INTRODUÇÃO
O
processo de perfuração de poços de petróleo existe a pouco mais de cento e
cinquenta anos, desse período até os dias atuais, várias técnicas de perfuração
foram utilizadas e muitas aperfeiçoadas, visando reduzir os riscos e
complicações encontrados nas diversas formações a serem perfuradas.
Na
perfuração de poços de petróleo, existem fases, pois as camadas geológicas
encontradas são diferentes e necessitam de cuidados diferenciados ao serem
perfuradas, neste contexto, foi preciso à criação de técnicas que
possibilitassem maior estabilidade do poço durante a perfuração. Conseguiu-se
isso através do fluído de perfuração, que através de sua densidade, permite uma
maior estabilização do poço.
De acordo com a densidade do fluído destacam-se
três sistemas, são eles: Sistema Sobre-Balanceado (Overbalanced), onde a
densidade equivalente de circulação do fluído (ECD) é sempre maior que a
pressão de poros da formação, Sistema Balanceado (Balanced), possível apenas em
poço estático, onde a ECD se iguala a pressão de poros da formação, e Sistema Sub-
Balanceado (Underbalanced), onde a ECD é sempre menor que a pressão de poros da
formação, neste trabalho explanaremos sobre a última.
REFERENCIAL TEÓRICO
Todos os
primeiros poços perfurados no início da atividade petrolífera americana eram
sub-balanceados e um fato que comprova isso é o início da produção assim que o
alvo, o reservatório, era alcançado. Somente depois do desenvolvimento dos
sistemas de circulação de lama e os BOPs (Blowout Preventers) que a Overbalance
ganhou notoriedade.
O
diferencial do sistema Underbalance em relação ao Overbalance é o fato da
manutenção do peso equivalente do fluido no fundo do poço ser menor que o
gradiente de poros na determinada profundidade, em condições estáticas e dinâmicas.
O influxo que no overbalanced (Overbalanced Drilling - OBD) era evitado, agora
é estimulado, fazendo com que novos equipamentos tivessem que ser desenvolvidos
para manter a segurança da operação e de sua tripulação.
Existem três
principais motivos para se querer perfurar em underbalanced (Underbalanced
Drilling - UBD): minimizar problemas relacionados ao diferencial de pressão do
OBD, maximizar a recuperação de hidrocarbonetos e a caracterização do
reservatório.
Os
principais problemas que ocorrem com a OBD, que a UBD tenta mitigar são: prisão
da coluna por diferencial de pressão, perda de circulação e baixa taxa de
penetração (ROP). A prisão de coluna é evitada porque, com uma pressão reduzida
em todos os pontos do poço, comparativamente ao OBD, o diferencial de pressão
com a pressão da formação é menor. A perda de circulação também é menor pelo
mesmo motivo, fazendo com que não ocorra passagem de fluido para a formação,
não ocorrendo filtrado. Por fim, com uma menor pressão hidrostática sobre a broca,
a interação broca-formação é facilitada, fazendo com que não só a broca opere
mais eficientemente, mas também aumente sua vida útil. No entanto, é conhecido
que as conexões e manobras da coluna de formação para diversas finalidades são
mais difíceis e demandam mais tempo em UBD, fazendo com que tenha que ser
balanceado o ganho de ROP e o maior tempo perdido em outras atividades quando
utilizando o UBD.
A
maximização da recuperação de hidrocarbonetos não era algo significativo até os
últimos poços serem perfurados com técnicas de UBD. A diminuição do drawdown e
o aumento da produtividade desses últimos poços foi extremamente relevante
justificado por dois fatores entrelaçados: com o menor diferencial de pressão,
menos, ou nenhum volume de lama irá penetrar pelos poros da formação em contato
com o poço, fazendo com que não haja danificação das características
permoporosas da formação; esse efeito é chamado de efeito película que
relaciona um possível estímulo ou dano a formação devido ao diferencial de pressão;
no caso do UBD o efeito da película é próximo de zero, minimizando ou até não
ocorrendo dano a formação. Além disso, o encontro de outras formações
produtoras, anteriormente renegadas é algo que pode trazer grande retorno financeiro
no momento no qual a indústria se encontra com dificuldade de encontrar novos
campos. Há sempre a possiblidade de “praticamente” não ocorrer tal efeito
devido ao desconhecimento geológico e dificuldades operacionais, fazendo com
que a intenção da operação se mantenha sempre em sub-balanço, mas, podendo
encontrar uma formação anormalmente subpressurizada, fazendo com que se torne
sobrebalanceada em certo trecho da atividade.
Por fim, com
um WBP (Welllbone Pressure) menor que a pressão de poros, o influxo sempre será
estimulado a migrar para o poço, fazendo com que seja possível ter uma
conclusão mais exata de quais são os valores da pressão de poros em
determinados trechos da rocha, já que, na Overbalance esses valores eram
aproximados por poços de correlação ou através da prospecção sísmica.
Drawdown é a
diferença entre a pressão média do reservatório e a pressão equivalente ao
fundo do poço. Este diferencial de pressão que fará com que os fluidos migrem
do reservatório para o interior do poço.
Esses
métodos são utilizados para evitar possíveis kicks e até mesmo um blow-out,
esse segundo é um fluxo
descontrolado de hidrocarbonetos saindo de um poço de petróleo devido a alguma
falha no seu sistema de controle de pressão, ou seja, o blow-out é o fluxo
descontrolado de fluidos da formação para a superfície, devido ao
desbalanceamento entre a pressão hidrostática da lama de perfuração ou fluido
de completação e a pressão da formação.
Para
se evitar um blow-out, é necessário realizar um rigoroso controle de pressão
hidrostática do poço, para assegurar que ela sempre seja um pouco mais alta do
que a pressão no interior da formação, assim, os fluidos da formação não
poderão sair descontroladamente. Por outro lado, a pressão no poço não pode ser
muito elevada, do que no interior da formação para evitar que o fluido de
perfuração entre na formação, danificando a mesma. O controle da pressão no
poço é feito através do ajuste da densidade do fluido de perfuração que é
injetado no mesmo. Torna-se também necessária a verificação do volume de fluido
de perfuração que retorna para os tanques. Caso o volume que retorna seja maior
do que o volume de fluido injetado verifica-se que a formação está expulsando
fluido do poço, este fenômeno é chamado de kick, que é um aviso da
Possibilidade de ocorrer um blow-out.
O método de underbalanced (figura 1) na
completação, funciona com a pressão do poço menor que a pressão da formação,
tentando assim solucionar o problema de danos à formação. Com o diferencial de
pressão favorável a formação, logo após o canhoneio, o reservatório entra em
produção. Assim, o poço deve estar totalmente completado e equipado.
ONDE ENCONTRAMOS O SISTEMA SUB-BALANCEADO OU UNDERBALANCED
No
Brasil, a perfuração com o sistema underbalanced foi empregada em poços
terrestres na Amazônia, no campo de Carmópolis, em SE, no campo de Candeias na
Bahia e na Bacia do Paraná em várias locações, no mar, a PETROBRÁS foi a
pioneira a realizar uma operação com sistema underbalanced de perfuração com
sonda flutuante, empregando fluido aerado num poço do Campo de Albacora na
Bacia de Campos.
CONCLUSÃO
A perfuração
através do sistema Sobre-balanceado (Overbalanced), se destacou entre as outras
durante anos, sendo a mais utilizada, porém nos dias atuais, tecnologias novas
têm surgido para atender as demandas e as dificuldades encontradas nos poços
como: controle de Kicks, estabilidade do poço, redução do tempo não produtivo
(NPT- Non Production Time), ultrapassar barreiras geológicas, dentre outras.
Entre as
novas tecnologias e técnicas destaca-se a perfuração através do sistema
Sub-balanceado (Underbalanced) ou underbalanced drilling (UBD), sistema que
traz várias vantagens em relação ao overbalanced como: redução do risco de
prisão da coluna por diferencial de pressão, redução da perda de circulação e
da baixa taxa de penetração (ROP).
Com
isso concluímos que para manter o poço longe de kick, que é um aviso da possibilidade de ocorrer um blow-out, é
necessário manter o poço em overbalanced, porém para outros momentos
específicos é mais vantajosa a utilização dos Sistemas Balanced e o
Underbalanced.
