Engenharia do Petróleo POLI/COPPE/UFRJ

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Hidráulica da Perfuração e

Controle de Poço

Hidráulica da Perfuração e

Controle de Poço

Prof. Paulo Couto

Engenharia do Petróleo

POLI/COPPE/UFRJ

Engenharia do Petróleo

POLI/COPPE/UFRJ

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Onde está o petróleo?

p

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Onde está o petróleo?

p

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Onde está o petróleo?

p

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Onde está o petróleo?

p

Condições necessárias:

Geração (rocha geradora) Geração (rocha geradora)

Migração (falhas geológicas ou fraturas)

Acumulação (Rocha-reservatório: arenitos e carbonatos)

e carbonatos)

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Onde está o petróleo?

p

G G Seal Rock Seal Rock Oil Oil W t W t Gas Cap Gas Cap Entrapment

Entrapment Seal RockSeal Rock

Reservoi Rock Reservoir Rock Water Water Entrapment Entrapment 120° F 120° F Migration Migration 120° F 120 F 350° F 350° F Generation GenerationGeneration Generation

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Onde está o petróleo?

p

OBS Operations

Streamer Operations

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Onde está o petróleo?

p

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Onde está o petróleo?

p

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Onde está o petróleo?

p

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Onde está o petróleo?

p

Para comprovar:

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Perfuração: Fundamentos

ç

Broca

Rotação

Peso

Limpeza

Cimento

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Perfuração: Fundamentos

ç

Blowout:

Fluxo

Blowout:

Fluxo

incontrolável de

fluidos (gás,

óleo e/ou água)

g

)

para dentro do

poço

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Perfuração: Fundamentos

ç

BLOWOUT

Kick:

fluxo INDESEJÁVEL de fluidos para

Kick:

fluxo INDESEJÁVEL de fluidos para

dentro do poço

O ki k

d

t lá l

té i

d

O kick pode ser controlável por técnicas de

perfuração e controle de poço adequadas

Quando o kick torna-se incontrolável:

BLOWOUT

!!!

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Perfuração: Fundamentos

ç

Objetivo:

j

Perfurar um poço com segurança:

Seguindo normas e procedimentos adequados Sem causar instabilidades das formações ç

(colapso, fraturamento)

Sem permitir influxo de fluidos da formação Sem permitir influxo de fluidos da formação

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Histórico

Revolução industrial

Óleo combustível era utilizado para iluminar p residências

Uso crescente de máquinas a vapor → Uso crescente de máquinas a vapor → necessidade de óleo lubrificante

Escassez de óleo de baleia Escassez de óleo de baleia

Necessidade de um substituto para o óleo de b l i

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Histórico

Primeira atividade de perfuração de poços adequadamente documentada:

Charleston, Virgilia Ocidental, EUA Irmãos David e Joseph Ruffner

Poço de sal.

Inicio em 1806 e termino em 1808 Processo de percussão

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Histórico

Perfuração Comercial:

Pensilvânia, 1853, George Bissell

Óleo de Sêneca: remédio iluminação Óleo de Sêneca: remédio → iluminação Desafios:

Produzir em quantidade Produzir com baixo custo

Seneca Oil Company

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Histórico

Seneca Oil Company

Edwin Laurentine Drake (ferroviário ( aposentado)

William A Smith (sondador) William A. Smith (sondador)

27 de agosto de 1859: primeiro óleo

21 t d f did d (69 é )

21 metros de profundidade (69 pés)

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Histórico

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Histórico

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Histórico

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Histórico

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Histórico

Perfuração rotativa: o poço de Lucas

Spindletop, Texas, 1901p p, ,

Formação anticlinal: exsudação de gás

Patillo Higgins: corretor de imóveis e geólogo Patillo Higgins: corretor de imóveis e geólogo

Acreditava haver óleo a 305 metros de profundidade

profundidade

Formação altamente inconsolidada

P f ã i i f íf

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Histórico

Perfuração rotativa: o poço de Lucas

Anthony Lucas

Hamil Brothers of Corsicana contratada para perfurar um poço

Início em 27 de outubro de 1900 Equipamento: sonda rotativa

Fluido de perfuração para resfriar a ferramenta cortante, prevenir desmoronamentos e limpar o fundo do poço.

Primeiro óleo: dia 10 de janeiro Primeiro óleo: dia 10 de janeiro

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Histórico

O “Lucas Gusher” em 10 de janeiro de 1901

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Histórico

Boiler Avenue, Spindletop, 1903 Boiler Avenue, Spindletop, 1903

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Histórico

Árvore de Natal utilizada por Lucas para controlar a vazão do poço. Primeiro poço a utilizar árvore de Natal.

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Histórico

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Histórico

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Histórico

Perfuração offshore:

Sondas terrestres montadas em píeresp Campo de Summerland, Califórnia, 1897

Píeres com mais de 100 metros além da praia Píeres com mais de 100 metros além da praia

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Histórico

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Histórico

Caddo Lake, Louisiana, EUA, 1911:

Gulf Refining Co.g

Frota de balsas, rebocadores e bate-estacas flutuantes

flutuantes

Plataforma Ferry Lake nº1, na localidade de

Caddo Lake na Louisiana EUA

Caddo Lake na Louisiana, EUA.

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Histórico

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Histórico

Perfuração offshore no Golfo do México:

Campo de Creole, litoral da Louisiana, EUAp , ,

Pure Oil Co. e a Superior Oil Co., 1938

Estrutura offshore para instalar uma sonda Estrutura offshore para instalar uma sonda Deck de madeira medindo 100 por 60 metros Lâmina d’água rasa (cerca de 5 metros)

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Histórico

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Histórico

Primeira perfuração fora do alcance visual

da costa:

1947 – Kerr-McGee Oil

Lâmina d’água de 7 metros Lâmina d água de 7 metros

Distância de 18 milhas da costa da Louisiana

Ship Shoal Block 32:

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Histórico

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Histórico

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Histórico

Primeira plataforma

submersível

“Breton Rig 20”

1949

Lâmina d’água de 3

â

a d água de 3

metros

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Histórico

Plataformas semisubmersíveis:

Conversão da submersível Blue Water 1 em semisubmersível em 1961

Surgiu de uma observação de campo Surgiu de uma observação de campo Boa estabilidade na configuração

semisubmersível semisubmersível

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Histórico

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Histórico

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Histórico

Primeiro Navio-Sonda:

Cuss 1, 1960,

Dedicado ao projeto Mohole

Perfurar várias locações da crosta terrestre Perfurar várias locações da crosta terrestre

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Histórico

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Bibliografia Recomendada

g

Bourgoyne, A.T., M.E. Chenevert, K. Milheim, and F.S. Young. Applied Drilling Engineering, SPE Textbook Series Richardson Texas (1986)

Series, Richardson, Texas (1986).

Rocha, L.A.S e Azevedo, C.T. Projeto de Poços de Petróleo: Geopressões e Assentamento de Colunas Petróleo: Geopressões e Assentamento de Colunas de Revestimentos. Interciência, Rio de Janeiro (2007). Rocha, L.A.S et al. Perfuração Direcional. Interciência, oc a, S et a e u ação ec o a e c ê c a, 2ª. Edição, Rio de Janeiro (2008).

Artigos diversos da SPE (g (www.onepetro.orgp g). Acesso ) gratuito a partir da UFRJ.