Controle de po§o

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Controle de Poo

Joo Carlos R. Plcidojcrp@petrobras.com.br

Bibliografia

Bourgoyne, A.T., Millheim, K.K., Chenevert, M.E., and Young, F.S.: Applied Drilling Engineering, SPE Textbook Series, Vol. 2, Richardson, Texas, USA, 1986. Captulos 4.4 e 4.14

Causas de um KickFluido de Perfurao com massa especfica insuficiente para conter a produo de formaes expostasTcnicas de deteco de zonas de presso anormalFonte de Dados Mtodos Geofsicos Parmetros de Perfurao Fluido de Perfurao Cascalho Perfilagem Medida Direta de Presso Indicador de Presso Reflexo ssmica, gravimetria Taxa de penetrao, expoente d e dc, torque e arraste Corte de gua ou gs, resistividade e tempo de retorno Massa especfica, volume, forma, tamanho ou quantidade Perfis eltricos, acsticos e densidade Presso na coluna de teste poca do Registro Antes de perfurar Durante a perfurao Durante a perfurao Durante a perfurao Aps perfurar Aps perfurar

Causas de um KickFalta de Ataque ao Poo Retirada da Coluna Clculo do Volume de Ao Retirado Pistoneio Hidrulico - reduo do BHP pelo movimento da coluna Estatstica Mecnico enceramento de broca Perda de Circulao Queda do nvel do fluido no anular Perfurando (42 %) Cimentao inadequada Influxo de gs durante a pega da pasta OutrosEstrutura auto-sustentvel Reduo da hidrostticaManobrando (48 %)

Sinais de AlertaAumento brusco da taxa de penetrao Mudana de litologia Presso de poros > presso no poo Corte do fluido de perfurao guaSalinidade Aumento do teor de cloretos Zona de sal (halita)

leo GsExpanso na superfcie

Reduo da presso de circulao e aumento da vazo de bombeio Tubo em U Fluido mais leve no anular Furo na coluna (checar carga no gancho)

Indcios de um KickAumento do volume do fluido de perfurao nos tanques Aumento da vazo do fluido de perfurao no retorno Vazo de retorno > Injeo Poo escoando mesmo com bombas desligadas Poo aceitando menos volume de fluido de perfurao que o volume de ao retirado Retirada da coluna Tanque de manobra Poo devolvendo mais volume de fluido de perfurao que o volume de ao descido Descida da coluna Tanque de manobra

Deteco de um KickRetorno Aumento de Volume

Fluido de Perfurao Sapata Revestimento Formao Exposta de Mnima Competncia

Poo Aberto

Constatao de algum indcio Fechamento do Poo Leitura das Presses Mtodo para remoo do fluido invasor e adensamento do fluido de perfurao

Fluido Invasor Reservatrio

Segurana e Cabea de PooBOP Gavetas Choke Manifold Acumuladores Linhas e Vlvulas

BOP

Segurana e Cabea de PooBOP ANULAR

Segurana e Cabea de PooBOP GAVETAS DE TUBO (PIPE RAMS)

GAVETA CORTADORA (SHEAR RAMS)

Segurana e Cabea de Poo

Acionamento Remoto do BOP

Choke Manifold

Fechamento do PooSIDPP (Shut-in Drill Pipe Pressure) Procedimento Operacional Perfurao Manobra nos Tubos Manobra nos Comandos Sem Coluna no Poo Fechamento do BOP Cima para Baixo Annular Preventer Hard ou Soft Shut-in

t (tempo)

BOP

pdp

Fechamento do Poopc Choke Ajustvel

Sapata Revestimento Formao Exposta de Mnima Competncia

Poo Aberto

Estabilizao das presses Determinao das presses relevantes SIDPP Shut-in Drill Pipe Pressure SICP Shut-in Casing Pressure Identificao do tipo de fluido Composio em geral desconhecida Estimativa da massa especifica Hipteses adotadasO Kick constitui um volume nico e contnuo no fundo do poo No h deslizamento entre as fases lquido e gs

Fluido Invasor Reservatrio

Altura do Kick no AnularBOP pdp pc

G = Ganho de Volume nos Tanques (pit gain) Hiptese: G=Vk (Volume de Influxo) Nomenclatura C3 Capacidade do Anular Poo-DC C2 Capacidade do Anular Poo-DP C1 Capacidade do Anular Rev.-DP L3 Comprimento de DC`s Caso o volume do Kick seja menor que o volume do anular Poo-DC

Choke Ajustvel Sapata Revestimento Formao Exposta de Mnima Competncia

Poo Aberto

L k = Vk C3 = GC3 Caso o volume do Kick seja maior que o volume do anular Poo-DCL L k = L 3 + C 2 Vk 3 C3

Fluido Invasor Reservatrio

Exemplo (4.6)Um poo vertical estava sendo perfurado a prof. de 10000 ps com um fluido de 9,6 ppg que era bombeado a vazo de 8,5 bbl/min, quando foi detectado um kick. Ganhou-se 20 bbl em 3 min e o BOP foi fechado. Aps estabilizao, foram lidas as seguintes presses SIDPP=520 psi e SICP=720 psi. A capacidade do anular poo-DP de 12,9 ft/bbl e a pooDC de 28,6 ft/bbl para os 900 ps de DCs na coluna. Calcule a massa especfica do kick. A capacidade total da coluna de 130 bbl e a sapata anterior est a 3500 ps de profundidade.

(1) Assumindo que o influxo entre como um slug, sem se misturar: O volume total do anular poo-DC de Logo

V3 =

900 = 31,5 bbl 28,6

L k = 20(28,6) = 572 ps

Clculo da Massa especfica do kick (Tubo em U)

p c = p dp + ( m k )gL k

k = m

p c p dp gL k

= 9,6

720 520 = 2,9 ppg 0,052(572)

Exemplo (4.6)(2) Supondo que o influxo se misture homogeneamente com o fluido de perfurao. Vk = 20 + 8,5(3) = 45,5 bbl Neste casoL k = 900 + ( 45,5 31,5)12,9 = 1081 ps Assim, a massa especifica da mistura influxo-lamap c p dp gL k 720 520 = 6,04 0,052(1081)

mix = m

= 9,6

ppg

Supondo que a variao de presso no faa a massa especfica do gs variar tanto6,04 =

[ k (20) + 9,6(25,5)]45,5

Com k=1,5 ppg

Concluso: o influxo de gs

Informaes Prvias para Controle de PooMxima Presso no Revestimento e BOP Mxima Presso Admissvel na Rocha de Resistncia Mnima Teste de Absoro (Leak Off Test) Capacidades inerentes Geometria do Poo Capacidades de deslocamento e Eficincia Volumtrica das Bombas Presso Reduzida de Circulao (PRC) Controle de Presso no Fundo Monitoramento na Superfcie Conhecimento das Presses de Circulao Vazo reduzida de CirculaoMelhor Controle das Presses no Choke Menor Eroso do Choke e Linhas

Volume Total de Fluido de Perfurao no Sistema Planilha de Controle

Mtodos de ControleBOP pdp pc

Choke Ajustvel Sapata Revestimento Formao Exposta de Mnima Competncia

Objetivos Expulsar o fluido invasor Substituir o fluido por outro de peso adequado Condies de Operao Presso no Fundo Presso do Reservatrio FundamentoPresso no Fundo Constante

Poo Aberto

Presso na Sapata Fratura (Leak Off Test)Fluido Invasor Reservatrio

Mtodos de ControleMtodo do Engenheiro (Wait and Weight Method) Fluido de perfurao que amortece o poo km = m +SIDPP gD

Pdp = SIDPP

Iniciar Injeo do Fluido de Amortecimento Presso de Injeo reduz-se PICPresso Inicial de Circulao pdp One Circulation MethodFluido de Amortecimento na broca

PFCPresso Final de Circulao

Vinj

Mtodos de ControleMtodo do Sondador (Circulate-and-Weight Method) Circular com o fluido original no pooExpulsar fluido invasor

Preparar simultaneamente o fluido de amortecimento Efetuar a substituio do fluido aps a remoo do fluido invasor PICPresso Inicial Two Circulations Methodde Circulao

pdp

Fluido de Amortecimento na broca

PFCPresso Final de Circulao

Vinj

Presses na CirculaoPresso Inicial de Circulao (PIC) Presso Final de Circulao (PFC)Topo do Gs na superfcie

PIC = SIDPP + PRCPFC = PRC

km m

pcGs passando para o anular poo-DP Gs totalmente expulso

Vinj

Exemplo (4.33)Um poo vertical estava sendo perfurado a prof. de 10000 ps com um fluido de 9,6 ppg que era bombeado a vazo de 8,5 bbl/min, quando foi detectado um kick. Ganhou-se 20 bbl em 3 min e o BOP foi fechado. Aps estabilizao, foram lidas as seguintes presses SIDPP=520 psi e SICP=720 psi. A capacidade interna dos 9100 ps de DPs 0,01422 bbl/p, e dos 900 ps de DCs 0,0073 bbl/p. Uma presso na bomba de 800 psig foi registrada previamente a uma vazo reduzida de 20 strokes/min. O fator de bomba 0,2 bbl/stroke. Calcule as presses no topo dos DPs requeridas para manter a presso no fundo constante enquanto o peso da lama aumenta da densidade original at a densidade final (kill mud).

Exemplo (4.33)Presso inicial requerida aps a bomba atingir a velocidade de 20 bbl/min: Densidade do fluido final (kill mud): Presso final de circulao: PIC = SIDPP + PRC = 520 + 800 = 1320 psig km = m +SIDPP 520 = 9,6 + = 10,6 ppg gD 0,052(10000)

km 10,6 = 800 = 883 psig 9,6 m Relao entre densidade da lama e presso de circulao linear. Mtodo do sondador (circulate-and-weight method): Assume que a densidade mdia da lama medida no ponto mdio da coluna de perfurao. Metade do volume dentro da coluna de perfurao:PFC = PRC1 [9100(0,01422) + 900(0,0073)] = 68bbl 2

Nmero de strokes requerido para bombear 68 bbl:

68bbl = 340 strokes 0,2bbl/strokes 340strokes = 17 min 20strokes/min

Fator da bomba 20 strokes/min, logo este processo levar 17 min para a lama se mover da superfcie at este ponto.

Portanto, as presses nos DPs podem ser obtidas a qq momento a partir da relao linear entre Pdp (circulando) x Densidade do fluido (Fig 4.39A) para a densidade medida na suco 17 minutos antes.

Exemplo (4.33)Mtodo do engenheiro (wait-and-weight method): Strokes para a lama com a densidade final (kill mud) chegar na broca:

[9100(0,01422) + 900(0,0073)]bbl = 680strokes0,2bbl/strokes

Logo, a densidade da lama aumentar de 9,6 ppg para 10,6 ppg aps 680 strokes da bomba (Fig. 4.39B).

Presses no AnularBOP pdp pc

Choke Ajustvel Sapata Revestimento Formao Exposta de Mnima Competncia Fluido Invasor

Poo Aberto

BHP mantida constante pela operao do choke ajustvel Partindo-se desta presso (BHP) conhecida, pode-se determinar a presso em cada ponto do anular Clculo da densidade dos fluidos e do volume que cada um ocupa no poo Para gs c