Os fluidos de perfuração desempenham diversos papéis essenciais para a perfuração de poços indo do controle de pressões da formação até a limpeza do poço. Nesta apresentação são discutidas as funções dos fluidos de perfuração e suas aplicações em condição de perfuração. Aborda também reologia e a maneira como essa propriedade dos fluidos se relaciona com a perfuração.
Esta apresentação visa fornecer um conhecimento básico a audiência sendo interessante para os novos profissionais da indústria que tem pouco contato com fluidos de perfuração.
Marcelo Motta é Químico Industrial formado pela UFRJ e vem trabalhando para a MI-Swaco a 8 anos, atuando continuamente no segmento de fluidos de perfuração, fluidos de completação, desenho de deslocamentos e controle de sólidos.
A SPE - Seção Brasil convida a todos para o YOUNG PROFESSIONALS MEETING
07 de julho de 2011 - 16:00 h
Sede do IBP - Av. Alte. Barroso, 52 - 21 andar - Centro / RJ
Drilling Fluids Functions and Rheology
Marcelo Motta - Senior Drilling Application Engineer – MI-Swaco
AS CONFIRMAÇÕES PODERÃO SER ENCAMINHADAS PARA O EMAIL ABAIXO: brazil_section@spemail.org
Posted: 06 Jul 2011 09:17 AM PDT
Troca do Colar de FlutuaçãoBP desviou-se, significantemente, de seus planos para a troca do colar flutuante, mas, prosseguiu apesar das observações de anormalidades. A equipe de investigação descobriu que é possível que o colar flutuante não foi trocado e, mais, deixou uma trilha aberta para os hidrocarbonos fluírem da formação a sonda. BP tinha planejado proceder para trocar o colar flutuante usado para retardar a crescente taxa de circulação de 5 a 8 barris por minuto (bpm) a gerar pressão de 500 a 700 psi no flutuante, em consonância com as recomendações do fabricante do colar.
Entretanto, por causa da crescente redução da janela para evitar fraturar a formação, BP desviou de seus planos de procedimento de troca. BP fez nove tentativas para trocar o colar flutuante no curso de 2 horas. BP nunca circulou a uma taxa maior que 2 barris por minuto, mas, aumentou a pressão aplicada em cada sucessiva tentativa, finalmente realizando a circulação a pressão de 3.142 psi (quase 5 vezes o planejado) e a uma razão de fluxo de 1 bpm, menor que ¼ do planejado. BP tomou este resultado como uma indicação de que o colar flutuante tinha convertido, mesmo que a pressão estivesse abaixo do que previa o modelo da própria BP.
O líder de campo da BP expressou preocupação com isto e fez os passos para uma investigação, além de discutir a questão de se o colar flutuante tinha sido mesmo convertido com o engenheiro de cimentação da Halliburton e a equipe de terra da BP.
Halliburton e BP prosseguiram, aparentemente, tendo concluído que o colar tinha sido convertido. A equipe de investigação descobriu isto provavelmente, que os entulhos no furo do poço possa ter tamponado a montagem da shoe-track e colar flutuante bloquearam a circulação durante a primeiras 8 tentativas para converter o colar flutuante. O aumento para 3.142 psi pode ter limpado os fragmentos do sistema sem converter o colar flutuante. Se o colar falhou ao ser convertido, o programa de cimentação pode ter sido comprometido.
Cimentação.
A causa que apressou o acidente de Macondo foi a falha do cimento do shoe-track e acima das formações produtoras. Este, falho barreira permitiu aos hidrocarbonos fluírem para dentro do poço. O cimento falhou como um resultado de fatores que originaram da decisão do gerenciamento da lama (ECD )do pessoal da BP entre os dias 12 e 20 de abril de 2010. Estes fatores incluem a complexidade do programa de cimentação; teste inadequado do cimento após este ter sido bombeado.
Complexidade do serviço de cimentação.
BP requereu um programa de cimentação que exerceria mínima pressão sobre a formação. Para minimizar a pressão, a Halliburton desenvolveu um plano que bombearia um pequeno volume de cimento, a maior parte nitrificado, a razão baixa. Apesar de que este plano ajudaria a BP a evitar perda de cimento no interior das formações, isto requereria execução precisa, deixa pouco espaço para erros e aumenta o risco de contaminação da cimentação.
Programa de Testes da Cimentação
Apesar dos riscos inerentes da cimentação longa da coluna de produção nas condições de Macondo, a BP não levou a cabo um numero de testes critico (ex.: teste completo ajustando o tempo e cimento em compatibilidade com o fluido de perfuração) antes ou após bombear o cimento. Teste pós-acidente, feito por ambas, CSI Technologies e Chevron, demonstraram que a mistura fraca do cimento nitrificado usado em Macondo, provavelmente falhou.
Contaminação da Cimentação
Contrario as melhores práticas, BP decidiu não desempenhar a circulação total (ou um bottoms-up) para condicionar o fluido de perfuração no poço antes do trabalho de cimentação. Uma circulação completa teria requerido, aproximadamente, 2.750 barris de lama limpa, bombeada dentro do poço por, em média, 11,5 horas para manter a densidade sob o limite máximo. Ao invés disto, BP decidiu circular, apenas, 346 barris para reduzir a chance de fraturamento da formação, aumentando a probabilidade que cascalhos permanecessem no poço após a circulação.
A falha em proceder a uma completa bottoms-up, acoplada ao fato que a lama de perfuração no poço não tinha sido circulada por mais de 3 dias, sugere que o cimento no anular poderia ter sido canalizado e tornar-se contaminado. Isto poderia ter atrasado ou impedido o cimento de se ajustar e desenvolver a resistência requerida. Testes em pré-serviço de cimentação e compatibilidade de espaçadores/lama/cimento não são suficientes para provocar contaminação.
Revisão do Programa Pós-Cimentação.
Teste de adequação do programa de cimentação poderia ter identificado áreas de preocupação, mas, não foi feito. Após aprovação do programa de cimentação, a BP procedeu com seu plano de abandono temporário.
Procedimento de Abandono Temporário.
O plano de abandono temporário finais da BP continha riscos desnecessários que não eram sujeitos a analise de risco formal. Os engenheiros da BP geraram, ao menos, cinco planos de abandono temporário para o poço de Macondo entre12 e 20 de abril. Os planos variavam consideravelmente quanto os planos de risco que eles introduziam. Os procedimentos de abandono ultimamente implantados em Macondo nunca receberam a aprovação requerida do MMS (The Department of the Interior's Minerals Management Service).
Adicionalmente, não foi desenvolvido e entregue a Deepwater Horizon até a manha de 20 de abril após a sonda ter começado as operações de abandono temporário. A equipe de investigação descobriu que não há evidencia que o pessoal da BP, na sonda ou em terra, sujeitou qualquer plano de abandono ou mudanças no processo de analise de risco formal.
A mais segura das cinco versões (que data de 14 de abril) proporcionou que o plug de superfície cimentado seja posto na lama preferível a água do mar e que o teste de pressão negativa seja conduzido antes que a lama de perfuração seja removida com agua do mar. O plano, que foi finalmente implantado, é desprovido dessas características.
A mais significante deficiência no plano final foi a falta cumulativa de barreiras ao fluxo. O Plano final requerido desalojou a lama de perfuração a uma profundidade de 2.250 mt (aproximadamente 1.005 mt abaixo da linha de lama), a qual era muito maior do que a profundidade de deslocamento que varia de 0 a 300 mt abaixo da linha de lama.
Adicionalmente, o plano removeu a lama antes de testar a barreira de cimento com um teste de pressão negativa e antes colocar o plug cimentado de superfície. Como resultado, nenhuma barreira secundaria foi colocada durante o teste de pressão negativa e mudança de local.
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