SISTEMA UNDERBALANCED - UBD

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.