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Quarta-feira, 9 de Julho de 2008

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Decidi criar este blog para tentar organizar alguns postings sobre assuntos que eu tenho compartilhado na internet, seja por meio de noticias coletadas e arquivadas, mas que todos deveriam saber, seja sobre assuntos técnicos que vejo e participo na comunidade do orkut Engenharia de petróleo, do professor da PUC-RJ Luis Rocha (quem eu não conheço pessoalmente).

É de caráter experimental, mas espero que seja bem aceito e conte com a participação de pessoas interessadas em adicionar.
Saudações rubro-negras a todos!!!
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Luciano da Costa Elias
Eng. Quimico
EQ/UFRJ 92/1
CBS 301/91

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segunda-feira, 21 de setembro de 2009

construção no Brasil de até 28 sondas

 

Estratégia para construção no Brasil de até 28 sondas de perfuração

 

Rio de Janeiro, 11 de setembro de 2009 – PETRÓLEO BRASILEIRO S/A - PETROBRAS, comunica, que a Diretoria Executiva da Companhia aprovou a estratégia para contratação de até 28 novas sondas de perfuração a serem construídas no Brasil, com conteúdo nacional crescente, para exploração em águas ultra-profundas, incluindo os campos localizados do pré-sal. A entrega dessas sondas está prevista para ocorrer entre 2013 e 2018.

          

Numa primeira fase, está prevista a contratação de um lote mínimo de 9 sondas. Desse primeiro lote, 7 unidades do tipo navio, que utilizarão projeto consolidado e de amplo domínio no mercado mundial, serão agrupadas para a construção em um único estaleiro. A contratação dessas 7 sondas possibilitará que o estaleiro vencedor da licitação realize os investimentos necessários para a adequação de sua infraestrutura, com ganho de escala.

 

As outras 2 unidades, que poderão ser tanto do tipo navio quanto plataforma semi-submersível, serão contratadas separadamente e poderão utilizar-se de novas tecnologias que incorporam conceitos ainda pioneiros na indústria mas que proporcionem grandes benefícios econômicos e operacionais para a Petrobras.

 

Adicionalmente, a Companhia irá conduzir, simultaneamente, outro processo que prevê a possibilidade de afretamento de até 4 unidades por empresa, a serem construídas no Brasil. Nessa alternativa, a contratação da construção junto aos estaleiros estaria a cargo das empresas afretadoras.

 

O início do processo para a contratação de todas as unidades está prevista para ocorrer ainda em setembro de 2009.

 

O volume das encomendas viabilizará a ampliação e adequação dos estaleiros existentes e a criação de novos e modernos estaleiros no país, implementando uma nova indústria naval nacional, em nível de competitividade com os melhores estaleiros internacionais, para o segmento da indústria offshore.

 

Devido às características dessas sondas, a sua construção no país também irá gerar um enorme incremento na indústria de bens e serviços responsável pela cadeia produtiva desses estaleiros.

 

Nesse sentido, a Petrobras estuda formas para facilitar o acesso a crédito dos fornecedores brasileiros que irão compor a cadeia produtiva da indústria naval que irá produzir as sondas de perfuração que serão contratadas.

 

Para viabilizar todo esse enorme empreendimento, que certamente irá promover o desenvolvimento econômico nacional e poderá gerar mais de 40.000 novos empregos diretos e indiretos, quando todas as encomendas estiverem colocadas, o Governo Federal irá alocar, através do Fundo Garantidor da Construção Naval, R$ 4 bilhões exclusivamente para garantia da construção dessas 28 sondas de perfuração.

sexta-feira, 30 de janeiro de 2009

BM-S-9 : Drilling continues

Petrobras Resumes Subsalt Drilling Near Guara, Carioca Finds

RIO DE JANEIRO (Dow Jones Newswires), Jan. 29, 2009 (rigzone)

Brazilian state-run energy giant Petroleo Brasileiro resumed drilling Wednesday in a key subsalt exploration block in the promising Santos Basin, according to the country's National Petroleum Agency.

The Ocean Clipper rig started drilling in the Santos Basin's BM-S-9 block, ANP data showed. Two previous pioneer wells in the BM-S-9 block yielded the promising Guara and Carioca discoveries.

The drill rig will target a total depth of 5,592 meters, operating at a water depth of 2,140 meters, ANP data showed.

Petrobras is lead operator of the block with a 45% stake. BG Group has a 30% interest in the block, while Spain's Repsol YPF holds a 25% share.

The BM-S-9 block is part of a group of four blocks that many industry experts and government officials believe contains a massive geological structure that could hold more than 30 billion barrels of oil -- and possibly much more. The structure crosses the BM-S-8, BM-S-9, BM-S-21 and BM-S-22.

In 2008, nearly all of the test wells drilled in the region showed signs of oil or natural gas, resulting in the announcement of such finds as Bem-te-vi, Caramba, Carioca and Guara.

The last block in the area to be tested, BM-S-22, also showed promising signs. Last week, ExxonMobil notified the ANP that a test well, dubbed Azulao, showed traces of oil. ExxonMobil started the drilling program in October.

Devon

Separately, drilling also started at the BM-BAR-3 offshore block in the Barreirinhas Basin. U.S. independent Devon Energy has contracted the Deepwater Discovery rig to start drilling. The rig will target a depth of 4,825 meters in water 2,335 meters deep.

Devon holds a 100% stake in the exploration block.

terça-feira, 27 de janeiro de 2009

Petrobras Descobre Gás em Águas Rasas da Bacia de Santos


Descoberta de Importante Acumulação de Gás em Águas Rasas da Bacia de Santos
Rio de Janeiro, 26 de janeiro de 2009 – PETRÓLEO BRASILEIRO S/A - PETROBRAS, [Bovespa: PETR3/PETR4, NYSE: PBR/PBRA, Latibex: XPBR/XPBRA, BCBA: APBR/APBRA], uma companhia brasileira de energia com atuação internacional, comunica que o Consórcio formado pela Petrobras (63% - Operadora) e Repsol (37%), para a exploração do Bloco BM-S-7, informa que a perfuração do poço 6-BRSA-661-SPS (6-SPS-53), localizado em águas rasas da parte sul da Bacia de Santos, no estado de São Paulo, comprovou a presença de espessa coluna de gás em reservatórios acima da seção salífera.
Este poço está localizado a cerca de 210 Km a sudeste da cidade de Santos, na costa do Estado de São Paulo, em lâmina d'água de 214 m (Figura abaixo). Sua perfuração faz parte das atividades exploratórias do Plano de Avaliação do poço 1-BSS-68, aprovado pela ANP, que havia constatado a presença de gás em reservatórios arenosos da seção pós-salífera.
A descoberta foi confirmada através de testes a cabo realizados nos reservatórios arenosos situados a partir de 3970 metros de profundidade.
O Consórcio dará continuidade às atividades exploratórias através da realização de testes de formação a serem realizados nos intervalos de gás já constatados, quando então será possível declarar a comercialidade desta jazida.
Esta descoberta tem grande importância devido ao potencial de produção de gás em águas rasas no sul da Bacia de Santos.

quarta-feira, 7 de janeiro de 2009

DEWATERING AND WATER RECYCLING IN POPULATED AREAS

Solids control means success in the Barnett Shale natural gas fields beneath Fort Worth, Texas


Story and photos by Rich Cook, editor

Nicknamed "Cowtown," Fort Worth, Texas, is known as the center of the Texas cattle industry. Today, visitors can enjoy Old West-style cattle drives, visit the opry for live country music and watch rodeos at the Fort Worth Stockyards, the only remaining cattle stockyard in the United States. The Old West comes alive every year during the Fort Worth Stock Show and Rodeo that runs from mid-January to mid-February. Held annually since 1896, it is the oldest continually running livestock show and rodeo.

Today, the city covers nearly 300 mi2 (780 km2) in Tarrant and Denton counties and serves as the county seat of Tarrant County. With a population of just below 700,000, Fort Worth is the seventeenth largest city in the United States and is the fifth largest city in Texas.

Fort Worth began life in 1849 as a U.S. Army camp built to protect the surrounding cattle ranches from the Mexican army and marauding Native American tribes. The fort was first named Camp Worth in honor of Major General William Jenkins Worth. General Worth served in the Texas army under General Zachary Taylor during the Mexican War in which Texas gained independence from Mexico at the Battle of San Jacinto on April 21, 1836. After Texas became the 28th state in 1845, Worth was appointed to head the Department of Texas. He died of cholera in early 1849 just a month after proposing a line of forts along the western Texas frontier.

General William S. Harney took command of the Department of Texas and ordered a camp built at the confluence of the West Fork and Clear Fork of the Trinity River. This was the first Camp Worth. The original camp was moved to the top of the bluff overlooking the Trinity River later that year and is the site of the current Fort Worth courthouse. The camp was officially renamed Fort Worth by the U.S. War Department on Nov. 14, 1849. No trace of the original camp remains today.

The small outpost soon became a stop along the legendary Chisholm Trail, a dirt path used to drive cattle from ranches in South Texas to railheads in Kansas. Cowboys stopped in the small settlement for supplies as they moved their herds of longhorn cattle north. The last stop in civilization before the long haul across the wild expanses of North Texas, Oklahoma and Kansas, Fort Worth offered cowboys gambling and carousing in local saloons. This area of town became known as Hell's Half Acre, the biggest collection of bars, dance halls and bawdy houses south of Dodge City, Kansas.

With the arrival of the Texas and Pacific Railway in 1876, the town boomed and grew quickly as the center of the Texas cattle industry. Settlers from the U.S. South, still suffering the effects of the U.S. Civil War (1861-1865), moved west and settled in the growing community.

For the next 100 years, Fort Worth was known as a rough and bawdy town where cowboys came to gamble away their few dollars. Many outlaw gangs hid out in the city's Acre where shootings, knifings, muggings and brawls were a nightly event. The town newspaper claimed "it was a slow night which did not pan out a cutting or shooting scrape among its male denizens or a morphine experiment by some of its frisky females." By the early 20th century, many preachers and lawmen made attempts to clean up the town, with limited success.

The second boom came to Fort Worth in the early 1980s when new drilling methods and technologies opened up the Barnett Shale to exploration.

The Barnett Shale is a natural gas source bed made up of shale that consists of very fine grain particles of quartz and clay minerals. The rock formation is extremely hard and almost completely nonporous and impermeable. It is known as a tight gas reservoir, meaning that the gas is not easily extracted from the very hard rock formations. It lies between 6,500 ft (1,981 m) and 10,000 ft (3,048 m) below the surface.

Over the course of 100 million years during the Paleozoic era, Texas was a shallow ocean three times. Deposits of phytoplankton and zooplankton were laid down during each successive flooding and after another 300 million years, became natural gas now found in the Barnett Shale. The mud in which the phyto- and zooplankton were deposited hardened to become the shale itself. As more layers of sediment settled on top of the mud and plankton, the increasing pressure turned the mud into shale and the plankton into natural gas and oil.

The Barnett Shale covers approximately 17 counties mostly to the west and south of Fort Worth. It is estimated to cover over 5,000 mi2 (13,000 km2). It is believed to be the largest onshore natural gas reservoir in the United States. The United States Geological Survey estimates that the shale contains 27 trillion ft3 (765 billion m3) of gas and it is still actively being discovered.

The Barnett Shale is named for John W. Barnett, who settled in San Saba County in the late 1800s. He named a stream that ran through his ranch the Barnett Stream. Years later, in the early 20th century, geologists on a mapping exercise discovered an outcropping of the thick, black, organic-rich shale near the stream and named it the Barnett Shale.

In the 1950s, wildcatters discovered that the Barnett Shale was a natural gas field, but it was not until the 1980s that the technology evolved to the point where the natural gas deposits were accessible. It was only in the last five to 10 years that it has been economically feasible to extract the natural gas.

The Barnett Shale consists of three major sections. The core area lies within Fort Worth's city limits including Tarrant and Denton counties. The secondary area is outside Fort Worth to the southwest and north, including Parker, Johnson, Montague and Cooke counties. The outermost region includes Clay, Jack, Palo Pinto, Hood, Somervell, Erath, Hamilton, Bosque and Hill counties.

Because the core areas of the Barnett Shale are within the city limits of Fort Worth, operators face special problems that operators either offshore or drilling far from cities never face.

In particular, operators within Barnett Shale contend with local governments and neighborhood associations that are wary of natural gas wells being drilled in their neighborhoods and close to their schools. A few citizen groups have formed in Fort Worth to combat the drilling in neighborhoods and around the city. One, Fort Worth Citizens Against Neighborhood Drilling Ordinance (FWCanDo!), believes that gas drilling and related activities are a threat to people, property and wildlife. According to the FWCanDo! website, they are concerned with issues like soil, water and air contamination. They argue that rigs in close proximity to business and schools present undo hazards.

Canadian operator EnCana Oil & Gas Inc., along with many of the operators in the Barnett Shale, have self-imposed environmental policies to limit, if not eliminate, environmental hazards. EnCana works with local governments, neighborhood associations and groups like FWCanDo! through a program called EnCana Cares to find common ground so that they can continue to drill wells in close proximity to heavily populated areas while staying safe and environmentally friendly.

These groups are also concerned with the noise and light that inevitably comes from the 24-hour-a-day drilling operations. Many areas now require sound barriers around rigs, especially those drilling near neighborhoods. The heavy curtains block much of the sound from the rig, enabling a normal life to continue in the neighborhoods.

Damage done to the infrastructure of the area is a common issue raised by governments and area groups. Heavy machinery moving through roads designed primarily for residential traffic can cause significant damage to the roads and underground water or sewage systems. Many local governments are imposing tariffs as compensation for damage caused to local roads by heavy trucks and machinery.

Because of the often tight quarters in which the rigs are operating, traditional methods of waste disposal and mud storage cannot be used. Reserve pits are still used in outlying areas of the Barnett Shale where space and terrain allow, but many areas within Fort Worth itself do not allow them. There is simply no space.

Environmental concerns also dictate the use of closed loop systems that do not dump waste into a pit but contain the drilled cuttings. Fort Worth has mandated that all wells drilled within city limits must be drilled using a closed loop system.

For operators like EnCana, using a closed loop system whenever possible makes more sense both environmentally and financially.

The costs associated with upgrading a rig to the closed loop system are comparable to the cost of digging a reserve pit. In areas with significant rock that must be removed to build the pit, costs can exceed $100,000. And that cost is just for digging the pit; it does not include costs to close the pit once the rig is removed.

"It just makes more sense to go with the closed loop system," said David Roule, group lead for North Texas drilling and completions at EnCana, "The costs are comparable and it is much more environmentally friendly."

In addition to the challenges that come from drilling in and around the seventeenth largest city in the United States, operators like EnCana face the normal costs of drilling wells. Because of the geological structure of the Barnett Shale, drilling wells and extracting the natural gas once had been prohibitively expensive and technologically challenging.

That was until horizontal drilling and hydraulic fracturing, or fracing, was introduced in the Barnett Shale in the early 1980s.

Only since 2000, when natural gas prices rose, have these techniques really allowed the Barnett Shale to be fully explored.

Horizontal drilling offers significant advantages over traditional vertical drilling, especially in a reservoir like the Barnett Shale. Instead of a small concentrated drainage area, the horizontal well spreads the useful area out along the entire length of the lateral section. This effectively increases the wellbore from a few feet to between 3,000 ft (914 m) and 4,000 ft (1,219 m). Each well is drilled vertically to just above the Barnett Shale and then the curve to horizontal is started. By the time the gradual curve, typically with doglegs of between 8 degrees per 100 ft (30 m) to 12 degrees per 100 ft (30 m), reaches the horizontal, the wellbore is in the Barnett Shale.

While drilling a horizontal well is more expensive than drilling a vertical well, this allows more wells to be placed on a single pad. Up to 20 wells can be placed on a single pad, although EnCana typically places a maximum of five wells on a pad. EnCana has recognized the financial benefit of multi-well pads in recent years and sees it as the future of their operations within the Barnett Shale. Costs like damages and pad construction costs can be split across all of the wells.

"Multi-well pads are a big area that allows us to reduce costs," said Roule. "We calculated that with two wells on a single pad, we can recognize a significant savings and greater savings with each additional well."

The second technological advance that has opened up the Barnett Shale is hydraulic fracturing, or fracing. Fracing is a method by which water is pumped, at high pressure, into the well. The water finds its way into the natural fissures in the shale. The high pressure behind the water fractures the fissures, causing them to open up. Once open, the natural gas inside the shale can more easily seep out into the wellhead and be extracted.

Because the shale is under significant pressure, the fissures sometimes reclose after the fracing water is removed. To counter this, operators will sometimes mix sand in with the fracing water. When the water is removed, the sand stays in the fissures and prevents them from closing up again.

The availability of water, both for fracing and completion of wells, is a potential future problem for operators in the Barnett Shale. It takes as much as 75,000 bbls of water per stage to complete a well and wells may have as many as seven stages.

Historically, operators paid land owners a fee to use pond water. Now the Texas Commission on Environmental Quality (TCEQ) regulates the water from ponds. If an operator uses water for fracing or completion then returns it to the pond, it becomes the property of the TCEQ and is therefore subject to additional costs. Some companies drill water wells next to the natural gas wells to provide the required water.

Dewatering, the process of recovering excess water from the waste material removed from the mud in a closed loop system, has great potential to resolve this problem in the Barnett Shale. M-I SWACO gained permission to run dewatering systems on one EnCana rig as an experiment to show how they can save time, money and effort.

Dewatering allows operators to recover excess water from the closed loop system and store it in frac tanks for later use instead of paying for disposal at a land farm. M-I SWACO dewatering solutions use polymers to draw fine solids together to form larger clumps. The clumps are separated from the water in decanting centrifuges and are then removed for disposal. The water can then be treated and reused for fracing, well completion or reuse in the drilling fluid system. Added to a solids control system, dewatering only adds about $300 to the daily rig costs and saves operators from trucking in large amounts of water.

Today, EnCana and other operators face tighter budgets and the need to reduce the cost of drilling each well. For EnCana, the best way to achieve this is to drill faster. In fact, they set the record in early 2008 for drilling the fastest lateral section of a well in the Barnett Shale, achieving 3,500 ft (1,067 m) of drilling in 17 1⁄2 hours.

"We achieved an instantaneous ROP of 390 ft/hr (119 m/hr) with no signs of the hole trying to pack off," said Roule. "We've yet to find the limit with respect to ROP and hole cleaning."

M-I SWACO provided the mud and solids control systems for that record.

And even when not setting records, EnCana is pushing the perceived limits of ROP. High ROPs mean fewer days on the job and greater savings per well. In 2005, they averaged 26.6 days per well from spud to TD. In 2006, the average dropped to 22.1 days per well. In 2007, it dropped to 15.4 days. Through 2008, they have averaged about the same number of days per well as 2007. By removing the new EnCana wells in the Wise, Cooke and Denton counties where drilling is tougher due to the geology, their average spud to TD time in 2008 was 14.8 days.

Cost per well has stayed roughly the same through this four-year period while individual costs rose. This demonstrates how reducing the number of days on a well can balance or reduce costs of drilling as expenses rise.

For example, in 2006 EnCana spent about $300,000 more per well than in 2005, but this was due to an increase in the number of horizontal wells, which are by nature more expensive than traditional vertical wells.

Cost per well dropped half a million dollars in 2007 but increased slightly in 2008 due to the increased costs of fuel and steel used in casing. In 2008 EnCana also began drilling more wells in Denton and Wise counties where wells are typically deeper, ROPs are slower due to harder layers of rock and wells have more hole problems.

"While we're spending that $50,000 per day in the curve and the lateral, we can save $2,000 per hour for every hour we can shave off on these wells," said Roule.

"The only way we can do that is to stay on top of people to keep ROPs up and hole issues to a minimum."

At first, many field people resisted the high ROPs, insisting that it was not possible to control the solids well enough to maintain the required rates of penetration. Traditionally, EnCana and other operators had limited penetration rates in the laterals to 150 ft/hr (46 m/hr) due to concerns about hole cleaning.

"We told the guys out in the field, 'if you drill yourself stuck due to high penetration rates, we will personally come out, shake your hand and congratulate you on finding the limits of ROP,'" Roule said. "We never saw one sign of the hole trying to pack off."

The key is keeping the hole clean. Since mud is recycled through the well in the closed loop system, removing the cuttings from the mud is vital to maintaining the high ROP. And it is not just the large cuttings that have to be removed. Small particles, down to the ultra fines, must also be removed or the mud properties will deteriorate to the point that the drill string can easily become stuck, significantly adding to the cost of drilling the well.

M-I SWACO solids control equipment directly affects the time to drill a hole by keeping the solids down, reducing hole cleaning problems and allowing for faster penetration. In November, EnCana began using M-I SWACO solids control equipment on their rigs. They are renting centrifuges and tanks from M-I SWACO, who also provides the personnel to manage and maintain the solids control equipment.

"What we do is add solids control equipment," said Lincoln Tolleson, senior account representative. "We keep the drilling fluid clean by mechanically separating the solids from the liquids to reduce the volume of dilution required to maintain the desired fluid properties. For example, if you have a 100 bbl mud system and you add 25 bbl of dirt, you've got to add more fluid to maintain the original properties. Suddenly you have more volume than your 100 bbl mud system can accommodate and that extra volume has to go somewhere. It costs the operator money to build the additional volume and to get the extra volume to the land farm for disposal. This is where we save the operators money. Now, with our help, they can comply with internal, governmental or environmental regulations and do it economically."

In M-I SWACO mud schools, instructors use a can of whole kernel corn as an illustration. With the kernels whole, it is easy to pour the contents of the can into a bowl. It is easy to stir the corn with its water because the particles are large and do not absorb the water. When the particles are reduced in size, as when the corn is put into a blender, it becomes much harder to pour.

"Poor solids control leads to unwanted dilution, and for closed loop jobs that can mean many truckloads of drilling fluid being hauled in and out of the lease roads that can wind through neighborhoods and schools," said Gary Fout, senior project engineering advisor. "If proper control of low gravity solids is not achieved, the drilling fluid can become very thick and PV (plastic viscosities) can go off the chart. Drilling with high LGS (low gravity solids) can lead to stuck pipe, slow rates of penetration, premature bit failure, worn drill string, damaged pump parts and other issues."

With M-I SWACO solids control systems now in place on EnCana rigs, the company is confident in its ability to continue to keep their holes clean even when drilling at high ROPs. And as budgets tighten, forcing closer controls on everything from solids control to water supplies, M-I SWACO is well positioned to provide the environmental solutions to operators in the Barnett Shale for years to come.

quarta-feira, 13 de agosto de 2008

XISTO e Óleos Pesados


Recomendo a leitura em "Notícias Compartilhadas" do assunto referente ao Xisto no Blog do Wagner Victer. Realmente este tipo de óleo (de argilas betuminosas), aliado ao óleo extraído de areias betuminosas e os óleos pesados incrementariam muito as reservas mundiais de óleo. (quem tiver dados, mesmo estimados, das reservas destes minerais seria um bom dado para adicionar).
Com os preços do petróleo cada vez mais altos, as tecnologias para extração destes óleos tornam-se cada vez mais viáveis, pelo próprio desenvolvimento das mesmas, e as reservas tendem a aumentar. Sem contar o desenvolvimento de tecnologias alternativas de produção de energia.
 

domingo, 13 de julho de 2008

POÇO DIRECIONAL

Um dos objetivos deste blog é juntar informações técnicas para facilitar a consulta e o entendimento de leigos e de engenheiros de outras áreas. Desta forma, utilizarei algumas discussõs que achei interessante da comunidade de engenharia de petróleo e compilarei retirando algumas observações e incluindo outras.
Abaixo uma compilação de postings do tópico POÇO DIRECIONAL entre Luis Rocha, Brenda e Luciano Elias.
"(...)
Alguma coisa já foi mencionada sobre poços direcionais no Tópico sobre Engenharia de Petróleo. Porém, acho interessante falarmos um pouco mais sobre esse assunto.

Entre as diversas áreas que compõem a Engenharia de Petróleo, a Perfuração Direcional foi uma das que mais evoluiu ao longo dos anos. É simplesmente notável o que a perfuração direcional pode fazer nos dias de hoje!

Basicamente, podemos dizer que um poço direcional se caracteriza por ter seu objetivo planejado para ser afastado da vertical que passa pela cabeça do poço. Por outro lado, manter a verticalidade em poços ditos verticais, não é uma tarefa fácil. Assim, mesmos os poços ditos verticais acabam por ter alguma inclinação.

A evolução dos equipamentos direcionais tem sido notável. O antigo conjunto "bent sub" (sub torto) e motor de fundo (aquele que faz a broca girar pela energia do fluido de perfuração), evoluiu para o chamados stearable motors, que por sua vez começam a dar a vez para os sofisticados rotary stearable systems.

O acoplamento desses equipamentos direcionais com os chamados MWD (measuring while drilling) e LWD (logging while drilling) fez com que a perfuração direcional passasse para o que chamamos hoje de Geostearring. Esse último permite que a formação seja, de certo modo, avaliada simultaneamente a perfuração do poço. Por unir informações de várias áreas, o Geosterring por sua vez exigiu que engenheiros, geólogos e geofísicos trabalhassem juntos em um ambiente multidisciplinar.

Naturalmente, que problemas existem também para a Perfuração Direcional. Instabilidade das formações, altos valores de arraste da coluna de perfuração com a a parede do poço e problemas para retirar os cascalhos do poço são casos típicos de dificuldades geralmente presente na perfuração de poços direcionais

Fluido para poço direcional

Neste tipo de perfuração, a importância do fluido aumenta, principalmente pelos motivos citados pelo Luis acima (todos podendo ser amenizados pelo fluido). Então vamos analisar cada um dos problemas apontados:
"Instabilidade das formações, altos valores de arraste da coluna de perfuração com a a parede do poço e problemas para retirar os cascalhos do poço são casos típicos de dificuldades geralmente presentes na perfuração de poços direcionais"
Instabilidade: a instabilidade pode ser combatida por intermédio do reboco do fluido("wall cake"). Formações de arenitos friáveis podem ser seladas com um projeto de granulometria das calcitas para serem adicionadas no fluido na proporção certa para selar os poros da formação ao se alojar, gerando um reboco mais consistente. A instabilidade pode ser dada também pela fragilidade da formação, neste caso, perfurar com uma taxa controlada e menor impacto de jatos pode ser uma alternativa. No caso da instabilidade causada pelas argilas e folhelhos, a inibição do fluido e do filtrado do fluido deve ser alta.
OBS COMPLEMENTAR: 1) um reboco de baixa qualidade (grosso, quebradiço) pode ser responsável por problemas neste sentido, neste caso, no teste de laboratório busca-se obter um reboco fino, plástico e resistente. O reboco grosso formado por um valor alto de filtrado pode ser responsável por torques e arrastes excessivos da coluna de perfuração; 2)não somente as calcitas, mas, também, outros materiais podem ser "dimensionados em sua distribuição granulométrica" para melhor adaptar-se às paredes e à melhor formação do reboco. Dentre estes materiais encontram-se materiais grafíticos e gilsonitas (materiais asfálticos naturais).
 
Arraste da coluna ("swab & drag" "pistoneio e arraste"): várias podem ser as causas - desde o número excessivo de "dog legs" à baixa inibição das argilas e folhelhos - que podem ser minimizadas com um fluido com maior concentração de produtos lubrificantes (no caso de fluido base água) ou o uso de fluidos sintéticos (se necessitar de maior lubricidade, maior teor de base sintética).
OBS COMPLEMENTAR: 1) Alguns lubrificantes mais modernos contém esferas de vidro ou de polímeros para facilitar as manobras de ferramentas e de descidas de revestimento tanto em fluidos aquosos (WBM) como nos fluidos não-aquosos (NAF). O mecanismo de atuação destas microesferas é de acoplar-se ao reboco e agir como um leito (colchão) de "bolas de gude" atuando como bilhas, reduzindo o esforço mecânico. Há operações de perfuração com longo trecho horizontal em que estas microesferas são utilizadas no próprio fluido de perfuração (não somente como um colchão durante a descida de revestimento), neste caso equipamentos recuperadores (conjunto de peneiras) minimizam a perda deste material. 2) Busca-se lubrificantes para WBM que seja não-oleosos, ou seja, isentos de óleos de petróleo. Desta forma muitos são a base de glicerol, ésteres etc - produtos com maior biodegradabilidade e menor toxicidade.

Limpeza do anular: Neste caso, a viscosidade do fluido deve ser um ponto de maior cuidado, mas a viscosidade dada pelas leituras à baixa taxa de cisalhamento (R3, R6 e LSRV) e o limite de escoamento do fluido, deve ser maior do que para poços verticais. Atenção especial deve ser dada aos géis inicial e final, visto que a bomba deve parar a cada adição de stands. O cálculo da velocidade de sedimentação dos cascalhos em virtude da viscosidade do fluido em simuladores nos possibilita prever os valores ótimos para cada vazão de bombeio. O problema de limpeza pode ser agravado pelo número de "dog legs" no poço, pois os cascalhos vão se depositando na curva, causando arraste e ou risco de prisão por desmoronamento.
OBS COMPLEMENTAR: 1) Há tecnologias modernas que buscam solucionar um problema não mencionado acima, mas que tem a ver com a limpeza do anular e pode ser prevista com os simuladores (em tempo real ou não), o problema do SAG. O SAG é a deposição de adensantes (geralmente barita) no leito do poço (em geral no leito inclinado) e quando a bomba pára para uma conexão ou para reparo pode ocorrer um "escorregamento" ou "avalanche" deste material prendendo a ferramenta. Tecnologias modernas de fluido utilizam materiais adensantes micronizados ou coloidais tratados para diminuir o efeito da viscosidade plástica, estes materiais são fornecidos para adensar o fluido, no entanto a velocidade de sedimentação dos mesmos é próxima de zero. Assim, fluidos preparados com estes materiais - seja WBM ou NAF - são estáveis o suficiente para ficar dias no poço sem ocorrência de sedimentação. Outra tecnologia moderna é o uso de salmouras pesadas para a fabricação de WBM mais pesados e isentos de sólidos, principalmente para a perfuração de reservatórios com pequeno tamanho de garganta - permeabilidade - e/ou de pequena porosidade - pequeno tamanho de poro. 2) Outra tecnologia desenvolvida para a melhoria da limpeza do poço é a dos fluidos NAF de "flat rheology'" - ou reologia fixa, reologia invariável - onde se busca diminuir a influência da temperatura na viscosidade do fluido (T alta viscosidade menor) principalmente as viscosidades a baixo cisalhamento, desta forma evita-se que haja deposição por causa da alta temperatura que reduziu a viscosidade do fluido, e aumento da pressão de bombeio quando a temperatura se reduz drasticamente no fundo oceânico aumentando a viscosidade. 3) um fator que ajuda a limpeza do poço e diminui a deposição de sólidos é a utilização de boas práticas de perfuração, como girar a coluna com alto RPM e reciprocá-la de vez em quando a fim de "agitar" e permitir que o fluido retire os sólidos que foram "levantados". Claro que este tipo de prática pode ser usada quando permitido, pois o reciprocamento da coluna pode gerar um pistoneio e entrada de gás no fluido (falso kick) e o alto RPM pode causar instabilidade na parede do poço (caso haja sinais de desmoronamento nas peneiras deve-se evitar este procedimento).

Comandos

No poço "vertical" usa-se o peso dos comandos na broca, como se faz no poço direcional, já que a medida que o poço inclina os comandos perdem força, ou mesmo no caso do poço horizontal?

jatos e brocas

Um eng.direcional poderia te dar melhor expliação do q eu. Mas vamos lá...
Atualmente é mais comum o uso de motor de fundo e das ferramentas de MWD que indicam o caminho seguido, como explicou o prof.acima. A potência nos jatos da broca é bastante necessária já q é o principal meio de controle da ROP (taxa de penetração). O peso sobre broca em poços direcionais deve ser usado com cautela, às vezes até não usado. Visto que se pode prender a ferramenta acunhando um estabilizador ou outro comando ao entrar em contato com a formação. Imagine um arame em um cano... se vc pressionar muito ele entorta na primeira curva ou faz zig zag (dog leg) e não chega ao fundo. No caso das formações macias (acunhamento) ou areias depletadas (diferencial) é grande o risco de aprisionamento.

HDD ou simplesmente Poço Horizontal

A perfuração horizontal é algo muito comum nos dias de hoje. A razão é simples, esse tipo de perfuração permite que uma extensão muito maior do reservatório fique exposta o que permite aumentar a produção de óleo.

Construção de um poço horizontal é muito semelhante à de um poço direcional comum. Existem poços horizontais com apenas um trecho de "build-up", isto são trechos onde se ganha ângulo e também existem aqueles que tem dois "build-up" com trecho de "slant" (trecho onde não existe ganho de ângulo) no meio.

Os problemas relativos ao um poço horizontal são basicamente os mesmo enfrentados pelos poços direcionais de grande inclinação. Entre os principais problemas podemos citar altos valores de arraste, problemas de limpeza de poços, flambagem da coluna de perfuração, perfilagem e instabilidade das formações.

Naturalmente que a descida e a cimentações dos revestimentos em poços horizontais é algo que deve ser feita com cautela. Altos valores de arraste dificultam a descida dos revestimentos em trechos de alta inclinação. Por sua vez nem sempre é tão fácil colocar o cimento ao redor do revestimento nos trechos horizontais ou de altas inclinações.

Em poços de grande inclinação, o efeito benéfico da gravidade de empurrar a coluna para baixo é parcialmente, ou totalmente, anulado. Dessa forma, para compensar esses fatores, são utilizadas colunas invertidas (ou BHA - Bottom Hole Assembly invertido). Nessas colunas invertidas, os componentes mais pesados, tais como os comandos (drill collars) e HWDP's, são mantidos na seção vertical do poço, longe da posição convencional que é logo acima da broca.
Continuação: Poço Horizontal
Assim sendo, para as colunas invertidas, os componentes mais pesados na posição vertical serão mais eficientes em aplicar peso à seção inferior do BHA para que a coluna desça, aumentando-se assim, a velocidade de perfuração sem comprometer os aspectos mecânicos dos tubos. Isto é permitido devido ao fato dos drillpipes suportarem as cargas compressivas sem flambar em trechos curvos e de alta inclinação do poço.

Finalmente, um aspecto que sempre se deve ter em mente em qualquer poço é sua destinação. Em outras palavras, o projeto de um poço direcional, direcional de grande ângulo ou horizontal deve levar em conta a fase de completação, na qual são descidos vários de equipamentos para permitir a produção do poço.
 

sábado, 12 de julho de 2008

Folhelho na perfuração e "Wellbore Strenghtening"

Um tópico discutido na comunidade de Eng. de Petróleo no ORKUT.
Para aqueles que não participam da comunidade ou deste "site" de relacionamento, segue uma versão extendida da discussão.
 
Fernanda colocou a seguinte definição para folhelho:
"(...)
a. Folhelho

O folhelho é uma rocha sedimentar constituída com predominân-cia de argila compacta e que tem a tendência a dividir-se em lâminas finas e paralelas esfoliáveis (folhas). Apresenta cores variadas (do vermelho amarronzado ao preto), de acordo com os componentes acessórios presentes em sua composição.

Os folhelhos são originados de rochas expostas ao intemperismo e erosão, sendo os sedimentos detríticos depositados em áreas baixas e planas dos continentes e oceanos, já que são anaerobios.

Qualquer rocha que possua 15% de sua composição, minerais argílicos e que se rompa em planos paralelos deve ser chamada de Folhelho.

b. Fluido

Os fluidos de perfuração são misturas complexas de sólidos, líqui-dos, produtos químicos e, por vezes, até gases. Seu objetivo é garan-tir uma perfuração rápida e segura.

Dentre suas inúmeras funções, as mais importantes são estabilizar as paredes dos poços (mecânica e quimicamente), limparem o fundo (os cascalhos) do poço, exercer pressão hidrostática sobre as forma-ções, resfriar e lubrificar a coluna de perfuração e a broca, por últi-mo, facilitar as interpretações geológicas do material retirado do poço.

Existem três tipos de fluidos, à base de água, de óleo e de ar. O Fluido à base de água considera principalmente a natureza da água e os aditivos químicos empregados no fluido, sua fase contínua pode ser água doce, salgada ou dura (presença de cálcio e de magnésio dissolvidos).

Fluido à base de óleo, tem sua fase continua composta por hidro-carbonetos líquidos. Entretanto, devido ao alto custo inicial e o grau de poluição, são pouco empregados. Existem estudos para novos sis-temas a base de óleo, como óleos minerais e sintéticos, muito menos poluentes que o diesel.
 
Por último, o fluido à base de ar ou gás, é mais utilizado em zonas com perda de circulação severa e formações produtoras com pressão muito baixa ou com grande susceptibilidade a danos, por terem uma densidade muito baixa. Os mais comuns são o ar nitrogênio ou o gás natural.

c. Importância do folhelho na perfuração de poços

Como já foi dito, os folhelhos são rochas sedimentares argilosas, comumente encontradas durante a perfuração de poços de óleo e gás. Representam mais de 75% das formações perfuradas e sendo responsáveis por grande parte dos problemas de instabilidade de per-furação de poços de petróleo.

Na tentativa de evitar esses problemas são feitos gastos exces-sivos com a perfuração. Como conseqüência, a escolha do fluido de perfuração adequado para redução das instabilidades na perfuração de um poço é crucial para minimizar esses custos.

O fluido de perfuração ideal, para fins de estabilidade de poços, deve evitar aumentos indesejados da pressão de poros da rocha o que reduz a resistência da formação. No caso dos folhelhos, que por serem porosos e de baixa permeabilidade sofrem variações de pres-são no fluido dos poros, por efeitos de difusão hidráulica e iônica e por efeitos osmóticos, os quais podem variar com o potencial da ro-cha em impedir o fluxo de íons através da formação.

Após ter sido gerado e migrado, o petróleo, é eventualmente acumulado em uma rocha chamada reservatório. A característica da rocha-reservatório é ter espaços vazios em seu interior (porosidade), não apenas os folhelhos se enquadram para essa classificação como também rochas arenitos e calcarenitos.

Os folhelhos também são um importante isolador (rocha selante), que retém o petróleo na rocha reservatória impedindo que escape do petróleo, cuja característica principal é a baixa permeabilidade.
(...)"
 
Luiz Rocha adicionou:
"(...)
Apenas lembro que folhelho é uma argila e que as argilas são usadas no preparo do fluido de perfuração. Naturalmente que as argilas usadas nos fluidos não são os folhelhos que você se refere.

No entanto, é bastante comum se usar argilas perfuradas no preparo do fluido de perfuração. Nesse caso, apenas deixa-se a argila perfurada ir se incorporando no fluido de perfuração. Depois, o fluido é tratado para que as propriedades fiquem dentro dos limites desejados. (...)"

Aprofundando o tema: tipos de fluidos de perfuração WBM

Luis, permita-me aprofundar o tema da incorporação de folhelhos nos fluidos de perfuração...
Esta prática ocorre qdo se utilizam fluidos base água em zonas do poço onde não se exige muita especificidade do fluido e nem a agressividade da argila (seja folhelho, argilito etc) demanda maior característica inibitória (quimicamente). Normalmente em zonas aonde ainda estamos longe do reservatório (revestimento ou fase inicial ou intermediária).
Tipos de fluido base água - independente do nome que se lhes dá, os tipos básicos são os seguintes:
1) bentonitico: água e bentonita (ou argila ativada) + outros produtos
outros produtos = {para PH (alcalinizantes), detergentes (para problemas de enceramento), adensantes, lubrificantes (não-oleosos preferencialmente), materiais de combate à perda}
2) nativo: bentonitico com controle de filtrado com amido pre-gelatinizado ou amido modificado (HPA) + outros produtos
3) poliméricos: água, polímeros redutores de filtrado (CMC, PAC), polimero viscosificante (goma xantana) + outros produtos - alguns ainda utilizam a bentonita como viscosificante para baratear o uso dos polimeros já que a bentonita tem função tanto de viscosificante como de redutora de filtrado, no entanto a filosofia dos fluidos poliméricos é ter rebocos de filtrado bastante finos e plásticos para diminuir o torque causado pela ferramenta ao encostar nas paredes do poço.
4) cationico: é um fluido polimérico isento de bentonita adicionado de um inibidor catiônico, que pode ser um polímero ou um composto com afinidade pelos íons da argila. o inibidor cationico inibe as partículas de argila evitando que as mesmas reajam no fluido aumentando a reologia do fluido,o q interfere na pressão de bombeio e nas demais características hidráulicas da perfuração.
OBS.: vale frisar que existem outros tipos de inibidores, chamados polímeros encapsulantes, que por serem polimeros de cadeia longa, englobam a argila da formação impedindo q esta entre em contato com a água, impedindo a formação do colóide argiloso.
5) perfuração de reservatório (RDF - reservoir drilling fluid): projetado para atender especificidades do reservatório, ser limpo para minimizar o dano e para ter um reboco de fácil remoção, podendo ter características inibitórias ou não, mas principalmente têm a menor quantidade de sólidos possível em sua formulação (isento de bentonita, teor reduzido de barita, dando preferência à calcita - que pode ser removida por acidificação reservatório). Uso de produtos químicos que facilitem a quebra e remoção do reboco no reservatório.
6) Disperso: muito usado anteriormente, era um fluido nativo onde as propriedades inibitórias eram inexistentes. A reologia era controlada por meio de um agente dispersante (lignito, lignossulfonato etc). também se encontra nesta categoria os antigos fluidos a base de cal.Alguns fluidos base água para alta temp e alta pressao (HTHP) estão nesta categoria pois a alta temperatura causa um aumento na reologia causada pela bentonita. Atualmente já se conhecem alguns polímeros capazes de resistir a cada vez mais altas temperaturas.
7) silicatos: fluido com alta capacidade inibitória a base de SiO2. Problemas relacionados a SMS e lubrificação e abrasividade levaram este tipo de fluido a não ser recomendado e somente alguns paises ainda o utilizam.

Neste posting eu coloquei somente uma breve descrição dos principios básicos relacionados aos fluidos base água (WBM- water based mud).
Para fluidos não-aquosos (NAF - non-aqueous fluids) a discussão se extenderia ainda mais. No entanto estes fluidos, também chamados de fluidos base óleo (OBM) ou sintéticos (SBM) ou ainda de emulsão-inversa, sofrem muito pouca influência química dos folhelhos - eles não se desenvolvem nem reacionam com o meio não aquoso (a não ser que a emulsão esteja falhando ou quebrando).
Sofrem sim com folhelhos que são naturalmente fraturados ou fissurados, pois neste caso o problema passa a ser instabilidade das paredes do poço, comumente confundida com "falta de peso" (fluido pouco denso). Esta instabilidade preferencialmente pode ser combatida com técnicas para melhoramento do reboco do fluido de perfuração.

Aprofundando o tema:instabilidade das paredes

A instabilidade das paredes do poço em situações como a dos folhelhos fissurados ou fraturados pode ser identificada por meio da qualidade dos recortes nas peneiras e é desejável prevenir a instabilidade com o uso de selantes adequados para reforçar as paredes do poço (técnicas de wellbore strenghtening). Caso a instabilidade já tenha ocorrido, algumas técnicas e produtos alternativos podem ser utilizados dependendo da situação.

Wellbore Strenghtening
Um assunto relacionado a este tópico na área de perfuração principalmente de campos depletados ou onde se necessita baixos pesos de lama é a técnica de reforço das paredes do poço (wellbore strenghtening) utilizando diferentes tipos de selantes (fibrosos, granulares etc) e outros materiais formadores de um reboco mais forte capaz de evitar problemas como o de desmoronamento de folhelho (sloughing shale). Ou seja, é um grupo de técnicas de perfuração, com a utilização de diferentes materiais de fluido, que permitem que o poço fique estável - ou ainda dizendo, permitem que a "janela estreita" de pesos seja "mais larga".
Dentre as técnicas de
wellbore strenghtening estão a "stress caging" que é uma técnica onde se utiliza a pressurização do poço para forçar a entrada de materiais selantes na possível zona frágil ou já fraturada ou com microfraturas.
Há, ainda, técnicas de remediação com a utilização de plugs poliméricos que entram na matriz do folhelho para permitir a perfuração de toda a fase com peso inferior ao típico.