Parte 1

Hidráulica da Perfuração e
Controle de Poço
Prof. Paulo Couto
Engenharia do Petróleo
POLI/COPPE/UFRJ
Parte
Histórico
P t 1 – Introdução
I t d ã e Hi
tó i
Agosto / 2011
1
Onde está o petróleo?
p
2
Onde está o petróleo?
p
3
Onde está o petróleo?
p
4
Onde está o petróleo?
p
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
Onde está o petróleo?
p
Gas
G
Cap
Oil
Entrapment
Water
W
t
Seal Rock
Reservoir
Reservoi
Rock
Migration
120 F
120°
Generation
350° F
2480
6
Onde está o petróleo?
p
OBS Operations
Streamer
Operations
3D Seismic Data
7
Onde está o petróleo?
p
8
Onde está o petróleo?
p
Seção sísmica da Bacia de Santos
9
Onde está o petróleo?
p
10
Onde está o petróleo?
p
Para comprovar:
PERFURAR O POÇO!!!
Ç
1
Perfuração:
ç
Fundamentos
Broca
Rotação
Peso
Limpeza
Cimento
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Perfuração:
ç
Fundamentos
Blowout: Fluxo
incontrolável de
fluidos (gás,
g )
óleo e/ou água)
para dentro do
poço.
poço
13
Perfuração:
ç
Fundamentos
BLOWOUT
Kick: fluxo INDESEJÁVEL de fluidos para
dentro do poço
ki k pode
d ser controlável
t lá l por té
i
d
O kick
técnicas
de
perfuração e controle de poço adequadas
Quando o kick torna-se incontrolável:
BLOWOUT!!!
14
15
16
17
18
Perfuração:
ç
Fundamentos
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
(água, óleo, gás)
Evitar kick e blowout
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Histórico
Revolução industrial
Óleo combustível era utilizado p
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
b l i
baleia
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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
Profundidade de quase 60 pés, dos quais 40 pés
eram de rocha.
Revestimento com madeira para prevenir a
contaminação da salmoura com água doce.
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Histórico
Perfuração Comercial:
Pensilvânia,, 1853
George Bissell
Óleo de Sêneca: remédio → iluminação
Desafios:
Produzir em quantidade
Produzir com baixo custo
Seneca Oil Company
Perfuração
ç Percussiva ((irmãos Ruffner))
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Histórico
Seneca Oil Company
Edwin Laurentine Drake (ferroviário
(
aposentado)
William A
A. Smith (sondador)
27 de agosto de 1859: primeiro óleo
t
d profundidade
f did d (69 pés)
é )
21 metros
de
Produção: cerca de 25 barris de óleo por dia
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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,
p
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
P f
Perfuração
ã percussiva
i era iinfrutífera
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
48 mil barris por dia!
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Histórico
O “Lucas Gusher” em
10 de janeiro de 1901
Spindletop, Texas, EUA
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Boiler Avenue, Spindletop, 1903
Histórico
3
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
Torres de perfuração na praia de Huntington Beach, Califórnia, 1910.
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Histórico
Perfuração offshore:
Sondas terrestres montadas em píeres
p
Campo de Summerland, Califórnia, 1897
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
g Co.
Frota de balsas, rebocadores e bate-estacas
flutuantes
Plataforma Ferry Lake nº1, na localidade de
Caddo Lake na Louisiana
Louisiana, EUA
EUA.
Primeiro poço: produção de 450 barris por dia
Plataformas a cada 200 metros em uma área
lacustre de aproximadamente 40 mil
quilômetros quadrados.
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Histórico
Localidade de Caddo Lake em 1913.
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Histórico
Perfuração offshore no Golfo do México:
Campo
p 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)
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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
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
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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
â
ad
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
Boa estabilidade na configuração
semisubmersível
Primeira plataforma semi-submersível
construída
t íd especificamente
ifi
t para este
t fim:
fi
Ocean Driller em 1963
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Histórico
Blue Water 1
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Histórico
Ocean Driller
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Histórico
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
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Histórico
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Bibliografia
g
Recomendada
Bourgoyne, A.T., M.E. Chenevert, K. Milheim, and F.S.
Young. Applied Drilling Engineering, SPE Textbook
Series Richardson
Series,
Richardson, Texas (1986)
(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,
al. Perfuração
oc a, L.A.S
S et a
e u ação Direcional.
ec o a Interciência,
e c ê c a,
2ª. Edição, Rio de Janeiro (2008).
Artigos
g diversos da SPE ((www.onepetro.org).
p
g) Acesso
gratuito a partir da UFRJ.
50