POÇOS TUBULARES. Prof. Marcelo R. Barison 2009

Transcrição

1 POÇOS TUBULARES Prof. Marcelo R. Barison 2009

2 Introdução Poço mais antigo antigo Egito reinado de Mentuhotip 11º dinastia (~1990 ac) número de trabalhadores para escavar 14 poços HOJE poços = abastecimento de água potável ideal = vida útil de 25 anos exploração sustentável do aqüífero

3 Conceitos básicos Poço tubular furo executado na superfície do terreno por máquinas perfuratrízes à percussão, rotativas e rotopneumáticas. - Diâmetro máximo de 50 cm

4 + definições Perfuração executar inicialmente o furo no subsolo afim de se produzir água Completação fase posterior à perfuração, inserção de tubulações, filtros, pré-filtros e cimentação.

5 Elementos de um poço tubular

6 Elementos de um poço tubular

7 Etapas de execução Cimentação - injeção de calda de cimento entre o revestimento (tubo liso) e a parede do poço - isolar a entrada de água superficial e contaminantes - laje de proteção sanitária na saída do poço Desenvolvimento - etapa de desobstrução dos poros do aqüífero, tanto poroso quanto fissural - injeção air lift ar e/ou água sob pressão

8 Métodos de Perfuração Perfuração à Percussão - ferramentas: porta-cabo, percussores, hastes, trépano - Método: queda livre de peso rompe o material em pequenos fragmentos e o perfura - Amostras de calha são fragmentos de rocha

9 Máquina percussora

10 Ferramentas da percussora

11 Perfuração Rotativa

12 Componentes da Coluna de Perfuração Rotativa Swivel ou cabeça giratória É a peça rosqueada no topo do Kelly estando suspenso por um conjunto de polias da catarina (polia móvel), com a finalidade de permitir o engate da mangueira da bomba de lama à coluna de perfuração. Kelly É uma haste de seção quadrada ou sextavada cuja finalidade é encaixar-se perfeitamente à mesa giratória da sonda, para receber e transmitir os movimentos de torção à coluna. Hastes (drill pipe) São elementos que transmitem o movimento giratório da mesa da sonda à broca em profundidade. Elas ainda são responsáveis pela condução da lama de perfuração dos tanques de lama até o fundo do poço. Comprimentos de 3, 5 e 9 metros, com diâmetros variando de 2 a 4 polegadas.

13 Perfuração Rotopneumática (Ar comprimido) megadrill

14 Bombeamento Visa uma explotação adequada, sustentável Bombas submersas S = ND - NE

15

16 Completação Revestimentos Tipos: tubos metálicos (aço inox, aço preto) tubos de pvc aditivado (geomecânicos) - locação dos tubos uso de centralizadores, que irá equalizar a distância do tubo com as paredes do poço e fornecer o espaço ideal para o pré-filtro

17 Filtros São tubos de revestimentos com ranhuras ou aberturas para permitir a entrada de água no poço Tipos dependerá do tipo de sedimento ou rocha

18 + tipos de Filtros

19 Pré Filtro

20 Seção de poço com pré filtro Pré-filtro deve ser 20% mais poroso que a rocha Espessura de 3 a 8

21 cimentação Mistura de cimento + bentonita + água - em geral 24 litros de água para 50 kg de cimento Adição de bentonita = auxilia na dispersão das partículas de cimento, maior uniformidade e fluidez à massa - em geral de 1,5 a 3,0 kg de bentonita para cada 50 Kg de cimento ONDE??? Entre o revestimento e o poço Laje de proteção sanitária

22 Desenvolvimento Natural Início = partículas menores do que a abertura dos filtros são removidas (produção de areia) Depois com o tempo = cessa a produção de areia

23 Desenvolvimento Uso de escovas metálicas, superbombeamento e bombeamento de reversão de fluxo - Destruição de estruturas que impedem a passagem de água para dentro do poço = arcos de pontes

24 Instalação

25 1) Bombas submersas - Para médias e elevadas vazões, acima de litros/h - Profundidade dos poços variadas Bombeamento

26 2) Bomba Injetora - Vazões pequenas a médias - Profundidades variadas - Feita por meio de um bico injetor com 2 canos

27 3) Bomba Centrífuga - Vazões pequenas inferiores a litros/h - Pequenas profundidades - Um único cano edutor

28 4) Bomba Manual - Baixíssimas vazões, inferiores a 500 litros/h - Movimentos de alavancas

29 5) Catavento - Energia eólica impulsiona pistão - Movimento de subida e descida do pistão bombea a água do poço

30 6) Compressor - Cano reduzido injeta ar por meio de compressor para dentro do poço - A água é expulsa para fora do poço

31 LOCAÇÃO E DIMENSIONAMENTO DE POÇOS Prof. Marcelo R. Barison 2009

32 p/ LOCAÇÃO, considerar: - Relevo - Hidrografia - Cobertura de Solos e Sedimentos - Tipos de Rochas

33 Relação Decrescente de Potencialidade (condições de armazenamento nas fraturas) PEGMATITO > GNAISSES > MICAXISTOS > GRANITOS > ARDÓSIAS QUARTZITOS MÁRMORES DIORITOS FILITOS CATACLASITOS GABROS Associação Dobramentos com a Possibilidade de Acúmulo de Água Dobras + suaves boa possíbilidade Dobras + fechadas situação mais desfavorável

34 Dobras em Leques - Assimétricas - Eixos em leques - Promovem regiões de distenção e de contração

35 Ângulo de Mergulho e Produtividade de Poços Quanto + suave o mergulho > número fraturas > produtividade N=5 N=1

36 ESTRUTURAS GEOLÓGICAS E A LOCAÇÃO DE POÇOS PROFUNDIDADE x DISTÂNCIA FONTE x MERGULHO FRATURAS

37 ÁBACO PROFUNDIDADE X DISTÂNCIA FONTE X MERGULHO FRATURAS 36

38 DIFERENTES SITUAÇÕES ENCONTRADAS NA PERFURAÇÃO DE POÇOS EM ROCHAS CRISTALINAS

39 TÉCNICAS DE LOCAÇÃO Considerar sempre: QUALIDADE E QUANTIDADE ETAPAS: 1º DEMARCAR EM MAPA TOPOGRÁFICO - áreas de recarga e áreas de descarga, sentidos de fluxo 2º EXTRAIR DE UM MAPA GEOLÓGICO - tipo de rocha = tipo de aqüífero - alinhamentos = tipos de fraturas / falhas - sobreposição com o MAPA TOPOGRÁFICO 3º FOTOINTERPRETAÇÃO - demarcação de prioridades - rever alinhamentos - ver detalhes 4º GEOFÍSICA - SEV / CE - confirmar as prioridades de locais

40 PROFUNDIDADE IDEAL CONSIDERAR: custo da perfuração CUSTÓDIO & LLAMAS (1976) faixa de variação de 50 a 200 metros profundidade Exemplo Nordeste Brasil - prof. média de 80 metros - em locais + fraturados = 40 a 60 metros prof. - porém: Basaltos e Mármores = acima de 200 m

41 VAZÃO DE EXPLOTAÇÃO Ensaio Escalonado Teste de Bombeamento Princípio: - Aumenta-se a Vazão (Q) em 3 intervalos de tempo e anota-se o Rebaixamento (S) - Constrói-se o gráfico Q x S curva - Obtem-se o ponto de Q ótima

42 Referências Bibliográficas CPRM Noções Básicas sobre Poços Tubulares. Jairo Fonseca Leite (coord.), Superintendência Regional do Recife, 1998.

43

44 Mina da Jangada MBR Brumadinho Estágio GEOSOL Sabrina Merlo 2007

45 Figura 1: Cava da Mina da Jangada.

46 Figura 1: Sonda sobre caminhão.

47 Figura 1: Praça de perfuração, com sonda tipo Rotary nº 128 ainda desmontada.

48 Figura 1: Perfuração.

49 Figura 1: Preparo do fluido de perfuração, com o acréscimo de bentonita.

50 Figura 1: Bentonita. Figura 2: Funil Marsh.

51 Figura 1: Hastes.

52 Figura 1: Brocas.

53 Figura 1: Tanques: decantação, ao fundo, e o de sucção de lama.

54 Figura 1: Válvula tipo cebola.

55 Figura 1: Amostras de calha.

56 Figura 1: Tubos lisos.

57 Figura 1: Filtros tipo Nold.

58 Figura 1: Centralizadores.

59 Figura 1: Escova.

60 Figura 1: Laje de proteção no poço já finalizado.

61 Figura 1: Processo de limpeza.

62 Figura 1: Teste de bombeamento.