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15 de dezembro de 2015

Segurança: Aspectos de Segurança na Cimentação de Poços de Petróleo

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Publicado por: Petroleo e Energia
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    Texto: Jan Fernandes Aslan

    Petróleo & Energia, Segurança: Aspectos de Segurança na Cimentação de Poços de Petróleo ©QD

    Gráfico 1

    Os riscos relacionados à segurança das operações devem ser analisados por cada equipe responsável, desde a fase conceitual do projeto até a sua execução. Esta prática, uma vez negligenciada, pode dar origem a acidentes como o da sonda Deepwater Horizon, no prospecto de Macondo, onde a explosão da plataforma resultou no derramamento no mar de mais de 4 milhões de barris de petróleo e na perda das vidas de 11 funcionários.

    Blowouts (como o ocorrido em Macondo) são eventos de fluxo descontrolado de fluidos da formação para a superfície devido a alguma falha no sistema de controle da pressão no poço. Segundo a Mineral Management Service (MMS), agência americana equivalente à ANP no Brasil, durante o período entre 1992 e 2006, o principal fator que contribuiu para blowouts na porção offshore americana foi a cimentação (18 em 54 blowouts reportados).

    A cimentação em poços de petróleo é basicamente a colocação de pasta de cimento numa porção do poço com o objetivo de isolar hidraulicamente diferentes zonas de interesse que foram deixadas expostas durante a sua perfuração. A importância do isolamento dessas zonas, além da produção seletiva de hidrocarboneto na profundidade de interesse, é compor com ele um sistema de barreiras de segurança, em conformidade com a Portaria da ANP N° 25, sendo um dos elementos de integridade do poço.

    As falhas na cimentação, se não forem identificadas ou controladas, podem dar origem a acidentes que provocam danos pessoais, materiais, ambientais e financeiros. Além de prejudicar a imagem das empresas envolvidas.

    Petróleo & Energia, Segurança: Aspectos de Segurança na Cimentação de Poços de Petróleo ©QD

    Gráfico 2

    A mitigação dos riscos na cimentação de poços trata essencialmente do seguimento das boas práticas aplicáveis para cada tipo de operação e da compreensão e utilização de técnicas para combater a migração de gás que é considerado um cenário de risco mais elevado devido às dificuldades de detecção de um influxo.

    Cimentando um Poço de Petróleo – Depois de perfurada a fase do poço (Gráfico 1), tubos de revestimento de aço carbono são enroscados e descidos com sua base posicionada próxima da profundidade final da perfuração (Gráfico 2).

    Gráfico 1 e 2

    Depois de posicionado o revestimento no fundo do poço, é iniciada a circulação do fluido de perfuração por meio das bombas da sonda. A base do revestimento (sapata) possui válvulas que permitem a passagem do fluido de perfuração do interior do revestimento para o espaço anular do poço, mas fecham a passagem quando o bombeio é interrompido.

    Após o fim da circulação, inicia-se o bombeio de colchão espaçador e pasta de cimento pelo interior do revestimento. Um tampão de borracha instalado no topo do revestimento é usado para separar a pasta de cimento do fluido de perfuração. Este tampão é empurrado pelo fluido de deslocamento com uma vazão programada (f). O final da cimentação (Gráfico 3) é alcançado quando o tampão de borracha topa no colar flutuante, impedindo a continuidade do fluxo. Dessa forma, o cimento empurrado pelo tampão de borracha fica posicionado dentro do revestimento, entre o colar flutuante e a sapata, e no espaço anular entre o poço e o revestimento até uma altura necessária para cobrir as zonas de interesse. Colar flutuante é um equipamento colocado entre tubos de revestimento aproximadamente 50 metros acima da base do revestimento, possuindo o mesmo sistema de válvulas da sapata. O funcionamento destas válvulas é muito importante ao final da operação de cimentação, quando fluidos mais densos no anular do poço têm a tendência de retornar para o interior do revestimento devido ao diferencial de pressão (Tubo em U). Estas válvulas não permitem tal retorno, mantendo a pasta na posição projetada.

    Petróleo & Energia, Segurança: Aspectos de Segurança na Cimentação de Poços de Petróleo ©QD

    Gráfico 3

    Gráfico 3

    O êxito da cimentação é alcançado quando cimento íntegro é posicionado em toda a circunferência do anular, impedindo qualquer comunicação entre as zonas que se deseja isolar. Para evitar falhas na cimentação, que podem dar origem à comunicação de fluidos entre zonas e influxo para a superfície (blowout), serão apresentadas práticas estabelecidas pela indústria para minimização destes riscos.

    Práticas Recomendadas para Cimentação 

    Antes da Operação de Cimentação – O sucesso da cimentação tem relação direta com as operações que a antecedem. Durante a perfuração da fase, um poço bem calibrado e um fluido de perfuração com um controle de filtrado bem ajustado são muito importantes para a cimentação. Um poço descalibrado e com grandes arrombamentos torna a operação mais sujeita a riscos, uma vez que há maior área anular a ser coberta com o cimento. Por sua vez, um fluido de perfuração com altos valores de filtração pode formar rebocos espessos na parede da formação, criando zonas de baixa mobilidade e difícil remoção.

     


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