Post on 11-Nov-2015
description
1
APOSTILA DO CURSO
COMPLETAO DE POOS
Prof.: ALFREDO M. V. CARRASCO
UNIGRANRIO - 2006
2
ndice 1 - Tipos de Completao.............................................................4
1.1 - Categorias Bsicas de Completao ...............................................................4 1.2 - Seleo do Tipo de Completao e Critrios de Design ...............................11 1.3 Classificao da Operaes...........................................................................14 1.4 Detalhamento das Fases de uma Completao..............................................19
2 - Operaes de Cimentao na Completao..........................26
2.1 - Tipos de Cimentao......................................................................................25 2.2 Equipamentos de Cimentao........................................................................27 2.3 Acessrios de Cimentao.............................................................................28 2.4 Componentes Adicionais da Coluna de Produo.........................................41 2.5 - Objetivo das Operaes com Cimento...........................................................46 2.6 - Tcnicas Operacionais....................................................................................49
3 - Avaliao da Cimentao e Perfilagem.................................65
3.1 - Introduo.......................................................................................................65 3.2 - Objetivo da perfilagem snica........................................................................66 3.3 - Aderncia do Cimento....................................................................................66 3.4 - Perfis Snicos.................................................................................................69 3.5 - CBL: Cement Bond Logging.........................................................................72 3.6 - VDL: Variable Density Logging....................................................................73 3.7 - Revestimento Livre........................................................................................74 3.8 - Revestimento Cimentado...............................................................................75 3.9 - Sinais do Fluido..............................................................................................75 3.10 - Interpretao Qualitativa do Perfil CBL/VDL...............................................76 3.11 - Perfil Ultra-snico..........................................................................................79 3.12 - Cuidados na Perfilagem Snica......................................................................81
4 - Canhoneio..............................................................................82
4.1 - Introduo.......................................................................................................82 4.2 - Processo..........................................................................................................82 4.3 - Vantagens.......................................................................................................82 4.4 - Classificao...................................................................................................83 4.5 - Tipos de Canhoneio........................................................................................87 4.6 - Cargas Explosivas..........................................................................................91 4.7 - Eficincia do Canhoneio.................................................................................93 4.8 - Segurana.......................................................................................................97 4.9 - Assentamento de Tampes.............................................................................98
5 - Tratamento Qumico na Completao...................................99 5.1 - Ocorrncias e Causas de Dano Formao...................................................99 5.2 - Lavagem cida das Colunas........................................................................102 5.3 - Lavagem cida Canhoneados......................................................................103 5.4 - Remoo de Incrustaes Solveis em cido..............................................103 5.5 - Tratamentos Matriciais de Carbonatos.........................................................104 5.6 - Diretrizes para Seleo dos Fluidos de Tratamento.....................................104
3
5.7 - Projeto do Tratamento cido.......................................................................105 5.8 - Procedimentos Operacionais de Segurana..................................................105 5.9 - Tratamentos Matricias de Arenitos..............................................................106 5.10 - Mtodo para Seleo dos Fluidos de Tratamento........................................106 5.11 - Outros Sistemas No-Convencionais..........................................................108
6 - Fraturamento Hidrulico.....................................................109 6.1 - Introduo.....................................................................................................109 6.2 -- MMeeccnniiccaa ddaass RRoocchhaass.....................................................................................................111 6.3 -- FFlluuiiddooss ddee FFrraattuurraammeennttoo.......................................................................................................112
7 - Gravel Pack.........................................................................114 7.1 - Introduo....................................................................................................114 7.2 - Arenitos friveis...........................................................................................114 7.3 - Tcnicas de Predio de Produo de Areia................................................115 7.4 - Mtodos para Controle da Produo de Areia.............................................116 7.5 - O Mecanismo de Gravel Pack......................................................................117
4
1 - Tipos de Completao
Definio:
A completao de poos consiste no conjunto de servios efetuados no poo desde o
momento em que a broca atinge a base da zona produtora, para poder extrair o petrleo
desde o fundo at a superfcie. O objetivo conseguir a mxima produtividade ao mais
baixo custo, evitando-se no possvel minimizar o dano formao. As caractersticas
principais a considerar em toda completao so as seguintes: Deve ser simples,
confivel e flexvel.
Filosofia da Completao:
Grande parte da literatura de engenharia de petrleo ensina que uma boa completao
aquela onde so observados os seguintes aspectos: segurana, tcnico operacional e
econmico.
Sob o aspecto de segurana um poo necessita pelo menos de duas barreiras de
segurana durante a sua vida (perfurao, completao e produo). Define-se barreira
de segurana como um sistema independente, dotado de uma certa confiabilidade.
No aspecto tcnico operacional deve-se buscar maximizar a vazo de produo (ou
injeo) sem danificar o reservatrio, tornar a completao a mais permanente possvel,
de forma de minimizar o trabalho de interveno nos poos.
Para que se tenha uma completao bastante econmica, deve ser considerado o aspecto
tcnico operacional e de padronizao. A padronizao dos equipamentos utilizados
nos poos reduz os custos com estoques.
1.1 - Categorias Bsicas de Completao Existem muitos mtodos de completao utilizados ao redor do mundo. No entanto, o
que ocorre so inmeras variaes de alguns mtodos bsicos que podem ser
classificados em quanto:
5
ao revestimento de produo (interface entre a coluna e reservatrio):
- Completao a poo aberto
- Liner rasgado
- Liner ou Revestimento canhoneado
ao posicionamento da cabea:
- Arvore natal convencional (ANC)
- Arvore natal molhada (ANM)
ao nmero de zonas completadas:
- Simples
- Mltiplas
1.1.1 - Completao enquanto ao revestimento de produo
1.1.1-1. - Completao a poo aberto A completao a poo aberto (Figura 1.1) freqentemente utilizada em espessas
sees de reservatrios constitudos por tipos de rochas bem firmes (pouco risco de
desmoronamento), como embasamentos fraturados, calcreos, arenitos bem
consolidados. O intervalo produtivo no pode ser muito amplo e de preferncia deve de
ter somente um nico fluido. o mtodo mais antigo de completao de poos.
As vantagens deste mtodo so as seguintes:
a zona de interesse inteira aberta para a coluna;
no h gasto com perfurao do revestimento
(economia em revestimento e canhoneio);
drawdown pode ser reduzido por causa da larga rea de
influxo;
h uma reduo no custo do revestimento;
o poo pode ser facilmente aprofundado;
Figura 1.1
6
a completao pode ser facilmente convertida para um outro tipo de completao
como o liner rasgado ou revestimento canhoneado;
pelo fato de no haver revestimento, no h risco de haver dano formao causada
pelo cimento.
A completao a poo aberto particularmente atrativa quando h dificuldade de
identificao do retorno lquido financeiro durante o perodo de completao.
Algumas desvantagens e limitaes deste mtodo de completao so as seguintes:
grandes razes gs-leo / gua-leo normalmente no podem ser controladas porque
todo o intervalo aberto para produo;
o controle do poo durante a completao pode ser mais difcil;
a tcnica no aceitvel para formaes constitudas por reservatrios separados
que contm fluidos com propriedades incompatveis;
as diversas zonas dentro do intervalo de completao no podem ser facilmente
selecionadas;
no se pode avaliar a produo de cada formao,
este tipo de completao vai requerer freqentes limpezas se houver produo de areia ou se a formao no estiver estvel.
1.1.1 -2. Liner rasgado
Para controlar problemas de desmoronamento, os primeiros produtores de petrleo
colocaram tubos com fendas ou telas na parte inferior do poo como um filtro de areia.
O uso deste tipo de completao como mtodo para controle de areia vem se tornando
muito popular hoje em dia em algumas reas. Este mtodo tem praticamente as mesmas
vantagens e desvantagens da completao a poo aberto.
Na maneira mais simples, um tubo com fendas colocado dentro do poo (Figura 1.2).
As fendas so feitas pequenas o suficiente para que a areia fique retida. Para areias
muito finas so colocadas telas de arame. Esta tcnica um mtodo de controle de areia
razoavelmente eficaz. Algumas vezes este o nico mtodo de controle de areia usado.
7
Entretanto, este mtodo no muito recomendado porque:
O movimento da areia para a coluna faz com que haja
um impedimento da permeabilidade devido a mistura de
diferentes de tamanhos de gros.
Gros de areia finos tendem a obstruir a tela.
A tela pode sofrer desgaste devido movimentao da areia.
Um suporte ineficaz da formao pode causar desabamento.
Para solucionar estes problemas, o anular entre o poo e a tela preenchido com gros
de areias mais grossos. A areia ou cascalho serve como suporte para a parede do poo e
para prevenir o movimento de areia. Este mtodo pode remover alguns dos estragos
causados pelo fluido de perfurao.
Este mtodo utilizado geralmente para sees produtoras grossas, poos horizontais, e
para formaes friveis e de alta permeabilidade.
1.1.1. 3. Liner ou Revestimento canhoneado
O mtodo mais comum de completao envolve cimentao do revestimento na rea de
interesse, onde a comunicao com a formao feita atravs de buracos canhoneados
no revestimento e no cimento. Este canhoneio feito para penetrar a parede do poo e
se alcanar zona de interesse.
Usando vrias tcnicas de controle de profundidade, possvel decidir quais zonas sero
canhoneadas e abertas para produo. Sempre evitando fluidos indesejveis como gs e
gua, zonas fracas que podem produzir areia e sees improdutivas. Esta seletividade
que completamente dependente de um bom trabalho de cimentao e perfurao
adequada, tambm permite que um simples poo produza vrios reservatrios
separados, sem que haja comunicao entre eles.
Este canhoneio pode tambm ser usado para controlar o fluxo da zona de interesse,
fechando o canhoneado ou injetando fluidos para transformar as zonas em menos
permeveis (Figura 1.3).
Figura 1.2
8
A deciso de colocao do revestimento pode ser adiada at que a avaliao do
reservatrio seja concluda, reduzindo gastos com poos secos.
Em resumo, as vantagens desta completao incluem:
Operaes mais seguras;
Seleo mais segura das zonas a serem completadas;
Facilitao da estimulao seletiva;
Possibilidade de completao em zonas mltiplas;
Custos reduzidos com poos secos;
Planejamento mais fcil de operaes de completao;
Monitorar produo em cada formao;
Sucesso em operaes de restaurao;
A desvantagem para este caso seria o custo adicional e o dano formao. Este tipo de
completao geralmente usado a menos que haja uma razo especfica para preferir
um outro tipo de completao. Pode ser utilizado para todo tipo de formaes.
1.1.2 - Completao em quanto ao posicionamento da cabea do poo
A completao tambm classificada em concordncia ao posicionamento da cabea do
poo. Neste caso se estaria considerando dois tipos: completao com arvore de natal
convencional (ANC) e arvore de natal molhada (ANM). A completao com arvore de
natal convencional realizada em terra o em plataformas fixas, auto elevvel ou
modulada em guas rasas. A completao com ANM realizada com a cabea do poo
localizada no fundo do mar, como o caso das plataformas de guas profundas
(plataformas de perna de tenso, semi-submersvel ou navios sondas).
Figura 1. 3
9
1.1.3. Completao em quanto ao nmero de zonas completadas
Podemos considerar que podem ser simples ou mltiplas, como se descreve a
continuao:
1.1.3.1 Simples
Ocorre quando uma nica tubulao metlica descida no
interior do revestimento de produo, da superfcie at
prximo formao produtora. Este tipo de completao
possibilita produzir de modo controlado e independente
somente uma zona de interesse (Figura 1.5).
No recomendado para ser utilizado em zonas mltiplas.
Figura 1. 5
Figura 1.4
10
1.1.3.2 Zonas mltiplas de completao
Para completao de mltiplas zonas (Figura 1.6) o principal saber o que se deseja
produzir. Quando um poo encontra mais de uma zona de interesse, a deciso deve ser
tomada frente aos seguintes aspectos:
Produzir as zonas individualmente, uma depois da outra,
atravs de uma linha nica (seletiva);
Completar o poo com vrias linhas e produzir vrias zonas
simultaneamente (dupla);
Misturar vrias zonas numa nica completao (caso
especial de jazidas de gas).
Neste grfico temos que podemos produzir seletivamente duas
zonas diferentes, tendo um perfeito controle dos fluidos em cada
reservatrio e com a possibilidade de alterar a zona de produo.
Esta deciso deve ser baseada numa comparao econmica das alternativas, porm a
completao de mltiplas zonas, com uma nica linha de produo, so freqentemente
preferveis porque quando se trabalha com linhas duplas, o tamanho do revestimento
limita o dimetro, que, por sua vez, limita o fluxo obtido atravs de cada linha.
Completao com linha nica pode tambm ser usada onde a segregao necessria
para controle do reservatrio. Estas completaes podem tambm ser usadas para
minimizar custos de completao, que freqentemente a razo para limitar o tamanho
do revestimento de produo.
Completaes com linhas duplas podem ser paralelas ou
concntricas. Onde a elevao artificial pode ser requerida,
linhas paralelas so freqentemente usadas (Fig. 1.7). Linhas
concntricas podem alcanar uma capacidade mais alta de fluxo.
Completaes duplas permite produzir simultaneamente dois
zonas diferentes, com a vantagem de acelerar o desenvolvimento
do campo, e conseqentemente com menor nmero de poos
para drenar diversas zonas, e tambm implica no menor tempo
de uso dos equipamentos para novas aplicaes.
Figura 1. 6
Figura 1. 7
11
Completaes com linhas triplas tm sido tambm utilizadas em algumas reas, mas so
muito limitadas em capacidade de poo para que sejam economicamente atrativas como
completaes convencionais.
1.2 - Seleo do Tipo de Completao e Critrios de Design
Considerando a filosofia da completao e que a completao tem reflexos em toda a
vida produtiva do poo, se faz necessrio um planejamento criterioso, onde os seguintes
fatores so considerados:
Investimento necessrio;
Localizao do poo (mar ou terra);
Tipo de poo (pioneiro, extenso, desenvolvimento, etc.);
Finalidade (produo, injeo);
Fluidos produzidos (gs seco, leo, leo e gua, etc);
Propriedades do fluido (viscosidade, grau API, densidade, composio qumica);
Volumes e vazes de produo esperada (nmero de linhas, dimetro das
tubulaes);
Nmero de zonas produtoras atravessadas pelo poo (simples ou mltipla);
Possvel mecanismo de produo do reservatrio (gs em soluo, camada de gs,
influxo de gua);
Necessidade de estimulao (aumento da produtividade);
Controle ou excluso da produo de areia (completao com gravel pack);
Possibilidade de restaurao futura do poo;
Tipo de elevao dos fluidos (natural ou artificial);
Presso e profundidade do poo (tipo de revestimento de produo ou liner);
Propriedades da rocha (porosidade, permeabilidade, resistividade, radioatividade,
etc);
Dada a variedade de condies de produo ao redor do mundo, a definio dos limites
econmicos naturalmente algo nebuloso (uma baixa taxa de produo num poo no
Oriente Mdio pode ser considerada uma taxa respeitvel em muitos campos Norte-
americanos).
12
importante para o engenheiro de completao levar em considerao o impacto do
retorno da produo, custo de capital e custo de operao dos projetos de economia.
Num ambiente de altos impostos, eles esto na mesma ordem de importncia citada
acima. Custos de instalao s so significantes na medida em que os requisitos de
completao tm um impacto significativo no tempo total de perfurao e completao.
O custo real do equipamento de completao relativamente insignificante se
comparado produo incremental conseguida atravs da melhoria de potencial.
Consideraes geolgicas, econmicas e sobre o reservatrio ditaro os requisitos
funcionais de uma completao.
1.2.1 - Consideraes de Perfurao
Algumas consideraes de perfurao podem influenciar o tipo de completao a ser
instalada. Dentre os fatores a serem considerados esto:
Extenso dos prejuzos deixados pela perfurao e necessidade de utilizao de
tcnicas de estimulao, seleo de fluidos especiais de perfurao, etc.
O tamanho e o peso do revestimento de produo;
Os esforos suportados pelo revestimento de produo. O revestimento deve se
capaz de suportar o mximo de presso dentro do tubo;
Gasto ou corroso do revestimento de produo devem ser avaliados em
completaes com liner, especialmente para poos fundos.
Em ambientes cidos ou quando as condies podem se tornar cidas, os materiais
de revestimento de produo devem se adequar a certas especificaes.
A junta usada no revestimento de produo precisa ser cuidadosamente selecionada
onde presses altamente diferenciadas (> 5000 psi ou > 34 Mpa), altas temperaturas (>
300F ou > 422 K), ou onde cargas de alta compresso ou tenso so esperadas.
1.2.2 - Operacionalidade
A maioria das instalaes de completao esto equipadas com itens que foram
aprovados pelos testes de laboratrio. Contudo, na preparao de planos de
desenvolvimento conceituais para reservas que so provveis de serem produzidas por
13
algum tempo, o engenheiro deve decidir se deve considerar apenas o equipamento e
tcnicas que so consideradas possveis, ou assumir melhorias na tecnologia que podem
ser aprovadas e se tornarem disponveis.
Para se alcanar uma soluo equilibrada para este dilema os departamentos de
engenharia da maioria das operadoras adotam uma filosofia de um passo alm; ou
seja, eles incluiro conceitos potencialmente possveis que do apenas um passo adiante
do que aqueles que esto em uso (ex. pegam sistemas existentes e os aplicam num novo
ambiente ou numa funo mais exigente ou modificam sistemas atuais para velhos ou
novos ambientes). Conceitos completamente novos potencialmente valiosos so
freqentemente identificados no curso de tais estudos, mas no so geralmente includos
no plano conceitual at que sejam aprovados por estudos de operacionalidade ou testes
de campo, ou ambos.
1.2.3 - Resumo
Em resumo, devemos enfatizar que o alcance de condies sob as quais um poo deve
operar, dita quais opes podem ser consideradas de uma variedade de possibilidades de
modelos de completao. A parte econmica dita qual dessas opes mais adequada
para uma situao particular.
Modelos de completao devem ser categorizados de acordo com vrias caractersticas
diferentes, mas cada completao ser nica.
Selecionar o melhor modelo de completao para uma dada situao requer que os
engenheiros considerem a performance atual e futura do poo, as restries impostas
pelo programa de perfurao, quaisquer regulamentaes ou polticas que possam ser
aplicadas e a operacionalidade da nova tecnologia.
1.3 - Classificao das Operaes
Divide-se em dois grupos: Investimento e Manuteno da produo.
14
As operaes de investimento podem ser divididas em:
completao
avaliao
recompletao
As operaes de manuteno podem ser divididas em:
avaliao
restaurao
limpeza
estimulao
mudana do mtodo de elevao e
abandono
1.3.1 Investimento um conjunto de operaes efetuadas durante a primeira interveno em uma
determinada formao, aps a concluso dos trabalhos de perfurao.
1.3.1.1 Completao
Operao subseqente perfurao de um poo, quando o mesmo condicionado,
canhoneado, avaliado e, se vivel economicamente, equipado com uma coluna de
produo e um mtodo de elevao artificial, se necessrio.
1.3.1.2 Avaliao.
Para definir os parmetros da formao (permeabilidade, dano, presso esttica, etc),
identificar e amostrar o fluido da formao (composio, presso de saturao,
viscosidade, grau API, densidade, etc), verificar a procedncia dos fluidos produzidos e
o ndice de produtividade (IP) ou injetividade (II) dos poos.
As operaes de avaliao podem ser classificadas como:
teste de formao a poo aberto (TF);
teste de formao a poo revestido (TFR);
teste de produo (TP);
15
registro de presso (RP);
medio de produo (MP);
amostragem de fluido produzido;
perfilagem de produo.
1.3.1.3 Recompletao
Esta operao executada em poos que podem produzir em mais de uma formao de
interesse. Assim, quando cessa o interesse em se produzir (ou injetar) em uma destas
formaes, esta abandonada e o poo recompletado pra produzir (ou injetar) na
outra. Assim esta operao executada quando se deseja converter um poo produtor
em injetor (de gua, gs, vapor, etc).
O abandono da antiga zona de interesse geralmente se da atravs de um tampo
mecnico ou atravs de uma compresso de cimento nos canhoneados. Na seqncia,
se recondiciona o poo para o canhoneio da nova zona produtora.
1.3.2 Manuteno da Produo.
o conjunto de operaes realizados no poo, aps sua completao inicial, visando
corrigir problemas de modo a permitir que a produo (ou injeo) de fluidos retorne ao
nvel normal ou operacional. As principais causas geradoras de intervenes so:
baixa produtividade
produo excessiva de gs
produo excessiva de gua
produo de areia
falhas mecnicas na coluna de produo ou revestimento
1.3.2.1 Avaliao.
Operacionalmente idntica avaliao de investimento. A diferena que naquele
caso, o poo avaliado era recm perfurado e nem necessariamente completado, visto que
a prpria operao de avaliao que definiria suas potencialidades. Na manuteno, o
poo j produtor (ou injetor) e a operao de avaliao realizada para monitoramento
do poo ou do reservatrio.
16
1.3.2.2 Restaurao
A restaurao um conjunto de atividades que visam restabelecer as condies normais
de fluxo do reservatrio para o poo (retirada de dano de formao), eliminar e/ou
corrigir falhas mecnicas no revestimento ou na cimentao, reduzir a produo
excessiva de gs (alto RGO) ou gua (alto RAO).
- Elevada produo de gua
A produo de leo, com alta RAO (grande volume de gua produzida), no
interessante, visto que h um custo associado produo, separao e descarte de
gua. Se a zona produtora espessa, pode-se tamponar os canhoneados com cimento
ou tampo mecnico, e recanhonear apenas na parte superior, resolvendo o problema
temporariamente.
Uma elevada RAO pode ser conseqncia de:
elevao do contato leo/gua devido ao mecanismo de reservatrio (influxo de
gua) ou a injeo de gua. Isto pode ser agravado pela ocorrncia de cones ou
fingering;
falhas na cimentao primaria ou furos no revestimento;
fraturamento ou acidificao atingindo a zona de gua
O aparecimento de gua normal em um reservatrio com influxo de gua ou sob
injeo da mesma. Algum dia tem-se que produzir gua para recuperar petrleo.
- Conificao e Formao com permeabilidade estratificada
O cone de gua um movimento essencialmente vertical da gua na formao.
No ultrapassa barreiras pouco permeveis e ocorre normalmente em pequenas
distncia.
Quando h permeabilidade estratificada (variao de permeabilidade horizontal ao
longo do intervalo produtor) este problema se torna mais complexo, devido ao
avano diferencial da gua, conhecido como fingering.
Tanto o cone de gua quanto o fingering, so fenmenos altamente agravados pela
produo com elevada vazo. Quando a elevada razo gua - leo (RAO) no
devida a esses dois fenmenos, pode-se suspeitar de dano no revestimento ou de
fraturas mal direcionadas.
17
Um dano no revestimento pode ser solucionado por uma compresso de cimento
ou por um isolamento com obturadores (packers) e/ou tampes mecnicos (bridge
plugs). J uma fratura mal dirigida um problema de difcil soluo.
- Elevada produo de gs
Uma razo gs/leo muito elevada pode ter como causa o prprio gs dissolvido
no leo, o gs de uma capa de gs ou aquele proveniente de uma outra zona ou
reservatrio adjacente. Esse ltimo caso produto de uma falha no revestimento,
de uma estimulao mal concretizada ou falha na cimentao.
A produo excessiva de gs pode ser contornada temporariamente,
recanhoneado-se o poo apenas na parte inferior da zona de interesse.
Um cone de gs mais facilmente controlado pela reduo da vazo do que o cone
de gua. Isto se deve a maior diferena de densidade entre o leo e o gs do que
entre o leo e a gua. O fechamento do poo temporariamente uma tcnica
recomendada para a retrao do cone de gs ou gua.
- Falhas mecnicas
Detectando-se um aumento da razo leo/gua (RAO) e se suspeitando de um
provvel vazamento no revestimento, a gua produzida deve ser analisada e
comparada com a gua da formao, confirmando ou no a hiptese de furo no
revestimento. Entre as falhas mecnicas pode-se citar: defeitos na cimentao,
vazamento no revestimento, vazamento em colar de estagio, etc.
A localizao do vazamento pode ser feita com: perfis de fluxo, perfis de
temperatura ou testes seletivos de presso usando packer e tampo mecnico
recupervel (BPR).
- Vazo Restringida
Um poo que esteja produzindo com vazo menor do que a esperada necessita de
restaurao. Esta restrio na vazo pode ser causada por dano de formao,
tamponamentos nos canhoneados e/ou na coluna, emulses, etc.
Uma produtividade limitada, muito freqentemente, causada pela reduo da
permeabilidade em torno do poo. Este fenmeno denomina-se dano de formao.
Para resolver este problema, necessrio ultrapassa-lo. Os mtodos mais usuais
so o recanhoneio, a acidificao da matriz e o fraturamento de pequena extenso.
18
1.3.2.3 Limpeza
A limpeza um conjunto de atividades executadas no interior do revestimento de
produo visando substituir ou remover os equipamentos de subsuperficie, objetivando
um maior rendimento tcnico e econmico.
Como exemplo de problemas geradores de intervenes para limpeza, podem ser
citados: furo em coluna de produo, vazamento no obturador, reposicionamento de
componentes da coluna de produo, vazamentos em equipamentos de superfcie, entre
outros.
1.3.2.4 Mudana no mtodo de elevao
Quando a vazo est sendo restringida devido a um sistema de elevao artificial
inadequado ou com defeito, basta substitui-lo. Normalmente os poos so surgentes
durante o perodo inicial de sua vida produtiva, passando a requerer um sistema de
elevao artificial aps algum tempo de produo.
1.3.2.5 Estimulao
A estimulao um conjunto de atividades que objetiva aumentar o ndice de
produtividade ou injetividade de um poo, em um reservatrio.
Os mtodos mais utilizados so o fraturamento hidrulico e a acidificao. O
fraturamento hidraulico pode ser definido como um processo no qual um elevado
diferencial de presso, transmitido pelo fluido de fraturamento, aplicado contra a
rocha reservatrio, at a sua ruptura. A fratura, que iniciada no poo, se propaga
atravs da formao pelo bombeio de um certo volume de fluido, acima da presso de
fraturamento.
Para se evitar que a fratura induzida feche ao cessar o diferencial de presso aplicado,
bombeado um agente de sustentao (normalmente areia selecionada), junto com o
fluido de fraturamento. Assim, se cria um caminho preferencial de elevada
condutividade, o qual facilitar o fluxo de fluidos do reservatrio para o interior do
poo, ou vice-versa.
19
Alm de incrementar o ndice de produtividade dos poos, o fraturamento pode
contribuir para o aumento da recuperao final das jazidas, no caso de formaes
bastante fechadas (baixa permeabilidade). Em reservatrios de alta permeabilidade, o
fraturamento pode aumentar a vazo dos poos, contribuindo assim para melhora o
fluxo de caixa, tendo, no entanto, muito pouca influencia no fator de recuperao.
Acidificao de matriz a injeo de um acido na formao com presso inferior
presso de quebra da formao, visando retirar algum dano de formao. Logo aps
uma acidificao o acido deve ser retirado da formao, o que evita a formao de
produtos danosos mesma (precipitados insolveis).
No caso de emulso, a melhor soluo um tratamento com surfactantes (redutores de
tenso superficial).
1.3.2.6 Abandono
Pode ser:
Definitivo: quando o poo no ser mais utilizado.
Provisrio: quando h a previso ou a possibilidade de retorno ao poo no futuro.
1.4 Detalhamento das fases de uma completao.
Ao trmino da perfurao, o poo geralmente abandonado temporariamente (Figura
1.8), para posterior completao.
So as seguintes, as fases da completao com rvore de natal convencional, cujo
mtodo de elevao artificial utilizado o gas lift.:
instalao dos equipamentos de segurana para controle do poo;
condicionamento do revestimento de produo, at topo do liner, utilizando gua do
mar;
condicionamento do liner, e substituio fluido nele contido por fluido de
completao (Figura 1.9);
20
GUA
GS
LEO
FLUIDO DEPERFURAO
FLAPPERVALVE
TAMPO DECIMENTO
Figura 1. 8: O poo abandonado, com
tampes de cimento, aps a perfurao
GUA
GS
LEO
BROCA
DRILL PIPE
RASPADOR
CONDICIONADORDE TOPO LINER
Figura 1.9: Condicionamento do liner e
substituio por fluido de completao
verificao da qualidade da cimentao primria realizada pela perfurao, e
correo, se necessrio (Figura 1.10);
canhoneio na zona de interesse, para que se comunique o reservatrio com o interior
do revestimento de produo, permitindo produo dos fluidos do reservatrio
(Figura 1.11);
avaliao das formaes, atravs de um teste de formao poo revestido (TFR),
se solicitado (Figura 1.12);
descida da cauda de produo, geralmente com coluna de trabalho. A cauda de
produo tem o objetivo de isolar a formao, possibilitando a retirada apenas da
parte superior da coluna de produo numa futura interveno, sendo que a
extremidade da coluna deve se posicionar a aproximadamente 30 metros acima do
topo da zona de interesse (Figura 1.13);
retirada da coluna de trabalho, com a camisa do TSR (Figura 1.14);
instalao dos equipamentos no interior do poo, para garantir a produo de forma
segura e eficiente (Figura 1.15);
instalao da rvore de natal, convencional ou molhada;
e induo de surgncia, para que o poo entre em fluxo, injetando-se gs pelo anular
(Figura 1.16 e Figura 1.17). Pode-se tambm utilizar o flexitubo e injetar gs
diretamente no interior da coluna (Figura 1.18);
21
Um outro esquema final de completao de poos mostrado na Figura 1.19, sendo que
nesta situao, o mtodo de elevao artificial utilizado o do bombeio centrfugo
submerso (BCS).
GUA
GS
LEO
CIMENTAOPRIMRIA
FLUIDO DECOMPLETA-O
CBL/VDL/GR/CCL
R2 (5 ps)
CCL
EMISSOR
R1 (3 ps)
GR
Figura 1. 10 : Avaliao da qualidade da
cimentao (perfis CBL / VDL / CEL)
GUA
GS
LEO
CANHO
CABOELTRICO
JATOS
CCL
Figura 1. 11 : Canhoneio convencional a cabo
da zona de interesse
GUA
GS
LEO
VLVULADE TESTE
P & T PACKER
VLVULA DECIRCULAO
AMOSTRADOR
Figura 1. 12 : Avaliao da formao de
interesse com coluna especial para TFR
GUA
GS
LEO
TSRPACKERHIDRULICO
SLIDING SLEEVESTANDING VALVE +NIPPLE R
Figura 1. 13 : Descida da cauda de produo,
efetuada geralmente com coluna de trabalho
22
GUA
GS
LEO
CAMISADO TSR
STANDING VALVE +NIPPLE R
MANDRILDO TSR
Figura 1. 14 : Retirada da coluna de
trabalho, com a camisa do TSR
GUA
GS
LEO
MANDRIS DEGAS LIFT
DHSV
Figura 1. 15 : Equipagem do poo, com
coluna para gas lift
GUA
GS
LEO
ANMs D03, DL, DA, LA, GLLANC e
ANMsD01, D02
Figura 1. 16 : Incio da induo de surgncia,
com injeo de gs no anular
GUA
GS
LEOPWF
PE
VLVULAS DEPRESSOFECHADAS
VLVULA DEORIFCIO
Figura 1. 17 : Gs atinge a vlvula operadora
(poo surgente) e a 1 e 2 vlvulas fecham
23
GUA
GS
LEO
FLEXITUBO
DHSV
Figura 1. 18 - Induzindo surgncia em um
poo com auxlio de flexitubo
GUA
GS
LEO
BCS
PACKER DUPLO
CABOELTRICO
Figura 1. 19 - Poo equipado com BCS,
bastando ligar bomba para induo
Instalao dos equipamentos de segurana
a primeira fase da completao e visa possibilitar o acesso ao interior do poo, com
toda a segurana necessria, para execuo das demais fases.
A cabea de produo um equipamento que fica conectado, atravs de parafusos e
flanges, cabea de revestimento e ao preventor de erupes, tendo como funo
principal servir de apoio coluna de produo que ser descida numa fase posterior da
completao, por meio de um suspensor. Possui sadas laterais que permitem o acesso
ao espao anular entre o revestimento de produo e a coluna de produo. O preventor
de erupes um equipamento instalado sobre a cabea de produo e tem como
objetivo fundamental permitir o fechamento do poo com segurana no caso de um
fluxo inesperado da formao.
Condicionamento do poo
Uma vez instalado os equipamentos de segurana, procede-se fase de
condicionamento do revestimento de produo e substituio do fluido que se
encontra no interior do poo por um fluido de completao.
Para o condicionamento descido broca e raspador, atravs de uma tubulao metlica,
conhecida por coluna de trabalho, de modo a deixar o interior do revestimento de
produo (e liner, quando presente) gabaritado e em condio de receber os
equipamentos necessrios. A broca utilizada para cortar os tampes de cimento e
tampes mecnicos, deixados no interior do poo quando de seu abandono temporrio
pela perfurao, bem como restos da cimentao primria. O raspador uma ferramenta
com lminas retrateis, que desce raspando a parte interna do revestimento de produo,
retirando o que foi deixado pela broca.
Geralmente o condicionamento feito at o colar flutuante, com peso sobre broca,
rotao da coluna e vazo de circulao direta do fluido adequadas, de forma que se
obtenha uma boa eficincia no corte e no carreamento das partculas de cimento at a
superfcie. importante no interromper a circulao, visto que o cimento cortado pode
decantar sobre a broca, ocasionando uma pescaria. Normalmente, a cada trinta metros
de cimento cortado, deslocado um colcho viscoso para limpeza do poo.
Imediatamente antes e aps o corte dos tampes de cimento e dos tampes mecnicos,
efetuado teste de estanqueidade do revestimento de produo, pressurizando-o durante
25
dez ou quinze minutos, para verificao da existncia ou no de vazamentos (furos,
conexes de revestimento vazando, etc). Caso no se consiga presso de teste
estabilizada, procede-se a localizao e correo do vazamento.
O fluido de completao, geralmente uma soluo salina, isenta de slidos, compatvel
com a formao e com os fluidos nela contidos, de forma a no causar nenhum tipo de
dano de formao, que restrinja a vazo do poo. Alm disso, o fluido deve ter peso
especfico capaz de fornecer presso hidrosttica no interior do poo um pouco superior
presso esttica da formao.
A substituio do fluido feita, com o auxlio de bombas de deslocamento positivo,
circulando o fluido diretamente pelo interior da coluna de trabalho, com retorno na
superfcie pelo anular.
26
2 - Operaes de Cimentao na Completao
2.1 - Tipos de Cimentao
2.1.1. - Cimentao Primria
Denomina-se cimentao primria cimentao principal de cada coluna de
revestimento, levada a efeito logo aps sua descida ao poo. Seu objetivo bsico
colocar uma pasta de cimento no contaminada em determinada posio no espao
anular entre o poo e a coluna de revestimento, de modo a se obter fixao e vedao
eficiente e permanente deste anular. Estas operaes so executadas em todas as fases
do poo, sendo previstas no programa do poo.
2.1.2. - Cimentao Secundria
So assim denominadas as demais operaes de cimento realizadas no poo,
excetuando-se a cimentao primria.
Tampes de Cimento Consistem no bombeamento para o poo de determinado
volume de pasta, que cobre um trecho do posto. So usados nos casos de perda de
circulao, abandono definitivo ou temporrio do poo, como base para desvios,
compresso de cimento, etc.
Recimentao a correo da cimentao primria, quando o cimento no alcana a
altura desejada no anular ou ocorre canalizao severa. O revestimento canhoneado
em dois pontos. A recimentao s feita quando se consegue circulao pelo anular,
atravs destes canhoneados. Para possibilitar a circulao com retorno, a pasta
bombeada atravs de coluna para permitir a pressurizao necessria para a
movimentao da pasta pelo anular.
Compresso de Cimento ou Squeeze Consiste na injeo forada de pequeno volume
de cimento sob presso, visando corrigir localmente a cimentao primria, sanar
vazamentos no revestimento ou impedir a produo de zonas que passaram a produzir
quantidade excessiva de gua ou gs.
27
2.2 Equipamentos de Cimentao
Para que seja realizada uma cimentao so necessrios diversos equipamentos, para
armazenagem do cimento, seu transporte, preparao dos aditivos, mistura de pasta e
seu deslocamento ao poo. Os principais so:
2.2.1. Silos de Cimento
Para as operaes de perfurao em terra, em geral o cimento estocado na base da
companhia de cimentao, em grandes silos, sendo enviado para a sonda por meio de
carretas apropriadas. Nas plataformas martimas so disponveis silos para
armazenamento de cimento e outros materiais a granel. Estes silos operam a baixa
presso (cerca de 30 psi), quando da descarga do cimento.
2.2.2.- Unidades de Cimentao
Montadas em caminhes para operaes em terra ou sobre skids em sondas martimas,
as unidades de cimentao constam geralmente de dois motores para fornecer energia,
dois tanques de 10 bbl cada, para a gua de mistura ou fluido de deslocamento, duas
bombas triples, dois conversores para converter movimento rotativo dos motores no
movimento alternativo das bombas, bombas centrifugas auxiliares e um sistema de
mistura de pasta, onde a gua de mistura (gua e aditivos) bombeada sob presso por
pequenos orifcios, fluindo em jatos sob um funil por onde chega o cimento. A
proporo da gua injetada determinara a densidade da pasta e controlada pelo
operador. A pasta resultante acumulada em um tanque ou cuba para homogeneizao
e medidores de fluxo, sendo feito o registro numa carta circular onde estes valores so
traados, permitindo analise posterior. As unidades mais modernas dispem de sistema
recirculador, que permite a homogeneizao de certo volume da pasta antes de sua
injeo para o poo, alm de controle automatizado dos volumes de gua e cimento para
obteno da pasta com a densidade programada.
2.2.3.- Linhas de Cimentao
28
A ligao entre a unidade de cimentao e o poo feita por tubulao de alta presso,
formada por uma serie de tubos curtos interligados por mdio de conexes moveis
dotadas de rolamento, para possibilitar montagem at qualquer posio que fique o topo
do revestimento. Atualmente h a tendncia de utilizao de mangueiras especiais
flexveis, de borracha, mais praticas.
2.2.4.- Cabea de Cimentao.
A cabea de cimentao conectada ao topo da coluna de revestimento, recebe a linha
de cimentao, podendo abrigar em seu interior os tampes de borracha que separam a
pasta do fluido de perfurao. Um mecanismo de travamento segura esses tampes at
o instante prprio de sua liberao. Pode ter entradas at 3 linhas, rolamento para
permitir o giro da coluna de revestimento e sistema de conexo especial para maior
rapidez de instalao.
Suas dimenses vo depender do dimetro do tubo que chega superfcie. Nos casos de
perfurao martima com unidades flutuantes ou de liner, cuja coluna de assentamento
consiste de tubos de perfurao, a cabea de cimentao aloja um tampo de pequeno
dimetro e opcionalmente uma esfera, para a liberao dos tampos no fundo do mar ou
no topo do liner.
2.3 Acessrios de Cimentao
Diversos acessrios so conectados ou afixados coluna de revestimento, visando
garantir o melhor resultado da cimentao. Os principais acessrios so:
2.3.1.- Sapata
Colocada na extremidade da coluna, a sapata serve de guia de introduo no poo,
podendo receber em seu interior um mecanismo de vedao, para evitar que a pasta, por
ser mais pesada que o fluido de perfurao, retorne ao interior do revestimento aps seu
deslocamento. O tipo mais comum a sapata flutuante (Figura 2.1), com vlvula que
impede fluxo para o interior da coluna.
29
2.3.2.- Colar
Posicionado 2 a 3 tubos acima da sapata, o colar serve para reter os tampes de
cimentao, alm de poder receber mecanismos de vedao (flutuante ou diferencial)
como mostrado na Figura 2.2. mais comumente usado o colar flutuante. Caso no
tenha mecanismo de vedao denominado colar retentor. Tem em suas extremidades
roscas do mesmo tipo usado na coluna.
2. 1 Sapata Flutuante
2. 2 Colar
30
2.3.3.- Tampes
Os tampes so construdos de borracha e auxiliam na cimentao. Visam raspar o
filme de slidos do fluido de perfurao que se adere parede do revestimento, evitando
a contaminao da pasta.
O tampo de fundo tem uma membrana de borracha de baixa resistncia em sua parte
central (Figura 2.3) e ao ser lanado na coluna, frente da pasta de cimento,
empurrado por ela at que toque no colar retentor (ou flutuante), quando a membrana se
rompe permitindo a passagem da pasta. Nos caso de perfurao martima com unidades
flutuantes, o tampo de fundo liberado por uma esfera lanada a superfcie.
O tampo de topo rgido e ao ser lanado apos da pasta, separa-a do fluido de
perfurao ou completao que a deslocar, para evitar sua contaminao. retido pelo
colar, causando um aumento de presso que indica o termino do deslocamento,
permitindo a realizao do teste de estanqueidade da coluna.
2.3.4.- Colar de Estagio
Posicionado em algum ponto intermedirio da coluna, o colar de estagio (Figura 2.4)
permite que a cimentao seja feita em mais de uma etapa ou estagio`, quando o trecho
a cimentar muito extenso ou quando existam zonas criticas muito acima da sapata.
Possui orifcios em seu corpo, originalmente tamponados por um mandril de ao para a
realizao do primeiro estagio, referente cimentao do trecho prximo sapata.
Concluda a cimentao do primeiro estagio lanado, por gravidade, um tampo de
abertura ou torpedo que ficar apoiado no topo do mandril, deslocando-o por ao de
presso da superfcie, comunicando o interior com o anular, permitindo a cimentao do
2. 3 Tampes de Fundo (a), e de
Topo (b)
31
segundo estagio. Quando esta concluda, outro tampo (de fechamento) lanado,
apoiando-se no topo de outro mandril, externo ao anterior, que deslocado promover o
fechamento do colar de estagio e sua vedao.
possvel fazer uma cimentao com 3 estgios, sendo que neste caso as dimenses dos
mandris e tampes do segundo estagio devem ser diferenciado do terceiro estagio, pois
os tampes para abertura e fechamento do colar do segundo estagio devem passar pelo
colar do terceiro estgio, posicionado mais acima.
2.3.5.- Centralizadores
So pecas compostas de um jogo de laminas curvas de ao, que so afixados
externamente coluna de revestimento, visando centraliza-lo e causar um afastamento
mnimo da parede do poo, para garantir a distribuio do cimento no anular e evitar a
priso da coluna por diferencial de presso. A fixao dos centralizadores feita com o
emprego de stop rings (Figura 2.5) que so presos ao tubo para evitar o
escorregamento dos centralizadores. Quando a conexo possui luvas, procura-se
coincidir os centralizadores com as luvas, dispensando os stop rings. Em poos
horizontais ou de alta inclinao adota-se centralizadores rgidos devido tendncia de
achatamento das laminas flexveis dos convencionais.
2. 4 Colar de Estagio
32
2.3.6.- Arranhador
O arranhador (Figura 2.6) tem a funo de remover mecanicamente o reboco que se
forma na parede do poo. Tal remoo feita atravs dos movimentos verticais
(reciprocaes) ou de rotao da coluna empregando-se para cada caso o tipo de
arranhador apropriado.
2.3.7.- Obturador externo de Revestimento ou External Casing Packer (EPC)
um tipo de packer inflvel permanente, instalado na coluna de revestimento para
promover a obstruo do espao anular em pontos crticos (Figura 2.7). Um de seus
2. 5 Centralizador
2. 6 Arranhador
33
principais usos para proteger zonas fracas, sensveis ou de interesse, da atuao da
presso hidrosttica do cimento, sendo usualmente posicionado logo acima de tais
zonas. tambm comum seu uso logo abaixo do colar de estagio, garantindo assim que
o cimento do segundo estagio no desa pelo anular, mesmo no caso de haver zonas de
perdas expostas.
composto de um tubo curto de revestimento internamente, com uma cmara inflvel
formada por laminas de ao recobertas por borracha externamente. De atuao
hidrulica, inflado apos o termino da cimentao, pela aplicao de presso na
superfcie. O fluido de perfurao expande a cmara to logo o diferencial de presso
entre o interior e o anular supere o limite de resistncia de um pino de cisalhamento,
protetor. Estes so disponveis para atuao a 750, 1000, 1250, 1600, 2000 ou 2600 psi
de diferencial de presso. O pino de cisalhamento colocado em um sistema de
vlvulas, que protege o ECP durante a descida da coluna e a cimentao, evitando
assentamento prematura, e mantm a presso confinada na cmara, aps sua atuao.
2. 7 Packer Permanente e Packer Recupervel
34
Coluna de Produo.
2.3.8.- Tubos de Produo.
Na Petrobrs existe uma padronizao nacional para tipos de conexo, grau do ao e
peso dos tubos de produo, facilitando o intercmbio entre as regies e permitindo
menos itens de estoque e, conseqentemente, menores custos operacionais.
Na E&P-BC, as conexes padronizadas para colunas de produo so:
EU (external upset);
NU (non-upset);
TDS (tubing double seal);
Buttress (para colunas 5.1/2) e;
VAM-ACE (Vallourec), empregada nos poos da Bacia de Santos.
A seleo da tubulao a ser empregada num determinado poo leva em conta 4 fatores:
dimetro interno do revestimento de produo: nos poos equipados com liner de
7, utiliza-se tubulao com dimetro externo (OD) de 3.1/2 para facilidade de
pescaria, pois o dimetro externo da luva 4.1/2. Alguns poos possuem zona de
interesse revestida por liner 5.1/2 e, nestes casos, utiliza-se a coluna 2.3/8 (OD da
luva 2,875);
mxima vazo esperada: determina-se o dimetro nominal da coluna;
fluido a ser produzido: define o tipo do ao (grau) dos tubos, bem como o tipo das
conexes;
esforos mecnicos: calculando-se os esforos a que a coluna estar submetida
durante sua vida til (tenses de trao, de colapso e presso interna), e definido o
grau do ao, podemos determinar a espessura de parede requerida e,
conseqentemente, seu peso por metro.
Devido ao uso prolongado da coluna de produo, prioriza-se nestes tubos a
confiabilidade da vedao ao invs da praticidade de manobra. Assim, privilegia-se as
roscas finas que promovem a vedao metal-metal na prpria conexo. As roscas finas
podem ser classificadas como: de perfil redondo, de perfil quadrado e premium.
As roscas EU e NU se enquadram na categoria de perfil redondo e so padronizadas
pela norma API. A rosca NU est em desuso em nossa regio e a rosca EU a mais
comumente utilizada, dada a grande quantidade de poos produtores de leo, sem outros
35
fluidos agressivos associados, em nossa regio. A Figura 2.8 apresenta algumas
caractersticas destes tubos.
Nos poos completados com coluna 5.1/2 emprega-se os tubos de revestimento com
conexo BTC (Buttress thread casing), com 5 fios por polegada, padronizada pelo API,
as quais se enquadram na categoria de perfil quadrado.
Em poos produtores de gs, com fluidos agressivos ou com alta presso, so
empregados tubos com roscas premium, especificamente as roscas TDS e VAM-ACE.
Tabela 1 Principais caractersticas dos tubos de produo mais
comuns
Figura 2.8 Tubos de produo mais usuais
36
2.3.9.- Shear - out
um equipamento instalado na extremidade inferior da cauda de produo, que permite
o tamponamento temporrio da mesma. Tambm conhecido por sub de pressurizao
(Figura 2.9 e Figura 2.10).
Possui trs sedes, sendo a inferior tamponada. Atualmente tem sido descida sem a sede
inferior tamponada, isto , apenas com duas sedes. Antes da descida, dimensionada a
presso de rompimento da mesma e, de acordo com o clculo, colocados tantos
parafusos de cisalhamento quanto necessrio. Ao se pressurizar a coluna, a fora atuante
na sede faz com que os parafusos cisalhem, caindo a sede no fundo do poo e liberando
a passagem na coluna.
Necessitando-se tamponar novamente
a shear out, lanam-se as esferas no
poo (Figura 2.11), que se alojaro
nas suas sedes. Para abrir ao fluxo
novamente, basta pressurizar a
coluna. Uma vez rompida a sede
inferior, a shear out passa a
funcionar como uma boca de sino,
pois tem a sua extremidade inferior
bizelada para facilitar a reentrada de ferramentas na coluna de produo.
2. 8 Shear out - corte
2. 9 Sedes e esfera da Shear out
Corpo
Sede superiorParafuso de cisalhamento
Parafuso de cisalhamento
Parafuso decisalhamento
Sede intermediria
Sede inferior tamponada
2.11 Esquema do Shear out
37
2.3.10.- Hydro - trip
Tal como a shear-out, serve para
tamponamento temporrio da coluna.
Porm por ter rosca tambm na parte
inferior, pode ser instalada em qualquer
ponto da coluna. A sede no entanto no
cai para o fundo do poo, pois tem um
collet que se expande, entrando na
reentrncia apropriada para isto.
Como desvantagem, no permite passagem
plena na coluna aps o rompimento da sede
(Figura 2.12).
O dimensionamento dos parafusos de
cisalhamento e operao so semelhantes
da shear-out.
2.3.11.- Nipples de Assentamento
Os nipples de assentamento possuem uma rea polida para vedao e uma sede de
travamento. Servem para alojar, numa profundidade bem definida, plugs (para
isolamento de zonas produtoras), standing valves (para impedir perda de fluido para a
formao), instrument hanger com registradores de presso para testes de produo, e
chokes (estes de uso raro, permitem a produo simultnea de 2 zonas com diferentes
presses). So especificados pelo dimetro da rea polida onde os equipamentos de
controle de fluxo fazem a vedao.
Normalmente so instalados na cauda de produo, abaixo de todas as outras
ferramentas. Podem, tambm ser instalados tantos quantos necessrios, em qualquer
ponto da coluna, ressalvando-se a seletividade dos mesmos.
Basicamente h dois tipos principais de nipples de assentamento: nipple R (no seletivo)
e nipple F (seletivo).
- Nipple R (no seletivo)
Possuem um batente na parte inferior com dimetro interno menor que o dimetro
interno da rea polida (Figura 2.13).
2.12 Hydro trip dupla
38
Normalmente, utilizado em dois casos: quando a coluna requer um nico nipple ou
como o ltimo (mais profundo) de uma srie de nipples do mesmo tamanho. A
utilizao de mais de um nipple no seletivo na mesma coluna, somente possvel se os
dimetros internos dos mesmos forem diferentes, decrescendo com a profundidade de
instalao.
- Nipple F (seletivo)
No possui batente, isto , a prpria rea selante, serve de batente (Figura 2.13). Podem
ser instalados vrios nipples seletivos de mesmo tamanho numa mesma coluna. Neste
caso, o posicionamento do equipamento desejado feito pela ferramenta de descida
e/ou tipo de trava do equipamento a ser instalado.
2.3.12.- Sliding Sleeve
A sliding sleeve (ou camisa deslizante) possui uma camisa interna que pode ser aberta
ou fechada atravs de operaes de arame, para prover comunicao anular-coluna ou
coluna-anular (Figura 2.16).
2.13.- Nipples para assentamento de
tampes mecnicos (plugs)
2. 14 Standing Valve
2. 15 Standing Valve
assentado
39
A rea de fluxo, normalmente, equivalente rea de passagem da coluna de produo.
Os diferentes tipos de camisas deslizantes existentes no mercado so bem semelhantes
quanto sua concepo, variando apenas os tipos de elementos de vedao (gaxetas,
selos moldados), o sentido de abertura e fechamento (percusso para cima ou para
baixo).
Seu uso est restrito, atualmente, para completao seletiva, onde permite a produo da
zona superior. Alguns poos antigos ainda possuem esta vlvula na composio da
cauda, porm, este uso foi abolido nas novas colunas devido pouca confiabilidade na
vedao dos o-rings da camisa quando se fazia o fechamento com arame.
Sua funo na cauda era ser um back-up para produo caso a extremidade da coluna
estivesse irremediavelmente plugueada.
Quando houver a necessidade de se descer uma sliding sleeve no poo, jamais colocar
chave flutuante ou cunha no corpo da camisa.
2.16.- Camisa Deslizante (sliding sleeve)
40
2.3.13.- Check valve
uma vlvula de p, que serve para
impedir o fluxo no sentido descendente.
composta de uma sede, com uma vlvula
de reteno que se abre quando pressurizada
de baixo para cima e veda quando
pressurizada de cima para baixo
(Figura 2.17). Serve para evitar que o
poo beba o fluido de completao presente
na coluna, mantendo-a cheia, e, em
colunas com BCS, impedir o contra-fluxo
pelo interior da bomba.
2.3.14.- Unidade Selante
o equipamento descido na extremidade de uma coluna, que pode ser apoiado ou
travado no packer permanente, promovendo a vedao na rea polida do packer. Divide-
se em trs tipos principais (Figura 2.18).
- ncora
uma unidade selante que travada na rosca do packer permanente atravs de garra,
que conectada com a liberao de peso sobre a ferramenta e desconectada com rotao
direita (14 voltas), possuindo dispositivo anti-rotacional. Os dentes da garra tm perfil
horizontal na parte superior, o que garante a impossibilidade de liberao por trao.
- Trava
uma unidade selante que travada na rosca do packer permanente atravs de garra,
que conectada com a liberao de peso sobre a ferramenta e desconectada com trao
(cerca de 10.000 lb), pois no tem um dispositivo anti-rotacional que permita seu giro
para liberao.
- Batente
Este tipo de unidade selante no trava. Para retir-la, basta tracionar a coluna.
2.17.- Check Valve
41
2.4 Componentes adicionais da coluna de produo.
2.4.1.- Junta Telescpica (TSR)
O TSR (tubing seal receptacle) ou junta telescpica (Figura 2.19) usado para absorver
a expanso ou contrao da coluna de produo, devido variao trmica da mesma
por causa das diferentes temperaturas a que exposta quando da produo (ou injeo)
de fluidos. Permite tambm a retirada da coluna sem haver necessidade de desassentar a
cauda.
composto basicamente de duas partes independentes: a camisa externa e o mandril. A
camisa composta de um top sub, dois conjuntos de barreiras de detritos, quatro
conjuntos de unidades selantes e a sapata guia com J-slot. O mandril composto de um
perfil F no topo, seguido de mandril polido e bottom sub com J-pino e duas sedes para
parafusos de cisalhamento.
A vedao entre os dois conjuntos (camisa externa e mandril) promovida pelo
conjunto de unidades selantes sobre o mandril polido. O travamento entre os dois
conjuntos, para descida ou retirada, promovido atravs do J-slot existente na sapata
Denteshorizontais
Dentesinclinados
Selos
Garralivre
Garrafixa
ncora(Anchor)
Mod E
Trava(Snap-latch)
Mod E
Batente(Locator)
Mod G
Aletasanti-rotao
Conexopara tuboespaador
Meiapata-de-mula
Figura 2.18.- Unidades Selante
42
guia e que se encaixa no J-pino (no bottom sub do mandril) e por parafusos de
cisalhamento que tanto podem ser armados para rompimento por trao ou compresso.
2.4.2.- Vlvula de Segurana de Subsuperficie
A vlvula de segurana de subsuperfcie, DHSV (Down Hole Safety Valve), uma
componente da coluna de produo, tendo a funo de barreira mecnica de segurana
para evitar erupes ou fluxos descontrolados do poo no caso de falhas dos
equipamentos de segurana de superfcie. Normalmente a DHSV est na posio
fechada. Para produzir o poo, a DHSV deve ficar na posio aberta. Qualquer que seja
a posio da vlvula (aberta ou fechada), a mesma permite injeo de fluido para o
interior do poo.
So vrias as formas de se classificar uma DHSV:
Quanto a forma de instalao: tubing mounted ou insertveis;
Quanto ao mecanismo de acionamento: vlvula controlvel da superfcie ou vlvula
de velocidade de fluxo (storm choke);
Quanto a equalizao: auto-equalizvel ou no auto-equalizvel.
Figura 2.19 Junta Telescpica (TSR)
43
Figura 2.20 - DHSV tubing mounted
Figura 2.21 Desenho esquemtico da DHSV insertvel
44
2.4.3.- Equipamentos de superfcie.
So os equipamentos responsveis pela ancoragem da coluna de produo, pela vedao
entre a coluna e o revestimento de produo e pelo controle do fluxo de fluidos na
superfcie. Existe uma serie de equipamentos padronizados que constituem os diversos
sistemas de cabea de poo, para a completao de poos terrestres. So os seguintes os
principais equipamentos de cabea de poo:
2.4.3.1.- Cabea de Produo
um carretel com dois flanges e duas sadas laterais (Figura 2.22). Quando a cabea de
produo instalada, o flange inferior fica apoiado na cabea do revestimento de
produo e o flange superior recebe a arvore de natal com seu adaptador. Em uma das
sadas laterais geralmente conectada a linha de injeo de gs (poos equipados para
gs lift) e na outra a linha de matar (kill line), para um eventual amortecimento do poo.
Internamente existe uma sede na qual se apia o suspensor da coluna de produo que,
por sua vez, suporta o peso da coluna. Existem vrios modelos de suspensores e
adaptadores, projetados para as mais diversas situaes. A Figura 2.22 mostrar um
suspensor de tipo extended neck com adaptador modelo A5S, para completaes secas
com vlvula de segurana.
Figura 2.22 Cabea de Produo com Adaptador
45
2.4.3.2.- Arvore de Natal Convencional
A rvore de natal convencional (Figura 2.25) o equipamento de superfcie constitudo
por um conjunto de vlvulas gaveta (com acionamento hidrulico, pneumtico e
manual), com a finalidade de permitir, de forma controlada, o fluxo de leo do poo.
Normalmente as ANCs esto equipadas com duas vlvulas mestres (uma inferior
manual, e uma superior, com acionamento hidrulico), duas laterais (uma com
acionamento pneumtico e outra manual) e uma vlvula de pistoneio (manual).
As vlvulas mestres tm a funo principal de fechamento do poo.
As vlvulas laterais (wings) tm o objetivo, similar s vlvulas mestres, de controlar o
fluxo do poo, e permitem que o fluxo seja interrompido, enquanto equipamentos so
introduzidos no poo (por exemplo, um registrador de presso e temperatura tipo
Amerada, operados por meio de arame).
Na linha de surgncia das ANCs podem ser instaladas duas wings em srie. A interior
manual e a de fora pneumtica. A existncia de acionamento hidrulico em uma das
vlvulas mestres, e pneumtico na vlvula lateral, decorrente da necessidade de se
dispor de duas fontes independentes para acionamento das vlvulas e fechamento do
poo.
A vlvula de pistoneio (swab) uma vlvula que fica localizada no topo das ANCs,
acima do ponto de divergncia do fluxo. Sua funo , quando aberta, permitir a descida
de ferramentas dentro da coluna de produo.
As ANCs podem ser do tipo cruzeta ou bloco. Na do tipo bloco, as vlvulas so
fabricadas a partir da usinagem de um bloco nico de ao. No do tipo cruzeta, vrias
vlvulas individuais independentes so conectadas entre si e cruzeta atravs de
flanges.
Figura 2.24 Suspensor de
coluna extended-neck
Figura 2.23 Adaptador A5-S
46
2.5 - Objetivo das Operaes com Cimento
2.5.1. - Correo da Cimentao Primria (CCR)
Cimentaes primrias deficientes podem causar intervenes onerosas. A deciso
quanto necessidade ou no da correo de cimentao primria uma tarefa de grande
importncia. A correo implica em elevados custos, principalmente no caso de poos
martimos, onde o custo dirio de uma sonda bastante alto.
O prosseguimento das operaes, sem o devido isolamento hidrulico entre as
formaes permeveis, pode resultar em:
produo de fluidos indesejveis devido a proximidade dos contatos leo/gua ou
gs/leo;
testes de avaliao das formaes incorretos;
prejuzo no controle dos reservatrios (produo, injeo, recuperao secundria);
operaes de estimulao mal sucedidas, com possibilidade inclusive de perda do
poo.
Figura 2.25 Arvore de Natal Convencional (ANC)
47
Uma outra possvel falha da cimentao primria, que precisa ser corrigida, se refere
falta de isolamento do topo do liner. Tais falhas so decorrentes das condies adversas
encontradas para a sua cimentao, como anular pequeno e difcil centralizao do liner.
Cuidados adicionais devem ser tomados na interpretao da qualidade da cimentao
nos topos de liner, onde a leitura elevada da amplitude do CBL pode ser decorrente
justamente da boa qualidade da cimentao e da presena do revestimento por detrs do
liner. Nestas situaes, o CBL vem indicando boa qualidade de cimentao at que
encontra a sapata do revestimento anterior, e coincidentemente, a amplitude se eleva a
um novo patamar. O CBL deve ser corrido novamente neste trecho, diminuindo a
abertura da janela de leitura do CBL de 35 ms para 20 ms, normalmente.
2.5.2. - Tamponamento de Canhoneados (RAO, RGO, ISZ)
A finalidade bsica de uma compresso de cimento para o tamponamento de
canhoneados impedir o fluxo de fluidos atravs destes canhoneados, entre a formao
e o interior do revestimento ou vice-versa. Os problemas mais comuns que geram
intervenes para tamponamento de canhoneados so aqueles relacionados com a
excessiva produo de gua ou gs.
Uma razo gua-leo (RAO) elevada apresenta vrias desvantagens como perda de
energia do reservatrio, dispndio de energia em elevao artificial e custos com
tratamento e descarte, alm de riscos de degradao ao meio ambiente. Uma elevada
produo de gua pode ser conseqncia da elevao do contato leo/gua devido ao
mecanismo de produo (influxo de gua), ou injeo de gua. Isto pode ser agravado
pela ocorrncia de cones ou fingerings, falhas na cimentao primria, furo no
revestimento ou estimulao atingindo a zona de gua.
O aparecimento de gua normal em um reservatrio com influxo de gua ou sob
injeo da mesma. Algum dia tem-se que produzir gua para recuperar petrleo.
Se a zona produtora espessa, pode-se tamponar os canhoneados e recanhonear apenas
na parte superior, o que resolve o problema temporariamente. O aparecimento de gua
se torna um problema mais complexo quando h permeabilidade estratificada. A
variao de permeabilidade ao longo da zona, verticalmente, provoca um avano
48
diferencial da gua conhecido como fingering, cujo efeito pode ser minimizado com a
reduo de vazo.
O cone de gua um movimento essencialmente vertical da gua na formao. No
ultrapassa barreiras pouco permeveis. Ocorre normalmente em pequenas distncias,
sendo altamente agravado por elevadas vazes.
Quando uma fratura mal dirigida alcana uma zona de gua, tal fato geralmente
inviabiliza a produo desta zona, visto que este contato se localiza dentro da formao
e ainda no se dispe de metodologia eficiente para correo deste problema.
Uma razo gs-leo alta pode ter como causa o prprio gs dissolvido no leo, o gs de
uma capa ou aquele proveniente de uma outra zona ou reservatrio adjacente. Esse
ultimo caso pode ser produto de uma falha de cimentao primria, furo no
revestimento ou de uma estimulao mal concretizada.
A produo excessiva de gs, devido formao de cone, pode ser contornada
temporariamente completando-se o poo apenas na parte inferior. Um cone de gs
mais facilmente controlado pela reduo da vazo do que no caso do influxo de gua.
Isto se deve maior diferena de densidades entre o leo e o gs. O fechamento do
poo, temporariamente, tambm uma tcnica recomendada para a retrao do cone de
gs ou gua.
2.5.3. - Reparo de Vazamentos no Revestimento
Quando o aumento da RAO ou RGO no observado atravs dos canhoneados abertos
para produo, deve-se suspeitar de dano no revestimento. Perfis de produo, ou
pistoneio seletivo so usados para localizar os pontos de dano no revestimento.
Vazamentos no revestimento podem ocorrer devido corroso, colapso da formao,
fissuras, desgaste ou falhas nas conexes dos tubos, sendo necessrio identificar a
natureza do problema, sua localizao e extenso.
Basicamente, tratando-se de pontos localizados ou pequenos intervalos de revestimento
danificados, a tcnica utilizada semelhante empregada em tamponamentos de
49
pequeno nmero de canhoneados. No caso de trechos longos, o tratamento similar ao
de canhoneados extensos.
2.5.4. - Combate Perda de Circulao em Zonas sem Interesse
Pastas de cimento podem ser usadas para estancar perdas apenas quando no h
preocupao com o dano de formao, isto , em zonas que vo ser isoladas
definitivamente. Nesses casos podem ser usadas pastas aceleradas, tixotrpicas,
espumadas ou outros sistemas especiais.
2.6 - Tcnicas Operacionais
2.6.1. - Introduo
As operaes com cimento na completao podem ser classificadas, quanto ao nvel de
presso utilizada, em:
operaes baixa presso;
operaes alta presso.
Nas operaes baixa presso o cimento colocado nas posies desejadas sem que se
frature qualquer zona, e alta presso, fraturando-se alguma formao. O entendimento
deste assunto requisito mnimo necessrio ao profissional que se prope a trabalhar
com cimento na completao.
Quanto forma de colocao da pasta de cimento na posio desejada, os tipos
possveis so:
tampo balanceado (baixa ou alta presso);
injeo direta (baixa ou alta presso);
recimentao (baixa presso);
caamba (baixa presso).
Quanto tubulao que se encontra no poo, excluindo-se as operaes com caamba,
tem-se:
50
executadas com colunas de trabalho convencionais (tampo balanceado, injeo
direta e recimentao);
executadas com flexitubo (tampo balanceado).
Para se definir o tipo mais adequado de operao a ser executada, de fundamental
importncia diagnosticar corretamente o problema. De posse deste diagnstico
possvel adequar o nvel de tecnologia a ser empregado, atendendo todas as restries
detectadas neste diagnstico.
2.6.2. - Compresso de Cimento Baixa Presso
A pasta de cimento uma suspenso de partculas solidas de cimento dispersas em
gua. Na tcnica baixa presso, a pasta, sujeita a um diferencial de presso poo-
formao, perde parte da gua de mistura para o meio poroso e um reboco de cimento
parcialmente desidratado formado. Ao trmino deste processo de filtrao, todo o
canhoneado est preenchido por reboco de cimento (vide Figura 2.26), e por este reboco
ter uma permeabilidade bastante baixa, a presso na superfcie se estabiliza.
Figura 2.26 O Processo de Filtrao.
51
de fundamental importncia o conhecimento e controle das presses envolvidas na
operao. bom observar que uma coluna cheia de pasta com peso especifico 15,8
lb/gal pode quebrar uma formao com gradiente de fratura igual ou inferior a 0,82
psi/p, sem presso adicional na cabea.
Nos trabalhos baixa presso, essencial que os canhoneados, canalizaes e cavidades
a serem preenchidas com cimento estejam desobstrudos de lama e/ou slidos e que
contenham um fluido penetrante a ser deslocado pela pasta de cimento para a formao
permo-porosa, seja fluido de completao isento de slidos ou fluido produzido de
algum intervalo permo-poroso.
A pasta ideal numa operao com cimento deve ter uma taxa de desidratao
controlada, de forma a permitir a deposio uniforme do reboco sobre toda a superfcie
permevel, preencher os vazios e as canalizaes por detrs do revestimento, preencher
os tneis de canhoneio e deixar pequenos ndulos dentro do revestimento. Nesta
situao, o restante da pasta permanece fluida no interior do poo, podendo ser
removida por circulao.
2.6.3. - Compresso de Cimento Alta Presso
Em alguns casos, com formaes de baixa permeabilidade, o squeeze baixa presso
pode no ser possvel, de forma a permitir que a pasta ocupe os espaos desejados. Por
exemplo, a correo de cimentao primria executada com fluido de perfurao dentro
do poo, formaes de baixssimas injetividades onde o mtodo de injeo direta
mandatrio devido existncia de canhoneado aberto logo acima, etc.
Nesses casos alguns autores acreditam que a criao de uma fratura, a fim de permitir a
comunicao entre poo e esses espaos a serem preenchidos com cimento, pode ser
uma soluo. importante observar que deve ser criada uma pequena fratura, e que a
operao deve ser concluda a uma presso abaixo da presso de quebra da formao.
As antigas operaes alta presso, muitas vezes associadas ao mito do block
squeeze, (panquecas horizontais), com a criao de grandes fraturas e o uso de grandes
volumes de pasta foram definitivamente banidas das prticas recentes. Entretanto,
mesmo com a utilizao de uma boa tcnica, a de alta presso envolve uma srie de
52
riscos que podem comprometer o sucesso da operao, sendo recomendado, sempre que
possvel, as operaes baixa presso.
Como exemplos de riscos tm-se:
possibilidade da criao de grandes fraturas que podem propiciar a comunicao
indesejada de zonas que se pretendia isolar;
por se desenvolver numa direo preferencial ditada pelo estado de tenses da
rocha, a fratura pode no interceptar o canal que se pretendia eliminar;
a fratura pode se estender ao longo de um intervalo com boa cimentao e
comunicao entre zonas indesejadas.
2.6.4 - Tampo Balanceado
Esta tcnica normalmente empregada em operaes baixa presso, sendo que os
volumes da pasta de cimento, do colcho espaador frente e atrs da pasta e do
deslocamento so calculados de forma a se obter um tampo balanceado
hidrostaticamente.
Para se obter o balanceamento, o colcho separador, bombeado frente da pasta, deve
ter um volume que ocupe uma altura do espao anular revestimento X coluna
equivalente altura de coluna ocupada pelo colcho separador bombeado atrs da pasta.
Normalmente o volume de gua atrs da pasta adotado como sendo 1 barril e frente
o volume correspondente para a mesma altura de coluna de gua.
A extremidade da coluna deve ficar posicionada cerca de 3 metros abaixo dos
canhoneados inferiores garantindo que, aps o deslocamento e balanceamento
hidrosttico, todos os furos estejam cobertos com pasta.
A composio da coluna pode ser livre ou com packer. O uso de packer somente
necessrio quando existe canhoneados abertos acima do ponto de injeo da pasta, ou
quando existir dvidas quanto capacidade do revestimento em suportar as presses de
operao. Neste caso, a quantidade de tubos abaixo do packer deve ser dimensionada de
forma conveniente, em funo do volume de pasta a ser usado, de forma que o tampo
de cimento deslocado fique abaixo do packer (vide Figura. 2.27).
53
Aps o balanceamento do tampo, os tubos imersos na pasta so retirados e se procede a
uma circulao reversa, com volume correspondente a 1,5 vezes o volume da coluna de
trabalho, para completa limpeza da mesma de eventuais resduos de cimento. A partir
da a pasta comprimida, geralmente segundo a tcnica de hesitao.
Hesitao uma tcnica de compresso geralmente utilizada em operaes baixa
presso, na qual a pasta comprimida em intervalos regulares para diversos nveis de
presso. Aps a pressurizao inicial, sempre inferior presso de quebra, aguarda-se a
queda da presso examinando-se a curva de presso registrada na superfcie. O aumento
do raio de curvatura da queda de presso indica a formao de reboco, ao passo que
uma curvatura de raio constante nos diversos ciclos indica a injeo de pasta em alguma
cavidade por detrs do revestimento ou a existncia de furos ou vazamentos no interior
do poo. Aps a concluso da compresso, necessrio liberar a presso da tubulao e
determinar o volume de pasta injetado (vide Figura 2.28). Mesmo em intervalos
fraturados, a tcnica de hesitao aplicvel, com resultados plenamente satisfatrios,
sendo recomendado usar pastas com maior filtrado API. Nos casos de zonas fraturadas
onde no se consegue atingir presses estabilizadas conveniente que, aps se injetar
um volume desejado de pasta, se feche o poo e aguarde a pega da pasta, para posterior
corte do cimento com a broca.
Figura 2.27 Tcnica do tampo balanceado
54
Para se obter presso final estabilizada em tamponamento de canhoneados, nos casos
onde a operao est exigindo mais pasta do que se previa, comum hesitar a pasta
deixando-se tempos maiores de decaimento de presso, visto que, nestes casos a
inteno permitir o incio da pega do cimento. Uma operao considerada ideal
aquela onde tudo acontece de acordo com o previsto, sem sobressaltos, resultando em
testes de presso direta e reversa positivos. No caso de correes de cimentao
primria, recomendvel que no se sonegue pasta, caso a operao esteja exigindo,
visto que se pretende preencher completamente o restante do anular que no tenha sido
preenchido durante a cimentao primria.
Nas operaes de tampo balanceado realizadas sem packer, a pasta deslocada at o
ponto desejado, a tubulao de produo suspensa acima do tampo de cimento e aps
circulao reversa para limpeza da coluna, o BOP fechado, e ento, aplicada a
presso de injeo. Portanto, em tais operaes deve-se considerar tambm como limite,
alm da presso de quebra da formao, a resistncia a presso interna do revestimento.
Clculo de Volumes para o Tampo Balanceado:
Conhecendo-se:
capacidades do revestimento (Cr), da coluna de trabalho (Ct), do anular (Ca) e do
anular junto com o da coluna de trabalho (Ca+t);
volume de pasta em bbl (Vp);
comprimento do intervalo canhoneado (Ic);
extremidade da coluna (H), que deve estar 3 metros abaixo da base dos
canhoneados.
Figura 2.28 Tcnica de Hesitao
55
Calcula-se a altura do tampo de cimento com a coluna imersa, que naturalmente deve
ser inferior ao comprimento da cauda (Lcauda):
Hc (m) = Vp (bbl) / Ca+t (bpm)
A altura do tampo de cimento sem a coluna:
Hs (m) = Vp (bbl) / Cr (bpm)
O volume de gua atrs (Vat), normalmente utilizado 1 barril mas podendo ser
aumentado, deve gerar uma altura de coluna de gua de:
Hat = Vat (bbl) / Ct (bpm)
O volume de gua frente (Vaf), para uma mesma altura de coluna de gua dada por:
Vaf (bbl) = Hat (m) . Ca (bpm)
Calculando-se o volume de deslocamento (Vd) para balancear o tampo tem-se:
Vd (bbl) = Ct (bpm) . [H (m) Hat (m) Hc (m)]
O nmero de tubos retirar deve ser tal que deixe a extremidade da coluna fora do
tampo de cimento. O volume de circulao reversa igual a 1,5 vezes o volume de
deslocamento.
2.6.5 - Injeo Direta
Esta tcnica pode ser empregada tanto em operaes baixa presso (quando h boa
injetividade) como em operaes alta presso. A pasta de cimento bombeada,
continuamente, at a presso final desejada, que pode ser maior ou menor que a presso
de quebra da formao. Aps o final do bombeio, a presso monitorada, e caso no
fique estabilizada, se reinicia a operao com a injeo de mais pasta at se obter a
completa vedao dos furos e a estabilizao da presso. A coluna de operao para os
squeeze pode ser livre, com packer ou com retentor de cimento (vide Figura 2.29.). Esta
56
tcnica de correo deve ser a preferida quando se
prev a utilizao de maiores volumes de pasta.
2.6.6 - Recimentao
a tcnica a ser utilizada quando os perfis snicos
indicam revestimento livre onde o isolamento hidrulico
est sendo exigido. Nos casos onde o perfil no
indique revestimento livre, possivelmente haver
dificuldade de circulao da pasta em longos trechos.
A ausncia de cimento em determinados trechos pode ser
decorrncia de entupimentos do anular, por
carreamento de detritos durante a cimentao primria,
gerando incremento da presso de circulao e o
fraturamento de alguma formao, ou tambm pode ser decorrncia de
sobredeslocamento da pasta. A recimentao consiste basicamente na circulao de
colches lavadores, colches espaadores e pasta de cimento entre os pontos
previamente perfurados, de forma similar a uma cimentao primria.
Como diretriz, a recimentao deve ser executada o mais
breve possvel, logo aps o trmino da cimentao
primria, onde tenha se verificado indcios de falhas.
Isto se deve ao fato de que o fluido de perfurao em
repouso no anular pode ocasionar decantao dos slidos,
inviabilizando a circulao da pasta de cimento.
Um retentor de cimento enato assentado prximo e acima
do canhoneado inferior. Os retentores de cimento
(cement retainer) tem constituio semelhante ao
tampo mecnico (bridge plug) e possuem uma vlvula para evitar o retorno da pasta de
cimento para da coluna aps a circulao da pasta e o desencaixe do stinger, reduzindo
tambm o perigo de priso da ferramenta pela deposio de pasta sobre o packer (Figura
2.30).
Figura 2.29 Tcnica de
injeo direta
Figura 2.30 Recimentao
57
Um procedimento utilizado com sucesso o seguinte:
escolha criteriosamente os pontos a serem canhoneados e efetue o canhoneio;
assente um retentor de cimento (CR) 5 m acima dos canhoneados inferiores, fora
de luva do revestimento;
desa a coluna com stinger. Inicie o encaixe do stinger, circulando direto baixa
vazo, e assim que os selos desse promovam vedao no CR, teste a coluna com
presso;
estabelecida a circulao, promova a limpeza do espao anular ou canais, atravs da
circulao alta vazo de colches lavadores e grande volume de fluido. A total
remoo de lama e reboco etapa fundamental em uma boa recimentao;
confeccione a pasta de cimento e desloque-a, com colches separadores
compatveis, frente e atrs, controlando o retorno de fluido. A pasta deve ter baixo
filtrado e alta bombeabilidade para evitar obstruo do stinger e do anular da camisa
deslizante do retentor de cimento. Calcule o volume de pasta baseado no Cliper e
CBL/VDL;
monitore, cuidadosamente, o volume de deslocamento, vazo e presso. Verifique se
h mudana de comportamento da vazo/presso a partir da chegada da pasta nos
canhoneados;
feche gradualmente o retorno de fluido ao final do deslocamento, concluindo a
circulao da pasta sob presso;
abra o retorno de fluido, desencaixe o stinger, retire alguns tubos e efetue circulao
reversa para limpeza da coluna;
com o excesso de pasta efetue squeeze nos canhoneados superiores. Em alguns
casos pode-se deslocar nova pasta para esse squeeze.
2.6.7 - Determinao da Altura Mxima da Pasta
O clculo envolve o gradiente de fratura da formao, do fluido e da pasta, a altura
mxima de cimento e canhoneados (profundidade), mais um fator de segurana.
Gradiente de fratura da formao X
Prof Canhoneados =
Gradiente de Fratura do Fluido X (Prof Canhoneados Altura Max Cimento) +
Gradiente de Fratura da Pasta X Altura Max Cimento +
Fator de Segurana
58
2.6.8 - Composio do Cimento
O cimento se caracteriza por ser uma mistura das componentes de clcio e argila,
submetidos a alta temperatura, para produzir xidos e que hidratado da como resultado
as propriedades do cimento.
Todos os tipos de cimento apresentam combinaes de quatro componentes principais,
representados pelas letras C, A, F e S.
C: xido de clcio, CaO
A: xido de alumnio, Al2O3
F: xido de ferro, Fe2O3
S: slica, SiO2
Outros componentes podem ser encontrados no cimento, em baixos teores. Entre eles
esto xido de magnsio (MgO) e sulfatos alcalinos originados de compostos de enxofre
presentes nas argilas e no combustvel de aquecimento do forno rotativo.
O cimento est constitudo principalmente de quatro fases identificadas classicamente
por C3S (silicato triclcico), C2S (silicato biclcico), C3A (aluminato triclcico) e C4AF
(ferro alumino tetraclcico), a cristalizao dessas fases funo da composio e
finura da mistura de calcrio com argila, do tratamento