Revestimento e Cimentação

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REVESTIMENTO E CIMENTAÇÃO

                 

           

ARACAJU

2015

LUIS VICENTE PIRES HELENO

REVESTIMENTO E CIMENTAÇÃO

Artigo científico apresentado como requisito parcial de avaliação da disciplina Perfuração de Poços, ministrada pelo Prof. Alex Viana Veloso, no 2° semestre de 2015.

ARACAJU

2015

1. INTRODUÇÃO

Um poço é dividido em fases, sendo cada uma determinada pelo diâmetro da broca ou do alargador que está sendo utilizado na perfuração. Um poço típico é composto pelas fases de 36’’, 26’’, 27 ½’’, 12 ¼’’ e 8 ½’’. Tão importante quanto perfurar o poço é saber revesti-lo e cimenta-lo.

Chegando a ocorrer em qualquer uma das fases da exploração ou da produção, a etapa de revestimento em um poço de petróleo é a primeira operação a ser realizada no processo de completação de poços. É também considerada essencial para o controle e a produção de hidrocarbonetos ou ainda injeção de fluidos de perfuração e completação. Além disso, também serve para manter a integridade das paredes da secção perfurada, garantindo assim, a sequência segura das atividades.

A indústria do petróleo classifica a operação de cimentação em dois tipos: cimentação primária e cimentação secundária, corretiva ou complementar. Uma boa análise dos parâmetros que influenciam a cimentação permite identificar quais as necessidades do poço. Consoante as necessidades, são formuladas técnicas capazes de atendê-las (Economides, 1997).

1. REVESTIMENTO

No decorrer da perfuração de um poço, diversas colunas de revestimento precisam ser assentadas. Essas colunas são fundamentais, pois à medida que a profundidade do poço aumenta, as pressões encontradas se tornam cada vez maiores. Assim, para preservar-se de um kick é necessário usar um fluido de perfuração mais denso, o que cria uma pressão hidrostática maior no interior do poço. Acontece que nem todas as formações possuem a mesma competência estrutural, em geral as formações mais próximas à superfície possuem uma menor competência. Isto significa que elas têm uma maior tendência a desmoronarem ou a serem fraturadas por altas pressões hidrostáticas. Sendo assim, é preciso revestir o poço, de modo que seja possível aumentar a densidade da lama e chegar à camadas mais profundas sem que ocorram problemas nas formações mais rasas. Exatamente por essa razão, os poços são perfurados e o revestimento de menor diâmetro é progressivamente inserido no poço.

Em um primeiro momento, é necessário que o poço esteja livre de cascalhos para garantir o assentamento correto do revestimento. Por esse motivo, é imprescindível circular o poço por algum tempo, o que possibilita o carreamento dos cascalhos para fora do poço. O tempo de circulação necessário depende da profundidade total do poço. Esse tempo pode chegar a uma dezena de horas. Após a circulação, o revestimento começa a ser descido no poço.

A coluna de revestimento tem por funções essenciais: Prevenir desmoronamentos de partes do poço, evitar contaminação da água potável dos lençóis freáticos, permitir retorno do fluido de perfuração à superfície, prover meios de controle de pressões dos fluidos, permitindo aplicação de pressão adicional desde a superfície, impedir migrações de fluidos das formações, sustentar os equipamentos de segurança de cabeça de poço, sustentar a coluna de revestimento, alojar os equipamentos de elevação artificial, confinar a produção ao interior do poço.

Os revestimentos contem diversas atribuições importantes e podem ser classificadas como mostrado a seguir:

Revestimento Condutor: É um revestimento estrutural que tem como principal objetivo de isolar o poço das zonas superficiais pouco consolidadas.

Revestimento de Superfície: É um revestimento estrutural que tem como principais objetivos isolar o poço das zonas superficiais pouco consolidadas, suportar o peso do BOP e das demais colunas de revestimentos e proteger reservatórios de água.

Revestimento Intermediário: É um revestimento que tem como principais objetivos proteger zonas de perda de circulação, isolar zonas de alta ou baixa pressão e isolar formações portadoras de hidrocarbonetos.

Revestimento de Produção: É um revestimento que tem como principal objetivo abrigar a coluna de produção, permitindo que os hidrocarbonetos sejam conduzidos até a superfície de maneira segura e econômica.

Liner: É uma coluna curta de revestimento, que fica ancorada um pouco acima da extremidade inferior do último revestimento, e que visa cobrir a parte inferior do poço, isto é, apenas o poço aberto. Pode ser utilizado em substituição ao revestimento intermediário, sendo chamado liner de perfuração, ou substituindo o revestimento de produção.

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Figura 1: Esquema de um poço revestido.

Revestimentos expansíveis: É um tipo de revestimento que é descido com um certo diâmetro e depois expandido para o diâmetro predefinido, podendo este ser praticamente igual ao diâmetro do revestimento descido na fase anterior. Além de poder ser usado como liner, a vantagem desse tipo de revestimento é permitir que uma fase seja estendida, não comprometendo assim a profundidade final do poço, ou ainda, atingindo a profundidade final com um revestimento de diâmetro maior do que o previsto. Pode ser usado como revestimento intermediário desde que suas propriedades físicas, principalmente sua resistência ao colapso, resistam. Outra utilidade seria como uma espécie de “remendo” em revestimento que estejam danificados.

A formação da coluna de revestimento é em função das solicitações previstas durante sua descida no poço e ao decorrer de sua vida útil. Estabelecidos os revestimentos a serem empregados, deve-se especificar: grau do aço, drift de passagem, diâmetro nominal, espessura da parede, tipo de conexão, entre outros.

A escolha do modelo de revestimento que será utilizado no poço é feita através de estudos que indicará financeiramente a espécie de tubo mais econômica, já que seus custos costumam ser bastante elevados. No entanto, deve-se respeitar os importantes fatores de segurança que é fundamental na indústria petrolífera, já que, por exemplo, a pressão de um poço pode prosperar e atingir uma importância superior a meta de pressão dos tubos de aço. Por esta e outras razões é de suma importância saber dimensionar o tipo de revestimento  (grau de aço e peso nominal) descidos no poço, o que pode evitar sérios acidentes, tanto ao meio ambiente, quanto a vida das pessoas.