Desde do inicio quando começou a perfuração de poços através do modo de percussão em Tittusville, Pensilvânia, E.U.A. no ano de 1859 percebeu a necessidade de revestimento no poço para proteger suas paredes.
Esse revestimento era de alvenaria, passou a ser de madeira, e até décadas atrás era de ferro fundido, e agora é de aço especial.
O poço é perfurado em fases que podem ir de três a quatro normalmente, mas pode chegar até a oito em certas ocasiões. Essas fases acontecem através de perfurações na seguinte sequencia, uma coluna de perfuração e logo em seguida uma coluna de revestimento. Esse processo será explicado com maiores detalhes na decorrência do texto
A perfuração no Brasil começou em terra (onshore) e com o aprimoramento da técnica e estudo que indicava a possibilidade de hidrocarboneto no oceano, começou a perfuração no mar (offshore) em lâminas d’água (LDA) rasas. E nos anos seguintes quando maior LDA, maior era a técnica utilizada, o que era no começo praticamente sonda terrestre operando no mar com algumas adaptações hoje se tem sonda desenvolvidas para exclusivas atividades no mar de varias modalidades para cada tipo de situação. Como resultado desse processo de evolução 80% da produção de petróleo do Brasil vem do mar.
Sistema de cabeça de poço submarino.
A perfuração de um poço em offshore acontece de duas formas em plataformas fixas e auto-eleveis o Equipamentos de Segurança de Cabeça de Poço (ESCP) fica na superfície da plataforma, e nas plataformas semi-submersivel e navio sonda ficam no solo marinho.
Nos dois sistemas a coluna de revestimento ficam ancorada no fundo do mar, recebendo em parte do peso da plataforma.
Cabeça de poço.
Sistema de segurança é constituído dos (ESCP) e de equipamento complementares que possibilitam o fechamento.
A cabeça de poço é constituída de diversos equipamentos que permitem a ancoragem e vedação das colunas de revestimento na superfície. São eles: cabeça de revestimento, carretel de revestimento e cabeça de produção.
A cabeça de poço é um conjunto de equipamento sobreposto um em cima do outro. Da seguinte forma quando é assentado o condutor vem junto com ele um alojador de borracha que vai dar condições do revestimento seguinte ser assentado sobre ele que no caso seria o revestimento de superfície, este por sua vez terá um alojador para os seguintes equipamentos, cabeça de revestimento, carretel de revestimento e cabeça de produção. Logo após o revestimento de superfície a perfuração se da com fluido de perfuração e esses equipamento são responsável pela segurança do poço.
a) Sistema de cabeça de poço para plataforma fixas e auto-eleváveis.
Em poços perfuração com plataforma fixa ou auto-eleváveis, o sistema de suspensão de fundo do mar permite ancorar os revestimentos após a sua cimentação, abandonar o poço e retonar a ele (tié-back) quando necessário.
Mesmo com os revetimentos ancorados no fundo do mar, há necessidade de em cabeçal de superfície, que tem a função de vedação secundária e de sustentação do peso dos tubos de revestimentos que se encontram acima do fundo do mar.
Se o poço não for completado para produção logo após a perfuração, ele será abandonado, temporariamente, e tamponado. Após este tamponamento e a desmontagem do cabeçal de superfície do poço, os revestimentos acima do fundo do mar são desconectados e retirados.
b. Sistema de cabeça de poço para plataforma flutuante.
Nas plataformas flutuante todo sistema de cabeça de poço fica no mar devido a sua dimensão ser maior. Existe dois tipos de sistemas para as plataformas.
O primeiro é para lâmina d’água até 400 metros e é com sistema cabos guias (Guideline System). E o segundo é para lâmina d’água maior que 400 metros sistema sem cabo guias (Guidelineless System) esse sistema em plataforma com sistema de posicionamento dinâmico..
Todos os dois tem em comum é colocar base guia temporária (BGT) no fundo do mar que é o primeiro equipamento no processo de perfuração. Cuja a função é ancorar os quatros cabos de aço para prover um guia primário efetivo para começo da perfuração.
Fazendo uso da BGT inicia a perfuração com uma broca de 26” e alargador de 36”, essa primeira fase do poço se usa água do mar e o retorno do cascalho fica no solo marinho.
· Revestimento Condutor
Após alcançar a profundidade planejada, retira a coluna de perfuração e desce o conjunto revestimento condutor, alojador e base guia permanente (BGP)
É o primeiro revestimento do poço, pode ir de uma profundidade de 10 a 50 m, e sua função é sustentar os cascalhos ao redor do poço. No poço cujo o diâmetro é de 36”, é descido e centralizado o revestimento de 30” criando um espaço anular de 3” esse espaço é cimentado por toda extensão do revestimento até o solo marinho. O condutor pode ser de 36”, 30”, 20” 13 3/8”.
Após chegar a profundidade determinada, a coluna de perfuração e retirada e começa a segunda fase da perfuração.
· Revestimento de Superficie
Logo após tem inicio a perfuração da fase seguinte, uma nova coluna de perfuração desce com uma broca de 26”, utilizando também água do mar. Percebesse que o revestimento anterior (condutor) tem um diâmetro de 30” e a broca de 26” evitando o atrito entre ambos. Fazendo uso da base de guia permanente (BGP) se inicia a perfuração quando atingida a profundidade determinada a coluna de perfuração é retirada .
Com uma extensão na faixa de 100 a 600 metros, é o revestimento responsável por receber os equipamentos de segurança de cabeça de poço, e isolar o poço de possíveis influxos tanto de natureza gasosa ou líquida.
Após a perfuração do poço de 26”, é descida e centralizado o revestimento de superfície de 20” criando novamente um espaço anular de 3” que cimentado por toda sua extensão para evitar a flambagem devido ao grande peso dos equipamentos e dos revestimentos que virão em seguida. Dependo da ocasião os diâmetro do revestimento pode ser de 18 5/8”, 16” 13 3/8”, 10 3/4”e 9 5/8”.
O revestimento tem em sua extremidade superior um alojador de alta pressão.
Este alojador tem como função promover a integração do revestimento de superfície com os demais componentes, permitir a conexão dos equipamentos na fase de produção do poço.
O alojador de alta pressão é usualmente especificado com diâmetro interno nominal de 18 ¾” e pressão de trabalho de 10.000 psi. Em geral, é dimensionado para receber três suspensores com diâmetro nominais internos de 13 3 / 8” , 9 5/ 8” e 7”.
Após a cimentação do revestimento de superfície, descem e são conectados o BOP e o riser, que permitirão a perfuração das fases ate a conclusão do poço. O BOP é o equipamento mais importante ESCP (Equipamento de Segurança de Cabeça de Poço), tem a função de controlar kiks e evitar blowout.
· Revestimento Intermediário.
O que tem de especial nessa nova etapa é o BOP (Blowout Preventer) e o riser. Começa uma nova fase com uma coluna de perfuração com broca de diâmetro menor que o revestimento anterior, e fazendo uso do fluido de perfuração que tem entre suas principais funções criar pressão hidroestática maior que a pressão dos poros com o objetivo de evitar que haja influxo de qualquer natureza e levar os cascalhos provocados pela perfuração até a superfície pela coluna de riser.
Depois de concluída a perfuração a coluna é retirada, é de suma importância que no momento que estiver retirando a coluna de perfuração seja colocado simultaneamente o fluido de perfuração no mesmo volume de aço que estiver saindo tem que ser o mesmo que estver entrando de fluido de perfuração, para que a pressão hidroestática seja maior que a pressão de poro, caso isso não seja feito ocasionara kicks e provavelmente o poço terá um blowout. Depois desse processo realizado é colocado e centralizado o revestimento deixando um espaço anular para ser cimentada, essa cimentação só acontece na parte inferior do revestimento. O revestimento tem um comprimento que pode ir de 1000 a 4000 m, com o objetivo de isolar e proteger zonas de alta ou baixa pressão. Seus diâmetros pode ser 13 3/8”, 9 5/8”.
· Revestimento de Produção
É o ultimo revestimento e deve ser colocado no local que tantos os ensaios sísmicos e as perfilagem apontaram para ser a melhor zona de produção.
Os diâmetros podem ser de 9 5/8”, 7”, 5 1/2".
· Liner
O liner é um curto revestimento que pode vim a ser utilizado nos poços, logo após o revestimento de produção ou até mesmo em substituição a este e o revestimento intermediário, por esses motivos ele ocupa a parte inferior do poço que são as zonas de interesse e é cimentado em toda a sua extensão.
Diâmetros típicos: 13 3/8” 7”, 5 1/2".
Abandono
Abandono temporário, ao terminar a perfuração em um poço offshore, a sonda de perfuração se retira do local até a chegada uma plataforma de produção. Nesse procedimento para que nada venha cair na cabeça do poço e proteger o meio ambiente, algumas medidas são tomadas, uma capa de abandono é instalada essa capa protege o topo do alojador de alta pressão. Essa capa é instalada por mergulhadores ou por ROVs. Alem da capa o poço é colocado um tampão de cimento ou mecânicos.
Sistema desenvolvido pela a Petrobras para LDA ultra profunda.
A Petrobras desenvolveu um sistema para trabalhar em lâminas d’água ultra profundas. Devido a não planicidade do solo marinho e por sequencia a dificuldade de posicionar a BGT para iniciar a perfuração da primeira fase.
O sistema desenvolvido consiste acrescenta um tubulão de 46” ou 42” de diâmetro externo, que desce conectado a BGT.
Esse conjunto é assentado no fundo do mar até 14 metros de profundidade, através de jateamento da área interna inferior do mesmo. Logo em seguida se a sequencia de perfuração normalmente. Levando em consideração que a BGP guidelineless tem forma e tamanho diferentes. São maiores e mais altas, e possuem estruturas guia em forma de funil, são mais resistentes em decorrência dos maiores esforços impostos pela lâmina d’água a longa coluna de riser. Os alojadores de alta pressão e o riser são de menor diâmetro.
Os demais equipamentos e componentes são iguais ao usado na BGP com cabos guias.
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