Controle de PooMaurcio de Aguiar Almeida, PhDmauricioaguiar@petrobras.com.br

BibliografiaBourgoyne, A.T., Millheim, K.K., Chenevert, M.E., and Young, F.S.: Applied Drilling Engineering, SPE Textbook Series, Vol. 2, Richardson, Texas, USA, 1986.Captulo 4

Causas de um KickFluido de Perfurao com massa especfica insuficiente para conter a produo de formaes expostasZonas de Presso AnormalTcnicas de deteco

Fonte de DadosIndicador de Pressopoca do RegistroMtodos GeofsicosReflexo Ssmica, Gravimetria ou EltricoAntes de PerfurarParmetros de PerfuraoTaxa de Penetrao, Expoente d e dc, torque e arrasteDurante a PerfuraoParmetros do Fluido de PerfuraoCorte de gua ou gs, resistividade e Temp. de retornoDurante a Perfurao (tempo de retorno)CascalhoMassa especfica, Volume, Forma, Tamanho ou QuantidadeDurante a Perfurao (tempo de retorno)PerfilagemPerfis eltricos, Acsticos, Densidade, etc.Aps perfurarMedida Direta de PressoPresso na coluna de TesteAps perfurar

Causas de um KickFalta de Ataque ao Poo Retirada da ColunaClculo do Volume de Ao RetiradoPistoneioHidrulico, < BHP pelo movimento da colunaMecnico encerramento de brocaPerda de CirculaoQueda do nvel do fluido no anularCimentao inadequadaInfluxo de gs durante a pega da pastaEstrutura auto-sustentvelReduo da hidrosttica

EstatsticaManobrando (48 %)Perfurando (42 %)Outros

Sinais de AlertaAumento brusco da Taxa de PenetraoMudana de LitologiaPresso de poros > presso no pooLitologia de maior perfurabilidadeCorte do fluido de perfuraoguaSalinidadeAumento do teor de cloretosZona de sal (halita)leoGsExpanso na superfcieReduo da presso de circulao e aumento da vazo de bombeioTubo em UFluido mais leve no anularFuro na coluna (checar carga no gancho)

Indcios de um KickAumento do Volume do Fluido de Perfurao nos TanquesAumento da Vazo do Fluido de Perfurao no RetornoVazo de Retorno > InjeoPoo Escoando mesmo com Bombas DesligadasPoo aceitando menos volume de fluido de perfurao que o volume de ao retirado Retirada da ColunaTanque de ManobraPoo devolvendo mais volume de fluido de perfurao que o volume de ao descidoDescida da ColunaTanque de Manobra

Deteco de um KickConstatao de algum indcioFechamento do PooLeitura das PressesMtodo para remoo do fluido invasor e adensamento do fluido de perfuraoReservatrioSapata RevestimentoFluido de PerfuraoAumento de VolumeRetornoPoo AbertoFormao Exposta de Mnima CompetnciaFluido Invasor

Segurana e Cabea de PooBOPGavetasChoke ManifoldAcumuladoresLinhas e VlvulasBOP

Segurana e Cabea de PooBOP ANULAR

Segurana e Cabea de PooGAVETA CORTADORA(SHEAR RAMS)BOP GAVETAS DE TUBO(PIPE RAMS)

Segurana e Cabea de PooAcionamento Remoto do BOP

Choke Manifold

Fechamento do PooProcedimento OperacionalPerfuraoManobra nos TubosManobra nos ComandosSem Coluna no Poo

Fechamento do BOPCima para BaixoAnnular PreventerHard ou Soft Shut-in

SIDPP (Shut-in Drill Pipe Pressure)t (tempo)

Fechamento do PooEstabilizao das presses Determinao das presses relevantesSIDPP Shut-in Drill Pipe PressureSICP Shut-in Casing PressureIdentificao do tipo de fluidoComposio em geral desconhecidaEstimativa da massa especificaHipteses adotadasO Kick constitui um volume nico e contnuo no fundo do pooNo h deslizamento entre as fases lquido e gsReservatrioSapata RevestimentoChoke AjustvelBOPPoo AbertoFormao Exposta de Mnima CompetnciaFluido Invasorpcpdp

Altura do Kick no Anular G = Ganho de Volume nos Tanques (pit gain)Hiptese: G=Vk (Volume de Influxo)NomenclaturaC3 Capacidade do Anular poo-DCC2 Capacidade do Anular poo-DPC1 Capacidade do Anular Rev.-DPCaso o volume do Kick seja menor que o volume do anular poo-DC

Caso o volume do Kick seja maior que o volume do anular poo-DC e menor que o volume do poo aberto

ReservatrioSapata RevestimentoChoke AjustvelBOPPoo AbertoFormao Exposta de Mnima CompetnciaFluido Invasorpcpdp

ExemploUm 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 poo-DC 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.Assumindo que o influxo entre como um slug, sem se misturar:

O volume total do anular poo-DC de

Logo

Clculo da Massa especfica do kick (Tubo em U)

bblpsppg

ExemploSupondo que o influxo se misture homogeneamente com o fluido de perfurao.

Neste caso

Assim, a massa especifica da mistura influxo-lama

Supondo que a variao de presso no faa a massa especfica do gs variar tanto

bblpsppgCom k=1,5 ppgConcluso: o influxo de gs

Informaes Prvias para Controle de PooMxima Presso no Revestimento e BOPMxima Presso Admissvel na Rocha de Resistncia MnimaTeste de Absoro (Leak Off Test)Capacidades inerentes Geometria do PooCapacidades de deslocamento e Eficincia Volumtrica das BombasPresso Reduzida de Circulao (PRC)Controle de Presso no FundoMonitoramento na SuperfcieConhecimento das Presses de CirculaoVazo reduzida de CirculaoMelhor Controle das Presses no ChokeMenor Eroso do Choke e LinhasVolume Total de Fluido de Perfurao no SistemaPlanilha de Controle

Mtodos de ControleObjetivosExpulsar o fluido invasorSubstituir o fluido por outro de peso adequado

Condio de OperaoPresso no Fundo Presso do ReservatrioFundamentoPresso no Fundo ConstantePresso na Sapata Fratura (Leak Off Test)ReservatrioSapata RevestimentoChoke AjustvelBOPPoo AbertoFormao Exposta de Mnima CompetnciaFluido Invasorpcpdp

Mtodos de ControleMtodo do Engenheiro (Wait and Weight)Fluido de perfurao que amortece o poo

Iniciar Injeo do Fluido de AmortecimentoPresso de Injeo reduz-seOne Circulation Method

Pdp -> SIDPPVinjpdpPICPresso Inicial de CirculaoPFCPresso Final de CirculaoFluido de Amortecimento na broca

Mtodos de ControleMtodo do Sondador (Drillers)Circular com o fluido original no pooExpulsar fluido invasorPreparar simultaneamente o fluido de amortecimentoEfetuar a substituio do fluido aps a remoo do fluido invasorTwo Circulations Method

VinjpdpPICPresso Inicial de CirculaoPFCPresso Final de CirculaoFluido de Amortecimento na broca

Presses na CirculaoPresso Inicial de Circulao (PIC)

Presso Final de Circulao (PFC)VinjpcGs passando para o anular poo-DPGs totalmente expulsoTopo do Gs na superfcie

Presses no AnularBHP mantida constante pela operao do choke ajustvelPartindo-se desta presso (BHP) conhecida, pode-se determinar a presso em cada ponto do anularClculo da densidade dos fluidos e do volume que cada um ocupa no pooPara gs considera-se a lei dos gases perfeitos e so adotadas as seguintes hipteses: (1) o kick constitui uma regio homognea e contnua, e (2) no h deslizamento entre fasesReservatrioSapata RevestimentoChoke AjustvelBOPPoo AbertoFormao Exposta de Mnima CompetnciaFluido Invasorpcpdp

ExemploUm 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 poo-DC de 28,6 ft/bbl para os 900 ps de DCs na coluna. A capacidade total da coluna de 130 bbl e a sapata anterior est a 3500 ps de prof. (Exemplo visto anteriormente). Calcule a m.e.e (massa especfica equivalente) na sapata quando do fechamento do poo. Calcule tambm a m.e.e. na sapata aps o bombeio de 300 bbl de fluido de amortecimento (mtodo do engenheiro) supondo que tenha sido empregada a margem de 50 psi acima da presso do reservatrio para circulao. Considere que o kick de gs metano, a uma temperatura constante de 140 F, e que segue o comportamento de gs ideal.No fechamento

M.e.e. do fluido de matar

M.e.e na sapata no fechamento psippgppg

ExemploAps o bombeio de 300 bbl de fluido de amortecimento, o volume de fluido de amortecimento no anular de 300-130=170 bbl.Como V3=31,5 bbl (L3=900 ps), ento

A presso na base do gs obtida por

Para gs ideal

Para Calcular a m.e.e a 3500 ps

LkpsppgbblReservatrioSapata RevestimentoChoke AjustvelBOPPoo AbertopcpdpLmLkmpspsigpspsigppg

Tolerncia ao KickObjetivoNa ocorrncia de um kick, deseja-se fechar o poo e circular o kick com segurana, sem que haja fraturamento da formao mais fraca (considerada na sapata)A soluo requer o conhecimento das:Presses caractersticas das formaesPresses atuantes ao longo do poo durante:Ocorrncia do influxoFechamento do pooCirculao do KickTolerncia um limite para uma dada varivel (valor mximo ou mnimo)Margem o que falta para a varivel atingir a tolerncia ou o limite, ou seja, a diferena entre o valor da varivel e o seu limite (mximo ou mnimo)

Equacionamento BsicoPara resultados precisos, requer modelagem complexa do escoamento multifsico. Uma modelagem simplificada permite:Resultados conservativos, satisfatrios em cenrios convencionais.Maior facilidade para compreenso do problemaCaractersticas do modelo simplificadoBolha nicaQuase estticoNomenclaturam m.e. do fluido de perfuraop m.e.e. da presso de poroscs m.e.e. atuante na sapata do rev.k m.e.e. do kick ReservatrioSapata RevestimentoChoke AjustvelBOPPoo AbertopcpdpLk

Equacionamento BsicoPremissasCondio esttica no fechamento do pooLk menor que o comprimento do poo abertom < f (m.e.e. de fratura na sapata)

Supondo cs = f Calcula-se p = kt (mxima presso de poros, em m.e.e.admissvel no cenrio proposto)

a mxima presso de poros, expressa em m.e.e., de modo que, ocorrendo um kick com um determinado volume a uma certa profundidade com a lama existente, o poo poder ser fechado sem fratura da sapata.ReservatrioSapata RevestimentoChoke AjustvelBOPPoo AbertopcpdpLk

Aplicaes do Kick ToleranceElaborao de projeto de poo de baixo para cimaElaborao de projeto de poo de cima para baixoVerificao da viabilidade de um programa de assentamento de sapatas de revestimentoAcompanhamento da execuo de poos

Aplicaes do Kick ToleranceProjeto de Cima para Baixo

Maximiza comprimento dos revestimentosPode economizar um revestimento

Aplicaes do Kick ToleranceProjeto de Baixo para Cima

PooSlimMinimiza comprimento dos revestimentos