Engenharia do Petróleo POLI/COPPE/UFRJ

Transcrição

1 Hidráulica da Perfuração e Controle de Poço Prof. Paulo Couto Engenharia do Petróleo POLI/COPPE/UFRJ Parte 1 Introdução e Histórico i Agosto /

2 Onde está o petróleo? 2

3 Onde está o petróleo? 3

4 Onde está o petróleo? 4

5 Onde está o petróleo? Condições necessárias: Geração (rocha geradora) Migração (falhas geológicas ou fraturas) Acumulação (Rocha-reservatório: arenitos e carbonatos) Trapas ou armadilhas (rochas selantes) Cronologia dos acontecimentos Para comprovar: Perfurar poço 5

6 Onde está o petróleo? Entrapment Gas Cap Oil Water t Seal Rock Reservoir Rock Migration Generation 120 F 350 F

7 Onde está o petróleo? OBS Operations Streamer Operations 3D Seismic Data 7

8 Onde está o petróleo? 8

9 Onde está o petróleo? Seção sísmica da Bacia de Santos 9

10 Onde está o petróleo? 10

11 Onde está o petróleo? Para comprovar: PERFURAR O POÇO!!! 1

12 Perfuração: Fundamentos Broca Rotação Peso Limpeza Cimento 12

13 Perfuração: Fundamentos Blowout: Fluxo incontrolável de fluidos (gás, óleo e/ou água) para dentro do poço. 13

14 Perfuração: Fundamentos BLOWOUT Kick: fluxo INDESEJÁVEL de fluidos para dentro do poço Oki kick kpode ser controlável lpor técnicas de perfuração e controle de poço adequadas Quando o kick torna-se incontrolável: BLOWOUT!!! 14

15 15

16 16

17 17

18 18

19 Perfuração: Fundamentos Objetivo: Perfurar um poço com segurança: Seguindo normas e procedimentos adequados Sem causar instabilidades das formações (colapso, fraturamento) Sem permitir influxo de fluidos da formação (água, óleo, gás) Evitar kick e blowout 19

20 Revolução industrial Óleo combustível era utilizado para iluminar residências Uso crescente de máquinas a vapor necessidade de óleo lubrificante Escassez de óleo de baleia Necessidade de um substituto para o óleo de baleia 20

21 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 Profundidade de quase 60 pés, dos quais 40 pés eram de rocha. Revestimento com madeira para prevenir a contaminação da salmoura com água doce. 2

22 Perfuração Comercial: Pensilvânia, 1853 George Bissell Óleo de Sêneca: remédio iluminação Desafios: Produzir em quantidade Produzir com baixo custo Seneca Oil Company Perfuração Percussiva (irmãos Ruffner) 22

23 Seneca Oil Company Edwin Laurentine Drake (ferroviário aposentado) William A. Smith (sondador) 27 de agosto de 1859: primeiro óleo 21 metros de profundidade d (69 pés) Produção: cerca de 25 barris de óleo por dia 23

24 24

25 25

26 26

27 27

28 Perfuração rotativa: o poço de Lucas Spindletop, p, Texas, 1901 Formação anticlinal: exsudação de gás Patillo Higgins: corretor de imóveis e geólogo Acreditava haver óleo a 305 metros de profundidade Formação altamente inconsolidada Perfuração percussiva era infrutífera 28

29 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 48 mil barris por dia! 29

30 O Lucas Gusher em 10 de janeiro de 1901 Spindletop, Texas, EUA 30

31 Boiler Avenue, Spindletop,

32 Árvore de Natal utilizada por Lucas para controlar a vazão do poço. Primeiro poço a utilizar árvore de Natal. 32

33 33

34 Torres de perfuração na praia de Huntington Beach, Califórnia,

35 Perfuração offshore: Sondas terrestres montadas em píeres Campo de Summerland, Califórnia, 1897 Píeres com mais de 100 metros além da praia 35

36 Histórico 36

37 Caddo Lake, Louisiana, EUA, 1911: Gulf Refining Co. Frota de balsas, rebocadores e bate-estacas flutuantes Plataforma Ferry Lake nº1, na localidade de Caddo Lake na Louisiana, EUA. Primeiro poço: produção de 450 barris por dia Plataformas a cada 200 metros em uma área lacustre de aproximadamente 40 mil quilômetros quadrados. 37

38 Localidade de Caddo Lake em

39 Perfuração offshore no Golfo do México: Campo de Creole, litoral da Louisiana, EUA Pure Oil Co. e a Superior Oil Co., 1938 Estrutura offshore para instalar uma sonda Deck de madeira medindo 100 por 60 metros Lâmina d água rasa (cerca de 5 metros) Distância de 1 milha da costa da Louisiana Plataforma fixada utilizando 300 pilares de madeira tratada (pinheiro) 39

40 40

41 Primeira perfuração fora do alcance visual da costa: 1947 Kerr-McGee Oil Lâmina d água de 7 metros Distância de 18 milhas da costa da Louisiana Ship Shoal Block 32: Embarcação móvel com todas as instalações para perfuração e produção 4

42 42

43 43

44 Primeira plataforma submersível Breton Rig Lâmina d água de 3 metros 44

45 Plataformas semisubmersíveis: Conversão da submersível Blue Water 1 em semisubmersível em 1961 Surgiu de uma observação de campo Boa estabilidade na configuração semisubmersível Primeira plataforma semi-submersível construída especificamente para este fim: Ocean Driller em

46 Blue Water 1 46

47 Ocean Driller 47

48 Primeiro Navio-Sonda: Cuss 1, 1960 Dedicado ao projeto Mohole Perfurar várias locações da crosta terrestre Não era dedicado à E&P na indústria do petróleo 48

49 49

50 Bibliografia Recomendada Bourgoyne, A.T., M.E. Chenevert, K. Milheim, and F.S. Young. Applied Drilling Engineering, SPE Textbook Series, Richardson, Texas (1986). Rocha, L.A.S e Azevedo, C.T. Projeto de Poços de Petróleo: Geopressões e Assentamento de Colunas de Revestimentos. Interciência, Rio de Janeiro (2007). Rocha, L.A.S et al. Perfuração Direcional. Interciência, ecê ca, 2ª. Edição, Rio de Janeiro (2008). Artigos diversos da SPE ( Acesso gratuito a partir da UFRJ. 50