Projeto de Engenharia de Petróleos

Transcrição

1 1 Projeto de Engenharia de Petróleos JOSÉ CARLOS DE CARVALHO GONÇALVES, INSTITUTO SUPERIOR TÉCNICO MESTRADO EM ENGENHARIA DE PETRÓLEOS 31 DE JANEIRO DE 2014

2 2 Análise Geomecânica na Estabilidade de Poços Horizontais

3 3 Os poços horizontais na indústria petrolífera A utilização de poços horizontais tem crescido de forma bastante rápida nos últimos anos, e a técnica já é considerada como o padrão utilizado na indústria para poços de desenvolvimento, junto com os poços direcionais. Atualmente, constitui o método mais utilizado em reservatórios com estratificação horizontal. Vantagens em relação aos tradicionais poços verticais, gerando aumento na eficiência e na economicidade da recuperação dos hidrocarbonetos. O índice de produtividade pode ter um ganho de 15 a 20 vezes, fazendo com que este tipo de poços constituam para a indústria petrolífera uma solução bastante atrativa, apesar dos custos mais elevados, duas a três vezes o de um poço vertical.

4 Principais vantagens e desvantagens associadas aos poços horizontais 4 Vantagens Aumento da área de drenagem do reservatório; Desvantagens Drenam apenas uma zona de cada vez; Redução das quedas de pressão; Risco de falhas mecânicas na completação; Redução do número de sondas e unidades de produção, levando à otimização das linhas de produção e economia de recursos; Minimização de formação de cones de gás e água; Bom desempenho em reservatórios com fraturação vertical ou de espessura reduzida; Agravam problemas de instabilidade; Maiores esforços nos equipamentos de perfuração, maiores dificuldades na instalação do revestimento, na execução da cimentação e na completação; Não são possíveis recompletações. Melhores produções em reservatórios de baixa permeabilidade, porosidade e de óleos pesados; Aumentam a eficiência das técnicas de recuperação secundária, já que uma maior área de drenagem pode responder melhor à injeção de vapor ou de água.

5 5 Instabilidade de poços Os problemas de instabilidade representam cerca de 5 a 10 % dos custos de perfuração nas fases de exploração e produção, implicando custos para a indústria petrolífera a nível mundial de centenas de milhões de dólares por ano. O estado de tensões e a resistência da rocha constituem o principal mecanismo na instabilidade. As operações de perfuração ou injeção implicam mudanças no estado de equilíbrio de uma formação rochosa, podendo afetar seriamente as operações de perfuração, completação e rendimento da produção, resultando em custos imprevistos e morosidade nas operações.

6 6 A análise geomecânica como uma componente estratégica nas atividades de exploração e desenvolvimento de um campo petrolífero Prevenção de riscos na perfuração e maximização da recuperação. Identificação de potenciais problemas, permitindo uma eficiente gestão do risco e um planeamento adequado, refletindo-se em ganhos na segurança e eficiência. Determinação dos parâmetros de resistência da rocha. Estudo de situações de ocorrência de colapso ou fratura a partir do conhecimento dos esforços a que estão submetidas as formações.

7 7 O papel dos simuladores na análise de estabilidade de poços Análise de grande quantidade de dados. Análise de múltiplos cenários. Utilização de modelos cada vez mais complexos e refinados, possibilitando simulações mais realistas, refletindo-se numa otimização dos projetos e redução de custos.

8 Projeto a desenvolver 8 Estudar o comportamento das rochas quando submetidas a esforços característicos da fase de perfuração, como suporte à construção de poços estáveis. Consistindo numa: Fundamentação teórica como suporte ao estudo a desenvolver: Pesquisa bibliográfica sobre o estado da arte e os aspetos e fundamentos teóricos na elaboração de projetos desta natureza. Componente prática aplicativa, na qual se pretende fazer uma análise geomecânica na estabilidade de poços, focando: A metodologia de estudo a utilizar; As questões/objetivos de investigação; A caracterização geológica e geomecânica do maciço interessado pela execução dos poços ; A descrição dos parâmetros a utilizar nas simulações; Descrição do modelo de simulação e implementação computacional. Análise de resultados. Conclusões e recomendações.

9 9 Planificação e calendarização Meses Fases do projeto 1º 2º 3º 4º 5º 6º 1 Desenvolvimento do plano de estudos Identificação do problema Pesquisa bibliográfica inicial Escolha da técnica para aplicação no caso de estudo Escrita do capítulo 1 2 Revisão bibliográfica Recolha de informação mais relevante sobre o tema Escrita dos capítulos 2 e 3 3 Desenvolvimento da metodologia Identificar elementos metodológicos Identificação das tarefas a realizar Ajuste ao caso de aplicação Escrita do capítulo 4 4 Aplicação ao caso de estudo Aplicação da técnica Análise dos resultados Escrita do capítulo 5 5 Conclusões Análise crítica dos resultados Escrita do capítulo 6

10 Referências bibliográficas 10 [1] ENGENHEIROS DE PETRÓLEO WEBSITE. Disponível em Acedido em 15 de janeiro de [2] FJÆR, E., HOLT, R.M., HORSRUD, P., RAAEN, A.M., RISNES, R. (2008). Petroleum Related Rock Mechanics, Elsevier, Second edition, [3] GATENS III, J. M. et all. Horizontal and multilateral wells: increasing production and reducing overall drilling and completion cost. Editorial Journal of Petroleum Technology, jul [4] GOMES, S. J., ALVES, F. B. (2011). O Universo da Indústria Petrolífera. Da Pesquisa à Refinação, 2ª Edição. Fundação Calouste Gulbenkian, Lisboa, [5] ITASCA (1997). FLAC 3D, Version 2.0 User s Manual, vol. I, Itasca Consulting Group, Inc, Minneapolis, USA. [6] JOSHI, S. D. (1987). A review of horizontal well and drainhole technology. SPE Annual Technical Conference and Exhibition, Dallas, TX, EUA, de setembro, (SPE-16868): [7] LEON-VENTURA, R., GONZALEZ-G., G., LEYVA-G., H. (2000). Evaluation of horizontal well production. SPE International Petroleum Conference and Exhibition in Mexico, 1-3 de fevereiro de 2000, (SPE 59062): [8] ROSA, A. J., CARVALHO, R. S., XAVIER, J. A. D. (2006a). Engenharia de Reservatórios de Petróleo. PETROBRAS. Editora Interciência, Rio de Janeiro. [9]. ROCHA, L. A. S., AZUAGA, D., ANDRADE, R., VIEIRA, J. L. B., SANTOS, O. L. A. (2006). Perfuração Direcional. PETROBRAS. Editora Interciência, Rio de Janeiro. [10] SCHLUMBERGER WEBSITE. Geomechanics. Disponível em: Acedido em 22 de Janeiro de 2014.