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janela opperacional

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  • Ano 3, n. 2, p. 31-40 abr./set.2015 ISSN 2316-668 31

    PROJETOS DE POOS: UM ESTUDO DE CASO NA BACIA SERGIPE-ALAGOAS

    WELL PROJECT: A CASE STUDY IN SERGIPE-ALAGOAS BASIN

    JOO PAULO LOBO DOS SANTOSMestrado em Engenharia Qumica pelo Programa de Ps-Graduao em Engenharia Qumica - PPEQ/UFBA. Professor da Universidade Federal de Sergipe (UFS). E-mail: jplobo2011@gmail.com

    JULIANO FERREIRA DE ANDRADEUniversidade Federal de Sergipe (UFS). E-mail:juliano.ufs@gmail.com

    RAFAEL DE CASTRO OLIVEIRAMestre em Cincias e Engenharia de Petrleo. Universidade Federal de Sergipe(UFS). E-mail: rcastro.oliveira@petrobras.com.br

    JOS BEZERRA DE ALMEIDA NETOMestrado em Engenharia Qumica Professor do Magistrio Superior da Universidade Federal de Sergipe (UFS). E-mail: jalmeidn@ufs.br

    ANA PAULA PEREIRA SANTOSGraduanda em Engenharia de Petrleo. Universidade Federal de Sergipe (UFS).E-mail: paulapereira.ufs@gmail.com

  • 32 Ano 3, n. 2, p. 31-40, abr./set.2015 ISSN 2316-6681

    Envio em: Janeiro de 2015Aceite em: Maro de 2015

    RESUMOA explorao de petrleo tem atingido regies cada vez mais profundas, fazendo-se necessria a realizao de um estudo aprofundado de geopresses para se evitar problemas durante a perfurao de um poo. Assim, o trabalho apresentado em tela faz uma comparao das geopresses na bacia Sergipe-Alagoas, utilizando correlaes empricas calibradas para o Golfo do Mxico com o que foi medido durante a perfurao. Para o estudo das presses de subsuperfcie, foram utilizados dados de dois poos fornecidos pela Empresa Z, sendo calculados os gradientes de presso de sobrecarga, poros e fratura. Os resultados foram comparados com os dados da perfilagem e Repeated Formation Test. Foi observado que algumas equaes precisam de um ajuste fino e outras, de ajustes mais rigorosos. Com isso, este estudo pretende fomentar outras discusses que possibilitem a construo de pesquisas acerca da calibrao das constantes relacionadas bacia Sergipe-Alagoas.

    Palavras-Chave: Geopresses. Golfo do Mxico. Bacia Sergipe-Alagoas.

    ABSTRACTOil exploration has reached ever deeper regions, making it necessary to conduct a detailed study of geopressure to avoid problems during the drilling of a well. Thus, the work presented on screen makes a comparison of geopressure in the Sergipe-Alagoas basin, using empirical correlations calibrated to the Gulf of Mexico with was measured during drilling. The study of surface pressure was based in data of two wells provided by Company Z, being calculated the pressure gradients overload, pore and fracture. The results were compared with data logging and formation test. It was observed that some equations require a fine adjustment and other more rigorous adjustment. Therefore, this study intends to foster other discussions that allow the construction of research on the calibration of constants related to the Sergipe-Alagoas basin.

    Keywords: Geopressure. Gulf of Mexico. Sergipe-Alagoas basin.

  • Ano 3, n. 2, p. 31-40 abr./set.2015 ISSN 2316-668 33

    1 - INTRODUO

    O estudo das geopresses importante para a elabo-rao de um projeto confivel da janela operacional de um poo, que composta pela presso de poros, de colapso, de fratura e de sobrecarga (ROCHA; AZEVEDO, 2009). Segundo Loredo e Fontoura (2007), os resultados dos prognsticos das geopresses so de grande im-portncia para a construo do poo e a estabilidade do mesmo, para que sua perfurao possa ocorrer de forma segura e econmica.

    Com o auxlio da janela operacional, possvel escol-her os equipamentos necessrios, identificar o peso certo do fluido e qual o torque adequado. Hoje em dia, tendo essas informaes, podem-se evitar problemas operacio-nais que ocorrem durante a perfurao, tais como: priso da coluna de perfurao por diferencial de presso, torques elevados, kick, entre outros (PEREIRA, 2007).

    A grande maioria dos projetos de poos realizada utilizando correlaes empricas. Hottman e Johnson (1965) estimaram as presses de poros em folhelhos, re-lacionando os desvios do Trend (linha de tendncia nor-mal de compactao) com medies in situ de presso de poros em arenitos adjacentes. Posteriormente, a previso de presso de poros foi relacionada ao mecanismo de ge-rao de presses anormais por Foster e Whalen (1966), e Eaton (1975). Bowers (1995) desenvolveu um novo m-todo para a previso de presso de poros, baseado na teoria de compactao da mecnica de solos, e nos me-canismos da subcompactao e a expanso de fluidos.

    Essas correlaes possuem constantes de calibrao que dependem da rea em estudo, sendo a sua grande maioria elaborada tomando como base o golfo do Mxi-co. Nesse sentido, o objetivo deste trabalho consiste em avaliar se as mesmas so vlidas para a bacia Sergipe-Alagoas, com as constantes calibradas para o Golfo do Mxico.

    2 - BACIA SERGIPE-ALAGOAS

    A Bacia de Sergipe-Alagoas localizada no nordeste brasileiro e limita-se a nordeste com a Bacia de Pernam-buco-Paraba pelo alto de Maragogi, e a sudoeste com a Bacia de Jacupe.

    A Bacia de Sergipe ocupa cerca de 5.000 Km em terra e 7.000 Km no mar; j na Bacia de Alagoas, so 7.000 Km emersos e 8.000 Km na plataforma continental (ARMELE et al, 2006).

    3 - JANELA OPERACIONAL

    A janela operacional ir informar os parmetros op-eracionais do poo, sendo composta pelos gradientes de

    presso de sobrecarga, poros e fratura.O gradiente de sobrecarga importante para que se

    possa determinar as outras curvas de presso. Dessa for-ma, importante que sua estimativa seja de modo mais preciso, a fim de que as presses de poros, fratura e co-lapso tenham resultados mais confiveis (PEREIRA, 2007).

    A tenso de sobrecarga determinada a partir do somatrio dos pesos das camadas rochosas e da lmina d'gua (quando se perfura no mar). A Equao 1 repre-senta a tenso de sobrecarga.

    Em que:OV = Tenso de sobrecarga; = Massa especfica; g =

    Gravidade; Z = Profundidade desejada; dD = Variao de profundidade.

    O gradiente de sobrecarga, em uma dada profundi-dade, uma relao entre a tenso de sobrecarga e a pro-fundidade desejada, como pode ser visto pela Equao 2.

    Em que:GOV = Gradiente de sobrecarga; C = Constante de con-

    verso de unidade; D = Profundidade vertical.

    Para que se obtenha o gradiente de sobrecarga, an-tes preciso se calcular a massa especfica e, para isso, so utilizadas algumas correlaes com dados obtidos da perfilagem.

    Cada rocha possui caractersticas diferentes, sejam elas mineralgicas, litolgicas, paleontolgicas, sejam fsicas, etc. Atravs de ferramentas que medem proprie-dades fsicas (eltrica, acstica, radioativa, etc.), possvel conhecer a rocha e o poo, como, por exemplo, a densi-dade ou massa especfica da formao.

    A correlao de Gardner (1974), mostrada na Equao 3, a mais utilizada, na indstria do petrleo, para se ob-ter a massa especfica da formao. Ela utiliza dados do perfil snico no seu clculo.

    Em que:b = Densidade total da formao (g/cm); a, b = Con-

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    stante emprica (0,23; 0,25 definidos para o Golfo do Mxico); V = Velocidade do som (s/ft); t = Tempo de trnsito (s/ft).

    O gradiente de presso de poros faz parte da con-struo da janela operacional. Ele limita, inferiormente, as tenses que devem ser aplicadas s formaes, como, por exemplo, o peso do fluido. Caso este ltimo seja menor que o gradiente de presso de poros, poder ocorrer influxo da camada rochosa para o interior do poo, oca-sionando um kick (FERREIRA, 2010).

    A presso de poros definida como a presso dos fluidos contidos nos espaos porosos das formaes. Os gradientes de presso de poros so classificados como: anormalmente baixa (GP 90% GOV).

    Basicamente, os gradientes de presso de poros po-dem ser determinados de duas maneiras; a primeira, de forma direta, na qual, so executados testes em zonas permeveis; e a segunda, de forma indireta, na qual, so feitos os testes em folhelhos.

    MEDIO DIRETA

    Neste trabalho, foram utilizados dados do RFT (Re-peated Formation Test), que um teste mais simples que o teste de formao, uma vez que feito a cabo, ao in-vs de coluna de perfurao, acelerando o processo. A ferramenta desse teste composta por um sistema de vlvulas e cmaras, possibilitando a medio da presso esttica.

    MEDIO INDIRETA

    Os mtodos indiretos de se obter o gradiente de presso de poros utilizam dados dos perfis eltricos, de velocidade ssmica ou outros parmetros que indiquem a porosidade para a construo da curva de tendncia de compactao normal (ROCHA; AZEVEDO, 2009).

    Usualmente, a curva de tendncia de compactao normal est sendo aproximada de uma reta de um grfi-co semilogartmico, devido a sua simplicidade, conforme as Equaes 4 e 5 (FERREIRA, 2010).

    Em que:m = Coeficiente angular da reta de tendncia normal

    em um grfico semilog; t1 e t2 = Tempo de transito nas profundidades onde ocorreu a compactao normal; D1 e D2 = Profundidade onde os valores t1 e t2 foram obser-vados; D = Profundidade de interesse da reta de tendn-cia normal; tn = Valor da reta de tendncia normal na profundidade de interesse D.

    Neste trabalho, o mtodo utilizado para o clculo do gradiente de presso de poros foi o de Eaton (1975), que utiliza um expoente igual a 3 para o Golfo do Mxico, quando utiliza dados do perfil snico, conforme a Equa-o 6.

    Em que:GP =Gradiente de presso de poros (lb/gal); GN = Gradi-

    ente de presso de poros normal (lb/gal); GOV = Gradiente de sobrecarga (lb/gal); t0 = Tempo de trnsito observa-do; tn = Valor da reta normal para tempo de trnsito.

    A presso de fratura definida como a presso, na qual, a rocha ir fraturar mecanicamente. O gradiente de presso de fratura determina os valores mximos que a rocha suporta antes de ocorrer seu falhamento mecnico (FERREIRA, 2010).

    A indstria do petrleo utiliza, basicamente, dois