses fatores não nos interessa nesse momento; o importante é termos em mente que o poço descreve uma trajetória diferente da vertical que passa pela sonda de perfuração.

Vertical Vamos chamar de ALVO ou OBJETIVO de um poço o ponto resultante da intersecção da reta vertical que passa pela locação da Geologia na superfície com o plano que passa pela rocha-reservatório. Um poço é dito VERTICAL se a sonda e o alvo estão situados na mesma reta vertical. A inclinação e a direção devem ser controladas para que o poço atinja a rocha-reservatório dentro do limite tolerado pela Geologia. Essa tolerância é definida por um cilindro vertical de raio R. Como parâmetro, considera-se que o ângulo formado entre a linha imaginária que passa pelo início e o fim do poço e a vertical não ultrapassasse os 8º. Esse ângulo pode ser reduzido em campos maduros (com redução de malha) para não interferir em outros poços.

Direcional Trata-se do poço que é desviado propositadamente da vertical com o objetivo de atingir um alvo situado distante da projeção do poço. Os poços direcionais podem ser naturais, quando as formações apresentam forte tendência de ganho de ângulo durante a perfuração. Aproveita-se a tendência da formação e desloca-se a base para que o poço seja atingido sem qualquer correção ou necessite apenas de pequenas correções. Quando a formação não apresenta tendência de ganho de ângulo, usam-se equipamentos e técnicas para desviar o poço, de acordo com o projeto.

Horizontal Trata-se de um caso particular de poço direcional. É aquele que permanece um longo trecho na horizontal ou muito próximo da horizontal. Na indústria do petróleo, esse poço é utilizado para maior drenagem do petróleo por um único poço, pois a parte horizontal fica dentro da zona produtora.

Radial Constata-se quando, a partir de um único poço, partem vários ramos em diferentes direções para drenarem melhor o reservatório. Esses ramos (trechos de poços) podem inclusive ser horizontais para uma drenagem ainda melhor.

1.2.4 Quanto ao diâmetro

Convencional Um poço é considerado convencional quanto ao diâmetro quando os diâmetros utilizados são aqueles que permitem a descida dos revestimentos que normalmente são usados na produção do poço. Os diâmetros mais comuns das brocas são de 26”, 17 1/2”, 12 1/4”, 8 1/2” ou 8 3/4”.

Micropoço É aquele em que são usado diâmetros inferiores aos convencionais e, muitas vezes, é usada a microperfuração apenas em poços pioneiros, barateando, com isso, a perfuração destes e permitindo assumir riscos mais altos de não encontrar petróleo devido ao seu menor custo. Pode ser usado na selva, onde o transporte das sondas e equipamentos é parte significativa dos custos. Com a microperfuração, há diminuição do porte da sonda e do material a ser transportado.

2.1 Em terra

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