Relatório fluídos de perfuração

Universidade de Brasília

Faculdade do Gama

ENGENHARIA DE PETRÓLEO E GÁS

Prof.ª Dra. Maria Del Pilar Hidalgo

RELATÓRIO DE EXPERIMENTO FLUIDOS DE PERFURAÇÃO

David Souza

Emanuela Campos

Gabriel Rolim Moreira

Experimento realizado em

18/05/2017.

1 – OBJETIVO

Realização do estudo reológico para fluidos de perfuração na base água para solos areníticos e argilosos, bem como a comparação do comportamento dos mesmos, a partir das curvas de fluxos e dos parâmetros reológicos obtidos.  

2 – INTRODUÇÃO

        O processo de perfuração de poços de petróleo é uma atividade que se destina não só à extração do óleo ou do gás natural (poços produtores), como também na construção de um poço injetor, que tem como finalidade a injeção de algum tipo de fluido que auxilie na recuperação dos hidrocarbonetos, sendo realizadas tanto em ambientes onshore (em terra) quanto em ambientes offshore (no mar), podendo-se classificar os mesmos como verticais ou horizontais.

O fluido de perfuração tem como objetivo carrear os cascalhos formados durante a perfuração, manter a estabilidade do poço e lubrificar a broca, e para isto é formado por vários aditivos que em muitos casos não são miscíveis o que provoca um processo de separação de fases durante o armazenamento do mesmo. Dentre estes aditivos podemos citar os adensantes que têm o objetivo de equalizar a densidade do fluido, melhorando o transporte dos cascalhos produzidos durante a perfuração. Estes materiais, por sua natureza, são totalmente imiscíveis no fluido de perfuração e, por conseguinte, promovem decantação.

A grande maioria dos fluidos de perfuração utilizados no mundo é formada por líquidos à base de água, pois possuem uma baixo custo comparado aos demais, são biodegradáveis e se dispersam facilmente na coluna d’água. O fluido à base de água consiste numa mistura de sólidos, líquidos e aditivos químicos tendo a água como a fase contínua. O líquido base pode ser a água salgada, água doce ou água salgada saturada (salmoura), dependendo da disponibilidade e das necessidades relativas ao fluido de perfuração. Os principais tipos de fluidos à base de água são os fluidos convencionais, fluidos naturais, fluidos dispersos tratados com lignosulfonados, fluidos tratados com cal, fluidos tratados com gesso, fluidos não dispersos tratados com cal e polímeros, fluidos salgados tratados com polímeros, fluidos de base KCl, fluidos isentos de sólidos e os fluidos biopoliméricos (Veiga, 1998).

Os fluidos de perfuração à base de água possuem um baixo custo comparado aos demais, são biodegradáveis e se dispersam facilmente na coluna d’água (Durriu, Zurdo Et al., 2000). Logo, seu descarte marítimo é permitido em quase todo o mundo, desde que respeitadas as diretrizes de descartes de efluentes marítimos de cada região. Infelizmente, os fluidos de perfuração à base de água possuem algumas desvantagens. Tal tipo de fluido possui argilas altamente hidrofílicas em sua composição (tais argilas são também encontradas nos folhelhos, típica rocha sedimentar rica em argilas hidrofílicas, em especial os encontrados em localidades offshore ou bacias sedimentares mais jovens, caracterizando formações muito sensíveis à água) (Khondaker, 2000). Portanto os sólidos dispersos no meio aquoso podem ser ativos ou inertes, onde os ativos são materiais argilosos com o objetivo de aumentar a viscosidade do fluido e os inertes podem se originar da adição de materiais industrializados ou de detritos finos das rochas perfuradas (Schaffel, 2002).

A composição dos fluidos de perfuração utilizados estão descritos na Tabela (1) e Tabela (2):

Tabela 1 – Formulação dos fluidos de perfuração na base água

FLUIDO DE PERFURAÇÃO PARA ROCHAS ARGILOSAS (3B)
COMPONENTE	CONCENTRAÇÃO
Água (mL)	175
Barrilha Leve (g)	0,1225
SM 2000 (g)	0,35

Tabela 2 – Formulação dos fluidos de perfuração na base água

FLUIDO DE PERFURAÇÃO PARA ROCHAS ARENÍTICAS (3A)
COMPONENTE	CONCENTRAÇÃO
Água (mL)	175
Barrilha Leve (g)	0,1225
Bentonita – SM GEL (g)	4,37
Celutrol HV – 1 RD (g)	0,0875
SM 2000 (g)	0,0875

3 – MATERIAIS UTILIZADOS

• Fluido de perfuração para rochas areníticas (base água);
• Fluido de perfuração para rochas argilosas (base água);
• Misturador Mecânico Hamilton Beach N936, Fann;
• Viscosímetro Fann, modelo 35A;
• Becker.

4 – PROCEDIMENTOS

Cada fluido foi inserido no copo do misturador Hamilton Beach N936 e em seguida, o misturador foi ligado a uma rotação de 17000 rpm e permaneceu assim durante 10 minutos. Logo após, o fluido foi colocado em um béquer, tampado com papel filme e deixado em repouso durante um período de 24 horas, para assim serem medidos os parâmetros reológicos.

Após o repouso, os fluidos foram colocados no viscosímetro da marca Fann 35A para aferição e determinar os cálculos da viscosidade aparente, viscosidade plástica e do limite de escoamento. O modelo do viscosímetro utilizado para medir as propriedades reológicas dos fluidos de perfuração seguem o seguinte princípio de funcionamento: a velocidade de rotação é selecionada pelo operador, onde um cilindro externo, que é o rotor da máquina, gira concentricamente com um cilindro interno, conhecido como bob, que permanece fixo. Quando o viscosímetro está ligado, com o fluido de perfuração entre os dois cilindros, o cisalhamento do fluido é transferido ao cilindro interno, na qual o fluido sofre uma força de arraste. No leitor do viscosímetro, tem um ponteiro que está ligado à mola de torção acoplada ao cilindro interno. Esse ponteiro indica a deformação da mola, medida em graus, que consequentemente mostra a leitura no viscosímetro.