Cada região possui suas peculiaridades, sejam geográficas, ou regulatórias. Portanto as empresas têm de adaptar seu sistema de gestão de integridade de poços para os diferentes ambientes encontrados. Nesse capítulo veremos exemplos de alguns estudos realizados no intuito de diminuir os problemas com integridade de poço.
4.1 NORUEGA
Uma série de incidentes relacionados a poços, com significante impacto e potencial para grandes acidentes, levou a Autoridade de Segurança do Petróleo (PSA) da Noruega a lançar uma pesquisa piloto para integridade de poços. Foram selecionados 406 poços, interligados a 12 instalações de sete diferentes companhias. O agente regulador norueguês notificou as companhias a apresentarem informações relacionadas a integridade desses poços, e responder uma planilha a partir do fluxograma da Figura 4.1.
Figura 4.1 – Diagrama de Fluxo
Da análise da documentação pelo PSA e pelas consultorias especializadas contratadas, foram identificados os seguintes desvios: deficiências no tratamento de não conformidades, gestão de mudança ruim, não inclusão de equipamentos e elementos críticos no sistema de manutenção, problemas devidos a conversão do poço (o poço não fora projetado anteriormente para ter uma conversão de produtor para injetor e vice versa).
Além disso, existem exemplos onde as transferências de informações críticas foram insuficientes/ineficientes durante aquisições de licença, passagem da equipe de projeto para operação e troca de operadores (Vignes et al, 2008).
A quantidade dos poços que tiveram falha de integridade, problema ou incerteza está no gráfico da Figura 4.2.
Figura 4.2 - Poços produtores, injetores e total com falhas de integridade
Fonte: Vignes et al. (2008).
Dos 406 poços, 75 tiveram falhas relacionadas as barreiras de integridade, um percentual de 18%.
No Figura 4.3 é detalhado qual elemento de barreira falhou em cada um dos 75 poços. 48 27 75 0 10 20 30 40 50 60 70 80
Produtores Injetores Total
N
úme
ros
de
Poços
Figura 4.3 – Gráfico representando relação de elementos de barreira com falhas
Fonte: Vignes et al. (2008).
Após as análises e alguns encontros com as companhias para discussão e entendimento dos documentos apresentados, o PSA listou alguns pontos de melhoria para a indústria:
Melhoria dos sistemas de confiabilidade e monitoramento dos poços;
Desenvolver melhores visualizações de barreiras, que sejam de fácil entendimento e uso;
Padronização das visualizações, qualificações técnicas e documentações;
Definir os dados e informações mínimos a serem passados entre equipes, na troca de serviços (projeto-perfuração, perfuração-completação, completação-produção, produção-perfuração, etc);
Melhoria e qualificação da forma de trabalho;
Monitoramento e manutenção da integridade mecânica das barreiras. 4 2 2 9 29 1 8 8 4 2 1 1 1 2 1 0 5 10 15 20 25 30 35
Elemento de Barreira que Falharam Número de Poços com Problemas de Integridade
4.2 NIGÉRIA
Em 2003, a Shell Nigéria, montou uma equipe para fazer um estudo das práticas do passado e atuais, a fim de colocar em prática uma gestão da integridade de poços que se assegura que essa questão fosse tratada adequadamente.
A equipe identificou que o processo de gerenciamento de integridade de poços, deveria incluir:
Identificação e categorização dos problemas de integridade de poço;
Formação de um banco de dados, que permita armazenar, monitorar, e incluir mudanças em tempo real;
Avalição de risco, para identificar os problemas mais severos, e a melhor alocação de recursos financeiros;
Definição de procedimentos padrão, e requisitos mínimos de segurança;
Um sistema de gerenciamento que interligue todas as informações, indicadores, procedimentos, necessários a garantia da integridade dos poços.
A Shell levou cerca de onze meses para implantação desse sistema. Como benefícios intangíveis, na implementação de um sistema de gerenciamento de integridade de poços, podemos citar uma maior facilidade das empresas em conseguir suas licenças junto aos órgãos reguladores e ambientais para operar, uma melhoria na reputação e imagem corporativa da empresa, além é claro da segurança da força de trabalho e meio ambiente.
Além disso, Shell Nigéria obteve uma melhoria financeira visto que de um total de 24 poços foi obtido melhoria de produtividade em 21, o trabalho feito restaurou o potencial de produção de 40 mil barris por dia com um ganho adicional de 25 mil barris por dia, isso devido às intervenções feitas nos poços para tratar as falhas de integridade (Wakama et al., 2004).
4.3 BRASIL
Um estudo em 2013, feito com suporte da PETROBRAS e Unicamp, fez uma análise de integridade de poço para predição de intervenções.
Primeiramente foram identificados os CSBs baseados nos projetos do pré-sal brasileiro que estão representados na Figura 4.4. A Legenda para cada elemento de barreira está no quadro da Figura 4.5.
Figura 4.4 – (a) Esquemático completo da análise de confiabilidade, (b) CSB primário, CSB secundário
Figura 4.5 – Quadro com a legenda esquemática dos poços do pré-sal
WXT Árvore de Natal Molhada TH Suspensor de coluna
M1 Mestre 1 ou válvula mestre de produção PAB Base do adaptador da produção
W1 Lateral 1 ou válvula lateral de produção VX Selo VX
S1 Pistoneio1 ou válvula de pistoneio WH Cabeça de poço
XO Válvula de interligação GLM Mandril de gas-lift
M2 Mestre 2 ou válvula mestre do anular ICV Válvula de controle de influxo
W2 Lateral 2 ou válvula lateral do anular CIM Mandril de injeção de químicos
S2 Pistoneio2 ou válvula de pistoneio do anular PDGM Medidor de fundo de poço
AIV Válvula de intervenção do anular
Fonte: Da Fonseca et al. (2013)
Para cada componente dos CSBs foram identificados o modo de falha, taxa de falha, tempo médio para a falha e a confiabilidade que estão na Figura 4.6.
Para quantificar a confiabilidade e o tempo de falha de cada CSB, foi considerada a seguinte relação entre cada elemento de barreira que é mostrado na Figura 4.7.
Figura 4.6 – Quadro com os componentes do CSB, modos de falha, taxa de falha e confiabilidade em 27 anos
CSB Barreira Modo de falha Taxa de falha
(por 106 horas) Tempo médio para a falha (ano/poço) Confiabilidade CS B Primár io
Rocha Capeadora (Anidrita) - 0,0000 - 1,0000
Liner Cimentado Vazamento externo 0,0580 1967 0,9864
Packer de Produção Vazamento no Revestimento
do Anular 0,1210 942,8 0,9718
Coluna de Completação acima do Packer e Abaixo da Coluna da SSSV
Vazamento no Revestimento
do Anular 0,2500 456,3 0,9425
Mandril de Gas-Lift (e válvula) Vazamento no Revestimento
do Anular 11,900 9,586 0,0598
SSV
Falha para fechar 0,5600 203,7 0,8759
Vazamento no Revestimento do Anular 0,3161 360,9 0,9279 Vazamento em posição fechada 0,7200 158,4 0,8433 CS B Se cu n d ári o Rocha Competente - 0,0000 - 1,0000
Revestimento de Produção Cimentado Vazamento externo 0,0152 7495 0,9964
Cabeça de Poço Vazamento externo 0,0029 39330 0,9993
Anel de Vedação e Conector H4 Vazamento Interno 0,0028 40740 0,9993
Vazamento externo 0,1300 877,5 0,9697
Base Adaptadora de Produção Vazamento Interno 0,1535 743,2 0,9643
Vazamento externo 0,1535 743,2 0,9643
Linha de Válvula de Intervenção no Anular Vazamento externo 0,0500 2281 0,9882
Válvula de Intervenção no Anular
Falha para fechar 0,2500 456,3 0,9425
Vazamento externo 0,0150 7605 0,9965
Vazamento em posição
fechada 0,1500 760,5 0,9651
Conexão do Suspensor de Coluna Vazamento no Revestimento
do Anular 0,1000 1141 0,9766
Penetração do Suspensor de Coluna Vazamento Interno 0,1000 1141 0,9766
Corpo do Suspensor de Coluna Vazamento Interno 0,1000 1141 0,9766
Selo do Engate de Produção Vazamento no Revestimento
do Anular 0,1500 760,5 0,9651
Corpo do Engate de Produção Vazamento Interno 0,0030 38030 0,9993
Válvula Mestre de Produção
Falha para fechar 0,2500 456,3 0,9425
Vazamento externo 0,0150 7605 0,9965
Vazamento em posição
fechada 0,1500 760,5 0,9651
Árvore de Natal Molhada Vazamento externo 0,1535 743,2 0,9643
Figura 4.7 – Barreira primária com as relações entre os elementos de barreira
Fonte: Da Fonseca et al. (2013).
De posse das informações de confiabilidade e taxa de falha de cada elemento de barreira foi possível calcular, a confiabilidade e o tempo de falha de cada CSB e dos dois conjuntamente, que estão na Tabela 4.1.
Tabela 4.1 – Resultados da confiabilidade dos CSBs
Parâmetro CSB Primário CSB Secundário Integridade do Poço Completado Confiabilidade 3,70% 65,13% 66,42% Taxa de Falha Equivalente (10-6 horas) 13,93 1,81 1,73
Tempo Médio para Falha (ano/poço)
9,17 70,49 73,88
Fonte: Da Fonseca et al.(2013).
O modelo foi comparado com dados de 135 poços produtores ou injetores ao longo de 17 anos, a comparação entre o modelo teórico com os dados reais, podem ser vistos no gráfico da Figura 4.8.
Figura 4.8 – Intervenções motivadas por falha de integridade, modelo teórico versus modelo real
Fonte: Da Fonseca et al. (2013).
Como é possível ver o modelo teórico é capaz de prever a quantidade de intervenções na região do pré-sal brasileiro. Isso possibilita prever quais poços irão precisar de intervenções por falhas de integridade, podendo as empresas atuar de forma antecipada com manutenções preventivas para evitar essas falhas.