revestimento

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Revestimentos de Poços de Petróleo João Carlos R. Plácido [email protected]

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Page 1: revestimento

Revestimentos dePoços de Petróleo

João Carlos R. Plá[email protected]

Page 2: revestimento

REVESTIMENTODefinição

• Coluna de revestimento: comprimento total de tubos de revestimento com o mesmo diâmetro externo que é descido no poço em uma única operação

• Seção da coluna de revestimento: comprimento contínuo de uma coluna de revestimento que possui o mesmo grau, peso nominal e tipo de conexão

• A coluna pode ser simples (uma única seção) ou combinada (várias seções)

Page 3: revestimento

Tubos de Revestimento

Page 4: revestimento

Tubos de RevestimentosConexões

Page 5: revestimento

REVESTIMENTOHistórico

• Antiguidade: rudimentares alvenarias

• Poço do Coronel Drake: proteções de madeira

• Décadas atrás: tubos de ferro fundido

• Atualmente: tubos de aço especial unidos por conectores ou luvas

Page 6: revestimento

REVESTIMENTO

• Poço é perfurado por fases cujo número e comprimento depende das características geológicas das zonas (pressão de poro e de fratura) e profundidade final

• Custo do revestimento é de 15 a 20% do custo total no mar, e de até 50% em terra

Page 7: revestimento

REVESTIMENTO

• Composição da coluna de revestimento é função dos esforços previstos durante a descida e ao longo da vida útil

• Fabricação e manuseio: padronização API

• Apesar da padronização, algumas vezes faz-se necessário utilizar produtos ou procedimentos não-API

Page 8: revestimento

Revestimento: Literatura

• API Bulletin on Performance Properties of Casing, Tubing and Drill Pipe - API BULL 5C2

• API Bulletin on Formulas and Calculations for Casing, Tubing and Drill Pipes Properties - API BULL 5C3

• Specification for Casing and Tubing - API SPEC 5CT

• Recommended Practices for Care and Use of Casingand Tubing - API RP 5C1

• Catálogo Produção e Controle de Tubos de Aço, Mannesmann

Page 9: revestimento

REVESTIMENTOFunções

• Prevenir desmoronamento das paredes

• Evitar contaminação dos lençóis freáticos

• Permitir retorno da lama até a superfície

• Suportar pressões internas e externas

• Permitir adotar fluido diferente nas fases seguintes

• Impedir migração de fluidos da formação (kicks)

Page 10: revestimento

REVESTIMENTOFunções

• Evitar perda de circulação

• Evitar prisão da coluna por diferencial de pressão

• Sustentar os equipamentos de segurança na cabeça do poço e o peso de outras colunas de revestimento

• Alojar equipamentos de elevação artificial

• Confinar produção ao interior do poço

Page 11: revestimento

REVESTIMENTOCaracterísticas Essenciais

• Ser estanque

• Resistir as solicitações que lhes serão impostas

• Ter dimensões compatíveis com as atividades futuras

• Ser resistente à corrosão e à abrasão

• Apresentar facilidade de conexão

• Ter a menor espessura possível (custo)

Page 12: revestimento

13 3/8”70 m

17 1/2”

12 1/4”

8 1/2”

9 5/8”2000 m

7”3500 m

20”1000 m

36”

12 1/4”

8 1/2”

13 3/8”3000 m

9 5/8”4500 m

30”100 m

26”

17 1/2”

L7”5500 m

Terra

Mar

ESQUEMA GERAL DE UM POÇO

∅∅ Fase

∅∅ Rev.

∅∅ Rev. ∅∅ Fase

Page 13: revestimento

Esquema de um Poço em Terra

Page 14: revestimento

REVESTIMENTOClassificação quanto à função

• Condutor

• Superfície

• Intermediário

• Produção

• Liner

• Tie Back

Page 15: revestimento

REVESTIMENTOCondutor

• Primeiro revestimento a descer no poço

• Profundidade da sapata: 10 a 80 m

• Função: sustentar formações superficiais não consolidadas

• Assentado por cravação, por jateamento(mar) ou por perfuração e cimentação

• Diâmetros típicos: 30”, 20”, 13 3/8”

Page 16: revestimento

Condutor (20")

E&P -ES / GEPRO / GENPO

Poço horizontal

20 m CON 20”

Page 17: revestimento

REVESTIMENTOSuperfície

• Comprimento varia de 100 a 600 m

• Funções: proteger lençóis freáticos, prevenir desmoronamentos de formações não consolidadas, servir como base de apoio para equipamentos de segurança de cabeça de poço

• Cimentado em toda extensão para evitar flambagem

• Diâmetros típicos: 20”, 18 5/8”, 16”, 13 3/8”, 10 3/4” e 9 5/8”

Page 18: revestimento

Superfície (13 3/8")

E&P -ES / GEPRO / GENPO

Poço horizontal

20 m CON 20”

200 m REV 13 3/8”

Page 19: revestimento

Intermediário (9 5/8")

E&P -ES / GEPRO / GENPO

Poço horizontal

20 m CON 20”

200 m REV 13 3/8”

700 m

750 m

3º/100 PÉS

7º/100 PÉS

REV 9 5/8”

Page 20: revestimento

REVESTIMENTOProdução

• Funções: permitir a produção do poço, suportando as paredes e isolando os intervalos produtores

• Diâmetros típicos: 9 5/8”, 7”, 5 1/2”

Page 21: revestimento

REVESTIMENTOLiner

• Coluna que cobre apenas a parte inferior

• O topo fica ancorado pouco acima da sapata do revestimento anterior

• Razões: economia, versatilidade e rapidez de operação

• Substitui o revestimento intermediário e o de produção

• Diâmetros típicos: 13 3/8”, 9 5/8””, 7”, 5 1/2”

Page 22: revestimento

Liner (5")

E&P -ES / GEPRO / GENPO

Poço horizontal

20 m CON 20”

200 m REV 13 3/8”

700 m

750 m

POÇO 8 1/2”

3º/100 PÉS

7º/100 PÉS

SLOTED LINER 5”REV 9 5/8”

Page 23: revestimento

REVESTIMENTOTie Back

• Usado para complementar uma coluna de liner até a superfície, quando limitações técnicas ou operacionais exigem proteção do revestimento anterior

• Diâmetros típicos: 9 5/8”, 7”, 5 1/2”

Page 24: revestimento

REVESTIMENTODimensionamento

• Dimensionamento deve considerar a resistência mínima dos tubos para suportar as seguintes solicitações: tração, pressão interna, colapso e flexão

• Considera-se as condições mais adversas durante a descida, instalação e ao longo da vida útil

• Considera-se o efeito de esforços combinados

Page 25: revestimento

REVESTIMENTODimensionamento: Fatores críticos• Volume de gás que pode migrar durante um

kick

• Pressão de poros e de fratura das formações a serem perfuradas

• Fluidos que estarão em contato com o revestimento (interior e anular)

• Conhecimento prévio das características da área

Page 26: revestimento

REVESTIMENTODimensionamento: Fatores críticos• Possibilidades de perdas de circulação

• Variação de inclinação e direção do poço (dog-legs)

• Posição do topo do cimento

• Presença de fluidos corrosivos nas formações

• Observação: Para cada esforço considerado, o instante e a posição em que a situação é crítica pode variar

Page 27: revestimento

REVESTIMENTOPrograma

• Deve constar as seguintes informações:

– profundidades de assentamento

– comprimento total ou número de tubos

– características dos tubos: diâmetros, peso nominal, grau, conexão, rosca

– até a superfície, liner ou tie back

– range: 1 (16-25 pés), 2 (25-34 pés), 3 (>34 pés)

Page 28: revestimento

REVESTIMENTOClassificação quanto ao material

• Os revestimentos são feitos de aço, e os diferentes graus dependem da composição química e do tratamento térmico a que são submetidos

• Os graus normalmente usados são: H-40, J-55, K-55, C-75, L-80, N-80, C-90, C-95, P-110

• Composição química: C (~0,5%), Mn (1 a 2%), Mb (~0,2%), Cr+Ni+Cu (~0,5%), Ph (0,04 a 0,2%), S (0,03 a 0,06%), Si (0,06 a 0,35%)

Page 29: revestimento

REVESTIMENTOMétodos de fabricação

• Sem costura (seamless pipe)– laminação: prensagem de um lingote cilíndrico

aquecido até 1200°C contra um mandril

• Com costura (welded pipe)– chapas dobradas e soldadas

Page 30: revestimento

Processo laminador oblíquo - Passo Peregrino: Perfuração de um tarugo

Page 31: revestimento

Laminação com cilindros oblíquos

Page 32: revestimento

Laminação com cilindros oblíquos (detalhe)

Page 33: revestimento

Instalação de laminação com cilindros oblíquos e Passo Peregrino

Page 34: revestimento

Fabricação de tubos com costura: Processo de soldagem com arco submerso

Page 35: revestimento

Equipamento automático triplo de solda por arco submerso

Page 36: revestimento

Instalação de soldagem de tubos de grandes diâmetros

Page 37: revestimento

REVESTIMENTOConexões com roscas API

• Rosca Round-Thread: forma de “V” arredondada, 8 fios/pol, “short” e “long”,

conicidade: 0,0625” por pol

• Rosca Buttress: forma trapezoidal, 5 fios/pol, conicidade: D < 13 3/8” - 0,0625” por pol

D > 16” - 0,0833” por pol

• Rosca Extreme-Line (XL): forma trapezoidal, conicidade: 5” < D < 7 5/8” - 0,125” por pol

8 5/8”< D < 10 3/4” - 0,1042 por pol

Page 38: revestimento

Tipos de conexões com roscas API

Page 39: revestimento

RevestimentosConexões com roscas não API

• Selo metal-metal (múltiplos) para aumentar resistência à pressão

• ombros múltiplos para aumentar resistência ao torque e maior resistência à compressão

• situações especiais de carregamentos

• juntas “flush” para aumentar folga no anular

• parede interna sem rugosidade para diminuir turbulência

• roscas projetadas para rápida conexão

Page 40: revestimento

REVESTIMENTOGrande diâmetro / Conexão sem roscas

• Squnch Joint tipo ST– recomendado para ser usado em condutor em

poço pré perfurado

– mais leve e mais barato

– vedação com "O ring" adaptado no pino

– liberação através de parafusos apertados para dentro dos furos roscados na caixa, de modo a comprimir o anel bi-partido de travamento

Page 41: revestimento

Squnch Joint

Page 42: revestimento

REVESTIMENTOGrande diâmetro / Conexão sem roscas

• Squnch Joint tipo ALT– Tem todas as características do ST, sendo porém

mais pesado e robusto

– Usado para cravação (ombros mais largos)

– Dois tipos de vedação: contra fluidos (“O ring” acima do anel de travamento) e contra detritos (“O ring” abaixo do anel de travamento)

– Estas conexões possuem sistema remoto de liberação hidráulica (RHR)

Page 43: revestimento

REVESTIMENTOGrande diâmetro /

Conexão com roscas tipos: L, R e LX

• rápido enroscamento (4 a 5 voltas)

• perfeita vedação entre pino e caixa devido ao anel resiliente que se adapta ao pino

• boa soldagem (butt weld) devido a sua fabricação com aço especial

• alta resistência à tração e ao colapso

Page 44: revestimento

REVESTIMENTOAcessórios

• Elementos descidos com a coluna de revestimento, cujas posições obedecem a uma programação antecipada

• São indispensáveis para a operação de cimentação

Page 45: revestimento

REVESTIMENTOAcessórios para cimentação com um estágio

• Sapata:– colar de aço que é enroscado no primeiro tubo

(deve-se passar adesivo especial na rosca)

– tem a função de guiar a coluna de revestimento

– tipos: guia, guia com saída lateral (turbulência), cega, flutuante (evitar retorno), flutuante com saídas laterais, diferencial (válvula fecha após cimentação protegendo contra pistoneio), flexiflow

Page 46: revestimento

Sapata Guia e Flutuante

Page 47: revestimento

REVESTIMENTOAcessórios para cimentação com um estágio

• Colares de cimentação:

– evitar a contaminação da pasta no anular

– colocados pelo menos 2 tubos acima da sapata para que a pasta contaminada não passe para o anular

– reter os tampões de fundo e de topo (indica o término da cimentação)

– tipos: retentor, cego, flutuante, diferencial (menos sujeito aos problemas com cascalhos), flexiflow, insert (mesma finalidade do colar flutuante, porém de custo menor)

Page 48: revestimento

Colar Retentor e Flutuante

Page 49: revestimento

Colares Flutuantes

Page 50: revestimento

Sapata e Colar Diferencial

Abastecimento automático durante a descida - ECONOMIA DE TEMPO + segurança operacional - COLAPSO DO REVESTIMENTO

Transformado em equipamento flutuante após a descida

Page 51: revestimento

REVESTIMENTOAcessórios para cimentação com um estágio

• Tampões:– evitar a contaminação da pasta de cimento pelo

fluido de perfuração

– tampão de fundo: descido na frente da pasta raspa a película de lama na parede (contém um diafragma que se rompe com pressão)

– tampão de topo: separa a pasta de cimento e o fluido de deslocamento, e indica o término da cimentação

Page 52: revestimento

Tampões

Page 53: revestimento

REVESTIMENTOAcessórios para cimentação com um estágio

• Centralizadores:

– centralizar o revestimento dentro do poço, mantendo um espaço anular uniforme

– facilitar deslocamento da pasta no anular reduzindo a canalização

– evitar prisão diferencial

– tipos: mola e rígido

– posicionamento: função do intervalo a ser cimentado, inclinação do poço, diâmetros do revestimento e do poço

Page 54: revestimento

Centralizadores:mola e rígido

TIPO MOLAForça de restauração e Força inicial -força para a descida do centralizador no poço ou revestimento anterior

TIPO RÍGIDOSem Força de restauração e Força inicialUso em poços de alta inclinação

Page 55: revestimento

Centralizadores: Stop rings

- Permite colocação do centralizador em qualquer posição

- Centralizador é geralmente colocado na luva do revestimento (sem necessidade do uso de Stop Ring)

Page 56: revestimento

REVESTIMENTOAcessórios para cimentação com um estágio

• Arranhadores:– remover o reboco da lama que se forma nas

paredes do poço

– tipos: vertical e rotativo

– pode-se também remover o reboco utilizando-se fluidos lavadores

Page 57: revestimento

Arranhadores Verticais

Rotativo

Page 58: revestimento

Arranhadores Rotativos

Page 59: revestimento

Revestimento:Acessórios para cimentação com múltiplos estágios

• Cesta de cimentação:

– promove o retorno da pasta de cimentação no anular (apresenta problemas caso seja necessário retirar a coluna de revestimento)

Page 60: revestimento

Revestimento:Acessórios para cimentação com múltiplos estágios

• Colar de estágio:– essencial para cimentação em estágios, pois

permite comunicar o interior do revestimento com o anular

Page 61: revestimento

Colar de Estágio

Page 62: revestimento

Colar de Estágio: Operação

Page 63: revestimento

REVESTIMENTOAcessórios diversos

• External Casing Packer (ECP)– funciona como um obturador (packer)

– evita comunicação entre zonas de produção

– inflado normalmente com fluido de perfuração ou água, podendo ser inflado com qualquer fluido

– borracha é reforçada por uma nervura metálica

– modelo e diâmetro escolhido em função do diâmetro do poço e do revestimento

Page 64: revestimento

External Casing Packer (ECP)

Page 65: revestimento

REVESTIMENTOEquipamentos Auxiliares

• Bucha da mesa e Cunha

• Casing Spider (mesa auxiliar para diâmetros maiores que 9 5/8”, podendo também ser utilizada como elevador)

• Elevadores

• Protetores: neoprene e metálico

• Chave hidráulica

• Corda de arraste dos tubos

Page 66: revestimento

Considerações para uma boa operação de revestir um poço

• Antes da descida

– condicionar o poço

– verificar a existência de todos os equipamentos a serem utilizados

– verificar a quantidade do material necessário para revestir e cimentar

– receber, conferir e estaleirar os tubos

– inspecionar visualmente

– enroscar a sapata e o colar nos tubos correspondentes e aplicando adesivo

Page 67: revestimento

Considerações para uma boaoperação de revestir um poço

• Durante a descida– observar seqüência de descida dos tubos

– aplicar o torque recomendado

– aplicar graxa contra vazamento

– controlar velocidade de descida (~30 tubos/hr)

– encher a coluna quando usando sapata ou colar flutuante

Page 68: revestimento

Considerações para uma boaoperação de revestir um poço

• Se o revestimento topar recomenda-se:– reciprocar

– adaptar cabeça de circulação para circular lama

– retirar coluna de revestimento e descer coluna de perfuração

– caso não seja possível descer além deste ponto deve-se cimentar, cortar e fazer um casing patch

Page 69: revestimento

Considerações após a descida

• Após a pega da pasta de cimento aplica-se uma tração correspondente ao peso próprio no ar da parte livre (acima do topo da pasta) multiplicado por 1,2 assenta o revestimento na cunha

Page 70: revestimento

Esforços que solicitam o revestimento

• API Bul 5C2: Performance Properties

• API Bul 5C3: Formulation & Calculations

• Colapso

• Pressão Interna

• Tração

• Esforços combinados

Page 71: revestimento

Esforços e respectivas falhas

Page 72: revestimento

Tração

• No corpo: Rt = (π/4)(D2-d2) Yp

Yp = limite de escoamento (psi)

D = diâmetro externo do tubo (psi)

d = diâmetro interno do tubo (psi)

• Na conexão: API Bul 5C3, seção 4

Page 73: revestimento

Pressão Interna• Esforço resultante do diferencial entre as pressões no

interior do tubo e no anular

• Verificar menor resistência ao escoamento: corpo do tubo, luva e conexão

• Pressão interna de escoamento no corpo do tubo

(Equação de Barlow considerando 87,5% do escoamento):

Rpi - resistência a pressão interna (psi)

Yp - limite de escoamento (psi)

D - diâmetro nominal (pol)

t - espessura da parede (pol)

)/(

2875,0

tD

YpRpi =

Page 74: revestimento

Pressão Interna

• Pressão interna de escoamento da luva– API Bul 5C3, seção 3

• Pressão de vazamento da conexão– acima deste valor pode ocorrer vazamento na

conexão sem alteração na estrutura do tubo

– válido somente para gás

– para outros fluidos adota-se a resistência da pressão interna do corpo do tubo

Page 75: revestimento

Colapso

• Esforço resultante do diferencial das pressões criadas pelos fluidos no anular e no interior da coluna

• Resistência ao colapso é função de: D/t, grau do aço, esforço axial

• API Bul 5C3 define 4 tipos de colapso:– Colapso de Escoamento (a partir da equação de

Lamé)– Colapso Plástico– Colapso de Transição– Colapso Elástico

Page 76: revestimento

Range de D/t onde cada tipo de colapso ocorre

(D/t)do tubo Escoamento Plástico Transição Elástico

(D/t)yp (D/t)pt (D/t)te

Page 77: revestimento

)/(2

)2()/(8)2()/(

32

1322

1

YpFF

FYpFFFtD yp +

−+++−=

)(

)()/(

523

41

FFYpF

FFYptD pt −+

−=

12

12

/3

/2)/(

FF

FFtD te

+=

Page 78: revestimento

Equações de Lamé

( ) ( )( )222

222222

io

ioeoiir rrr

rrrprrrp

−+−=σ

( ) ( )( )222

222222

io

ioeoiit rrr

rrrprrrp

+−+=σ

Para ambas pressão interna e colapso, a maior tensão será a tangencial.Assumindo r=ri e que o tubo está sujeito somente a pe , fazendo atensão tangencial igual ao limite de escoamento, obtém-se a equação do colapso de escoamento.

Page 79: revestimento

Colapso de Escoamento

−=

2)/(

1)/(2

tD

tDYpPyp

Para: (D/t) < (D/t)yp

Page 80: revestimento

Colapso Plástico

321

)/(FF

tD

FYpPp −

−=

Para: (D/t)yp < (D/t) > (D/t)pt

Page 81: revestimento

Colapso de Transição

−= 5

4

)/(F

tD

FYpPt

Para: (D/t)pt < (D/t) > (D/t)te

Page 82: revestimento

Colapso Elástico

[ ]2

6

1)/()/(

1095,46

−=

tDtD

xPe

Para: (D/t) > (D/t)te

Page 83: revestimento

NomenclaturaPyp = pressão de colapso de escoamento (psi)

Pp = pressão de colapso plástico (psi)

Pt = pressão de colapso de transição (psi)

Pe = pressão de colapso elástico (psi)

Yp = limite de escoamento (psi)

D = diâmetro nominal do tubo (pol)

t = espessura da parede do tubo (pol)

(D/t)yp= interseção entre colapso de escoamento e plástico

(D/t)pt = interseção entre colapso plástico e de transição

(D/t)te= interseção entre colapso de transição e elástico

F1, F2, F3, F4, F5 = fatores (*)

(*) fórmulas no próximo slide

Page 84: revestimento

31621051 1053132,01021301,01010679,08762,2 YpxYpxYpxF −−− −++=

YpxF 62 1050609,0026233,0 −+=

313273 1036989,01010483,0030867,093,465 YpxYpxYpF −− +−+−=

2

12

1212

12

12

3

12

126

4

)/(2/3

1)/()/(2

/3

)/(2

/31095,46

+

+

+

=

FF

FFxFF

FF

FFYp

FF

FFx

F

)/( 1245 FFFF =

Page 85: revestimento

Tensões Combinadas• Teoria da energia de distorção

• A máxima tensão ocorrerá em r=ri

• Substituindo r=ri na equação de Lamé, então σr=-pi

• Substituindo na equação acima, obtém-se a elipse de plasticidade:

• Fazendo r=ri na equação de Lamé de σt, e substituindo na equação acima, define-se o estado de tensões combinadas que resulta no modo de falha por escoamento.

( ) ( ) ( )222

2

1trrzztpY σσσσσσ −+−+−=

+−

+−=

+

p

iz

p

iz

p

it

Y

p

Y

p

Y

p σσσ2

1

4

31

2

Page 86: revestimento

Resistência ao colapso reduzida por uma tração significante

−=

p

z

p

z

p

pe

YYY

Y σσ2

1

4

31

2

Ype – limite de escoamento efetivo (psi)Yp - limite de escoamento (psi)σz - tensão axial (psi)

Exemplo 7.5 Bourgoine

Page 87: revestimento

Efeito da Curvatura• O revestimento ao ser curvado é submetido a uma tensão axial de

dobramento que irá se somar a tensão axial devido a tração.

onde: E=30000000 psi (aço)c= curvatura do tubo (dogleg severity) em graus/100 pésD=diâmetro nominal em polT=tração (lbf)As=área transversal (pol2)

( ) cDEcD

I

EIcD

I

DMbz 218

22

)2/(====σ

( )s

az A

T=σ

( ) ( )bzazz σσσ +=

Page 88: revestimento

Fatores de Segurança

• Tração: 1,6 - 1,8

• Colapso: 1,0 - 1,125

• Pressão Interna: 1,0 - 1,250

Page 89: revestimento

Revestimentos:Outras causas de falhas

• ranhuras

• amassamento

• desgaste

• erosão

• flambagem

• torção

Page 90: revestimento

Revestimentos:Informações necessárias para projeto

• profundidades de assentamento das sapatas

• pressão das formações, gradientes de fratura, peso de lama

• comportamento das formações que podem resultar em colapso do revestimento

• características corrosivas do fluido de perfuração e do fluido que será produzido

• perfil do poço

• tempo de rotação dentro do revestimento

• tipo de cimentação: primária e squeeze

• tipo de completação

• intervenções planejadas

Page 91: revestimento

Profundidades das Sapatas

Page 92: revestimento

EXEMPLOS

Page 93: revestimento

Exemplo 1

• Considerando um revestimento de 20 pol de diâmetro nominal (D), peso 133 lb/pé, 18,73 de diâmetro interno (d), grau K-55 (Ym=55000 psi), calcular o seguinte:

- resistência a tração- resistência a pressão interna- resistência ao colapso

Page 94: revestimento

Exemplo 1

Resistência a tração: Rt = (π/4)(D2-d2) Yp

Ym=55000 psi

Rt = (π/4)(202-18,732)(55000) = 2125000 lbf

Resistência a pressão interna:

t=(20-18,73)/2=0,635 pol

Rpi=0,875(2)(55000)/(20/0,635)=3056 psi

)/(

2875,0

tD

YmRpi =

Page 95: revestimento

Exemplo 1Resistência ao colapso:

D/t=20/0,635=31,496

Tabela 7.5 (Bourgoine) indica colapso de transição.

Portanto, a equação a ser usada para calcular a resistência ao colapso é:

Da Tabela 7.4 (Bourgoine): F=1,989 e G=0,0360

Rco=55000(1,989/31,496 – 0,036)=1493 psi

−= G

tD

FYpPt

)/(

Page 96: revestimento

Exemplo 2

• Considere um revestimento 5,5 pol, N-80, 26 lb/pé, espessura 0,476 pol.

- Calcule a resistência ao colapso.

- Calcule a resistência ao colapso ao ser submetido a uma tensão axial de 40000 psi e uma pressão interna de 10000 psi.

Page 97: revestimento

Exemplo 2

D/t=11,55

Tabela 7.5 (Bourgoine):

Colapso de escoamento

Yp=80000 psi

Rco=Pyp=12649 psi

−=

2)/(

1)/(2

tD

tDYpPyp

Page 98: revestimento

Exemplo 2• Usando a equação de tensão tangencial com

r igual ri:

++

+−±=

+

p

iz

p

iz

p

it

Y

p

Y

p

Y

p σσσ2

1

4

31

2

( )( )22

222 2

io

oeioit rr

rprrp

−−+

( ) 12649

222

2ei

p

ei

io

o

p

it pp

Y

pp

rr

r

Y

p −=

=

+σ80000

iz

p

iz p

Y

p +=

+ σσ

Page 99: revestimento

Exemplo 2• Resolvendo a equação quadrática para

tensão axial e pressão interna iguais a zero:pe=12649 psi

• Resolvendo a equação quadrática para tensão axial igual a 40000 psi e pressão interna igual a 10000 psi:pe=16684 psi

Page 100: revestimento

Exemplo 3

• Considerando o revestimento do exemplo 1, calcular a resistência ao colapso corrigida devido a uma tração axial de 1000000 lbf.

Page 101: revestimento

Exemplo 3

6779,05,075,01

2

=

−=

p

z

p

z

p

pe

YYY

Y σσ

4706,0)55000(63,38

1000000==

p

z

Y

σ

psiYpe 37285)55000(6779,0 ==

Calcula-se (D/t)yp, (D/t)pt, (D/t)te utilizando-se Ype

(D/t)=(20/0,635)=31,496 > (D/t)pt

O modo de falha ao colapso é o de transição.F, D e G da Tabela 7.4

psiGtD

FYpPtPcor 1012036,0

496,31

989,137285

)/(=

−=

−==

Page 102: revestimento

Exemplo 4

• Considere o seguinte revestimento: Comprimento de uma junta = 36 pésDiâmetro = 7,625 polPeso = 39 lbs/péGrau: N-80 Qual é a tensão axial ao ser submetido a uma

força axial de 400000 lbf e a um dogleg de 4 graus/100pés ?

Page 103: revestimento

Exemplo 4As=π/4 (7,6252-6,6252)=11,192 pol2

( ) psiA

T

saz 35740

192,11

400000===σ

( ) psicDD

Ecbz 6649)625,7)(4(2182182

====σ

onde: E=30000000 psi (aço)

( ) ( ) psibzazz 42389664935740 =+=+= σσσ

Page 104: revestimento

Exemplo 5

• Preparar um programa de revestimento para um poço em uma locaçãocom as pressões de poros e de fratura, e litologia apresentadas na Figura anexa.

Considerar:- O revestimento de produção será de 7” e deverá ser assentado a 15000

pés.- Assumir uma margem de manobra e uma margem de kick de 0,5

lb/gal.- O mínimo comprimento de revestimento de superfície para proteger os

aquíferos é de 2000 pés.- Em torno de 180 pés de condutor é necessário devido a instabilidade

das formações superficiais.- Lembrar que é prática geral cimentar em frente ao folhelho ao invés de

arenito.

Page 105: revestimento
Page 106: revestimento

Exemplo 5• Um fluido de perfuração de 17,6 lb/gal será requerido para

perfurar a última fase de 8 ½ pol (a). • O revestimento de produção de 7” será assentado na

profundidade de 15000 pés.• Um revestimento intermediário de 9 5/8 pol será assentado

na profundidade de 11400 pés (b).• Um fluido de 13,7 lb/gal será usado para perfurar esta fase

de 12 ¼ pol (c).• O revestimento de superfície de 13 3/8 pol será assentado a

4000 pés (d), portanto mais que os 2000 pés requeridos.• Um fluido de 9,5 lb/gal será usado para perfurar esta fase

de 17 ½ pol.• A Figura mostra que a pressão de poros nesta fase é

normal, portanto um condutor de 20 pol assentado na profundidade de 180 pés é adequado.

• Obs: A Tabela 7.8 mostra os diâmetros de brocas e de passagem (drift) através dos revestimentos escolhidos.

Page 107: revestimento

7”(produção)

Fase 8 ½”Fluido 17,6 lb/gal

9 5/8”(intermediário)Fase 12 ¼”Fluido 13,7 lb/gal

13 3/8” (superfície)Fase 17 ½” Fluido 9,5 lb/gal

20” (condutor)Fluido 9 lb/gal