DESAFIOS NA COMPLETAÇÃO DE POÇOS NO OFFSHORE DE ANGOLA Parte II

DESAFIOS NA COMPLETAÇÃO DE POÇOS NO OFFSHORE DE ANGOLA Parte II

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Introdução

A produção de areias é um dos problemas mais antigos nas operações petrolíferas, principalmente nas formações pouco consolidadas isto é formações jovens. Muitas técnicas foram desenvolvidas no sentido de solucionar este problema. O empacotamento de gravel é das técnicas mais usadas actualmente no controlo da produção de areias, daí a sua escolha para análise neste trabalho. O campo em estudo é o grande Plutónio (GtP) operado pela empresa inglesa British Petroleum (BP) no bloco 18.

Pretendia neste trabalho fazer uma abordagem profunda do tema de controlo de areias especificamente o empacotamento de gravel, o que requereria mais tempo de estágio, tanto no segmento de bombeamento da Schlumberger (SLB), como na empresa operadora e noutras empresas concorrentes na prestação de serviços de gestão de areias, pelo que apresento este trabalho no sentido de partilhar com os meus colegas, público em geral aquilo que foi minha formação ao longo dos cinco anos de estudo, particularmente o estágio de final de curso e deixar em aberto o tema proposto, para futuras actualizações e discussões.

O meu estágio foi realizado no subsegmento da completação de poços de ferramentas e equipamentos SMS-Tools, pelo que tentei retratar todo o assunto de controlo de areias na sua generalidade. O trabalho está dividido em três partes:

I. Faço uma breve incursão sobre a indústria petrolífera em Angola, explicação do sistema petrolífero e apresento alguns conceitos básicos de Engenharia de Petróleos, fazendo uma relação que as diferentes áreas do ramo têm com o tema hora exposto;

I. Enquadramento teórico do problema, apontando as causas, consequências e técnicas de gestão da produção de areias;

I. Abordagem prática da solução de controlo de areias nos poços de produção que foram completados com a técnica OHGP usada no Bloco 18 no projecto GtP operado pela BP, com maior destaque para os sistemas de equipamentos usado fornecido pela SLB.

Objectivo Geral

O objectivo deste trabalho é de mostrar a importância da completação de poços e seu destaque no offshore angolano usando a técnica OHGP, mostrando as vantagens e desvantagens do uso da técnica de controlo de areias no nosso offshore.

Objectivos Específicos

Explicação dos conceitos básicos de Engenharia de Petróleos e identificação dos elementos importantes da completação de poços; Descrever o sistema de produção e controlo de areias (causas, consequências da produção de areias, métodos de controlo e seu impacto no ciclo de vida do poço); A relevância da completação no que se refere ao planeamento de sistemas de controlo de areias; Desafios de controlo de areias no offshore angolano; Caracterização do sistema de equipamentos de controlo de areias por empacotamento de gravel em poços não revestidos.

Importância

A completação alberga uma vasta área dentro da Engenharia de Petróleos pois as suas operações iniciam no final da fase de perfuração e terminam praticamente no abandono do poço. A falha dos sistemas de completação acarreta custos extremamente elevados o que pode comprometer o investimento realizado.

A produção de areias é um dos factores causadores de falhas no sistema de completação, o que obriga desde o início do desenvolvimento de um campo aos operadores, estabelecer sistemas simples e eficazes que garantam a produtividade e segurança durante o tempo de vida útil do poço, com o mínimo de paragens possíveis para manutenções e alterações. Sendo os sistemas de controlo de areias em formações pouco consolidadas, um factor importante no processo de construção do poço, pois uma boa completação reduz intervenções futuras.

Actualidade

A produção de areias é dos principais se não mesmo o principal problema da completação no offshore angolano, isto devido ás características da formação onde são encontrados a maioria dos reservatórios, areias turbidítícas do miocénio e oligocénio. Pelo que a maior parte dos poços produtores angolanos do offshore dos últimos anos foram todos completados com sistemas de controlo de areias.

Delimitação e limitações

A completação de poços envolve todas as operações desde que a broca atinge a zona produtiva, o que envolve muitas etapas até a instalação de todo o equipamento que permite uma produção económica e segura. Neste trabalho somente me debruçarei sobre os sistemas de equipamentos de completação de poços, responsáveis pelo controlo da produção de areias da formação, isto é, a completação de fundo ou inferior que é basicamente a interface entre a formação e o poço, denominada pela industria como sandface especificamente os desenvolvidos pela Schlumberger.

Definição de Termos

Petróleo: É uma mistura complexa de HC com pequenas quantidades de substâncias que podem ser consideradas impurezas, como é o caso do Enxofre, Nitrogénio, Oxigénio, e alguns metais.

Poço: Abertura feita no subsolo que permite a comunicação entre a superfície e o reservatório petrolífero.

Completação de poço: Actividades de preparação e montagem de equipamento no poço que permite a produção ou injecção, não são mais do que actividades de finalização ou acabamento do poço.

Controlo das areias: Acto de controlar as areias da formação.

Empacotamento de gravel: Técnica que permite a exclusão de areias da formação semelhante a um filtro de areias que permite a contenção de sólidos sem prejudicar a produção do Petróleo.

5 I. CONCEITOS GERAIS

1.1 Actividade Petrolífera em Angola

Existem relatos que o uso do Betume proveniente de exsudações naturais foi utilizado em Angola durante muitos séculos, sendo o primeiro registo feito em 17671 de uma exportação de 49 barris de petróleo para Lisboa, recolhido de afloramentos.

A exploração petrolífera com meios modernos teve o seu início em 1910, com o primeiro poço perfurado em 1915 mas sem sucessos. A primeira descoberta comercial aconteceu em 1955 na bacia do Kwanza (onshore), no campo do Benfica. Anos depois com as subsequentes descobertas na mesma bacia e no enclave de Cabinda (Bacia do Congo) e com a instalação da refinaria em 1957, existente até os dias de hoje, Angola tornou-se sustentável em petróleo. Em 1991 começam as explorações em águas profundas, com a primeira descoberta comercial em 1993 no campo denominado Girassol no bloco 17. Em termos de reservas Angola tem mais nove Bilhões de barris provadas para um consumo para os próximos 20 anos. Ocupa uma posição de destaque no sector, em quarto no que se refere a reservas em África e 21º no mundo (dados de 2006, ENI, World Oil gas Review). Com uma produção de mais de 1.900.0 barris de óleo produzidos por dia (equivalente em litros a mais de 302 milhões de litros de óleo por dia), Angola disputa com a Nigéria a posição de liderança na África Subsariana. Maior parte da produção angolana é proveniente das águas rasas e profundas. Salientar que já se nota algum interesse no onshore angolano por grupos de investidores, a título de exemplo já se anunciaram grandes descobertas no onshore de Cabinda, como já começaram algumas campanhas sísmicas em algumas concessões a norte de Luanda.

Realçar ainda que em termos de actividades petrolíferas, neste momento está em carteira dois grandes projectos petrolíferos, sendo o primeiro da instalação de uma central de LNG que evitará a queima do gás associado a produção petrolífera (projecto Angola LNG), que terá ganhos substâncias em termos financeiros e ambientais e o da construção da refinaria do Lobito que diminuirá as importações dos vários produtos do petróleo.

1 Cfr, Wood Mackenzie ,Angola Contry Overviw, 2005 pág.12

1.1.1 Petróleo de Angola

São produzidos basicamente dez2 tipos de crude (Petróleo Bruto) em Angola, nomeadamente;

Óleos leves e doce (Nemba , Palanca, Xicomba); Óleos Intermédios ou médio Doce (Cabinda, Hungo Girrassol, Kissange Dália, Plutónio); Óleos Pesado (Kuito).

A denominação do petróleo é relacionada geralmente com a zona onde é produzido, o grau APIº, a quantidade de Enxofre, e outros parâmetros estipulados pelo mercado internacional, pelo que quanto mais leve (grau APIº alto) e menos quantidade de enxofre tiver melhor será a sua cotação. Realçar aqui que geralmente os óleos pesados estão associados a percentagens de enxofre superiores a 1% e os doces ou leves com menos de 1 % de enxofre.

Os óleos de Angola têm uma gravidade APIº variando entre 18º – 32 º. Têm boa cotação no mercado internacional com descontos variando aproximadamente entre os 0.05 – 2% do Brent, com excepção do óleo do campo Kuito, que é pesado e que tem descontos na ordem dos 15% a 20 % do Brent, sendo o Palanca o melhor óleo produzido que tem um desconto

Premium no mercado internacional com na ordem dos 0.05 – 0.7 % do Brent.3 .

1.1.2 Campos Petrolíferos de Angola

Angola tem seis bacias sedimentares respectivamente Congo, Kwanza, Namibe, Kassange, Okawango e Etosha como mostra a figura 1. As bacias da margem continental possuem diferentes históricos de exploração e estágios de maturidade, pertencentes a grande bacia da África ocidental uma das maiores produtoras de petróleo do mundo.

2 Provavelmente o número de ramas terá acrescido com a entrada do projecto Gimboa do bloco 4 pelo que o número de ramas apresentado é com base nos dados obtidos no portal do Governo, “Relatório das actividades petrolíferas de 2007” elaborado pelo ministério dos petróleos, w.angola.gov.ao 3 Valores de 2005 com base no, Wood Mackenzie idem P 26-27 e Eni- World Oil gas Review, 2006

Figura 1 Bacias sedimentares angolanas. Fonte: w.sonangol.co.ao

O sistema petrolífero está provado nas bacias do Congo e Kwanza e a do Namibe apenas identificada. As bacias do interior encontram-se actualmente em fase de reconhecimento, com estudos Aéreo-Gravimétricos, Magnométricos segundo à Sonangol. Para efeitos de licitação as bacias da margem continental foram divididas em 51 blocos, dos quais mais de 20 já foram adjudicados.

Um aspecto a realçar nos campos angolanos é a sua localização geográfica que constitui desafios para as empresas operadoras, pois maior parte dos campos em pesquisa, desenvolvimento e em produção, actualmente estão localizados no offshore, em águas rasas, profundas, e recentemente as ultra-profundas, que encarecem os custos das operações, tecnologia, estruturas, recursos Humanos e logística.

1.2 Sistema Petrolífero

O sistema petrolífero é aquele que reúne os elementos e processos essenciais para a formação de uma acumulação de petróleo (Magoon & Dow, 1994). O mesmo envolve tanto os elementos relacionados com a rocha mãe, reservatório, cobertura, armadilha, como os processos geológicos associados essências para que exista a acumulação de hidrocarbonetos (HC), pelo que a simples existência dos elementos e actuação dos processos não garante a formação de uma acumulação de petróleo. É necessário que exista um sincronismo de todos os elementos e processos para que ocorra ou exista uma acumulação.

A seguir farei uma breve abordagem dos principais elementos do sistema petrolífero, começando com a abordagem do próprio petróleo no que se refere a composição.

1.2.1 Composição, Origem, Migração e Acumulação do Petróleo

O Petróleo é um combustível fóssil, não renovável, resultante de mais de 1200 combinações diferentes de hidrocarbonetos. Pode apresentar-se nos três estados físicos dependendo das condições de temperatura, pressão a que estiverem submetidos, com uma variação de coloração entre o preto e o castanho-escuro. Tem grande utilidade na indústria actual pela quantidade de componentes e liderar o sector energético mundial.

Os HC do petróleo, podem ser agrupados em três grupos distintos, nomeadamente a série das parafinas (CnH2n+2), os nafténicos (CnH2n) e os aromáticos (CnH2n-6), que jogam um papel fundamental nas propriedades ou características do petróleo. O conhecimento destas características são importantes desde as pesquisas até ao refinador, pois todo um trabalho de avaliação, caracterização, dimensionamento de estruturas depender do tipo de petróleo a produzir. Para, o seu uso comercial o petróleo é separado em fracções mais leves por meio da destilação fraccionada tendo em conta os pontos de ebulição dos vários componentes, resultando os vários produtos do petróleo, como exemplo: a gasolina, o jet fuel, o querosene, petroquímicos, gasóleo, gasolina, lubrificantes, asfaltos, etc.

A origem do petróleo segundo a teoria orgânica diz que o mesmo tem a sua génese no material orgânico proveniente de plantas e animais que se depositou junto com outros sedimentos de rochas pré existentes, sofrendo transformações devido ao aumento da carga sedimentar e efeito da temperatura. De forma simplificada o processo de geração segundo está teoria pode ser resumido em quatro estágios onde o efeito da temperatura, pressão e o tempo jogam um papel fundamental:

Diagenêse – Mais ou menos 65 °C, formação do metano bioquímico; Catagênese – Formação dos HC líquido e algum gás húmido; Metagênese – Aos 210°C, formação dos gás leve ou seco;

Metamorfismo – Degradação do HC deixando remanescente grafite, gás carbónico e algum resíduo de gás metano.

mínimo 5% de material orgânico constituem boas rochas mãe

A rocha sedimentar que contem matéria orgânica, quando sujeita ao peso das camadas e aquecimento produz HC chama-se rocha mãe do petróleo. Os xistos argilosos contendo no

Após a sua formação na rocha mãe ocorre o processo chamada migração, que é a sua movimentação da sua zona de geração até a zona de acumulação, ou seja o petróleo formado migra da rocha mãe para a rocha reservatório. Sendo que a expulsão da rocha mãe chamada migração primária, e o segundo processo que é o movimento ao longo de uma rocha porosa e permeável até ser travada por uma armadilha é chamada migração secundária, dizer que caso não seja interceptado no seu trajecto o mesmo busca sempre zonas de menor pressão, até se perder através de exsudações, na superfície.

Para que se dê uma acumulação a seguir do processo de formação e migração é necessário que ao longo da sua movimentação, o mesmo sofra um bloqueio no seu percurso, isto só é possível devido na existência de uma rocha reservatório, armadilha e uma rocha de cobertura. Constituem bons reservatórios todas as rochas que têm a capacidade de armazenar fluidos e permitir que os mesmos se movimentem no seu interior, ou seja, têm de ser porosas e permeáveis. Elas podem ser de qualquer natureza, desde que tenham estas duas condições, embora as sedimentares sejam as mais comuns por terem um maior valor de porosidade e são formadas em temperaturas mais baixas numa comparação com as rochas metamórficas e magmáticas. Existem rochas, geralmente as carbonatadas que tem baixa porosidade, mas o facto de terem fracturas naturais, podem constituir boas rochas reservatório.

As armadilhas são as estruturas ou estratos geológicos, capazes de reter o petróleo em uma dada área em todas as direcções, isto depois de todo um processo de formação, migração para a rocha reservatório. São agrupadas em três grupos principais, estruturais, estratigráficas e combinadas.

A rocha de cobertura como o próprio nome diz é a rocha com muito baixa permeabilidade que serve de capa para o reservatório, que faz com que o mesmo não escape pela formação, conjuntamente com a armadilha fazem a função de bloqueio do petróleo. Constituem boas rochas de cobertura os xistos argilosos, evaporitos (sal).

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