Petróleo e Energia

Segurança: Aspectos de Segurança na Cimentação de Poços de Petróleo

Petroleo e Energia
15 de dezembro de 2015
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    O estado físico do processo de endurecimento do cimento, desde a pasta líquida durante a colocação, passando pelo gel permeável durante o período crítico de hidratação até finalmente o sólido impermeável após a cura, torna conveniente definir o processo de migração de gás em três categorias: Imediata, Curto Prazo e Longo Prazo.

    A Imediata, que acontece durante a colocação da pasta de cimento, entre o início da operação de cimentação e o final da colocação que normalmente ocorre na batida do tampão de topo. Durante este período o gás pode migrar devido à menor pressão hidrostática de fluidos em relação à pressão de poros na zona de gás. Prevenir a migração de gás neste estágio é basicamente matéria de controle de poço, assim como é praticado durante a perfuração.

    A principal diferença entre o controle do poço durante a perfuração e durante a cimentação é a diferença de densidades do fluido de perfuração, do colchão lavador, do colchão espaçador e da(s) pasta(s) de cimento. A pressão hidrostática exercida frente à formação não é constante durante a execução da operação de cimentação. Se a pressão hidrostática no anular cair abaixo da pressão de formação do gás, em qualquer tempo, este pode ser liberado, diminuindo mais ainda a pressão hidrostática no anular, tornando-se assim um processo irreversível.

    Consequentemente, o planejamento de uma operação de cimentação deve fazer uso dos simuladores hidráulicos para assegurar que as pressões dinâmicas e a pressão hidrostática mínima se manterão entre as pressões de poros e de fratura durante toda a operação de cimentação.

    A segunda categoria, classificada como de Curto Prazo ou Pós Colocação, ocorre entre o fim da operação primária e o endurecimento do cimento. Este período se compreende entre alguns minutos até alguns dias após o final da operação.

    A migração de gás que ocorre neste período é talvez a mais complexa de se compreender, difícil de prever ou prevenir. Por esta razão, muitos trabalhos na indústria se concentram nela.

    A ocorrência de migração de gás neste estágio se deve ao decaimento da pressão no anular, que pode ser atribuído a uma combinação de diversos fatores, incluindo perda de filtrado da pasta para a formação, desenvolvimento de força gel e retração química do cimento durante a hidratação (Gráfico 7). O espaço para o gás entrar no anular durante este estágio pode ser criado pela perda de filtrado, água livre, retração química e porosidade da pasta.

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

    Gráfico 7

    Gráfico 7 – período de hidratação

    A força gel estática (SGS – Static Gel Strength) é um dos muitos fatores que contribuem para o decaimento da pressão no anular. Como a pasta gelificada começa se autossustentar, isso a faz perder a capacidade de transmitir pressão hidrostática. Um método de avaliar o impacto do desenvolvimento da força gel no influxo de fluido no poço é calcular a Força Gel Estática Crítica (CSGS – Critical Static Gel Strength) e então medir o Período Crítico de Hidratação ou tempo de transição (CGSP – Critical Gel Strength Period).

    CSGS é definido como o gel estático que a pasta alcança, resultando no decaimento da pressão hidrostática no ponto em que se equilibra com a pressão de poros. O CSGS é calculado pela fórmula:

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

    Fórmula

    Já o CGSP é definido como o tempo necessário para a pasta progredir da força gel estática crítica até a força gel de 500 lbf/100 ft2. Dados de laboratório mostraram que valores em torno de 500 lbf/100 ft2 indicam uma situação em que existe muito baixa probabilidade de influxo de fluido durante a hidratação do cimento.

    O aparelho SGSA (Static Gel Strength Analyzer) é capaz de medir o desenvolvimento da força gel num determinado período de tempo. A partir do cálculo do CSGS da fórmula acima, mede-se o tempo que a pasta consome para alcançar a força gel de 500 lbf/100 ft2 a partir do valor de CSGS calculado.

    Segundo a norma API 65 – Isolating Potential Flow Zones During Well Construction, o tempo máximo do período crítico de hidratação (CGSP) é de 45 minutos, no entanto têm se buscado tempos inferiores a 30 minutos. A força gel estática pode ser controlada com o uso de aditivos especiais desenhados para diminuir o CGSP.



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    3 Comentários


    1. Eu gostaria de saber quais as medidas a se tomar para evitar a poluição ambiental causado por poços de petróleo?


    2. Kanga Garcia João

      Eu quero tanto me formar nessa área,ou fazer este curso,o que eu posso fazer? Por favor me ajudem.



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