-
PERFURAOOBJETIVO:
As operaes de perfurao visam permitir o acesso s camadas
rochosas de sub-superfcie para:Comprovar a existncia de
petrleo;Permitir uma avaliao das potencialidades econmicas de uma
jazida petrolfera, atravs de um teste de formao a poo
aberto;Possibilitar a produo de uma ou mais zonas do
reservatrio;Viabilizar a injeo de gua, gs ou produtos qumicos para
otimizar a produo de um reservatrio.
-
PERFURAO
-
PROJETO DE POOSe perfurarmos um poo de petrleo sem interrupo,
intuitivo que chegar uma determinada profundidade em que suas
paredes desmoronaro, mesmo sendo as camadas de sub-superfcie
rochosas. Portanto, um poo de petrleo perfurado em fases, isto ,
perfura-se um determinado trecho e reveste-se com uma tubulao de
ao, denominada revestimento de perfurao ou casing.
-
PERFURANDO UM POONa perfurao, as rochas so perfuradas pela rotao
e peso aplicados a uma broca existente na extremidade de uma coluna
de perfurao, a qual consiste basicamente de comandos e tubos de
perfurao. Um fluido de perfurao ou lama, para retirada dos
fragmentos da rocha, injetado por bombas no interior da coluna de
perfurao atravs da cabea de injeo, ou swivel, sai pela outra
extremidade da coluna de perfurao onde est a broca e retorna
superfcie pelo espao anular formado pelas paredes do poo e a
coluna.
-
PERFURANDO UM POOQuando determinada profundidade atingida,
retira-se a coluna de perfurao e um revestimento de ao com dimetro
inferior ao da broca inserido no poo. O anular entre os tubos de
revestimento e as paredes do poo cimentado para isolar as rochas
atravessadas, permitindo mais segurana na perfurao. Aps a cimentao,
a coluna novamente inserida no poo, com uma nova broca de dimetro
menor do que o do revestimento. Esta operao de cimentao e troca de
brocas se repete at atingir o trmino da perfurao.
-
TORRE OU MASTROA torre ou mastro uma estrutura de ao especial,
de forma piramidal, podendo ter mais de 45 metros de altura, pois
deve deixar um espao livre para as operaes de manobra. Sustenta o
peso da coluna de perfurao ou do revestimento e o transfere para a
subestrutura;
-
SubestruturaA estrutura constituda de vigas de ao especial,
suporta os equipamentos da sonda e compe o espao de trabalho.
Fontes de EnergiaA energia de acionamento dos equipamentos da
sonda, geralmente fornecida por motores diesel. Nas sondas
martimas, quando existe produo de gs, comum e econmico o uso de
turbinas a gs para alimentao de toda a plataforma.
-
EQUIPAMENTOS
-
EQUIPAMENTOSBloco de Coroamento um conjunto estacionrio de 4 a 7
polias montadas em linha num eixo suportado por dois mancais de
deslizamento; localiza-se na parte superior da torre e suporta
todas as cargas pelo cabo de perfurao.
-
EQUIPAMENTOSCatarinaA catarina composta por um conjunto de 3 a 6
polias mveis montadas em um eixo que se apia nas paredes externas
da prpria estrutura da Catarina. Na parte inferior da Catarina
encontra-se uma ala, onde preso o gancho.O gancho contm um sistema
de amortecimento interno para evitar a transmisso dos golpes,
causados na movimentao de cargas, catarina. Se movimenta ao longo
da torre.
-
EQUIPAMENTOSCabea de injeoA cabea de injeo ou swivel o
equipamento que separa os elementos rotativos dos estacionrios
pertencentes sonda. Assim, a parte superior no se move e a inferior
permite rotao. Alm disso, permite a injeo do fluido de perfurao na
coluna de perfurao. Existem duas formas de aplicar rotao na broca:
top drive e motor de fundo.
-
EQUIPAMENTOS
-
SISTEMA DE ROTAO: MESA ROTATIVA e KELLYMesa Rotativa
A mesa rotativa o equipamento que transmite rotao coluna de
perfurao e permite o livre deslizamento do kelly no seu interior.Em
certas operaes a mesa deve suportar o peso da coluna.
-
A mesa rotativa gira a master bushing; a master bushing gira a
kelly bushing; a kelly bushing gira o kelly. Este por sua vez esta
conectado ao topo da coluna de DP, girando-a. Devido ao comprimento
do kelly (em torno de 12 m) s permitida a utilizao de uma junta de
DP por vez. Alm disso a coluna no pode ser rodada enquanto estiver
sendo levantada.Master bushingKelly bushingSISTEMA DE ROTAO: MESA
ROTATIVA e KELLY
-
Kelly
O kelly transmite a rotao da mesa rotativa para a coluna de
perfurao. O kelly pode ter dois tipos de seo: quadrada ou
hexagonal. A quadrada usada em sondas de terra e a hexagonal em
sondas martimas, pela maior resistncia trao, toro e flexo.SISTEMA
DE ROTAO: MESA ROTATIVA e KELLY
-
um motor conectado no topo da coluna, este motor elimina o uso
da mesa rotativa e do Kelly. A vantagem do top drive em relao mesa
rotativa que a perfurao pode ocorrer de trs em trs tubos, ao invs,
de um em um na mesa rotativa. Outra vantagem a retirada ou descida
da coluna com rotao ou circulao de fluido, o que extremamente
importante em poos de alta inclinao ou horizontais.SISTEMA DE
ROTAO: TOP DRIVE
-
SISTEMA DE ROTAO: TOP DRIVE
-
GuinchoCompesador do movimento da colunaTensionadores de
riserRiserJunta telescpicaColunaMantem a broca no fundo apesar do
heave.COMPENSADORES DE MOVIMENTO
-
COMPENSADORES DE MOVIMENTOTensionadores de riser
-
JUNTA TELESCPICA
-
Topo do riser com junta telescpica e cabos tensionadores do
riser.Movimento da sondaRiser abaixo da junta telescpica no sente o
movimento de heave da sonda.COMPENSADORES DE MOVIMENTO
-
CABINE DO SONDADOR
-
SISTEMA DE CIRCULAO
-
Tanques de lamaSISTEMA DE CIRCULAO
-
So trs conjuntos de cilindro e pisto. A lama entra no cilindro
quando o pisto se move para fora e expelida com o movimento do
pisto para dentro.BOMBA TRIPLEXSISTEMA DE CIRCULAO
-
Bomba triplexSISTEMA DE CIRCULAO
-
Standpipe e mangueira de lama: conecta as bombas com o swivel e
a coluna de perfuraoTubo bengala (Standpipe)Mangueira de
lamaManifold com 2 standpipesSISTEMA DE CIRCULAO
-
Bell Nipple: possui sada lateral conectada a flowline,
permitindo o retorno do fluido de perfurao para a fase de
tratamento.SISTEMA DE CIRCULAO
-
Tratamento do fluido de perfurao para remoo dos slidos, gs e
adio de produtos qumicos.SISTEMA DE CIRCULAO
-
Peneiras: separao dos slidos mais grosseiros.SISTEMA DE
CIRCULAO
-
Detalhe dos cascalhos nas peneirasSISTEMA DE CIRCULAO
-
Separador de gs atmosfricoSISTEMA DE CIRCULAO
-
DesareiadoresDessiltadoresHidrociclones classificados de acordo
com o dimetro do cone: desareiadores (12 in) e dessiltadores (4-6
in).SISTEMA DE CIRCULAO
-
COLUNA DE PERFURAOA coluna de perfurao responsvel pela energia
transmitida broca, ou seja, peso e rotao que cortam as formaes
rochosas se transformando em cascalhos. Os cascalhos so
transportados do fundo do poo at a superfcie pelo fluido de
perfurao. Ento estes dois processos de perfurar e retirar os
cascalhos so de responsabilidade da coluna de perfurao, que
composta por: comandos, tubos pesados e tubos de perfurao.
-
COLUNA DE PERFURAOComandosOs comandos (Drill Collars-DC) so
elementos tubulares de fabricao em ao forjado, usinados e com
grande peso linear devido a grande espessura de parede. As
principais funes so fornecer peso sobre a broca e dar rigidez
coluna, permitindo melhor controle da trajetria do poo.
Externamente os comandos podem ser lisos ou espiralados.
-
COLUNA DE PERFURAOTubos PesadosOs tubos pesados (Heavy-Weight
Drill Pipes HWDP) so elementos tubulares de ao forjado e usinados,
onde a funo principal promover uma transio de rigidez entre os
comandos e os tubos de perfurao, diminuindo a possibilidade de
falha por fadiga. As principais caractersticas so: maior espessura
das paredes, unies mais resistentes e revestidas de metal duro
(Hard-Facing) e reforo central no corpo do tubo revestido de metal
duro.
-
COLUNA DE PERFURAOTubos de PerfuraoOs tubos de perfurao (Drill
Pipes DP) so tubos de ao sem costura, os quais recebem tratamento
interno com resina para reduo de corroso e desgaste, possuem
conexes cnicas nas suas extremidades recebendo o nome de tool
joints, que so soldadas no seu corpo (Figura 1.14). O dimetro
externo pode variar de 2 3/8 a 6 5/8 e o comprimento nominal de
5,49 m (18 ft) a 13,72 m (45ft).
-
ACESSRIOSSubstitutosOs substitutos (Subs) so pequenos tubos que
servem para fazer conexes e movimentos de carga na coluna.
-
ACESSRIOSEstabilizadoresOs estabilizadores Desempenham as funes
de dar maior rigidez coluna, auxiliar a manter o dimetro do poo,
pois tm o dimetro igual ao da broca e controlam a trajetria dos
poos direcionais.
-
ACESSRIOSEscareadoresPossuem as mesmas funes dos
estabilizadores, porm apresentam roletes nas lminas para rochas
mais duras e abrasivas.AlargadoresSo empregados para aumentar o
dimetro do poo j perfurado, seja a partir da superfcie ou outro
local abaixo da superfcie.
-
FERRAMENTASFerramentas de Manuseio da ColunaAs ferramentas de
manuseio so empregadas para conectar e desconectar os elementos da
coluna.
-
FERRAMENTASChaves FlutuantesA chave flutuante, como o prprio
nome sugere, fica suspensa na plataforma por cabos, polias e
contrapeso. A funo fornecer torque para o aperto e desaperto das
unies cnicas da coluna.
-
FERRAMENTASCunhasSo equipamentos que sustentam a coluna de
perfurao acima da mesa rotativa. So utilizadas na conexo dos
comandos e tubos de perfurao. Possuem mordetes que se adaptam e
prendem parede dos tubos.Colar de SeguranaTem a funo de sustentar a
coluna em caso de deslizamento, evitando a queda no poo. anexada no
topo da coluna mantendo a segurana na falha da cunha
-
FERRAMENTAS
-
MOTOR DE FUNDO
um motor hidrulico tipo turbina ou de deslocamento positivo
anexado acima da broca. O giro do motor na parte inferior, solidrio
broca. Este tipo de equipamento largamente utilizado na perfurao de
poos direcionais, ou seja, poos onde o objetivo a ser atingido no
se encontra na vertical da sonda. A coluna de perfurao no gira,
assim no apresenta torque, que por sua vez reduz seu desgaste.
-
MOTOR DE FUNDOMotor de fundo steerable: motor hidrulico,
conectado logo acima da broca;movimentado pelo fluxo de fluido de
perfurao que circula em seu interior;-funo: transmitir rotao e
torque a broca independentemente da rotao da coluna; -possui
deflexo no corpo (Bent Housing);utilizado para perfurao orientada
ou rotativa;-modo orientado: a coluna simplesmente deslizada poo a
dentro (sem gir-la), mantendo a direo escolhida;-modo rotativo: a
coluna inteira gira mantendo direo e o ngulo atingidos.Modo
orientadoModo rotativo
-
PERFURAO DIRECIONALA perfurao direcional o processo de perfurar
um poo de petrleo fora da vertical para atingir um objetivo
desalinhado com a localizao na superfcie. Na prtica no existe poo
rigorosamente vertical, mas so controlados dentro de uma faixa at
5o e se necessrio medidas corretivas so aplicadas. A operao de
desvio procede da seguinte forma: ao se atingir a profundidade de
desvio ou KOP (kick-off point), retira-se a coluna de perfurao e
desce-se uma nova coluna.O motor de fundo operado pela circulao do
fluido de perfurao que passa entre um estator solidrio ao corpo do
motor e um rotor acoplado broca. Parte da potncia hidrulica
convertida em movimento rotativo da broca, enquanto a coluna de
perfurao no se movimenta. Acima do motor existe um sub torto que
desvia o motor de fundo da vertical e orienta para direo
desejada.
-
As brocas de perfurao dividem-se em dois tipos bsicos: Brocas
com partes mveis: brocas tricnicas, de dois e de um cone. Estrutura
cortante: Dentes de ao: estrutura fresada no prprio cone Insertos:
instalados em orifcios abertos no cone Brocas com cortadores fixos:
Principais tipos: brocas de diamantes naturais e de diamantes
sintticos (TSP e PDC). Menor possibilidade de falhas. BROCAS
-
Contato com a formao provoca esmagamento ou lascamento, gerando
os cascalhos. Dos jatos da broca sai o fluido de perfurao, que traz
os cascalhos de volta superfcie.Tipo de formao:Formaes mais moles:
indica-se uso de dentes/ insertos mais longos - penetrao profunda
dos dentes.Formaes mais duras: usos de dentes/insertos mais curtos
esmagamento da rocha.Dentes de aoInsertosOffset = excentricidade
dos eixos dos cones em relao ao eixo da broca. Gera arraste
empurrando a formao para o lado.BROCAS TRICNICAS
-
Os cortadores fixos agem diretamente na rocha por peso e abraso.
O contato com a formao, associado rotao, provoca a raspagem da
formao, gerando os cascalhos. Do mesmo modo que nas brocas
tricnicas, dos jatos da broca sai o fluido de perfurao, que traz os
cascalhos de volta superfcie.Para formaes mais moles, recomenda-se
poucos cortadores e de maior tamanho e para rochas mais duras,
cortadores menores e em maior quantidade.As brocas PDC apresentam
alta resistncia abraso e so utilizadas em aplicaes a partir de 2,0
m/h , em formaes moles at semi-abrasivas e semi-duras (em formaes
mais duras o calor gerado destroi a ligao entre os diamantes e o
cobalto).BROCAS DE CORTADORES FIXOS
-
Brocas de diamantes naturais:Utilizadas hoje principalmente em
testemunhagens ou em formaes extremamente duras e abrasivas (taxa
de penetrao < 3,0 m/h).Brocas de diamantes sintticos TSP
(Thermally Stable Polycrystalline): Apresentam alta resistncia
abraso e temperatura (no utilizam cobalto). Em mdia so utilizadas
em formaes abrasivas e duras com taxas de penetrao < 6,0
m/h.BROCAS DE CORTADORES FIXOS
-
a poro inferior da coluna, sendo composta de: broca, sub de
broca (conecta pino-pino), motor de fundo, estabilizadores,
comandos, HWDP, jars e crossovers (conecta diferentes tipos de
roscas e dimetros).
Deve fornecer peso sobre a broca, resistir aos impactos mecnicos
da perfurao e prover um controle direcional do poo.
Geralmente inclui um motor de fundo e equipamentos para medio
durante a perfurao (LWD e MWD).BHA
-
FLUIDOS DE PERFURAOOs fluidos de perfurao so misturas complexas
de slidos, lquidos, produtos qumicos e, por vezes podem conter
gases. Do ponto de vista qumico, os fluidos de perfurao podem
assumir aspectos de suspenso, disperso coloidal ou emulso,
dependendo do estado fsico dos componentes.Os fluidos de perfurao
se classificam de acordo com o constituinte principal da fase
contnua ou dispersante em: fluidos base de gua, fluidos base de leo
e fluidos base de ar ou gs.
-
FLUIDOS DE PERFURAOAs principais funes dos fluidos de perfurao
so:
Limpar o fundo do poo dos cascalhos gerados pela broca e
transport-los at a superfcie;
Exercer presso hidrosttica sobre as formaes, de modo a evitar o
influxo de fluidos indesejveis (kicks) e estabilizar as paredes do
poo;
Resfriar e lubrificar a coluna de perfurao e a broca.
-
GEOPRESSES PRESSO DE POROSPresso de poros (presso da formao ou
presso esttica): presso do fluido contido nos espaos porosos da
rocha. Ela funo da massa especfica do fluido da formao e de cargas
que ela esteja suportando.
Diante de formaes permeveis, caso a presso de poros se torne
maior que a presso dentro do poo poder ocorrer um influxo do fluido
da formao para o poo (kick). Em casos mais severos e de total
descontrole, o kick pode atingir a superfcie, resultando no chamado
blowout.
-
A presso de fratura: leva falha da rocha por trao.
A fratura pode ocorrer tanto em funo da utilizao de um baixo
peso de fluido de perfurao, levando a uma falha devido a fratura
inferior, ou por alto peso de fluido de perfurao, ocorrendo uma
falha por fratura superior.
As conseqncias operacionais so desmoronamentos ou a perda de
fluido de perfurao para a formao, conhecida por perda de
circulao.GEOPRESSES PRESSO DE FRATURA
-
A janela operacional: determina o range de variao permitido para
a presso exercida pelo fluido de perfurao dentro do poo, de forma a
manter a integridade deste, respeitando as presses de poros,
fratura e colapso. GEOPRESSES
-
O revestimento de um poo de petrleo tem a finalidade de proteger
as paredes do poo e, pode apresentar diferentes configuraes. O
processo de evoluo iniciou-se com as alvenarias, passando para
protees de madeira, depois para tubos de ferro fundido at algumas
dcadas atrs e finalmente chegando aos tubos de ao especial.O poo
perfurado em fases, as fases dependem das zonas a serem perfuradas
e da profundidade final do poo. Um poo pode variar de 3 a 4 fases,
podendo chegar a 8 em alguns casos. As fases se concluem com a
descida de uma coluna de revestimento e sua cimentao.O revestimento
contribui para uma parcela expressiva do custo de uma perfurao de
um poo de petrleo, 15 a 20% no mar e podendo chegar a 50% em terra.
Algumas das principais funes das colunas de revestimento so:
Prevenir o desmoronamento das paredes do poo; Evitar a contaminao
da gua potvel dos lenis freticos mais prximos superfcie; Permitir o
retorno do fluido de perfurao superfcie; Prover meios de controle
de presses dos fluidos, permitindo aplicao de presso adicional
desde a superfcie, etc.REVESTIMENTOS
-
REVESTIMENTOSAssentamento com base na janela operacional: a seta
vertical indica o mximo peso de fluido que pode ser utilizado na
perfurao de cada fase. A utilizao de um valor de peso de fluido
maior que este limite, levar a fratura da formao no ponto mais
fraco. Nesta profundidade, o revestimento deve ser assentado,
permitindo que a formao seja protegida e que um peso adequado de
fluido para a fase seguinte possa ser utilizado.
Fase do poo: determinada pelo dimetro da broca que est sendo
utilizada na perfurao.
Poo tpico: fases de 36, 26, 17 , 12 e 8 . Aps uma fase ser
finalizada descido o revestimento, sendo realizado assim o
assentamento da sapata do revestimento.
A definio da profundidade da sapata depende da janela
operacional do poo, da trajetria, de critrios de assentamento e da
experincia do profissional na rea.
-
CABEA DE POOA cabea de poo constituda de diversos equipamentos
que permitem a ancoragem e vedao das colunas de revestimento na
superfcie.
-
CABEA DE POO Alojador de baixa presso: desce junto ao
revestimento condutor, com a funo de sustent-lo e servir de sede
para o assentamento do alojador de alta presso. Os furos permitem o
retorno da cimentao do revestimento de 20.
-
Alojador de alta presso: usualmente especificado nos dimetros
internos de 18 ou 16 e presso de trabalho de 10.000 ou 15.000 psi,
desce soldado a extremidade superior do revestimento de superfcie
de 20 ou 13 3/8 (poo slender).
Deve sustentar o revestimento de 20 e possuir internamente sedes
para receber os suspensores dos revestimentos com dimetros de 13
3/8, 9 5/8 e 7.
Externamente e no topo, o housing de alta presso exibe um
conector, padronizado com um perfil denominado Vetco H4, que ir
servir como conexo para o BOP e outros equipamentos que futuramente
sero descidos. CABEA DE POO
-
CABEA DE POO
-
O conjunto composto por todos os alojadores e suspensores
formaro o que chamamos de cabea de poo submarina. CABEA DE POO
-
Nas operaes de perfurao offshore utilizando sondas flutuantes,
os equipamentos so instalados no fundo do mar, distantes das
plataformas. Devido a estas distncias e necessidade de abandono
rpido do poo em caso de emergncia, avanos foram dados no sentido de
tornar as operaes mais seguras e confiveis.O fato das sondas
flutuantes poderem mudar de locao requer, seja por questes de
logstica ou por razes de segurana, um ponto de desconexo da
estrutura junto ao fundo do mar. A soluo adotada foi criar um
sistema de cabea de poo submarino, onde tanto os elementos de
suporte de carga como os de vedao sejam instalados remotamente a
partir da superfcie. O BOP instalado sobre esta cabea de poo e
controlado da superfcie atravs de uma linha umbilical. A ligao
entre o BOP e a sonda feita atravs do Riser de Perfurao, sem apoios
intermedirios, tracionado na superfcie pelo sistema de
tensionadores.
SISTEMA DE SEGURANA
-
O BOP um equipamento submarino projetado para resistir aos
esforos, aos quais est submetido. composto basicamente por gavetas
vazadas, gaveta cisalhante, vlvula anular, linhas de choke e kill e
vlvulas associadas. Existe ainda um sistema de acionamento remoto e
acumuladores de fluido de acionamento, que permitem o controle das
principais funes (abertura e fechamento das vlvulas) a partir da
superfcie.O Lower Marine Riser Package (LMRP) um equipamento
acoplado ao BOP por um conector. O LMRP pode ser rapidamente
desconectado do BOP pelo sistema remoto, quando por motivo de
ocorrncia de emergncias, permitindo assim o abandono seguro do
poo.Na ocorrncia de influxo ou erupo, o BOP fechado e o fluido de
perfurao passa a retornar pela linha de choke.Os comandos enviados
da superfcie podem ser hidrulicos ou eltricos multiplexados por
meio de ligao fsica com o BOP, utilizando mangueira ou cabo
eltrico.Existe ainda um sistema de acionamento acstico, que atua em
caso de falha do sistema feito por ligao fsica. Em guas profundas,
a desconexo de emergncia do LMRP pode ser feita por um simples
toque de boto na superfcie, de maneira rpida e segura.
SISTEMA DE SEGURANA
-
SISTEMA DE SEGURANASistema Diverter:
Sistema de controle de baixa presso de fluxo.
Desvia fluidos efluentes do poo ou riser do piso de perfurao a
favor dos ventos para fora da embarcao.
No projetado para fechar o poo ou deter o fluxo do mesmo.
-
Plataforma Jack-up:
O sistema diverter deve ser utilizado nas primeiras fases do
poo, pois as formaes no apresentam resistncia suficiente para
suportar as presses geradas com o poo fechado utilizando o sistema
BOP.
O uso do BOP pode levar a fratura das formaes, e caso seja
encontrado um reservatrio de gs raso, a fratura pode comunic-lo com
o fundo do mar, podendo levar ao afundamento da plataforma por
crateramento.SISTEMA DE SEGURANA
Top
Drive
Gs Raso
Anular
29 x 2M
Linha de ataque
Flow line
C-29L
Linha de alvio
( ( 14
Linha de alvio
( ( 14
20
Lente de areia
Painel de acionamento
Mud line
ESCP DE SUPERFCIE
DIVERTER
Vento
-
Diverter
Em poos pioneiros, onde no se tem conhecimento da rea e h
possibilidade de se encontrar zonas de presso alta na fase inicial
do poo, instalado um dispositivo que promove a vedao do anular do
poo, junto mesa rotativa, chamado Diverter. Ele permite o
redirecionamento do fluxo para os flowlines, onde tratado, evitando
que lama e cascalho sejam expelidos na mesa rotativa em caso de
invaso de gs no anular. Este sistema dimensionado para resistir
alta velocidade de impacto de areia e cascalho, mas no alta presso.
Seu controle projetado de modo a abrir os flowlines automaticamente
quando o diverter fechado.
SISTEMA DE SEGURANA
-
Unidades flutuantes:
A migrao de fluido para a superfcie devido a fratura da formao
com o uso do BOP pode afetar a flutuabilidade da plataforma ou
causar a instabilidade da cabea de poo.SISTEMA DE SEGURANA
LMRP
STACK
Linha de alvio
( ( 10
Linha de alvio
( ( 10
BJ
DIV
Riser
Booster
Line
DIVERTER
FLUTUANTE
JF
Mud line
JT
Vento
Painel de acionamento do Diverter
-
Junta de Riser e ConectoresO riser de perfurao formado por vrios
trechos de tubos, juntas, que so conectados por flanges ou
conectores localizados nas extremidades dos risers. Cada tubo
apresenta normalmente dimetro de 21 polegadas e comprimento de 40,
50, 70 ou 80 ps, mas existem comprimentos menores para ajustar o
tamanho desejado.Devido sua geometria, os flanges ou conectores
localizados nas extremidades das juntas geram altas concentraes de
tenso. Por causa disto, essa regio da junta alvo de anlise na
verificao do dano fadiga e, na maioria dos casos, a regio do
conector quem determina a vida fadiga do riser.
SISTEMA DE SEGURANA
-
Linhas de Choke e Kill
As linhas de choke e kill so projetadas para resistirem altas
presses causadas por kicks ou blowouts, que se originam do influxo
de fluidos indesejveis partindo do poo para o espao anular entre o
riser de perfurao e a coluna de perfurao, j que as colunas de riser
no possuem resistncia para o controle de kicks ou blowouts. O
procedimento para o controle do poo o seguinte: fecha-se o BOP, o
fluido passa a circular pela linha de choke e, ento, o fluido
adensado bombeado pela linha de kill para auxiliar a retirada do
fluido indesejado at atingir o controle.
SISTEMA DE SEGURANA
-
BOPBlowout Preventer (BOP), um conjunto de vlvulas que permite
fechar o poo. O acionamento feito na ocorrncia de um kick, fluxo
indesejado do fluido contido numa formao para o interior do
poo.SISTEMA DE SEGURANA
-
BOPSe este fluxo no for controlado eficientemente poder se
transformar num blowout, ou seja, poo operando sem controle. As
conseqncias de um blowout podem ser: dano aos equipamentos da
sonda, acidentes pessoais, perda parcial ou total do reservatrio,
poluio e dano ao ambiente, etc.SISTEMA DE SEGURANA
-
BOPO BOP formado por uma srie de vlvulas de gavetas, acopladas
umas sobre as outras, com configurao definida para vedao em torno
das diversas colunas de trabalho no poo. Alm das gavetas de tubo, h
a gaveta cega ou cisalhante, capaz de cortar a coluna de trabalho e
vedar o poo em caso de descontrole. Tambm h no topo do BOP a vlvula
anular ou vlvula esfrica, formada por um elemento resiliente, capaz
de vedar ao redor de diferentes dimetros de tubo.
-
BOP
-
BOP
-
Lower Marine Riser Package (LMRP)
O conjunto completo do BOP montado em uma grande estrutura que
pode pesar at 200 t no ar. Em caso de emergncia, uma vez fechado o
poo, possvel desacoplar a parte superior do BOP, conhecida como
LMRP.Este procedimento utilizado na situao em que a sonda de
perfurao, com posicionamento dinmico, no consegue manter sua posio,
ou por ao de condies ambientais extremas, seja por falha em sistema
de controle da plataforma. Neste equipamento, esto os mdulos de
controle, que so alimentados por um umbilical eletro-hidrulico, que
posicionado externamente ao riser e conectado aos painis de
controle na superfcie.
SISTEMA DE SEGURANA
-
FlexJoints Para atenuar o momento fletor atuante na base do
riser, uma flexjoint montada no topo do LMRP e conectada ao riser .
A flexjoint formada por um elemento metlico articulado, que tem por
funo proteger o elemento flexvel e resistir trao a que normalmente
est submetida esta seo do riser. O elemento flexvel interno prov
vedao e continuidade entre os dois elementos articulados da junta,
permitindo que haja um deslocamento angular entre os eixos dos dois
elementos, mantendo a estanqueidade. Tambm so instaladas flexjoints
na interface entre o diverter e a junta telescpica e em algumas
sondas tambm entre a junta telescpica e a primeira junta de
riser.
SISTEMA DE SEGURANA
-
Jumper Lines
Para fazer a conexo das linhas de choke, kill e outras linhas
auxiliares do riser com os respectivos acessos nos manifolds na
sonda, h a necessidade de introduo de um elemento com flexibilidade
para absorver os deslocamentos verticais da junta telescpica.
Normalmente usada uma mangueira de alta presso e no BOP, os
deslocamentos angulares da flexjoint, so absorvidos com o uso de um
loop helicoidal de ao incorporado ao lower marine riser. Estes
elementos so as jumper lines.
SISTEMA DE SEGURANA
-
Flutuadores (mdulos de empuxo)
A trao mxima do riser ocorre no topo, assim, os mdulos de
flutuao so anexados ao riser para diminuir a trao requerida na
superfcie. Os mdulos de empuxo podem ser fabricados de espuma
sinttica. Apesar de trazer grandes vantagens, deve-se tomar cuidado
com o aumento da fora de arrasto devido corrente, pois esta fora
diretamente proporcional ao dimetro total do riser, incluindo o
mdulo de empuxo. Alguns destes flutuadores chegam a reduzir o peso
submerso da junta em mais de 90%.
SISTEMA DE SEGURANA
-
Cabos Tensionadores
Para evitar a flambagem do riser, necessrio mant-lo sempre
tracionado. Isto pode ser feito em parte pelos mdulos de empuxo
(flutuadores), mas a maior parte cabe ao sistema de tracionamento.
A fora de trao exercida por cabos de ao ligados a um anel fixado
logo abaixo do elemento deslizante, ou seja, no topo do cilindro
externo da junta telescpica. Os cabos so distribudos ao longo do
anel e uma mesma trao, uniforme aplicada. A trao nos cabos exercida
por cilindros hidrulicos lineares com cmara ligada a uma bateria de
grande volume de garrafas de alta presso de ar comprimido de modo
que o deslocamento no provoque alterao significativa na trao. Os
cabos so ligados aos cilindros por sistemas de polias que
compatibilizam o curso admissvel da junta telescpica com o curso
dos pistes.
SISTEMA DE SEGURANA
-
OPERAES Alargamento e Repassamento
O alargamento, como o prprio nome sugere, o processo de aumentar
o dimetro do poo com uma broca maior ou com um alargador localizado
acima da broca. O repasse usado quando por algum motivo ocorre
estreitamento do poo, assim, necessitando passar a broca mais uma
vez. Conexo, Manobra e Circulao
A conexo a unio de um tubo de perfurao a outro, pois medida que
o poo vai sendo perfurado, tubos vo sendo conectados e iados ao
poo.A manobra completa corresponde descida ou a retirada da coluna.
Um exemplo seria a retirada de toda a coluna de perfurao na troca
de uma broca. Geralmente a coluna montada ou desmontada em sees de
trs em trs tubos.A circulao a passagem de fluido de perfurao pelo
interior da coluna a partir da superfcie e o retorno feito pelo
espao anular. A broca mantida pouco acima do fundo do poo enquanto
os cascalhos so levados at a superfcie atravs do espao anular pelo
fluido.
-
Perfilagem a Poo Aberto - o processo que ocorre aps a perfurao
de uma fase do poo para determinar o perfil do poo, ou seja, a
imagem visual, em relao a profundidade, de uma ou mais
caractersticas ou propriedades das rochas perfuradas (resistividade
eltrica, tempo de trnsito de ondas mecnicas, radioatividade natural
ou induzida, etc). Os perfis so obtidos atravs do deslocamento
contnuo de um sensor de perfilagem (sonda) no interior do poo.
Pescaria - Quando um objeto cai, se parte ou fica preso no
interior de um poo, na indstria do petrleo d-se o nome de peixe,
este processo de retirada do peixe interrompe as operaes normais de
perfurao e chamado de pescaria. Alguns exemplos de pescaria so:
quebra, aprisionamento ou queda da coluna de perfurao, ruptura da
broca, queda de acessrios de perfurao, etc. Testemunhagem - a
retirada de uma amostra real da subsuperfcie de uma formao rochosa,
chamada testemunho, para obter informaes referentes geologia,
engenharia de reservatrios, completao e perfurao, porosidade,
textura, permeabilidade, saturao de leo e gua, etc.OPERAES
-
OBJETIVOSPREENCHER O ESPAO ENTRE O REVESTIMENTO E A PAREDE DO
POO
FUNES PROVER O ISOLAMENTO HIDRULICO ENTRE AS DIFERENTES ZONAS
PERMEVEISSUPORTAR A COLUNA DE REVESTIMENTO,PROTEGER O REVESTIMENTO
CONTRA FLUIDOS AGRESSIVOS.
CIMENTAO
-
Ferramentas para assentamento e cimentao de revestimentos:
Sapata flutuante (fill up): permite o fluxo de fluido de baixo para
cima;
Colar flutuante: recebe os plugs de fundo e de topo durante a
cimentao. Possui sistema anti-rotacional que ajuda no seu corte no
retorno perfurao.
Centralizador: visa a distribuio uniforme do cimento;Sapata
flutuanteColar flutuanteCentralizadorCIMENTAO
-
Cabea de cimentao: aloja a esfera e o dart para desassentamento
dos plugs de fundo e de topo respectivamente. Permite a injeo da
pasta e dos tampes por dentro da coluna.CIMENTAO
-
Vlvula equalizadoraPlug de topoVlvula equalizadora: fica na
running tool. Os plugs permitem passagem de presso de baixo para
cima, mas vedam de cima para baixo. A vlvula permite a equalizao
das presses abaixo dos plugs e acima destes, impedindo a formao de
uma cmara pressurizada;CIMENTAO
-
Cimentao do revestimento de 20:Pata de elefante: tubo fechado
com furos para o jato de cimento ser lateral, havendo uma
distribuio uniforme;CIMENTAO
-
Cimentao dos revestimentos intermedirio e de produo:Plug de
fundo: acionado com esferaColcho a frenteCimentoPlug de topo:
acionado com lanamento de dartColar flutuanteFluido de
deslocamentoCIMENTAO
-
Completao de PoosConjunto de operaes destinadas a equipar o poo
para produzir leo ou gs de forma segura e econmica
-
Quanto ao posicionamento da cabea do poo:
Completao seca: poos terrestres ou martimos em lmina dgua rasa
(plataforma fixa apoiada no fundo do mar). Facilita intervenes no
poo.
Completao molhada: poos martimos.TIPOS DE COMPLETAO
-
Quanto ao nmero de zonas:
(a) Simples: 1 nica coluna de produo produzindo somente 1 zona
de interesse.
Mltipla: permite produzir ao mesmo tempo 2 ou mais zonas
diferentes, atravs de uma ou mais colunas de produo.
(b) Seletiva: 1 coluna de produo que permite produzir 2 zonas em
conjunto ou uma das zonas alternativamente.(c) Dupla: produo de 2
zonas independentes atravs de 2 colunas.TIPOS DE COMPLETAO
-
Quanto ao revestimento de produo a poo aberto: para formaes
consolidadas. Maior rea aberta ao fluxo, menor custo, sem dano da
cimentaoFalta de seletividadecom liner rasgadosMelhor sustentao das
paredesMaior custo, mudana de dimetro(3) com revestimento ou liner
canhoneadosSeletividade da produo, dimetro nicoAlto custo
(revestimento e canhoneio), dano da cimentaoTIPOS DE COMPLETAO
-
O poo pode ser completado imediatamente aps a perfurao ou pode
ter sido abandonado temporariamente.COMPLETAO
-
Permitindo o acesso ao interior do poo...Completao molhada:
instalao dos cabos guia e retirada da capa de abandono.
-
Cabea de revestimentoCabea de produoPermitindo o acesso ao
interior do poo...Completao seca: instalao da cabea de produo.
-
Completao seca em lmina dgua rasa:Tie Back no mar, em guas
rasas, pode-se trazer a cabea de poo at a superfcie prolongando-se
os revestimentos que estavam ancorados nos equipamentos no fundo do
marPermitindo o acesso ao interior do poo...
-
Instalao do BOP
-
GUAGSLEOBROCADRILL PIPERASPADORCONDICIONADORDE TOPO
LINERCondicionamento do revestimento de produoCondicionamento =
descida de coluna com broca e raspador para gabaritar o interior do
revestimento.
Troca do fluido de perfurao pelo fluido de completao.
-
uma soluo salina utilizada em todas as operaes de completao, com
a finalidade de garantir o controle do poo, devendo apresentar as
seguintes funes:
Controlar as presses de subsuperfcie;Proteger os equipamentos
contra a corroso;No devem induzir qualquer dano a formao produtora.
Fluido de completao
-
Canhoneio da zona produtoraDiferencial de
presso:UnderbalanceOverbalance
Descida do canho:Canho convencional descido atravs de cabo, por
dentro do revestimento.
Canho TCP (Tubing conveyed perforator) desce enroscado na prpria
coluna.
Canho a cabo atravs da coluna de produo.
-
Entrando em contato com a formao
-
Teste da formao produtoraCompletao provisria do poo para avaliao
do potencial produtivo da formao testada:
Isola o intervalo a ser testado. Estabelece um DP entre poo e
formao. Promove atravs da vlvula de fundo perodos de fluxo (medio
da vazo na superfcie) e esttica. Registro contnuo das presses de
fundo
-
Coluna de produoFinalidades da coluna de produo:
Conduzir fluidos at a superfcie, garantindo estanqueidade.
Permitir instalao de equipamentos para elevao
artificial.Possibilitar a circulao de fluidos para amortecimento do
poo.
Pode ter cauda permanente, permitindo em futura interveno, a
retirada da parte superior, mantendo os intervalos canhoneados
isolados.
-
DESCIDA DOS ESQUIPAMENTOS DE FUNDO DE POOEquipando o pooTSR
(junta telescpica): absorve expanso/contrao da coluna e permite
retirada da coluna sem desassentar packer e cauda.
Packer: veda espao anular entre revestimento e coluna (protege o
revestimento, possibilita gas-lift e produo seletiva).Recupervel
(mecnico, hidrulico) Permanente (cabo eltrico)
Sliding sleeve (camisa deslizante): pode ser aberta ou fechada
por cabo para prover comunicao anular coluna. Pode colocar em
produo ou isolar zona entre packers.
Nipple R + standing valve: sub alojando standing valve impedindo
fluxo de cima para baixo.
-
RETIRADA DA COLUNA DE TRABALHO Equipando o poo
-
DESCIDA DA COLUNA DE PRODUO E INSTALAO DO TUBING HANGER
Equipando o pooMandris de gas lift: alojam as vlvulas que permitem
a circulao de gs do anular para dentro da coluna.
DHSV (Down hole safety valve): fica em torno de 30 m abaixo do
fundo do mar e tem a funo de fechar o poo em casos de emergncia.
Possui mola tendendo a fech-la. mantida na posio aberta atravs de
linha de controle permanentemente pressurizada.
-
SONDA DE COMPLETAOTUBING HANGERRISER DECOMPLETAOT.H.R.T.PERFIL
DO RISER DE COMPLETAODESCIDA DA COLUNA DE PRODUO E INSTALAO DO
TUBING HANGER Instalando THRiser de completao: assenta TH e
ANM.
-
ASSENTANDO TAMPO NO BORE DE PRODUO DO TUBING HANGERTubing
hanger: Alojado no housing de alta presso ou na base adaptadora de
produo (BAP).
Suporta o peso da coluna de produo e veda para a superfcie o
anular entre a COP e o revestimento de produo.
Orifcio de 4 - acesso a coluna de produo, 2 - acesso ao anular,
1 ou 2 orifcios para passagem de fluido hidrulico de acionamento da
DHSV e um 3o orifcio para conexo de cabo eltrico utilizado no PDG.
Instalando TH
-
RETIRANDO BOP PARA INSTALAO DA RVORE DE NATALRetirando BOP
-
INSTALAO DA RVORE DE NATALSUPERFCIEDescendo rvore de natal
-
Conjunto ANMArvore de NatalProduo com injeo de gs pelo
anular:
Vlvulas abertas M1, W1, M2 e W2.
A abertura das vlvulas M1 e W1 permite a passagem do leo e a
abertura das vlvulas M2 e W2, a injeo de gs no anular.
As vlvulas S1 e S2 no so controladas pela plataforma de produo,
permanecendo fechadas para se evitar acidentes;
-
Instalando Tree CapE o equipamento que transfere o comando da
ANM da sonda para a UEP.
O umbilical hidrulico que vem da UEP interliga-se com a tree
cap, que atravs de seu circuito hidrulico permite que a UEP acione
as vlvulas da ANM.
-
Conexo das linhas de fluxoSeqncia operacional tpica (ANM GLL com
MCV):-Retirada da capa de abandono e jateamento da cabea do poo;-
Instalao da base adaptadora de produo (BAP);- Instalao do BOP
submarino;- Execuo das operaes de completao, internas ao poo;-
Instalao do suspensor de coluna de produo (TH)- Retirada do BOP;-
Instalao da ANM;- Instalao da capa da rvore (TREE CAP);- Lanamento
e conexo do mdulo de conexo vertical diretamente na BAP.
-
Induo de surgenciaAlvio da presso hidrostticaInjeo de
gspistoneio
-
Poo em produo
-
Controle de areiaProblemas da produo de areia:
Deposio no interior do poo Eroso dos equipamentos de superfcie
Desmoronamento da formao Perda de isolamento
Causas: Formaes inconsolidadas Elevado Draw Down Depleo do
reservatrio aumento da tenso efetiva.
-
RETENO MECNICAPROCESSOS QUMICOSGRAVEL PACKMtodos para o controle
de areia
-
- Vazo restrita
Areia resinada: preenche espaos criados atrs do revestimento
devido a produo de areia. Bombeio de pasta de areia resinada atravs
da coluna, sendo a pasta squeezada para a formao. A pasta resulta
em meio poroso de boa permeabilidade, servindo de filtro para a
areia da formao.
Stand Alone: algum tipo de tela ou liner posicionado na frente
do intervalo produtor. Arenitos devem ser homogneos, com pouco teor
de finos, funcionando como gravel natural. Mau selecionamento do
arenito pode causar reduo da permeabilidade da formao. Elevada
velocidade de fluxo pode ocasionar eroso.Mtodos para o controle de
areia
-
Telas expansiveis: opo para poo aberto. Vantagem: maior dimetro
interno. Contem a areia de reservatrios friveis/inconsolidados
dispensando o uso de gravel packing.
Gravel a poco revestido: mais utilizada em poos verticais.
Preenche canhoneados e anular tubo telado revestimento com areia,
formando pacote compacto. A tela contem a areia do gravel, e esta
contem a areia da formao. Controle de areia efetivo em intervalos
com intercalaes. Dano pode reduzir permeabilidade do pacote
original.Mtodos para o controle de areia
-
Controle de areia Gravel a poo aberto: mais utilizado em poos
horizontais. Preenchimento do anular telas-poco aberto com gravel.
A tela deve conter a areia da formao. Maior rea aberta ao fluxo.
Requer reservatrios com arenito uniforme, sem contatos O/A e G/O
prximos.
Fracpack: Para poos revestidos e de baixa inclinao. Gerao de
fratura hidrulica preenchida com propante seguida de operao de
gravel pack a poo revestido. Ultrapassa zona danificada do poo,
ganho de produtividade...
-
*******************Na circulao o normal, o fluido bombeado
atravs da coluna de perfurao at a broca, retornando pelo espao
anular at a superfcie, trazendo consigo os cascalhos cortados pela
broca. Na superfcie o fluido permanece dentro de tanques, aps
receber o tratamento adequado.O sistema de circulao permite que o
fluido seja reutilizado e permite checar se houve qualquer influxo
ou perda no poo.
Defletores = mudana brusca de velocidade fazendo separao das
gotculas lquidas. Tempo de reteno apropriado para q o gs se
desprenda do lquido.Mud cleaner = peneira abaixo do dessiltador, q
traz de volta ao sistema o lquido q passou pelo dessiltador,
retirando os slidos mais finos. Retornam assim os agentes q do peso
ao fluido. Usada em lama sinttica, j q mais dficil se desfazer do
fluido e em fluidos base gua muito pesados, conservando a
baritina.*************************************Completao mltipla:
Vantagens: reduz o nmero de poos; possibilita colocar em produo
reservatrios marginais (produo isolada economicamente
invivel)Desvantagens: problemas operacionais e dificuldade na
aplicao de mtodos artificiais.Completao seca facilita intervenes no
poo.Completao mltipla: Vantagens: reduz o nmero de poos;
possibilita colocar em produo reservatrios marginais (produo
isolada economicamente invivel)Desvantagens: problemas operacionais
e dificuldade na aplicao de mtodos artificiais.Poo aberto: usada em
formaes consolidadas. Vantagem: maior rea aberta ao fluxo, reduo de
custo, sem dano da cimentao. Desvantagem: falta de seletividade
(impede correes na produo de fluido indesejveis).Liner rasgado:
vantagem: melhor sustentao da parede. Desvantagem: custo extra,
mudana de dimetro no poo.Revestimento canhoneado: vantagem:
seletividade da produo, dimetro nico. Desvantagem: custo
revestimento e canhoneio e dano a formao do cimento.A capa de
abandono reveste o topo do alojador de alta presso: protege reas de
vedao contra a ao do meio ambiente e quedas de equipamentos na
movimentao da plataforma.Cabea de produo: parte inferior possui
sede para receber elementos de vedao secundria. Parte superior
possui sede para receber o TH. Possui tambm 2 sadas laterais para
acesso ao espao anular.
Ancorar a Coluna de Produo e prover vedao secundria do
anularSuportar o peso da coluna de produoSuportar o peso da rvore
de Natal e equipamentos de intervenoSuportar o peso do BOPProver
acesso ao anularDescarregar o peso por ela suportado na Cabea de
Revestimento
Broca corta os tampes de cimento e restos da cimentao. Raspador
ferramenta com lminas retrteis, q raspa parte interna do
revestimento, retirando o q foi deixado pela broca.Teste da
estanqueidade do revestimento e correes se houver vazamentos.No
possui slidos. No penetra no reservatrio e Facilita as operaes
finais antes da produo: descida de equipamentos e
ferramentas.Coloca em comunicao o interior do poo com a formao. So
cargas explosivas descidas no poo dentro de um canho (cilindro de
ao com furos onde se alojam as cargas). Com o canho posicionado na
profundidade correta, acionado um mecanismo de disparo para
detornar as cargas. O canhoneio atravessa o revestimento, cimento,
podendo penetrar at 1 metro na formao.Convencional e TCP = maior
dimetro, permitindo o uso de cargas maiores, com melhor poder de
penetrao.Geometria do canhoneio = densidade de jatos, penetrao dos
jatos, defasagem entre os jatos (0, 90, 120 e 180), dimetro do
orifcio.Geometria do canhoneio = densidade de jatos, penetrao dos
jatos, defasagem entre os jatos (0, 90, 120 e 180), dimetro do
orifcio.
Determinao de AOF;Determinao de depleo;Determinao de dano da
formao;Determinao de parmetros de reservatrio;Determinao de
produtividade.Tampao = barreira mecnica para o perodo em que o TH
fica exposto ao mar, decorrido entre retirada/instalao BOP x ANMVDV
= veda passgem para anular. Abre com a instalacao da ANM.Pistoneio
retirada gradativa do fluido de dentro do poco atraves de
pistaoInjecao de gas anular ou flexituboStand alone, poo aberto =
baixas vazes.Shoroud = proteno ao meio filtrante na descida e no
fluxo, diminuindo velocidade de impacto da areia (caminho
tortuoso)Meios filtrantes = vai do menor dimetro para o maior
dimetro. O primeiro faz a filtrao, os outros do suporte mecnico sem
gerar restries ao fluxo.Internamente = tubo base perfurado (
sustenta todo o sistema, dando rigidez).