Curso Básico Cimentação de Poços

CIMENTAO DE POOS

Gilson CamposE&P/ENGP/EP/PERFjul/07

Objetivo da cimentao primriaPosicionar uma pasta de cimento (gua, cimento e aditivos especiais) ntegra no espao anular revestimento-formao

A pasta de cimento um fluido a ser bombeado at a sua posio final e, ento, em repouso, adquiri resistncia compressiva suficiente para:

restringir o movimento de fluidos entre as diferentes formaes atravessadas (por exemplo, zonas de diferentes presses, isolar aqferos, etc.)

prover aderncia entre o cimento e a formao

prover suporte mecnico para o revestimento

Objetivo da cimentao primria

Objetivos da Cimentao SecundriaCorreo de Cimentao - SqueezeForar uma pasta de cimento nos canhoneados do revestimento e/ou em canais formados pela m cimentao

Corrigir falhas da cimentao primria - problemas de canalizao - mais difcil que a cimentao primria Eliminar a entrada de gua de uma zona indesejvel - fechamento de canhoneioReduzir a RGO atravs do isolamento da zona de gs adjacente a zona de leoAbandonar zonas depletadasReparar vazamentos na coluna de revestimento

POR QUE AS OPERAES FALHAM?35% - Prticas Pr-Operacionais20% - Projeto de Lavadores e Espaadores15% - Projeto da Pasta de Cimento5% - Erros de Misturas Secas Cimentantes5% - Problemas de Mistura da Pasta20% - Problemas Ps-Operacionais

Deficincias de um Selante - Causas

Aderncia deficiente na interface cimento/revestimento ou cimento/formao podendo tambm causar falha no isolamento;Fluido de perfurao e reboco com propriedades inadequadas permitindo o fluxo de gs ascendente no anular; Contrao volumtrica aprecivel devido ao processo de hidratao e/ou fissurao da bainha de cimento sob tenso gerando fraturas e microanulares que permite a migrao de fluidos

Deficincias de um Selante - Causas

Geleificao prematura resultando na perda do controle da presso hidrosttica;Perda de filtrado excessiva permitindo o gs entrar na coluna de pasta; Densidade incorreta da pasta podendo resultar no desbalanceio hidrosttico e entrada de fluidos na pasta; Pastas altamente permeveis contribuindo para deficincias no isolamento hidrulico e resistncia ao fluxo de gs.

Perda do isolamentoCanalizao da pastaMais Crtico em poos desviadosPode resultar na perda do isolamento

Perda do isolamentoDurante a hidratao ou aps a cura

FATORES RELEVANTES PARA A CIMENTAO Procedimentos Anteriores Cimentao

Projetos dos Colches

Projeto da Pasta de Cimento

Equipamentos, misturas secas e aditivos

Mistura da Pasta

Procedimento Ps Cimentao

Dimetro e Condio do Poo

Descida do Revestimento

Condicionamento do Fluido de Perfurao

Substituio do fluido de perfurao pela pasta no anular

Optimizao da Hidrulica da CimentaoPROCEDIMENTOS ANTERIORES A CIMENTAO

Perda de CirculaoZona de Alta PressoIrregularidades SeverasArgilas/Folhelhos SensveisArrombamentos Severos Pontos de FechamentoCARACTERSTICAS DO POO

CONDIO DO POO Geometria do poo e dimetro de revestimento > clculo do volume de pasta.

Informaes de temperatura e presso de formao/litologia > (peso especfico, tipos de aditivos)

DADOS DE FORMAO

Identificao dos fluidos/fraturas

Presso de fratura Presso de poros(topo e base do intervalo a cimentar)

Avaliao da necessidade de mais de um estgio ou 2 pastas

DADOS DE TEMPERATURA Importante para o projeto da pasta e previso de seu comportamento.

Temperatura esttica obtida a partir do GG ou perfilagem.

BHCT obtida de tabelas ou medidas atravs de registros. Define o tipo de retardador.

Importante conhecer o diferencial de temperatura esttica entre topo e base da coluna de cimento.

TRAJETRIA DO POO A profundidade influncia o gradiente de temperatura, volume de fluidos, presses de frico e hidrosttica.

O dimetro e peso do revestimento so escolhidos levando em considerao as tenses mecnicas esperadas durante a vida do poo.

A inclinao do poo exige maior comprometimento da pasta quanto a sedimentao e a gua livre

TRAJETRIA DO POO

Condio do fluido antes da descida

Circulao intermediria a cada 1000 m

Descida do Revestimento Lentamente

Assentamento do Revestimento Acima do Fundo de Poo

Assentamento do Revestimento em Formaes Competentes

DESCIDA DO REVESTIMENTO

CONDICIONAMENTO DO FLUIDO DE PERFURAOReduzir a Viscosidade do Fluido de PerfuraoReduzir VP e LEReduzir o Teor de Slidos

Reduzir o Filtrado

Eliminar Gis Progressivos

Circular at Uniformidade

Retorno Mnimo de Cascalhos

CONDICIONAMENTO DO FLUIDO DE PERFURAO

Remoo da lama imvelLama imvel: alterada por gelificao e filtrao

Usar a maior vazo possvel

Movimentao da coluna Rotao melhor que reciprocaoUso de arranhadores

Colches lavadores e espaadores

Simulao Computacional Anteriormente a Operao

Avaliao do Efeito da Queda Livre

Optimizao das Vazes de Bombeio

Minimizao de Surge e Swab

Optimizao das Presses de Frico

DENSIDADE EQUIVALENTE DE CIRCULAO

DENSIDADE EQUIVALENTE DE CIRCULAO

MECNICA DE SUBSTITUIOObter Dimetro Real do PooDeterminar Cliper FluidoCorrer Cliper Mecnico

Utilizar Centralizadores

Movimentar a Coluna de Revestimento

Utilizar Colches Compatveis

Bombear Colches em Turbulncia

Resistncia ao fluxo menor na parte larga do anular

Diferencial de velocidades pode resultar na canalizaoCentralizao da Coluna de Revestimento

Centralizao da Coluna de RevestimentoSTO = C/(A B)BAC

BENEFCIOS DA CENTRALIZAO

BENEFCIOS DA CENTRALIZAOMelhorar a Eficincia do Deslocamento

Reduzir a Priso Diferencial

Aumentar a Centralizao da Coluna

Reduzir Arraste

Possibilita Aumentar a Turbulncia

Movimentao da Coluna de Revestimento utilizada a rotao e/ou reciprocao

Ajuda a quebrar o gel do fluido contido no poo

Auxilia na remoo anular no caso de poos descentralizadosArranhadoresRotao

Movimentao da Coluna de Revestimento

MOVIMENTAO DA TUBULUOReciprocaoEm Baixas VazesEvitar Presses de Surge e Swab Simples

RotaoEm Baixas VazesEvitar Torques Excessivos Mais Difcil e Custosa

EFEITOS DA CONTAMINAO PASTA/FLUIDODiminui a Resistncia Compresso

Aumenta ou Diminui o Tempo de Bombeio

Aumenta a Viscosidade Aumenta a DECAumenta a Canalizao Incrementa a Contaminao Adicional

Diminui a Aderncia Hidrulica

Aumenta o Filtrado e a gua Livre

Diminui a Eficincia de Deslocamento

REMOO DEFICIENTE DO FLUIDOPoo Perfurado Inadequadamente

Fluido Tratado Inadequadamente

Centralizao Deficiente

Projeto ou Composio Inadequada dos Colches

Vazo de Circulao ou Tempo Insuficiente

Falta de Movimentao da ColunaFatores Determinantes:

FORAS QUE AFETAM A REMOO Foras de ArrasteFluido para o Colcho Fluido para o RevestimentoFluido para a Formao

Regimes de FluxoFluxo TurbulentoFluxo LaminarFluxo Tampo

FlutuaoDiferenas de Densidade

PERFIS DE VELOCIDADE NO ANULAR

CIRCULAO PARA CIMENTARCircular na Maior Vazo Possvel

Se necessrio:Bombear Colches Viscosos para LimpezaBombear Colches de Baixa ReologiaModificar as Vazes Modificar a Densidade do Fluido

Condio ideal a obteno de uma Eficincia de Deslocamento de 95 %

CLIPER DO POOCorrer Cliper Fluido antes da Perfilagem

Correr Cliper de 4 Braos

Correr Cliper Fluido Antes de Descer o Revestimento

Correr Cliper Fluido Depois de Descer o Revestimento

Obter uma Eficincia de 95%

UTILIZAO DE TAMPES MECNICOSTampo de fundo: separa pasta (ou espaador) da lama a frente

Tampo de fundo: raspa e limpa o interior do revestimento do filme de lama aderido

Tampo de fundo: membrana rompe com 300 psi quando chega ao colar

Tampo de topo: separa pasta do fluido de deslocamento, evitando contaminao

Tampo de topo: ao atingir o colar no rompe, marcando o fim da cimentao

FATORES RELEVANTES PARA A CIMENTAOProcedimentos Anteriores Cimentao




Mistura da Pasta


OBJETIVO DE UM PROJETO DE COLCHOServir como uma Barreira

Auxiliar a Remoo do Fluido

Tornar as Superfcie Molhveis a gua

COLCHES LAVADORES E ESPAADORESFluidos que evitam contato entre fluido de perfurao e a pasta

Devem limpar a lama das paredes do poo, promovendo melhor aderncia da pasta

Colches lavadores so pouco viscosos, prprios para fluxo turbulento. Geralmente contm dispersantes, para afinar a lama

Colches espaadores so mais viscosos e mais densos para separar lama e pasta. Geralmente a densidade e reologia esto entre as da pasta e as da lama

Ordem: lama lavador espaador - pasta

CARACTERSTICAS DE UM COLCHODensidade 1/2 ppg maior que o fluido

Compatvel com a Pasta

Compatvel com o FluidoEfeito AfinanteBoa Reologia em Baixas Taxas

Facilmente Bombevel em Turbulncia

Inverta a Molhabilidade para gua das Superfcies de Contato

PREVENO DA CONTAMINAO PASTA/FLUIDO(RESUMO)Condicionamento do fluido de perfurao

Utilizao de tampes mecnicos

Centralizao do revestimento

Movimentao do revestimento (rotao e reciprocao) durante circulao de lama e cimentando

Colches (lavadores e espaadores) compatveis com lama e pasta

Volumes de fluidos adequados (tempo de contato)

Escolha das vazes de bombeio (preferncia altas vazes e regime turbulento) atravs de simulao computacional





Mistura da Pasta


CRITRIO GERAL DE PROJETO DA PASTAExatido da Temperatura Esttica

Densidade da pasta 0,5 ppg maior que o Colcho

35% de Slica se acima de 230F

Resistncia Compresso corrida com 85% da Temperatura Esttica

Utilizar gua e Cimento da Sonda

Projetar Considerando Problemas Especficos Migrao de Gs reas de Anulares DelgadosAlta Permeabilidade, etc.

CRITRIO DO FILTRADOPara Migrao de Gs - < 50 ccs

Para Revestimento ou Liners de Produo - < 100 ccs

Para Outros Revestimentos quando Solicitado - 250 to 500 ccs

CRITRIO DA GUA LIVRE E SEDIMENTAOPastas com Controle da Migrao de Gs - Zero ccs

Liners de Produo - Zero ccs

Cimentao No-Crticas - < 1%

Poos Direcionais - Zero ccs

Rebaixamento de topo < 5 mm

Diferena de Densidade Mx. 0,5 lb/gal

CRITRIO DO TEMPO DE ESPESSAMENTOSimular Condies de Fundo de Poo

Definir o Tempo Total do Servio mais 1 a 1.5 Horas Adicionais

Simular Pr-Mistura da Pasta

Pasta com Pega em ngulo Reto par Controle de Gs e de Produo

Reportar os Tempos para Atingir 50, 75 e 100 UCs

RESUMO PARA O PROJETO DA PASTA Colocao da pasta no anular:Temperatura ir definir os tipos de aditivos a empregarPresses da formao e geometria iro determinar a densidade e reologia da pastaVolumes e vazes de pasta e deslocamento iro determinar o tempo de bombeabilidade necessrioTipo de formao e fluidos nela presentes iro determinar o controle de filtrado necessrioTipo de fluido existente no poo ir determinar o tipo de colches a empregar

Ps colocao anular* Desenvolvimento da resistncia compresso* Estabilidade e gua livre* Permeabilidade, Migrao de gs





Mistura da Pasta


EQUIPAMENTOS, MISTURAS SECAS E ADITIVOSCalibrar Clulas de Carga

Verificar Clculos de Peso

Visualmente Inspecionar Tanques

Contar os Sacos de Aditivos

Homogeneizar Misturas Secas

Coletar Amostras de Misturas Secas e Correr Testes para Verificao





Mistura da Pasta


MISTURA DA PASTAObter Amostras de Todos os Componentes da Pasta

Monitorar a operao

Utilizar Tampes de Topo e de Fundo

Bombear Colches Atrs do Tampo de Fundo

Monitorar a Densidade e o Retorno

Manter a Densidade da Pasta em 0.1 ppg

CONTROLE DA DENSIDADE DA PASTADensidade afeta outras propriedades da pasta (resistncia compressiva, filtrado, viscosidade, etc)

Se densidade maior que desejada, menos gua de mistura e menor quantidade de aditivos (se retardador pode causar pega indesejada)

Se densidade menor que desejada, mais gua de mistura e menor resistncia compressiva e maior filtrado e gua livre

Estudos mostram que erros de +/- 0,3 lb/gal podem causar at 30% na reduo da resistncia compressiva

Unidades com controle automtico de densidade

QUEDA LIVRE DA PASTA NO REVESTIMENTOCausa: diferena de densidades entre fluidos no interior do revestimento e lama no anular

Durante free fall, vazes dos fluidos variam e so diferentes da vazo da bomba

Durante acelerao pode haver espao entre a coluna de fluido e a cabea de cimentao Pbombeio = 0

Durante desacelerao a vazo de retorno pode comprometer a remoo da lama

Uso de simuladores computacionais ajudam a programar a vazo de bombeio para evitar o free fall

QUEDA LIVRE DA PASTA NO REVESTIMENTO

MISTURADOR DE JATOS

SISTEMA DE RECIRCULAO





Mistura da Pasta


PROCEDIMENTO PS CIMENTAONo Manter o Revestimento Pressurizado Durante a Pega

Utilizar Fluido de Deslocamento com Densidade Inferior

Evitar o Sobredeslocamento

Aguardar no mnimo 48 Hrs. Antes de Correr o Perfil de Cimentao

Correr Perfis Com Presso

Monitorar o Anular para avaliar Perdas ou Pressurizao

RECOMENDAES FINAISAtentar para Comunicao Adequada com envolvidos

Trabalhar em Conjunto

Evitar Atalhos

Otimizar o tempo e focar nas recomendaes

TAMPO DE CIMENTO

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