4o PDPETRO, Campinas, SP 21-24 de Outubro de 2007

2.2.0041-1 - 1

ESTUDO DOS Constituintes DOS Fluidos DE PERFURAÇÃO: proposal DE UMA Formulação OTIMIZADA E AMBIENTALMENTE Correta

Ian Barros Guimarães1 (DAQBI / UTFPR), Luciano Fernando dos Santos Rossi2 (PPGEM / LACIT / UTFPR)

1 2 Av. Sete de Setembro 3165, Rebouças, Curitiba-PR, 80230-901, e-mail: iianbg@yahoo.com.br Av. Sete de Setembro 3165, Rebouças, Curitiba-PR, 80230-901, e-mail: lfrossi@utfpr.edu.br

Nas atividades petrolíferas, OS Fluidos de perfuração TEM importancia fundamental. São processos de formação Fluidos Que devem permitir o resfriamento da broca, um Retirada dos cascalhos gerados nd perfuração ea Manutenção da estabilidade do Poço. São enguias Que, also, devem se Transformar n'uma especie de gel parágrafo Conter OS cascalhos, QUANDO da Parada de UMA Coluna de perfuração, parágrafo alguma Operação Intermediária, e ter uma capacidade de quebrar ESSE gel não Instante da Volta do Movimento da Coluna. ISSO SEM Tudo comprometer a Formação UO causar Grandes perturbações não anular Espaço do Poço. Muitos desses Fluidos de perfuração incorporam Constituintes Que, EM Maior Menor grau OU TEM characteristics tóxicas, corrosivas, OU MESMO AO agressivas Meio Ambiente. Por Outro Lado, OS Fluidos de perfuração comumente levam los SUA Constituição substâncias capazes de retardar los algum grau, a ocorrência de fenómenos indesejáveis (Formação de hidratos, p. ex.). Sas CASOS, OS Constituintes São denominados inibidores de Formação de hidratos (inibidores termodinâmicos cinéticos OU). Neste Trabalho, pretende-se que Levantar Vantagens e desvantagens como dos Constituintes Vários dos Fluidos de perfuração. Tanto Pará FOI UM realizado levantamento dos principais Constituintes dos Fluidos de perfuração, NAS SUAS Diversas classificações (um Óleo base, uma Água de base, um ar de base, e Fluidos Sintéticos) com o Objetivo de apresentar SUAS Vantagens e desvantagens nd Formulação dos Fluidos de perfuração. Pretende-se, Desta forma, Levantar subsídios Que apontem nenhum SENTIDO de encontrar UMA Ótima Formulação de Fluido de perfuração Que SEJA also Menos Agressiva AO Meio Ambiente. Ao final, São apresentadas algumas Propostas de Formulação parágrafo OS Fluidos de perfuração. Segurança de Poço, Fluidos de Perfuração, Meio Ambiente.

1. INTRODUÇÃO

A perfuração, Uma das ETAPAS da Exploração de Óleo e Gás, Hoje E Capaz de atingir regions de grande complexidade. ASSIM Sendo, è Possível Realizar Perfurações NAS chamadas Águas profundas, regions Que PODEM atingir uma profundidades de ATÉ 3000 m (Nascimento, 2000). Do Além disso, como Perfurações, do tanto on-shore QUANTO off- costa PODEM servi feitas in Poços verticais horizontais ou. Essas atividades Só PODEM Ser realizadas Graças AOS Fluidos de perfuração, OS cais Quais d'Orsay PODEM Ser definidos Como hum Fluido circulante Capaz de tornar viável a atividade de perfuração (API, 1991). Sos Fluidos de perfuração de vital importancia São los hum Sistema de Exploração de Óleo e Gás, Onde SUA Eficiência imensa E, Tanto Que do Além das funções descritas POR Thomas et al., (2001) de limpar o Fundo do Poço dos cascalhos gerados Pela broca e Transporta-los comeu uma Superfície; exercer pressão hidrostática sobre como Formações, de MoDo uma evitar o influxo de Fluidos indesejáveis (kick) e estabilizar como paredes do Poço; resfriar e lubrificar a Coluna de perfuração ea broca enguias ainda devem apresentar characteristics Especiais Que garantam UMA perfuração Eficiente, segura e Rapida. Essas characteristics São descritas POR Thomas et ai. (2001), parágrafo QUEM ELAS devem garantir Que o Fluido SEJA quimicamente estável; Que tenha uma capacidade de estabilizar como paredes do Poço, Que permita UMA Fácil Separação dos cascalhos, da Superfície, Que mantenha OS Sólidos los Suspensão QUANDO estiver los Repouso (Pela parada de Operações) Entre outras. Tradicionalmente, OS Fluidos de perfuração São Divididos los Dois Grupos: WBF do (fluidos à base de água), (Fluidos não Aqueus) NAF do. Embora existam OS Fluidos à base de de ar, Estes São Muito pouco utilizados. Os São chamados de NAF subdivididos EM 3 Grupos, englobando OS Fluidos Nao dispersáveis los Água e Os de base de Nao aquosa (Mairs, H. et al., 2000). Os Compostos Que correspondem Constituinte OS NAF do AOS Fluidos de Base Nao aquosa com Conteúdo Aromatico Elevado, Conteúdo Aromatico Médio e Baixo Conteúdo Aromatico UO desprezível. Fluidos uma base de Água also PODEM Ser Divididos los Não-inibidos, inibidos, com Baixo Teor de Sólidos e emulsionados los Óleo. ESSA Divisão TEM Como principais Objetivo otimizar o desempenho fazer um Fluido de base de Água los UMA perfuração. Os Fluidos Que Nao São apenas Líquidos, PODEM Ser constituídos de Duas Formas, QUE SÃO UMA MISTURA DE GASES DE Líquido Que E subdividida los Água aerada e espuma, OU apenas gases, podendo Ser ar UO gás natural (PUC-RJ). Sos Fluidos São pouco utilizados, Sendo Usados apenas los CASOS Especiais. A Chamada Formulação ideal de hum Fluido E Importante UMA Vez Que Problemas Diversos PODEM Ser Caso o Fluido causados de perfuração NAO esteja de a Acordo com o Sistema perfurado um ser. Sos Problemas PODEM Ser: a Perda de Circulação, ineficiência da limpeza do Poço, ocasionar hum potencial agressivo AO Meio

Copyright © 2007 ABPG

4o PDPETRO, Campinas, SP 21-24 de Outubro de 2007

2.2.0041-1 - 2

Ambiente, Ser hum potencial Formador de hidratos dentre outros (Sorgard et al., 2001). O Presente Trabalho TEM Como principais Objetivo apresentar como Vantagens e desvantagens como nd Formulação dos Fluidos de perfuração. Objetiva-se, Desta forma, Levantar subsídios Que apontem nenhum SENTIDO de encontrar UMA Formulação de Ótima Fluido de perfuração Que possam sor, also, Menos Agressiva AO Meio Ambiente.

2. REVISÃO DA LITERATURA

2.1.UNIDADE DE PERFURAÇÃO - MECANISMOS DE PERFURAÇÃO DOS Fluidos

Os Fluidos de perfuração, como atividades Durante de perfuração, São bombeados da Unidade de perfuração ATÉ O Poço Pelo interior de UMA Coluna de perfuração. ESSA Unidade de perfuração E o local, POR Onde o Fluido circulação e E uma Partir desse Sistema Que elementos E bombeado do Tanque de sucção ATÉ O Poço, retornando Pelo Espaço anular da Coluna, Chegando comeu um Vibratória peneira, par uma Separação dos Sólidos extraídos e posteriormente resfriado e tratado, parágrafo Ser Novamente bombeado parágrafo O Poço.

2.2.DEFINIÇÃO DOS Fluidos DE PERFURAÇÃO

Os Fluidos de perfuração São vistos de Diferentes Maneiras Diferentes POR Autores. O Instituto Americano de Petróleo (API) consideração Fluido de perfuração QUALQUÉR Fluido circulante Capaz de tornar um de Operação perfuração viável. Contudo, Autores Como Thomas et ai. (2001) consideram OS Fluidos de perfuração de Como Misturas complexas de Sólidos, Líquidos, Produtos Químicos e, Vezes POR, gases ATE DE. Sendo Que, do Ponto de vista químico, Eles PODEM assumir Aspectos de Suspensão, Dispersão coloidal UO emulsão, dependendo do Estado Físico dos Componentes. Do Ponto de Vista Físico, OS Fluidos de perfuração assumem comportamentos de Fluidos Não-newtonianos, OU SEJA, uma Relação Entre uma taxa de cisalhamento ea taxa de deformação Constante NAO E (Machado, 2002).

2.3.PRINCIPAIS FUNÇÕES E CARACTERISTICAS DOS Fluidos DE PERFURAÇÃO

Sabe-se Que Diversos fatores afetam OS Fluidos de perfuração Durante UMA Operação, Variações de profundidade, Interação com um rochosa Formação do Poço, Variações de pressão e Temperatura São citadas Como alguns desses fatores. Portanto, um Fluido de perfuração do Além de ter de Realizar SUAS funções primordiais, Que São uma Suspensão, o Controle de pressão, uma estabilização das Formações, apresentar Poder de flutuação e de resfriamento da broca (Duarte, 2004) also devem apresentar characteristics adequadas parágrafo Que possam servi utilizados NAS Diversas Formações. Sendo ASSIM, um Fluido de perfuração DEVE Ser estável quimicamente, facilitar uma Separação dos cascalhos nd Superfície, sor inerte (NAO reagir) com Rochas como produtoras, Ser Capaz de aceitar Tratamento Físico e / or químico, Ser passível de bombeamento, e ainda DEVE apresentar Baixo grau de Corrosão e abrasão (esfoliamento) EM Relação à Coluna de perfuração ea other Equipamentos da Coluna de perfuração, Além Ser agressivo de NAO AO Meio Ambiente (Thomas et al., 2001). Do Além das funções cruciais de hum Fluido de perfuração, Eles apresentam funções e Características secundárias, Tais Como: resfriar e limpar Pequenas impurezas, apresentar Baixo Custo de Operação, como facilitar interpretações geológicas fazer retirado material de fazer Poço, dentre outras.

2.4.PROPRIEDADES

Atraves da compreensão e fazer Estudo das Químicas e Físicas PROPRIEDADES dos Fluidos de perfuração E Possível classifica-los. Segundo Caenn et ai. (1995), como principais PROPRIEDADES Que devem servi n estudadas classificar hum Fluido São: peso, viscosidade, reatividade e Controle de Perda de Fluido e Dentro de item de CADA desen- Estudar como se characteristics especificas, Tais Como: densidade (sem Caso do peso); Força gel e Parâmetros reológicos (sem Caso da viscosidade); Parâmetros de filtração (sem Caso de Controle de Perda de Fluidos) e Teor de Sólidos, pH, Sólidos Ativos e lubricidade (nenhuma Caso da reatividade). A importancia desses apresentados subitens E grande, Uma Vez Que, POR Exemplo, OS Estudos dos Parâmetros reológicos PODEM auxiliar não Cálculo de perdas de Carga nd nd tubulação e determinação da VELOCIDADE de Transporte dos cascalhos, como Forças GEIS (Que fazem contraditório dos Parâmetros reológicos) POR indicarem o grau de gelificação de hum Fluido de perfuração, fornecem Informations sobre a Resistência de hum Fluido los Reiniciar o Seu escoamento APOS UM PERÍODO de Repouso das atividades de perfuração. Do Além dos subitens citados Acima, other São importantíssimos, dentre OS cais Quais d'Orsay pH o, Capaz de fornecer Informations sobre a capacidade do Fluido los promover um Corrosão dos Equipamentos, o Teor de Sólidos Que los Altas quantidades influenciam outras PROPRIEDADES Como uma densidade, como Forças Geis ea viscosidade e ainda PODEM Aumentar a Probabilidade de Desgaste de Equipamentos e fratura das Formações rochosas.

Copyright © 2007 ABPG

4o PDPETRO, Campinas, SP 21-24 de Outubro de 2007

2.2.0041-1 - 3

2.5.TIPOS DE PERFURAÇÃO DE Fluidos

Atualmente, OS Fluidos de perfuração PODEM Ser Divididos EM 2 Grupos e Fluidos OS Mais uma base de ar. Segundo Thomas et ai. (2001) OS Fluídos uma base de Água São formados Pela Água pura OU SEM com a adição de sais. Nesse Tipo de Fluido, um Água TEM Como função diretor não prover o Sistema Meio Pará Um dos Dispersão coloidais materiais. Os Fluidos uma base de Água São Divididos los Não-inibidos (Onde NAO HÁ Tratamento químico fazer Fluido), inibidos (Fluidos Que passam POR Tratamentos físicos e / or Químicos), Fluidos com Baixo Teor de Sólidos e Fluidos emulsionados los Óleo. Essas divisoes TEM Como principais Objetivo melhorar o desempenho do Fluido. Os Fluidos inibidos, POR Exemplo, São Usados parágrafo perfurar Rochas com Elevado grau de atividade nd Presença de Água Doce enquanto OS NAO - inibidos São utilizados los Perfurações de Camadas superficiais. Os Fluidos de uma base de ar São Muito pouco utilizados, recomendando-se Seu parágrafo OSU situations de Zonas com Grandes perdas de Circulação e Formações produtoras com pressão Muito baixa (Caenn et al., 1995). O Outro Grupo de Fluidos Muito utilizado corresponde AOS NAF, o cessos São emulsões invertidas, Sendo uma fase continuação o Fluido de base Mais um Água e como substâncias Químicas compreendem uma fase interna. Sos Fluidos São subdivididos in 3 Grupos, Sendo Que Ø Grupo I corresponde AOS Fluidos com Elevado Conteúdo Aromatico, o Grupo II corresponde AOS Fluidos com Conteúdo Aromatico Médio EO Grupo III corresponde AOS Fluidos com Baixo UO desprezível de Conteúdo aromáticos. Não, eu Grupo, OS principais Constituintes São OS Óleos minerais EO Óleo diesel. Os Fluidos desse Grupo São produzidos a Partir fazer Refino do Petróleo Bruto e Constituinte hum Conjunto de Vários Compostos, dentre enguias citam-se OS Hidrocarbonetos, como parafinas, OS PAH (Hidrocarbonetos aromáticos policíclicos) e OS aromáticos. Sos Fluidos PODEM Ser emulsões Água / óleo (com Teor de Água <10%, o volume em) OU emulsões inversas (com o Teor de Água variando Entre 10% e 45%, in volume). Sos Fluidos TEM Como característica principal de uma Manutenção da estabilidade dos Poços, o Fato de Serém capazes de Formar UMA membrana semipermeável ideal, evitando um íons Passagem de fazer um par Fluido Rocha e da Rocha Para O Fluido. O Grupo II, constituído Óleo diesel principalmente Pelo Menor apresenta toxicidade. Nesse Tipo de Fluido, OS Processos de Destilação São fiquem controlados parágrafo Que OS Hidrocarbonetos Totais E Os PAH abaixo dos Valores estabelecidos par o Grupo I. A principal Vantagem los Relação AO Grupo I E o Fato desse Tipo de Fluido Ser Menos tóxico e agressivo AO Meio Ambiente. O Grupo III inclui OS Fluidos de Base Sintética produzidos POR Reações Químicas de Compostos Puros e grupamentos Químicos Como (Hidrocarbonetos Sintéticos, acetais, ésteres e éteres). Sos Fluidos also São chamados de SBF UO SBM (Fluidos de perfuração uma base de Compostos Sintéticos) e surgiram a Partir da Necessidade de Fluidos Que possuíssem Características semelhantes AOS Fluidos a base de Óleo, porem, Que causassem Menos Danos Ambientais, Sendo Menos tóxicos e biodegradáveis Mais (Mairs, H. et al., 2000).

2.6.ADITIVOS

Os Aditivos Mais comuns utilizados nn Fluidos de perfuração correspondem AOS Polímeros, surfactantes, sais e bentonitas. Do Além Destes, ainda PODEM Ser Usados Aditivos Como um baritina, OS Fosfatos, OS taninos, OS carbonatos, OS paraformaldeídos e Outros. Os sais atuam Como inibidores das Formações Ativas, enguias atuam de maneira a reduzir o escoamento hidráulico Pará Um Formação, devido principalmente a dos viscosidade SEUS filtrados e POR estimular o escoamento de Água da Formação argilosa Para O Fluido de perfuração. Este escoamento inverso reduz a hidratação da Formação e como pressões de poros da Formação AO Redor do Poço, Que o Gera hum aumento da Tensão Efetiva (PUC-RJ). Os sais Mais comuns utilizados los Fluidos de perfuração de uma base de Água São OS sais de cloretos: Cloreto de Sódio (NaCl), Cloreto de Potássio (KCl) e Cloreto de Cálcio (CaCl2). Os Polímeros ASSIM Como OS sais de grande utilidade São nd Indústria de Petróleo, principalmente não Campo da perfuração. Os Polímeros São definidos Como Moléculas orgânicas com peso molecular Acima de 200, contendo varias Unidades repetidas (os Monômeros) (Caenn et al., 1995). Os Polímeros comumente utilizados PODEM Ser Classificados de Três Maneiras: os Polímeros Naturais, OS Naturais Modificados E Os Polímeros Sintéticos. Os Polímeros Naturais nn Fluidos de perfuração como São chamadas gomas, OS biopolímeros e uma base de OS de amido. O amido E hum Polímero cuja Molecula Estrutural apresenta hum carater ligeiramente aniônico, Sendo, portanto considerado hum Polímero hidrofílico. ESSA característica o Torna Capaz de absorver grande quantidade de Água, o Que permite um ESSE Composto atuar Como Controlador da Perda de Fluido Pará Um Formação. Outra característica de suma importância desse Polímero, E o Fato de possuir Partículas Grandes los SUA Cadeia, o Que auxilia nd minimização da penetração do Fluido de perfuração nd Formação. Os biopolímeros, geralmente São polissacarídeos produzidos a Partir da fermentação bacteriana. São Polímeros Que apresentam alto peso molecular, algoritmos los Torno de 1 a 2 Milhões. ASSIM Como o amido, o SUAS Moléculas apresentam-se ligeiramente aniônicas, o Que lhes CONFERE uma capacidade de absorver grande quantidade de Água, POR ISSO OS biopolímeros São Usados sem Controle reológico e parágrafo melhorar o Processo de Carregamento de cascalhos Durante uma perfuração. Os examples Mais comuns dessa classe como gomas São. Os Polímeros Modificados Mais utilizados nd Indústria Petrolífera São OS CMC (carboximetilcelulose); HEC (hidroxietilcelulose) EO CMS (carboximetilamido). A principais função desses Polímeros e Um de tornarem o Fluido Mais viscoso, melhorando a capacidade de

Copyright © 2007 ABPG

4o PDPETRO, Campinas, SP 21-24 de Outubro de 2007

2.2.0041-1 - 4

Carregamento de cascalhos. ASSIM Como OS Polímeros Naturais, OS Polímeros Modificados São Agentes hidrofílicos capazes de absorver grande quantidade de Água. O Grupo Que constitui OS Polímeros Sintéticos E formado pelos poliacrilatos, ATRAVES Polímeros produzidos do Petróleo, e pelas poliacrilamidas Que São copolímeros de varias proporções de acido acrílico e acrilamida. Os poliacrilatos normalmente São aniônicos apresentando Estruturas Que Nao São complexas tendão Seu USO variando de a Acordo com peso Seu molecular. Como Moléculas com peso molecular de Baixo (<1000), São utilizadas Como afinadores e defloculantes, essas funções São devido AO Fato dos poliacrilatos de Baixo peso molecular apresentarem muitas Cargas negativas e alta capacidade de adsorção de Ativos Sólidos dos Fluidos. O MECANISMO básico de funcionamento E o Fato dos poliacrilatos de Baixo peso molecular como adsorverem Cargas Positivas dos Fluidos deixando-os com Excesso de Cargas negativas, O Que Causa forte repulsão resultando nd defloculação. Os poliacrilatos de peso molecular Médio (entre 1000 e 100.000), São utilizados Como floculantes de e controladores de Parâmetros reológicos. Moléculas como peso alto com molecular (> 100 mil), São usadas Como floculantes. A poliacrilamida possui peso molecular alto e n º s de Fluidos perfuração Atua Como hum Controlador dos Fluidos, ISSO POR Ser Capaz de encapsular OS Sólidos (contaminantes) PRESENTES nn Fluidos e Formar flocos Que se depositam nenhuma Fundo dos Tanques de decantação. A Ação de Captura de contaminantes Pela poliacrilamida SE DEVE um Diferença de Cargas existentes, uma poliacrilamida aniônica e E OS Sólidos / Partículas apresentam Cargas Positivas (Caenn et al., 1995). Como bentonitas, São definidas POR Pereira et al., (2000) Como agregados los pacotes laminares Como hum baralho de cartas Que AO entrarem los Contato com a Água Vão se separando, causando hum Efeito Chamado de Dispersão. N Fluidos de perfuração como argilas PODEM associar-se de Diferentes Maneiras, influenciando Treatement nd nd Qualidade e Eficiência dos Fluidos. Os quatro possíveis efeitos causados pelas Diferentes Associações das argilas São uma agregação (argila seca), Dispersão (estado pretendido Pelo Fluido, inverso da agregação), floculação (abrupto aumento da viscosidade, alta gelificação) e defloculação (inverso da floculação). A Atuação dessas argilas no Campo petrolífero se da Pela alta retenção de Água, conferindo AO Fluido boas PROPRIEDADES viscosificantes, formadoras de gel e controladoras de filtração. Other Aditivos Usados NAS Operações de perfuração PODEM Ser vistos nd Tabela 1.

Aditivos

Lignossulfatos, taninos, lignitos e Fosfatos

Baritina (Sulfato de Bário) e Hematita

o o

o

o o o

o o

o

Características

Dispersante Inibidor Físico

Adensante - PoDE Controlar a densidade fazer Fluido de perfuração. Alcalinizantes Controladores de pH Floculante

Emulsificar a Água Reduzir a Tensão superficial

Removedores de Cálcio e de magnésio

Soda cáustica, Potassa cáustica e cal hidratada

Surfactantes: Sabões e Acidos graxos.

Carbonato e bicarbonato de Sódio

Paraformaldeído, organoclorados, Cal e Soda oBactericida Cáustica Tabela 1. Aditivos Usados nn Fluidos de perfuração.

3. METODOLOGIA

Pará O Melhor desempenho de hum Fluido de perfuração Vários fatores devem Ser considerados. PODE-SE Que DiZer sos fatores externos e São Internos los Relação AOS Fluidos de perfuração. Fatores Internos seriam como Ideais proporções das quantidades de agua, de oleo, de Aditivos de e other DE. Fatores externos seriam OS relacionados como condições da Região um perfurada ser. Levando los Conta sos fatores, realizou-se, a Neste Trabalho, UMA extensa Revisão da literatura parágrafo Que se pudesse chegar a UMA Direção QUANTO a Melhor Composição de hum Fluido de perfuração. Nas Figuras 1 e 2 PODEM Ser vistas como proporções adequadas dos Fluidos de perfuração de um Base de Água e uma base aquosa NAO.

Copyright © 2007 ABPG

4o PDPETRO, Campinas, SP 21-24 de Outubro de 2007

2.2.0041-1 - 5

100% 90% 80%

Fração de volume

de

6% 5% 3% 6%

100%

Controladores de densidade Sólidos da perfuração

Controladores de viscosidade Emulsificador

Fase aquosa

Fração de volume de

90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0%

9% 3%

30%

4%

Controladores de densidade Aditivos Água Cloreto de Sódio Cálcio UO

54% Diesel

70% 60% 50% 40% 30% 20% 10%

0% Composição tipica de hum Fluido Uma base de Água

80%

Composição Típica de hum Fluido uma base de Óleo

Figura.1 Composição adequada parágrafo hum Fluido uma base de Água. Figura.2 Composição adequada parágrafo hum Fluido uma base aquosa NAO.

Os principais fatores externos Que determinam a escolha de hum Fluido de perfuração São: Condições de Segurança - Para garantir perfeitas condições de Segurança los UMA perfuração, um Fluido de perfuração não desen Mínimo ter hum peso adequado par manter o Controle do Poço, parágrafo garantir uma NAO Formação de hidratos gasosos OU SUA retardar a Formação Durante a perfuração, Além disso DEVE LeVar los Conta Zonas de H2S (sulfetos de hidrogênio). Formações rochosas salinas - Essas Formações rochosas São Rochas sedimentarias formadas Pela evaporação de Água do marco São Rochas com altos teores salinos, Que PODEM interferir nd perfuração, principalmente Pela Diferença de pressão osmótica fazer local. Zonas de Altas pressões e temperaturas - Regions Altas pressões e de temperaturas PODEM prejudicar o desempenho dos Fluidos de perfuração, podendo alterar como SUAS PROPRIEDADES Físico-Químicas. Condições Ambientais - Dependendo da Região (on-shore / off-shore), faça País nd qua ESTA Sendo realizada uma perfuração, da Legislação vigor em, das Características de Disposição final, cessos São alguns dos fatores determinam a escolha Que de hum Fluido QUANDO SE COM relaciona como questões Ambientais: Formações argilosas - PODEM alterar como PROPRIEDADES reológicas dos Fluidos de perfuração. Trajetória do Poço - Perfurações horizontais PODEM dificultar uma Ação dos Fluidos de perfuração, SEJA Pelo Baixo grau de lubricidade DO Fluido, SEJA Pelo aumento da viscosidade UO Pela dificuldade fazer Carregamento dos cascalhos. Questões Econômicas - Fator Que apresenta Influência Direta nd escolha de hum Fluido, podendo constituir Cerca de 7% do total Valor do Custo de UMA perfuração. Fatores Como Custo da Disposição final, fazer Fluido, custo de Aditivos, custo de Manutenção, Entre other São alguns dos fatores Econômicos.

4. RESULTADOS E DISCUSSÃO

Como se PODE observar uma escolha de hum Fluido parágrafo UMA atividade de perfuração NAO E UMA Tarefa Fácil, Sendo necessario Conhecer OS DETALHES de CADA Componente Que E introduzido los hum Fluido de perfuração. Na Tabela 2 PODEM verificadas servi como Vantagens E RECOMENDAÇÕES AO USO relativas da fase continua (Água, Óleo OU Mistura Sintética).

Fase Contínua

Função oTornar o Fluido Menos agressivo AO Meio ambienteÁgua oFacilitar a detecção de gás, não Poço oPermite taxa de penetração Maior oPermite hum Maior numero de profiles Que Ser PODEM executados oPermite Mais facilidade não combater as a Perda de Circulação oTem Menor Custo inicial Tabela.2 - Vantagens fazer OSU de Fluidos uma base de Água

Atraves das principais Vantagens dos Fluídos uma base de Água PODE-SE perceber Que Este Tipo de Fluido E recomendado parágrafo explorações los Rochas superficiais, in situations NAS cais Quais d'Orsay rigor o da Legislação Ambiental E Maior, Alem do Que, com OS Aditivos PODE also Ser utilizado los UMA gama extensa de Formações rochosas.

Copyright © 2007 ABPG

4o PDPETRO, Campinas, SP 21-24 de Outubro de 2007

2.2.0041-1 - 6

Função oEstabilidade a temperaturas Altas NAF do oLubrificação (Grupo I, II e III) oEstabilizantes do Poço oUsados los Altas profundidades oPrevencao da Formação de hidratos oFluidos de perfuração Mais leves oPermitir UMA perfuração Mais Rápida oConfere Mais Segurança nd perfuração oGerar Menor Produção de cascalhos oTer baixa taxa de Corrosão oTer grau de inibição Elevado Relação los como Rochas Ativas oTer PROPRIEDADES controláveis Acima de 350 ° F (176 º C), comeu 500 ° F (260 º C). oTer hum Amplo Intervalo de variação de densidade: 0,89 a 2,4 oTer baixíssima Solubilidade de sais inorgânicos Tabela.3 - Vantagens fazer OSU de Fluidos uma base aquosa Nao

Cessos de Fluidos de base aquosa NAO (NAF'S), Como Observou-se nd Tabela 3, São Muito Úteis los regions Que apresentam elevadas pressões e Temperatura, regions Onde HÁ grande variação de Temperatura e de pressão, atuam nd prevencao de hidratos, POIs possuem Menor quantidade de Água los SUA Formulação, Além disso, São recomendados los situations Que necessitam manter uma estabilidade do Poço, Como Dito Anteriormente, e São capazes de evitar Ô íons Fluxo de Fluido fazer um parágrafo Rocha e da Rocha Para O Fluido.

Fase Continua SBM Hidrocarbonetos Sintéticos (alfa-olefina linear; Poli-alfa-olefinas; olefinas Internas; parafinas Sintéticas.) Uma base de ésteres

Função

o Ser estável a temperaturas Altas.

Fase Continua

o o

o o o o

o o o

Ser Mais viscoso Que OS Óleos minerais Ter baixa Temperatura de estabilidade Serém Biodegradáveis

Ser estável a temperaturas Altas Nao Ser tóxico Serém estáveis los condições neutras e Básicas

o

o

Uma base de éteres

Acetais

Tabela.4 - Vantagens fazer OSU de Fluidos uma base aquosa NAO-grupo.III

Os Fluidos Que compreendem o Grupo III dos NAF, o TEM Como diretor recomendação o OSU los situations Que necessitam Fluidos uma base de Óleo, Mas Que Nao sejam tóxicos AO Meio Ambiente. EntreTanto, uma fase Correspondente a CADA UM desses Fluidos also apresenta desvantagens Que PODEM tornar o Fluido incapaz de Ser utilizado los algum Perfil. Essas desvantagens PODEM Ser conferidas NAS Tabelas 5 e 6.

Fase Continua

o Água o o

o

Desvantagens

Menor estabilidade a temperaturas Altas Nao São adequados los Operações exigentes de perfuração NAO PODEM Ser Usados Onde existem argilas sensíveis à Água

Tabela.5 - Desvantagens fazer OSU de Fluidos uma base de Água.

Copyright © 2007 ABPG

4o PDPETRO, Campinas, SP 21-24 de Outubro de 2007

2.2.0041-1 - 7

Observa-se Que o USO de Fluidos uma base de Água e Restrito um Menos Operações complexas e regioes los Onde, como temperaturas elevadas Nao Sao Tao.

Fase Continua

o

o

Fluídos de base de Não- aquosa Grupo I, II e III

o o o o

Desvantagens

Tem Maior Custo inicial (Grupo I, II e III) PODEM causar Danos Ambientais (Grupo I e II) TEM Menores taxas de penetração. Ha dificuldade nenhuma de combater as uma Perda Circulação. Tabela.6 - Desvantagens fazer OSU de Fluidos de Base NAO aquosa.

Os Fluidos de Base NAO aquosa mostram-se Eficientes parágrafo situations complexas, contudo, como questões ligadas AO Meio Ambiente e AO Custo inicial TEM restringido o OSU desses Fluidos.

5. CONCLUSÃO

Compreender OS Fluidos de perfuração Abrange Diversos temas, Sendo de suma importância Conhecer Tanto o Fluido um Ser utilizado Como o perfil (Formação rochosa) Onde Sera utilizado. Neste Estudo procurou-se como VerificAR Características principais dos Componentes de hum Fluido de perfuração e atraves destes apontar OS principais Parâmetros Que poderiam vir a melhorar o desempenho dos Fluidos de perfuração NAS atividades de campo. Pará Trabalhos Futuros, uma AQUISIÇÃO ea Formulação de samples los Escalas laboratoriais parágrafos results comparar ósmio PODEM auxiliar ainda Mais o Entendimento das PROPRIEDADES e das Características de CADA Fluido melhorando o Seu desempenho nd application Desejada.

6. AGRADECIMENTOS

Os Autores agradecem AO Apoio Financeiro da Agência Nacional do Petróleo - ANP POR do Meio Programa de Recursos Humanos da ANP n o Setor de Petróleo e Gás PRH-ANP (PRH-10 - UTFPR). Agradecêmos, tambem, AO TEP / CENPES / Petrobras.

7. REFERÊNCIAS

CAENN, RYENa; CHILLINGARb, George Fluidos de Perfuração V.: Estado da Arte .. Journal of Petroleum Ciência e Engenharia. EUA: aWestport tecnologia Center; bCivil departamento de engenharia, Universidade do Sul da Califórnia. Junho de 1995. Caracterização DE Fluidos, Cap. 4. PUC-RIO, Certificação Digital N º 9824852/CA. DUARTE, RICARDO G. Avaliação da Interação Folhelho-Fluido de Perfuração parágrafo Estudos de Poços de Estabilidade. Junho de 2004. 123pg. Dissertação de mestrado, Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro, Departamento de Engenharia Civil, Rio de Janeiro, 2004. Mairs, H. ¹, SMITH, J ², MELTON, ³ R., Pasmore, F.4, Maruca, S.5. Efeitos Ambientais dos Cascalhos Associados a Fluidos Nao Aquosos: Fundamentos Técnicos. Novembro de 2000. MACHADO, JC Fundamentos e Classificação de Fluidos Viscosos. Reologia e Escoamento de Fluidos- Ênfase nd Indústria do Petróleo. Editora Interciência. Rio de Janeiro, 2002. pg 1-40. NASCIMENTO, S. R. V.; Desenvolvimento de Aditivos n Fluidos de Perfuração a Partir fazer Glicerol .. Universidade Federal do Rio de Janeiro. PP. SORGARD, E.; ALTERAS, E.; HYDRO, N.; FIMREITE, G.; DZIALOWSKI, A.; SVANES, GS Projeto de Sistemas de perfuração à base de água para Fluídos Deepwater Noruega. Em: SPE / IADC Conferência de perfuração, 2001, Amsterdam. Society of Petroleum Engineers, 2001. THOMAS, Perfuração. Em: Fundamentos de Engenharia do Petróleo. Editora Interciência. Rio de Janeiro, 2002. Pg 81-87.

Copyright © 2007 ABPG

4o PDPETRO, Campinas, SP 21-24 de Outubro de 2007

2.2.0041-1 - 8

ESTUDO DE CONSTITUIR de fluidos de perfuração: proposta de um MELHORAR FORMULAÇÃO e ambientalmente correta

Nas atividades de petróleo, fluidos de perfuração têm importância fundamental. Devem permitir que a limpo e fresco pouco o, eles também carregam aparas produzidas em actividades de perfuração e os fluidos de perfuração manter a estabilidade do poço. Além disso, eles devem se transformar numa espécie de gel para manter as estacas quando há a perfuração actividades pára e ainda têm de ter a capacidade de quebrou o estado de gel e começar a circular de uma perfuração coluna quando as atividades de perfuração começa novamente. Estas actividades não deve implicar a formação de xisto ou aumentar perturbações grandes no espaço anular do poço. Muitos desses aditivos agregados perfurações de fluidos que, em grau maior ou menor de toxicidade, apresentam características, corrosão ou perigosas para o ambiente. Em outra fluidos de perfuração de mão, geralmente têm em sua constituição substâncias que pode atrasar em algum grau a ocorrência de fenómenos indesejáveis (formação de hidratos). Nestes casos, os componentes são inibidores de hidratos de chamadas formação (termodinâmica ou inibidores de cinética). Neste artigo, pretende-se mostrar as vantagens e desvantagens de vários constituintes dos fluidos de perfuração, nas classificações seu montante (à base de óleo, gás baseado, à base de água e fluidos sintéticos). A intenção é de fato, para levantar informações que nos mostra o caminho para encontrar uma formulação óptima de fluidos de perfuração, não perigosos para o ambiente. No final do presente documento, será mostrou alguma proposta de formulação desses fluidos.

Bem segurança, Fluidos de Perfuração, Meio Ambiente.

Os Autores São OS UNICOS responsáveis Pelo Conteúdo deste Artigo.

Copyright © 2007 ABPG