terça-feira, 22 de maio de 2012

Completação - Fases de uma completação

Voltando a falar sobre o cotidiano do trabalho, O CAMPOS MARGINAIS. hoje falará sobre as FASES DE COMPLETAÇÃO de um poço, nada melhor do que abordar sobre um tema de interesse de grande parte dos nossos leitores. 

INSTALAÇÃO DOS EQUIPAMENTOS DE SEGURANÇA

É a primeira fase da completação e visa possibilitar o acesso ao interior do poço, com toda a segurança necessária, para execução das demais fases.

A cabeça de produção é um equipamento que fica conectado, através de parafusos e flanges, à cabeça de revestimento e ao preventor de erupções, tendo como função principal servir de apoio à coluna de produção que será descida numa fase posterior da completação, por meio de um suspensor. Possui saídas laterais que permitem o acesso ao espaço anular entre o revestimento de produção e a coluna de produção. O preventor de erupções (BOP) é um equipamento instalado sobre a cabeça de produção e tem com objetivo fundamental permitir o fechamento do poço com segurança no caso de um fluxo inesperado da formação.

 
CONDICIONAMENTO DO POÇO

Uma vez instalado os equipamentos de segurança, procede-se a fase de condicionamento do revestimento de produção e a substituição do fluido que se encontra no interior do poço por um fluido de completação.
 
Para o condicionamento é descido broca e raspador, através de uma tubulação metálica, conhecida como coluna de trabalho, de modo a deixar o interior do revestimento de produção (e liner, quando presente) gabaritado e em condição de receber os equipamentos necessários. A broca é utilizada para cortar os tampões de cimento e/ou mecânicos, deixados no interior do poço quando se seu abandono temporário pela perfuração, bem como restos da cimentação primária. O raspador é uma ferramenta com lâminas retráteis, que desce raspando a parte interna do revestimento de produção, retirando a que foi deixado pela broca.

Geralmente o condicionamento é feito até o colar flutuante, com peso sobre broca, rotação da coluna e vazão de circulação direta do fluido adequadas, de forma que se obtenha uma boa eficiência no corte e no carreamento das partículas de cimento cortado pode decantar sobre a broca, ocasionando uma pescaria. Normalmente, a cada trinta metros de cimento cortado, é deslocado um colchão viscoso para limpeza do poço.

Imediatamente antes e após o corte dos tampões de cimento e/ou mecânicos, é efetuado teste de estanqueidade do revestimento de produção, pressurizando-o durante dez ou quinze minutos, para verificação da existência ou não de vazamentos (furos, conexões de revestimento vazando, etc). Caso não se consiga pressão estabilizada e, procedem-se a localização e correção do vazamento.
 
O fluido de completação, geralmente é uma solução salina, isenta de sólidos, compatível com a formação e com os fluidos nela contidos, de forma a não causar nenhum tipo de dano na formação, que restrinja a vazão do poço. Além disso, o fluido deve possuir peso específico capaz de fornecer pressão hidrostática no interior do poço um pouco superior à pressão estática da formação.
 
A substituição do fluido é feita, com o auxílio de bombas de deslocamento positivo, circulando o fluido diretamente pelo interior da coluna de trabalho, com retorno na superfície pelo anular.

AVALIAÇÃO DA QUALIDADE DA CIMENTAÇÃO

A cimentação destina-se a promover vedação hidráulica entre os diversos intervalos permeáveis, ou até mesmo dentro de um único intervalo permeável, impedindo a intercomunicação de fluidos por detrás do revestimento, bem como propiciar suporte mecânico ao revestimento.

A existência de uma efetiva vedação hidráulica é de fundamental importância técnica e econômica, garantindo um perfeito controle da origem (ou destinos) dos fluidos produzidos (ou injetados). O prosseguimento das operações no poço sem observação deste requisito pode gerar diversos problemas: produção de fluidos indesejáveis devido a proximidade dos contatos óleo/água ou gás/óleo, teste de avaliação das formações incorretos, prejuízo no controle dos reservatórios e operações de estimulação mal sucedidas, com possibilidades inclusive de perda do poço.

Para se inferir a existência ou não de intercomunicações entre os intervalos de interesse, avalia-se a qualidade da cimentação, que é função de uma série de fatores tais como geometria do poço, qualidade do cimento, parâmetros de injeção e centralização do revestimento centralização.

Caso seja comprovada a não existência de vedação hidráulica se procede a correção da cimentação primária, efetuando canhoneio (furos no revestimento) e a compressão do cimento nos intervalos deficientes. A decisão quanto a necessidade ou não da correção de cimentação é uma tarefa de grande importância e deve ser tomada com máxima de segurança possível, pois a operação, principalmente no caso de poços marítimos.

Para se avaliar a qualidade da cimentação são utilizados perfis acústicos, que medem a aderência do cimento ao revestimento e do cimento á formação. Em função da interpretação dos perfis obtidos se decide quanto a necessidade ou não de correção da cimentação.
 
PERFIL CBL/VDL

O sistema usado para perfilagem acústica é composto basicamente por um transmissor, um receptor e um aparelho de medição. O transmissor é acionado por energia elétrica, emitindo pulsos sonoros de curta duração que se propagam através do revestimento cimento e formação, antes de atingir dois receptores: um a 3 pés e outro a 5 pés do transmissor. Aí são reconvertido em sinal elétrico e enviado para um medidor na superfície, através de cabos conectores.

O perfil CBL (controle de aderência da cimentação) registra a amplitude em mV, da primeira chegada de energia ao receptor que está a 3’ pés. A atenuação produzida pela aderência do cimento ao revestimento depende da resistência à compressão do cimento, e do diâmetro e espessura do revestimento, e da percentagem da circunferência cimentada.

O perfil VDL (densidade variável) registra a onda detectada pelo receptor que está a 5 pés e apresenta-a, qualitativamente, durante um período de 1 ms (começando a 200us e acabando a 1200us) as partes positivas da onda aparecem em escuro, e as negativas em claro; a cor cinza corresponde à amplitude zero.
A boa aderência cimento revestimento é detectada pela presença de valores baixos de no perfil CBL, enquanto a boa aderência cimento formação é detectada pela ausência de sinal de revestimento e presença de sinal de formação no perfil VDL.

O revestimento livre produz altos valores no perfil CBL e, no perfil VDL, um característico padrão de faixas paralelas, retas, claras e escuras, as luvas são reconhecíveis em ambos os perfis.
 
CANHONEIO
 
Uma vez avaliada a qualidade da cimentação e confirmada a existência de um bom isolamento hidráulico entre os intervalos de interesse, a etapa seguinte é a do canhoneio.
É uma operação que tem por finalidade colocar a formação produtora em contato com o interior do poço revestido, através de perfurações, com potentes cargas explosivas. Estas perfurações penetram na formação algumas polegadas após atravessarem o revestimento e o cimento, criando canais de fluxo por onde se processa a drenagem dos fluidos contidos no reservatório.

As cargas explosivas são dispostas e alojadas de forma conveniente em canhões. Uma vez estando o canhão posicionado em frente ao intervalo desejado é acionado um mecanismo de disparo que detona as cargas explosivas. Estas cargas são devidamente moldadas de forma a produzirem jatos de alta energia, com velocidades de até 6000m/s, que incidindo numa pequena superfície do revestimento geram pressões da ordem de 4.000.000 PSI e promovem a perfuração no revestimento, cimento e formação.

Aos canhões utilizados podem ser de vários tipos, sendo necessário uma seleção adequada para cada situação. Existem canhões que são descidos com cabo elétrico por dentro do revestimento (convencional), canhões descidos por dentro da coluna de produção (through tubing) e canhões enroscados com a coluna de tubos (TCP / tubing conveyed perfuration).

Os canhões convencionais e TCP têm diâmetro maior que os que descem pelo interior da coluna de produção, permitindo o uso de cargas maiores, e conseqüentemente maior poder de penetração.
Uma série de parâmetros relacionados com a geometria de canhoneio tem influência significativa no índice de produtividade do poço, tais como: densidade de jatos, perfurações (unidade de comprimento), profundidade de penetração, defasagem entre os jatos (0°, 90°, 120° e 180°), distância entre o canhão e o revestimento e o diâmetro de entrada do orifício perfurado.
 
O canhoneio pode deixar parte dos furos obstruídos e causar dano na formação, resultante da ação compressiva dos jatos, comprometendo o índice de produtividade do poço. Quando se utiliza canhoneio pelo interior da coluna ou do tipo TCP este dano pode ser minimizado, realizando a operação com pressão hidrostática no interior do poço inferior a pressão estática da formação. Desta forma se obtém um fluxo imediato pelos orifícios perfurados, desobstruindo-os.

As operações com canhão convencional são realizadas com diferencial de pressão no sentido poço/formação, por motivos de segurança.
 
EQUIPAGEM DO POÇO
 
Nesta etapa, o poço recebe equipamentos de sub-superfície (coluna de produção) e de superfície (árvore de natal).

A coluna de produção pe constituída basicamente por tubulação metálica removível (tubulação de produção), onde ficam conectados uma série de outros componentes, sendo descida pelo interior do revestimento de produção com as seguintes finalidades básicas : conduzir, de forma otimizada e segura, os fluidos produzidos até a superfície, proteger o revestimento contra fluidos agressivos (CO2, H2S, etc) e pressões elevadas e possibilitar a circulação de fluidos para o amortecimento do poço em intervenções futuras.
 
A composição de uma coluna de produção é função de uma série de fatores, tais como: localização do poço (terra o mar), regime de produção de fluidos (surgente ou elevação artificial), tipo de fluido a ser produzido, necessidade de contenção da produção de areia associada aos hidrocarbonetos, vazão de produção, número de zonas produzindo (completação simples, dupla ou seletiva), etc.
 
Os equipamentos mais encontrados nas colunas de produção são: obturador, válvula de segurança de sub-superfície e suspensor de coluna de produção. Uma composição ótima de coluna, levando-se em conta os aspectos de segurança, técnico/operacional e econômico, é obtida questionando-se sempre a validade da utilização de um equipamento em uma determinada posição.
 
O obturador (packer) é capaz de vedar o espaço anular entre a coluna e o revestimento de produção, tendo com finalidades básicas: auxiliar a coluna na proteção do revestimento de produção contra pressões elevadas e fluidos agressivos, isolar trechos danificados do revestimento com vazamento, possibilitar a completação dupla e seletiva e aumentar a eficiência dos métodos de elevação artificial. Uma da s formas de classificá-los, se refere ao mecanismo de assentamento, podendo ser mecânicos ( por tração ou compressão imposta pela coluna de produção), ou hidráulicos/hidrostáticos (diferencial de pressão interior da coluna) anular.
 
O suspensor da coluna de produção é o componente que se localiza na extremidade superior da coluna, ancorando-a na cabeça de produção nas completações secas, ou no alojador da alta pressão, no caso de completação molhada.
 
O suspensor fornece vedação entre a coluna e o revestimento de produção. Nas completações secas o acesso ao anular se dá pelas saídas laterais da cabeça de produção, sendo que pelo suspensor se dá o acesso ao interior da coluna. Nas completações molhadas, onde a cabeça do poço fica no fundo do mar o acesso à coluna e ao anula se dá, na vertical, pelo suspensor, visto que o alojador de alta pressão (housing) não dispõe de saídas laterais.

Após a descida e ancoragem da coluna de produção, o preventor de erupções (BOP) é retirado e se procede a instalação da Árvore de Natal.
Árvore de Natal é um sistema composto de um conjunto de válvula que permite o controle do fluxo de fluido do poço, com segurança, durante a sua vida produtiva. No caso de completação seca é instalada sobre a cabeça de produção, denominada Árvore de Natal Seca ou Convencional, e em completações molhadas, sobre o alojador de alta pressão, recebendo o nome de Árvore de Natal Molhada.

INDUÇÃO DE SURGÊNCIA

É o conjunto de operações que visa reduzir a hidrostática do fluido de completação a um valor inferior à pressão estática da formação, de um modo que o poço tenha condições de surgência. Pode ser dividida em quatro grupos: indução através das válvulas de gás-lift, indução através de flexitubo, indução pela substituição do fluido da coluna por outro fluido menos denso e pistoneio.

Os dois primeiros métodos trabalham com a gaseificação do fluido do interior da coluna como forma de diminuir sua hidrostática. No primeiro, o gás é injetado inicialmente no anular do poço, passando para o interior da coluna, de forma controlada, através de equipamentos especiais chamados de válvulas de gás-lift.  

No segundo método o gás é injetado por uma tubulação metálica flexível que é descida pelo interior da coluna de produção. O terceiro método trabalha com a substituição do fluido de completação por outro fluido mais leve (diesel ou nitrogênio). O quarto método trabalha com a retirada mecânica do fluido de completação por um copo especial, que durante a sua descida pelo interior da coluna, com um cabo de arame, permite que o fluido passe para a parte superior, e durante sua retirada veda na parede interna da coluna, expulsando o fluido da parte superior, funcionando como um pistão

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