1 Completao de Poos EEW-412 Aspectos Relevantes no Projeto de Completao Fluidos de Completao Principais Equipamentos Utilizados na Completao Parte 1 Marcus Vinicius Duarte Ferreira Maro de 2009 2 O presente trabalho refere-se s aulas ministradas nos dias 17/03, 07/04, 14/04 e 28/04 de 2009equefazempartedadisciplinaEEW-412-CompletaodePoosdoCursode graduao em Engenharia de Petrleo da Universidade Federal do Rio de Janeiro - UFRJ. Estaapostilaumacoletneabaseadaeminmerostrabalhoseapostilaspublicadaspor engenheiros da Petrobras a cerca dos temas aqui abordados. 3 ndice 1.Introduo 1.1. Definio de Completao 1.2. Filosofia de Completao 1.3. Classificao das Operaes 2.Fluidos de Completao 2.1. Definio e Funes 2.2. Tipos de Fluidos de Completao 2.3. Seleo do Fluido de Completao 2.4. Preparao do Poo para Operaes de conteno de Areia 2.5. Controle de Perda de Circulao 3.Mtodos de Completao 3.1. Quanto ao Posicionamento da Cabea de Poo 3.2. Quanto ao Revestimento de Produo 3.3. Quanto ao Nmero de Zonas Explotadas 4.Projeto de Poos 4.1. Itens de Controle de Completao 4.2. DiretrizesdeProjetodeCompletaoeIntervenode Manuteno da Produo 4.3. Principais Determinantes do Projeto de Completao 5.Principais Equipamentos Utilizados em Completao 5.1. Componentes da Coluna de Produo 4 4 6 7 11 11 11 13 21 26 28 28 28 30 32 32 32 35 41 41 4 1. INTRODUO 1.1.Definio de Completao Aoterminaraperfuraodeumpoo,necessriodeix-loemcondiesdeoperar,de forma segura e econmica, durante toda a sua vida produtiva ou de injeo. Ao conjunto de operaesdestinadasaequiparopooparaproduzirleoougs(ouaindainjetarfluidos nos reservatrios) denomina-se completao; ou seja, a partir do momento em que a broca de perfurao penetra na formao produtora inicia-se a completao. Qualquer interveno no poo, aps a concluso da perfurao faz parte da engenharia de completao. Um dos significados da palavra completao, talvez o principal, refere-se aos equipamentos (hardware)deacabamentodeumpoo(cabeadepoo,revestimentosdeproduo, colunadeproduo,interfacepoo-reservatrio,interfacesnasuperfcie).Acompletao podeserdivididaem(Figura1):completaonaformao(formationcompletion)ou completaoinferior(lowercompletion),completaointermediriaoudeisolamento (isolation completion) e completao superior (upper completion). Figura 1 Tipos de Completao Acompletaoinferiorvariaemfunodatrajetriadopooaoatravessaraformao (vertical,baixainclinao,altainclinao,horizontal)edotipodeinterfacepoo-formao (poo aberto, tubos rasgados, revestido, cimentado-canhoneado, com gravel pack, com frac-pack,etc).Acompletaoinferiorconstitudapelopackerdeproduo,packersde isolamento entre zonas e componentes entre estes e a interface poo-formao. Acompletaointermediriaoudeisolamentoconstituiumainterfaceentreacompletao inferioreasuperior.Amesmatilduranteaconstruodopooeemfuturas intervenes.Quandoacompletaointermediriapermiteisolaraformao,atravsde vlvulasquepodemserabertasoufechadas,ounipplesetampes,desortequeas manobrasacimadelanoleveminjeodefluidosparaaformao,nemainduode surgncia indesejada, a mesma chamada de completao de isolamento. A completao de isolamento particularmente til quando a completao superior complexa, com linhas hidrulicase/oueltricasparafinsdemonitoraodesubsuperfciee/ouoperaoremota de vlvulas. Neste caso no se devem fechar gavetas do BOP sobre a coluna de produo. 5 Acompletaosuperiorconstitudapelainterfaceentreacompletaoinferiorouade isolamento,quandoexistente,tubosdeproduo,equipamentosdeelevaoartificial, sensores,vlvulasespeciais,vlvulasdeseguranadesubsuperfcie,etc,pelainterface coluna de produo-cabea de poo e pela prpria cabea de poo e sua rvore de natal e interface com linhas de produo e de acesso ao anular do poo. Cumpreobservar,queacolunadeproduoobjetivaconduzirosfluidosproduzidosata superfcie(ouinjetadosataformao),comauxlioinclusivedemtododeelevao artificial, se necessrio: proteger o revestimento de produo contra fluidos agressivos (CO2, H2S) e presses elevadas; possibilitar a circulao de fluidos para elevao artificial e para o amortecimento do poo em intervenes futuras; permitir o uso de instrumentao e controle de subsuperfcie. 6 1.2.Filosofia de Completao Grandepartedaliteraturadeengenhariadepetrleoensinaqueumaboacompletao aquela onde so observados os seguintes aspectos: de segurana, tcnico/operacional e econmico. Soboaspectodesegurana,umpoonecessitadepelomenosduasbarreirasde segurana durante a sua vida (perfurao, completao e produo). Define-se barreira de segurana como um sistema independente, dotado de certa confiabilidade, formado por um conjuntosolidriodeelementos,capazdemantersobcontroleofluxodeumpoode petrleo. A segurana de um poo de petrleo a condio proporcionada pelo conjunto de barreiras de segurana presentes no poo. Asduasbarreirasdeseguranadevemserindependentes,isto,afalhadequalquer componente pertencente a uma barreira no pode comprometer a outra, salvaguardando o poocontraodescontrole.Aobrigatoriedade,pornormadaPetrobrs,deduasbarreiras paraocontroledopoo,fazcomque,aqualquerfalhaobservadaemumcomponentede uma barreira, se intervenha no poo para o seu reparo ou substituio. Quantoaosaspectostcnicoeoperacional,deve-sebuscarumacompletaode formaa: maximizaravazodeproduo(ouinjeo)semdanificaroreservatrio,tornara completaoamaispermanentepossvel,deformaque,idealmente,poucasounenhuma intervenosejanecessriaatofimdavidaprodutivadopoo.Deveaindaminimizaro temponecessrioparaexecutarostrabalhosdeintervenonopoo,bemcomotornara interveno mais simples possvel. Paraquesetenhaumacompletaobastanteeconmica,devemserconsideradosos seguintesaspectos:tcnico,operacionaledepadronizao.Osaspectostcnicose operacionaistrazembenefcioseconmicos,poismaximizamaproduodeleoe minimizamotempoeafrequnciadasintervenes,minimizandoconsequentementeo custo com sonda, que um dos custos mais relevantes numa interveno. A padronizao dos equipamentos utilizados nos poos reduz os custos com estoques. Considerando que a completao tem reflexos em toda a vida produtiva do poo e envolve altoscustos,sefaznecessrioumplanejamentocriterioso,ondeosseguintesfatoresso considerados:

Investimento necessrio; Localizao do poo (mar ou terra); Tipo de poo (pioneiro, extenso, desenvolvimento); Finalidade (produo, injeo); Fluidos produzidos (gs seco, leo, leo e gua, etc); Volumes e vazes de produo esperados; Nmero de zonas produtoras atravessadas pelo poo; Possvel mecanismo de produo do reservatrio; Necessidade de estimulao (aumento da produtividade); Controle ou excluso da produo de areia; Possibilidade de restaurao futura do poo; Tipo de elevao dos fluidos (natural ou artificial); Necessidade de recuperao secundria. Apsacompletaoinicialdopoo,sefaznecessrioumasriedeoperaes, denominadasdemanutenodaproduo,visandocorrigirproblemasnospoos, fazendo voltar a vazo ao nvel normal ou operacional. 7 1.3.Classificao das Operaes Normalmente,todaoperaoefetuadaemumpooapsasuaperfuraochamadade completao.Naverdade,completaoapenasumadasvriasoperaesexistentes. Estas se dividem basicamente em dois grupos: investimento e manuteno da produo. Asoperaesdeinvestimentopodemserdivididasem:completao,avaliaoe recompletao. Asoperaesdemanutenopodemserdivididasem:avaliao,restaurao,limpeza, estimulao, mudana do mtodo de elevao e abandono. 1.3.1. INVESTIMENTO oconjuntodeoperaesefetuadasduranteaprimeiraintervenoemumadeterminada formao atravessada por um poo, aps a concluso dos trabalhos de perfurao, visando asuaavaliaoeposteriorproduoe/ouinjeodefluidos.Podemseroperaesde: avaliao, completao e recompletao. 1.3.1.1. Completao Operaosubseqenteperfuraodeumpoo,quandoomesmocondicionado, canhoneado, avaliado e, se vivel economicamente, equipado com uma coluna de produo e um mtodo de elevao artificial, se necessrio. 1.3.1.2. Avaliao Atividadeexecutadavisandodefinirosparmetrosdaformao(permeabilidade,dano, presso esttica, etc), identificar e amostrar o fluido da formao (composio, presso de saturao,viscosidade,grauAPI,densidade,etc),verificaraprocednciadosfluidos produzidos e o ndice de produtividade (IP) ou injetividade (II) dos poos. As operaes de avaliao podem ser classificadas como: Teste de formao poo aberto (TF); Teste de formao poo revestido (TFR); Teste de produo (TP); Registro de presso (RP); Medio de produo (MP); Amostragem de fluido produzido; Perfilagem de produo. 1.3.1.3. Recompletao Estaoperaoexecutadaempoosquepodemproduziremmaisdeumaformaode interesse.Assim,quandocessaointeresseemseproduzir(ouinjetar)emumadestas formaes, esta abandonada e o poo recompletado para produzir (ou injetar) na outra. Tambmexecutadaquandosedesejaconverterumpooprodutoreminjetor(degua, gs, vapor, etc.) ou vice-versa. 8 O abandono da antiga zona de interesse geralmente se d atravs de um tampo mecnico ouatravsdeumacompressodecimentonoscanhoneados.Nasequncia,se recondiciona o poo para o canhoneio da nova zona produtora. 1.3.2. MANUTENO DA PRODUO oconjuntodeoperaesrealizadasnopoo,apssuacompletaoinicial,visando corrigir problemas de modo a permitir que a produo (ou injeo) de fluidos retorne ao nvel normal ou operacional.As principais causas geradoras de intervenes so: Baixa produtividade; Produo excessiva de gs; Produo excessiva de gua; Produo de areia; Falhas mecnicas na coluna de produo ou revestimento. 1.3.2.1. Avaliao Operacionalmente idntica avaliao de investimento. A diferena que naquele caso, o poo avaliado era recm-perfurado e nem necessariamente completado, visto que a prpria operaodeavaliaoquedefiniriasuaspotencialidades.Namanuteno,opooj produtor (ou injetor) e a operao de avaliao realizada para monitoramento do poo ou do reservatrio. 1.3.2.2. Restaurao A restaurao um conjunto de atividades que visam restabelecer as condies normais de fluxodoreservatrioparaopoo(retiradadedanodeformao),eliminare/oucorrigir falhasmecnicasnorevestimentoounacimentao,reduziraproduoexcessivadegs (alto RGO) ou gua (alto RAO). 1.3.2.2.1. Elevada produo de gua A produo de leo, com alta RAO (grande volume de gua produzida), no interessante, vistoquehumcustoassociadoaproduo,separaoedescartedagua.Seazona produtora espessa, pode-se tamponar os canhoneados com cimento ou tampo mecnico, e recanhonear apenas na parte superior, resolvendo o problema temporariamente. Uma elevada RAO pode ser consequncia de:

Elevaodocontatoleo/guadevidoaomecanismodereservatrio(influxode gua)ouinjeodegua.Istopodeseragravadopelaocorrnciadeconesou fingering; Falhas na cimentao primria ou furo no revestimento; Fraturamento ou acidificao atingindo a zona de gua. O aparecimento de gua normal em um reservatrio com influxo de gua ou sob injeo damesma.Algumdiatem-sequeproduzirguapararecuperarpetrleo.Quandoh permeabilidadeestratificada(variaodepermeabilidadehorizontalaolongodointervalo produtor)esteproblemasetornamaiscomplexo,devidoaoavanodiferencialdagua, conhecido como fingering.9 Formao com permeabilidade estratificada Oconedeguaummovimentoessencialmenteverticaldaguanaformao.No ultrapassa barreiras pouco permeveis e ocorre normalmente em pequenas distncias.Tantooconedeguaquantoofingering,sofenmenosaltamenteagravadospela produocomelevadavazo.Quandoaelevadarazogua-leo(RAO)nodevidaa essesdoisfenmenos,pode-sesuspeitaroudedanonorevestimentooudefraturasmal direcionadas.Um dano no revestimento pode ser solucionado por uma compresso de cimento ou por um isolamentocomobturadores(packers)e/outampesmecnicos(bridgeplugs).Juma fratura mal dirigida um problema de difcil soluo. 1.3.2.2.2. Elevada produo de gs

Uma razo gs/leo muito elevada pode ter como causa o prprio gs dissolvido no leo, o gsdeumacapadegsouaqueleprovenientedeumaoutrazonaoureservatrio adjacente.Esseltimocasoprodutodeumafalhanorevestimento,deumaestimulao mal concretizada ou falha na cimentao. Aproduoexcessivadegspodesercontornadatemporariamente,recanhoneando-seo poo apenas na parte inferior da zona de interesse. Umconedegsmaisfacilmentecontroladopelareduodavazodoqueoconede gua. Isto se deve a maior diferena de densidade entre o leo e o gs do que entre o leo eagua.Ofechamentodopootemporariamenteumatcnicarecomendadaparaa retrao do cone de gs ou gua. 1.3.2.2.3. Falhas mecnicas Detectando-seumaumentodarazoleo/gua(RAO)esesuspeitandodeumprovvel vazamento no revestimento, a gua produzida deve ser analisada e comparada com a gua daformao,confirmandoounoahiptesedefuronorevestimento.Entreasfalhas mecnicaspode-secitar:defeitosnacimentao,vazamentonorevestimento,vazamento em colar de estgio, etc. Alocalizaodovazamentopodeserfeitacom:perfisdefluxo,perfisdetemperaturaou testes seletivos de presso usando packer e tampo mecnico recupervel (BPR). 1.3.2.2.4. Vazo restringida Umpooqueestejaproduzindocomvazomenordoqueaesperadanecessitade restaurao.Estarestrionavazopodesercausadapordanodeformao, tamponamentos nos canhoneados e/ou na coluna, emulses, etc. Umaprodutividadelimitada,muitofrequentemente,causadapelareduoda permeabilidadeemtornodopoo.Estefenmenodenomina-sedanodeformao.Para resolveresteproblema,necessrioultrapass-lo.Osmtodosmaisusuaissoo recanhoneio, a acidificao de matriz e o fraturamento de pequena extenso. Acidificao de matriz a injeo de um cido na formao com presso inferior presso dequebradaformao,visandoretiraralgumdanodeformao.Logoapsuma acidificaoocidodeveserretiradodaformao,oqueevitaaformaodeprodutos danosos mesma (precipitados insolveis).10 Nocasodeemulso,amelhorsoluoumtratamentocomsurfactantes(redutoresde tenso superficial). 1.3.2.3. Limpeza A limpeza um conjunto de atividades executadas no interior do revestimento de produo visandosubstituirouremoverosequipamentosdesubsuperfcie,objetivandoummaior rendimento tcnico e econmico. Como exemplos de problemas geradores de intervenes para limpeza, podem ser citados: furoemcolunadeproduo,vazamentonoobturador,reposicionamentodecomponentes da coluna de produo, vazamentos em equipamentos de superfcie, entre outros. 1.3.2.4. Mudana do mtodo de elevao Quandoavazoestsendorestringidadevidoaumsistemadeelevaoartificial inadequadooucomdefeito,bastasubstitu-lo.Normalmenteospoossosurgentes duranteoperodoinicialdesuavidaprodutiva,passandoarequererumsistemade elevao artificial aps algum tempo de produo. 1.3.2.5. Estimulao A estimulao um conjunto de atividades que objetiva aumentar o ndice de produtividade ou injetividade de um poo, em um reservatrio. Omtodomaisutilizadoofraturamentohidrulicoquepodeserdefinidocomoum processo no qual um elevado diferencial de presso, transmitido pelo fluido de fraturamento, aplicado contra a rocha reservatrio, at a sua ruptura. A fratura, que iniciada no poo, sepropagaatravsdaformaopelobombeiodeumcertovolumedefluido,acimada presso de fraturamento. Paraseevitarqueafraturainduzidafecheaocessarodiferencialdepressoaplicado, bombeadoumagentedesustentao(normalmenteareiaselecionada),juntocomofluido defraturamento.Assim,secriaumcaminhopreferencialdeelevadacondutividade,oqual facilitar o fluxo de fluidos do reservatrio para o interior do poo, ou vice-versa. Almdeincrementarondicedeprodutividadedospoos,ofraturamentopodecontribuir para o aumento da recuperao final das jazidas, no caso de formaes bastante fechadas (baixapermeabilidade).Emreservatriosdealtapermeabilidade,ofraturamentopode aumentar a vazo dos poos, contribuindo assim para melhorar o fluxo de caixa, tendo, no entanto, muito pouca influncia no fator de recuperao. 1.3.2.6. Abandono Pode ser: DEFINITIVO: Quando o poo no ser mais utilizado; PROVISRIO: Quando h previso ou a possibilidade de retorno ao poo no futuro. 11 2. FLUIDOS DE COMPLETAO 2.1. Definio e Funes Ofluidodecompletaogeralmenteumasoluosalinaisentadeslidos,cuja composiodevesercompatvelcomoreservatrioecomosfluidosnelecontidos,para evitar a ocorrncia de dano formao. So deslocados para o poo aps a cimentao do revestimentodeproduoouaperfuraodazonadeinteressecomDIF(drillinfluid),ou ainda,utilizadosemoperaesposteriorestaiscomo,estimulao,restaurao, recompletao,limpezaeoutrostrabalhosquevisampossibilitaraproduodopoocom segurana e sem dano de formao. Ofluidodecompletaodeverterdensidadecapazdefornecerpressohidrostticano fundo do poo suficiente para impedir que haja influxo de fluidos da formao para dentro do poo e mantendo o poo amortecido. Nos referidos fluidos utilizado um sal inorgnico com a finalidade de evitar a hidratao das argilas da formao, o que causaria o inchamento da formaocomposterior danomesma. Geralmente,osreferidos fluidosutilizamcomosal inorgnico o cloreto de sdio (NaCl), cloreto de potssio (KCl), etc, sendo a escolha feita em funo do peso especfico do fluido a ser utilizado. Este peso deve garantir um overbalance de 200 psi para um poo de leo e de 400 psi quando poo de gs. Ofluidodecompletaodeveainda,quandonecessrio,carrearslidos,emassociao com colches viscosos para garantir a limpeza do poo, deslocar fluidos de tratamento para umdeterminadointervalodopooemanteraestabilidadedasparedesdopoo,quando tratar-se de completao a poo aberto Todofluidodecompletaoquetivercontatocomaformaodeveterpreventorde emulsoeinibidordeinchamentodeargila.Fluidosqueterocontatocomsuperfcies metlicas devem apresentar em sua formulao sequestrador de oxignio (contato rpido at 3 ou 4 meses) ou inibidor de corroso (longo contato superior a 4 meses). Em poos ERW (Extended Reach Well) nos casos de descida de telas, a lubricidade se faz necessria parareduziroatritotela/revestimentoe/outela/formao.Esteatritopodetercomo consequncia o aumento da fora realizada para descer as telas e que pode ulltrapassar a resistnciacompressodotubotelado.Almdissoofluidodeveserinerteaaode bactrias,serestvelqumicaetermicamente,notxicoeessencialmentelimpo, ambientalmente amigvel e preservar elastmeros. 2.2. Tipos de Fluidos de Completao Osfluidosdecompletaosodivididosbasicamenteemdoistipos,conformeafase contnua que o compe: 2.2.1. FLUIDOS BASE DE GUA Fluidos de Perfurao Modificados Como o prprio nome indica, so fluidos que foram usados na perfurao da zona de interesse,apsaremoodeslidosemsuspensoeumcontrolemaisrgidodo filtrado e da massa especfica. 12 Vantagens: Disponibilidade (j se encontram no poo e tanques). Necessitam de pequenos ou nenhum ajuste das suas propriedades. So os mais econmicos. Desvantagens: Possibilidade de dano formao devido presena de slidos insolveis. Inviabilizam as operaes de squeeze. Solues Salinas Assoluessalinassoisentasdeslidos,umavezqueosaladicionadoser totalmentedissolvido.Ocontroledadensidadefacilitado,poisparaaument-la adiciona-sesaleparabaix-laadiciona-segua.Impurezasvindasdaguade mistura ou do prprio sal usado podem ser facilmente removidas por filtrao, o que torna estas solues fluidos limpos. Vantagens: Causampoucodanoformao,poissolivresdeslidossuspensose promovem a inibio do inchamento de argilas. So de fcil preparo e simples de alterar sua densidade. Apresentam excelente estabilidade fsico-qumica. So fceis de serem recondicionadas para posterior utilizao. Desvantagens: Provocamcorrosonacoluna,revestimentoeoutrosequipamentos.Esta corroso pode ser reduzida com o uso de um inibidor adequado. Possuem baixa viscosidade, o que dificulta o controle do filtrado. Alguns sais, tais como brometo de potssio, brometo de clcio, devido a sua alta toxidez e custos somente so utilizados em casos de extrema necessidade. Solues Polimricas Quandosenecessitadeumfluidodecompletao,comcontroledafiltrao,so normalmenteempregadassoluespolimricas,jqueassoluessalinas,no atendem a este requisito. Vantagens: Fluido viscosificado com polmero tende a no danificar a formao. Produz pequena ou nenhuma perda de fluido para a formao. Eficaz na limpeza do poo. Desvantagens: Apresentam limitaes quanto a temperatura. Acima de 200 F passam a perder rapidamente suas propriedades. Customaiselevadoemfunodautilizaodopolmerousado:HEC,goma xantana, goma guar, HPG. 2.2.2. FLUIDOS BASE DE LEO Petrleo (leo cru) 13 Dado o seu baixo peso especfico usado em reservatrios depletados ou com baixa presso original Vantagens: No corrosivo. Apresenta elevada estabilidade trmica. Apresenta baixo teor de slidos. Menor overbalance. Grande disponibilidade, principalmente para poos em terra. Desvantagens: Inflamvel. Baixo poder de carreamento. Custoelevadoquandonecessriosumaumentodareologiadofluidopara melhorar a sustentao de slidos. Packer Fluid Opackerfluidnodevesercorrosivo,ouentodevepermitirumcontrolede corroso.Deveserlivredeslidosoutercondiesdemanterosslidosem suspenso por longos perodos em condies estticas. Nodeveapresentardificuldadenareentradadopooemoperaesdeworkover. Podeserutilizadocomofluidodecompletaoouamortecimentocompequenaou nenhuma modificao. 2.3. Seleo do Fluido de Completao Oplanejamentoparaaescolhadofluidodecompletaovaidependerdediversos parmetros que compe o cenrio de completao do poo, so eles: 2.3.1. TVD, BHP E OVERBALANCE Opesoespecficodofluidodecompletaodefinido,basicamente,emfunoda profundidadeverticalfinaldopoo,demodoqueapressonofundodopoo(BHP)seja superiorapressodaformao(pressodeporos).ApartirdaBHPedooverbalance adotado (200 psi poo de leo, 400 psi poo de gs) calculado o peso especfico do fluido da seguinte maneira: HPe overbalanc BHP P=+ =17 , 0 onde P, BHP e overbalance so expressos em psi, H expresso em m e em lb/gal. 2.3.1.1. Mistura de Sais Categorias de Fluidos Alguns fluidos so constitudos de misturas de dois ou trs sais a fim de proporcionar o peso especficodesejadoepermitirqueofluidopossuapropriedadescompatveiscoma mineralogiaencontradanoreservatrio,especialmenteaporcentagemeotipodeargila 14 encontradapodeminfluenciarnadecisodotipodesalmouraaserutilizada.indicado semprearealizaodetestesdelaboratriocomtestemunhosdazonadeinteressepara avaliar a sua interao com estas salmouras. A Figura 2 mostra exemplos de categorias de fluidos tpicos. Figura 2 Categorias de fluidos 2.3.2. BHT, TEMPERATURA NA MUDLINE E TEMPERATURA AMBIENTE Apartirdopesoespecficoobtidopeloclculodehidrostticaeadicionando-seo overbalanceparaocenrioespecfico,comomostradonoitemanterior,deve-secorrigiro pesoespecficoemrelaotemperatura.Comoaumentodatemperaturaofluido expande, reduzindo sua densidade. O fator de expanso trmica varia de acordo com o tipo defluidoeadensidade(Tabela1).Emcontrapartidaoefeitodepressotambmsefaz presente,daseguinteforma:oaumentodapressocausaacompressodofluidoe consequentementeoaumentodasuadensidade.Noentanto,apressotemumimpacto menor do que a temperatura sobre a densidade das salmouras. Valores tpicos de fator de compresso hidrosttica encontram-se na Tabela 1. A temperatura no fundo do poo (BHT) pode ser estimada pela seguinte equao: mudlineTLDA H GGBHT +

||

\| =3048 , 0 100 onde: BHT temperatura no fundo do poo; 15 GG gradiente geotrmico (F/100ft) H profundidade vertical (m) LDA lmina dgua Tmud line temperatura no fundo do mar ( F) Tabela 1 Fator de expanso trmica e de compresso hidrosttica para fluidos tpicos As equaes que permitem fazer a correo da temperatura e da presso seguem abaixo: ( )200supT BHTA Ct = onde Ct expresso em lb/gal, BHT em F, A (fator de expanso trmica) em lb/gal/100F-1 e Tsup a temperatura na superfcie. e ( )2000BHP BCP= ondeCPexpressoemlb/gal,BHPempsieB(fatordecompressohidrosttica)em lb/gal/1000psi-1

O gradiente geotrmico podeserobtidoatravs daTabela2, querene osvaloresdeGG de diversas bacias brasileiras. Aps os clculos para correo do peso especfico do fluido definida a composio de sais que ir constituir o fluido de completao. A Tabela 3 mostra os valores de peso especfico de diversos sais usados na formulao de fluidos de completao. 16 Tabela 2 Gradientes geotrmicos encontrados em bacias brasileiras Tabela 3 Faixa de peso especfico para diferentes sais 17 Deve-se atentar a possibilidade de durante uma operao o fluido de completao atingir a Temperatura de Cristalizao, ou seja, a temperatura em que cristais de sal ou de gua se formam. A Figura 3 mostra o diagrama de fases para uma salmoura composta por cloreto de clcio. Figura 3 Diagrama de fases de salmoura de cloreto de clcio Emambientesdelminadguaprofunda,principalmenteprximoaoBOP,ondeocorre reduo de temperatura e aumento da presso hidrosttica, pode ocorrer gerao de cristais desalquepodempluguearlinhasouvlvulas,principalmenteemoperaesdetestede BOP,ondeaspressessomaiselevadas.Paracadacomposiodesalmoura,deve-se avaliar em laboratrio os limites para gerao de cristais (temperatura x presso). 2.3.3. MSR MARGEM DE SEGURANA DE RISER AMSRrepresentaopesoespecficoadicionalquedeveseradicionadoaofluidode completaonocasodeumadesconexodeemergncia.Estepesoadicionaldefluido deve ser utilizado visto que a coluna de fluido de completao que vai desde o leito marinho atasondadeintervenotrocadapelacolunadeguadomar,quepossuipeso especfico mais baixo. Como conseqncia, a presso exercida no fundo do poo diminuir tanto,quantomaiorforalminadgua.Nocasoemqueaintervenoestiversendo realizadacomBOPquepossuaduasgavetascisalhantes,pode-seabrirmodaMSR (norma). 2.3.4. COMPATIBILIDADE DO FLUIDO DE COMPLETAO 2.3.4.1. Compatibilidade com Elementos de Vedao Ofluidodecompletaoaserutilizadonasintervenesoucomopackerfluidaps equiparopoo,devesercompatvelcomoselastmerosqueserousadosnos equipamentosaseremdescidosnopooetambmcomtodoosistemadecirculaoda sonda. As tabelas 4 e 5 mostram o grau de compatibilidade de diversos fluidos com o-rings 18 eelementosdepacker,respectivamente.Osprincipaislocaisondeseencontro elastmeros so nas vlvulas, packers, bombas, TSR e vlvulas do BOP. Figure 4 Compatibilidade entre o-ring e fluidos de completao(curto tempo de exposio) 19 Figura 5 Compatibilidade entre elemento do packer e fluido de completao (curto prazo de exposio) 2.3.4.2. Compatibilidade com Metalurgia da Coluna e Equipamentos Umadasfunesdofluidodecompletaoprotegerosequipamentososquaister contatodireto,como:revestimento,colunadetrabalhoeproduoalmdeferramentas, risers, etc... Paraatingiresteintento,ofluidodeperfuraodeveteralgumadesuaspropriedades controladas, como: pH, grau de aerao e salinidade. Outros fatores que no esto ligados diretamenteaofluidodecompletaotambmafetamonveldecorroso,soeles: temperatura,contaminaocomgasesdaformao(CO2eH2S),metalurgiaebactrias (BRS).Ocontroledecorrosopodeserrealizadoatravsdousodeaditivosnofluidode completao como o caso da adio de sequestradores de oxignio (bissulfilto de sdio ou eritorbatodesdio).Jnopackerfluidcomumocontroledecorrosocomaadiode inibidores de corroso. 2.3.4.3. Compatibilidade com Fluidos da Formao O fenmeno conhecido como dano ao reservatrio pode ocorrer durante a prpria produo, a perfurao, operaes de interveno (workover) e mesmo em operaes de estimulao comofraturamentoeacidificao.Suascausaspodemserasmaisvariveispossveis como:fsico-qumica,qumica,hidrodinmica,biolgica,mecnica.Detodososquenos 20 interessamsoosquesereferemafluidosdecompletaoe,tendoissoemmente,o projetodofluidodeveabordar,deformacriteriosa,maneirasdeevitarqueodano formaoocorraeparafazerissodevemosterumconhecimentomnimosobrecomotais prejuzos ocorrem. Valelembrarqueexistemoperaesparatentarremoverodano,contudo,estesmtodos constituem operaes onerosas (principalmente no universo offshore) e de sucesso incerto, podendo inclusive aumentar o dano. Durante a completao no temos apenas um mecanismo de dano ocorrendo, e sim vrios deformasimultnea.Assim,muitasvezesimpossvelexplicarcorretamenteoque realmenteocorreemumsistemareal.Nestecaptuloiremosabordarosmodelos fenomenolgicos sobre os mecanismos de dano causados pelos fluidos de completao. A incompatibilidade fluido-fluido se refere a problemas que podem ser gerados por reaes ouinteraesentreosfluidosusadosnopooeosfluidospresentesnaformao(gua, gsouleo).Essaincompatibilidadepoderesultarnadiminuiofsicadosporosda formaoounomareduodapermeabilidaderelativadaformao.Vejamosalguns exemplos de danos advindos destes problemas Deposio de Material Insolvel (Scaling ou Scale Formation) Podem ocorrer precipitaes devido incompatibilidade de ons dissolvidos em um fluido invasor e os ons dos fluidos da formao. Tomemos o exemplo de alguns reservatrios quecontmguaconatacomoonBa2+.Nocasodeseusarfluidosdecompletao contendo SO42- promover-se- a precipitao de sulfato de brio (BaSO4), um sal muito insolvel. Este sal insolvel ir se depositar no espao poroso diminuindo a porosidade e, portanto, a permeabilidade da rocha. Osprincipaisprecipitadosqueseformamdevidomisturadefluidosso:sulfatode clcio,sulfatodebrio,sulfatodeestrncio,sulfitodeferroexidosehidrxidosde ferro.Casoestejamostratandocompoosinjetoresdegua,aformaodestes precipitados algo bem srio, o que est fazendo com que as plantas de processamento primrio de algumas plataformas estarem sendo equipadas com Unidades de Remoo de Sulfato para eliminar o sulfato da gua do mar a ser injetada (para evitar formao de precipitado e de quebra, amenizar problemas com bactrias redutoras de sulfato) Comoobservao,valelembrarqueaestabilidadedesistemasqumicos(solubilidade desais).Dependedatemperaturaepresso,ento,ofatodeapenasproduzirmoso petrleo faz com que ele passe por diversas condies de temperatura e presso e isso influenciaasolubilidadedesaispodendolevardeposio.Assim,spelofatodese produzir petrleo pode-se causara formao de incrustaes. Formao de Borra Reaoentrefluidoscidoseleospesadospoderesultarnaformaodeumaborra semi-slidaquepodeentupirosporosreduzindoapermeabilidadeabsolutada formao. As operaes de estimulao cida e acidificao podem causar este tipo de dano e a inteno de sua realizao , justamente, a remoo de dano ou aumento da porosidade da formao. Formao de Emulso Ocorredevidoaincompatibilidadeentreumfluidodebaseno-aquosaeaguade formao ou entre hidrocarboneto da formao e a gua presente em um fluido aquoso. 21 Paraevitartalfatoimperativoousodepreventoresdeemulso,jquenoexiste durante a completao uma barreira efetiva (reboco) para controlar o filtrado e minimizar a invaso de fluido, como no caso do fluido de perfurao. Mudana de Saturao de Fluido ou Bloqueio por Fluido Cadainterfaceslido-lquidopossuiumadadaestabilidade.Osistemacompostopelo fluidoqueseencontranoespaoporosoeareadecontatoreferenteaesteespao apresentaumacertaestabilidade.Casoofluidoqueestavadentrodopooinvadaa formao e forme um sistema de estabilidade maior, a passagem do fluido original ser dificultada. 2.3.4.4. Compatibilidade com Rocha Damesmaformaqueaincompatibilidadeentreumfluidodaformaoeumfluidode completaopodemcausarproblemas,incompatibilidadesentreosfluidosusadosnas operaes e a prpria rocha tambm podem. Inchamento de Argilas Casoargilasestejampreenchendooespaoporosoourecobrindoosgrosque compemamatrizrochosa,oprocessodeinchamentocausarumadiminuiodo espao intersticial entre os gros e/ou um entupimento de gargantas de poro devido ao seuaumentodevolume.Quandoissoacontecerapermeabilidadedaformaoser prejudicadaconsideravelmente.Paraqueissoocorraalmdapresenade argilomineraissusceptveisaoprocessodeinchamentonoceiodarochatambm necessriaapresenadeumasoluoaquosaseminibio(qumicae/oufsica)ou cominibioinadequada.Paraevitaresteproblemadeve-seusarsemprefluidoscom inibio (polmeros catinicos ou solues com salinidade apropriada de certos ons) ou usar um fluido composto por uma base no-aquosa (sem gua no ocorre o processo de inchamento). 2.4. Preparao do Poo para Operaes de Conteno de Areia Aremoodesujeira,lamaerestosdecimento norevestimentodevesercom raspadore circulaointermitentedecolcheslavadoresefluidogelificado(paracarreamentodos detritos)atqueaturbidezdofluidoretornadodopooseja 7,5 e < 22,5 micra; partculas que pluguearo: > 22,5 micra. ou seja: Afiltraoabsolutamnimarequeridade7micra.Osprocedimentosdefiltrao atualmenteadotadosnaUN-BC,emoperaesdegravelpacking,socapazesdereter partculas superiores a 2 micra. A Figura 7 mostra uma unidade de filtrao absoluta e uma de terra diatomcia. 25 Figura 7 - UF DE (Unidade de Filtrao de Terra Diatomcea) 2.4.2. SISTEMAS DE FILTRAO 2.4.2.1. Cartucho: Umadasmaiscomunsemaisutilizadastcnicasdefiltraoaqueempregacartuchos como elementos de filtro. Quando se trabalha com cartucho importante ter bem definida a diferena entre filtrao nominal e filtrao absoluta: -nominal:aquelaondeumvalorarbitrriodadopelofabricante,baseadonuma percentagemderemooempesodetodasaspartculasmaioresqueumdeterminado tamanho. Normalmente significa que 90% em peso de um contaminante acima do dimetro especificado removido do fluido. Este tipo de filtrao est caindo em desuso. -absoluta:aqueremovequaseatotalidadedaspartculasmaioresqueodimetro especificado. No faz sentido falarmos em filtrao absoluta sem associarmos a ela o Fator Beta, que a razo entre a quantidade de partculas presentes em um fluido antes e depois dafiltrao.Exemplificando:umFatorBetade5000,paraumfiltroabsolutode2micra, significaquesomenteumapartculamaiorque2micrapassarpelocartuchoparacada 5000 partculas presentes no fluido a ser filtrado (Tabela 7). Tabela 4 - Eficincia na Filtrao Absoluta A diferena entre os dois tipos de cartuchos est na forma e na matria prima com que so fabricados (Tabela 5). Algumas outras caractersticas: 26 Tabela 5 Caractersticas de Cartuchos 2.4.2.2. Terra Diatomcea (DE) um elemento filtrante (p) composto por "esqueletos" de plantas aquticas microscpicas queforamdepositadosnofundodosoceanosnoperodomioceno.Formaumreboco altamente permevel, incompressvel e insolvel em presena de fluido de completao. O filtro prensa de terra diatomcea composto basicamente de um skid onde placas metlicas sodispostasverticalmente,apoiadasemsuporteshorizontais.Quandoestasplacasso prensadasformam-secmarasentreelas,nasuperfciedasquaisorebocodeDEse formar.medidaqueofluidofiltrado,osslidosremovidospassamaintegraromeio filtrante aumentando a eficincia da filtrao. Afiltraoemterradiatomceamaisefetivaefornecemaiorreadefiltraodoqueos cartuchos. Os sistemas padro de filtrao utilizam uma unidade de filtrao absoluta, como back up, a jusante da filtrao com DE (diatomaceous earth) para prevenir que as partculas quepassarempelofiltroprensa,eatmesmopartculasdeDE,sejambombeadasparao poo. Nas UNs BC e ES adotamos este padro, utilizando filtro absoluto de 2 micra. Qualquer que seja o sistema de filtrao adotado, a qualidade do fluido deve ser monitorada continuamenteamontanteeajusantedosfiltros,atravsdacontagemdepartculas (mtodomuitocomplexo)oupelamediodaturbidez.Paraseobteramximaeficincia numa filtrao, a vazono deve exceder ao limite de 0,5 gales por minuto por polegada quadrada de superfcie de filtro. Da a vantagem de se trabalhar com sistemas com grandes reas de filtrao. Oscuidadoscomalimpezadeumfluidodevemcomearnasuapreparaoetransporte. Ratificando o que j foi dito, os tanques de transporte e armazenamento devem sofrer uma rigorosa inspeo antes de receber o fluido, e se necessrio, devero ser raspados, limpos e pintados novamente. So recomendveis os mesmos cuidados com as linhas, mangueiras e demais componentes do sistema. Outrapreocupaoquesedevetercomautilizaodegraxaduranteadescidada coluna. Por ser insolvel a cido ou solventes e ser um material extremamente danificante, a graxadeveseraplicadacommuitocuidado,somentenospinosutilizando-seumpincel. Jamais use graxa nas caixas durante a manobra da coluna em um poo que ser equipado com gravel pack. 2.5. Controle de Perda de Circulao Combateaperdadecirculaoconsisteemreduzirofluxodefluidoparaaformao atravs da produo de um dano temporrio. FluidosdeCompletao:Devidoainexistnciadeslidosnacomposiodofluidoeao trabalho em condies de overbalance frente a formaes permeveis, existe a necessidade 27 de utilizao de tampes de perda de circulao para possibilitar manobras seguras durante o perodo de interveno (poo cheio). Tampes para controle de perda de circulao: Devem ser eficientes para bloquear a perda e de fcil remoo, possibilitando o retorno das caractersticas originais do reservatrio. Geralmente,pooscanhoneadoscomoverbalancenotemoutempoucamuitopouca perdadecirculao,mesmoemreservatriosdealtapermeabilidade,devidoaodano causadopelocanhoneio.prefervelocanhoneiocomunderbalance.Emformaescom altosvaloresdaspropriedadespermo-porosasounderbalancebaixodevidoaoriscode produo de areia, ... Tipos de tampes de perdas: - Tampo de gel reticulado (KMAX, PROTECTOZONE, CLEANPLUG)- Tampo de sal - Tampo de carbonato de clcio (aragonitas) - Tampo de fibras a base de carbonato de clcio 28 3. MTODOS DE COMPLETAO 3.1. Quanto ao Posicionamento da Cabea dos Poos Umacaractersticadasreservaspetrolferasbrasileirasqueasmesmasseapresentam tantolminasdguarasasquantoprofundas.Distoresultamimportantesdiferenasna maneiracomoperfuradoecompletadoumpoo,principalmentenoqueserefereaos sistemas de cabea do poo submarino (SCPS) utilizados pela perfurao, e ao tipo rvore de natal utilizada pela completao, se molhada (ANM) ou convencional (ANC). Nomarapresentam-seduassituaesdistintas(Tabela6).Naprimeiradelas,emguas maisrasas,tem-seocasoemquetcnicaeeconomicamenteviveltrazeracabeado pooparaasuperfcie,efetuando-seacompletaoconvencionalouseca.Nestecaso imprescindvelescor-lacomumajaquetaapoiadanofundodomaroutracionaropooa partirdoconvsdeumaunidadeflutuanteespecial(tensionlegplataform).Emambosos casostem-seumasondainstaladasobreaplataformaparaexecuodosserviosde completao. Tabela 6 - Padres de perfurao e completao PerfuraoCompletaorvore Lmina dgua Plataforma Auto-elevveis (PA)ANC< 100 m Mudline Sonda de Produo Martica (SPM) /Sonda Modulada (SM) ANC< 120 m (ML)PADO1< 120 m Semi-submersvel (SS) /Navio-sonda (NS) DO2< 120 m SPM / SMANC< 150 m SS / NS ancoradosDO3< 120 m GuidelineSS / NS ancoradosDA< 300 m (GL)SS / NS ancoradosDL< 400 m SS / NS ancoradosDLL< 600 m GuidelinelessSS ancoradaGLL< 1000 m (GLL)SS / NS posicionamento dinmico (DP)GLL> 600 m Ainda em guas rasas, se for decidido deixar a cabea do poo no fundo do mar, completa-secomrvoredenatalmolhada(ANM)atravsdeplataformaauto-elevatria,plataformas semi-submersveis ou navios-sonda ancorados. Numa segunda situao, apresenta-se o caso de guas mais profundas, em que invivel trazeracabeadopooparaasuperfcie,sendoindispensveldeix-lanofundodomar, equipadacomrvoredenatalmolhada(ANM).Nestecasosoutilizadas,paraexecuo dosserviosdecompletao,asmesmasplataformassemi-submersveisounavios-sonda de posicionamento dinmico que foram utilizadas durante a perfurao. 3.2. Quanto ao Revestimento de Produo Buscando atender os requisitos bsicos anteriormente citados, as completaes podem ser realizadasdeacordocomosmtodosaseguirdiscutidos.Taismtodossereferems configuraesbsicaspoo-formao,aplicveisacadasituaoespecficaepodem apresentar variaes que os tornam bem mais sofisticados.29 Quanto ao revestimento de produo, uma completao pode ser:A poo aberto; Com revestimento canhoneado; Com liner canhoneado ou rasgado. 3.2.1. A POO ABERTO Durante a perfurao, ao se atingir o topo da zona produtora, o revestimento de produo descido e cimentado. Em seguida esta perfurada at a profundidade final, aps o que se coloca o poo em produo com a zona totalmente aberta (Figura 8). Caso seja necessrio umnovorevestimentodeproduopoderserassentadoposteriormente,convertendoo mtodo em um dos outros trs citados.

Obviamente,talmtodo,somente,aplicvelaformaestotalmentecompetentes:os embasamentosfraturados,oscalcrios,dolomitaseosarenitosmuitobemconsolidados. Tambmointervaloprodutornopodesermuitoespesso,amenosqueaformao produtora tenha caractersticas permo-porosas homogneas e contenha um nico fluido. Asprincipaisvantagensdomtodoso:maiorreaabertaaofluxo;economiade revestimentoecanhoneio; minimizaodanode formaocausadopelo filtradodo fluidode perfuraoedapastadecimento,jquesepodeusarumfluidodeperfuraoadequado para perfurar a zona produtora, aps o assentamento do revestimento de produo. Adesvantagemmaisimportanteaimpossibilidadedesecolocaremproduosomente partedointervaloaberto,vistoquenosopoucasasvezesemqueestopresentes simultaneamenteleo,guaegs,sendoquenormalmenteonicointeresseestana produo do leo. 3.2.2. COM LINER RASGADO OU CANHONEADO Quandoutiliza-seliner,acolunaderevestimentoanterior(deproduo)assentadae cimentadaacimadotopodazonadeinteresse,prosseguindo-seposteriormentea perfuraoataprofundidadefinalprevista.Avaliadaazonaedecididocompletar, descida uma coluna de tubos, os quais podem ser rasgados, b) ou lisos, denominada liner, a qualficarassentadanofundodopooesuspensapelaextremidadeinferiordo revestimento de produo. As principais vantagens e desvantagens da completao com liner rasgado so similares s dopooaberto.Podeseracrescidonasvantagensofatodequesustentaasparedesdo pooemfrenteazonaprodutoraenasdesvantagensofatoderesultarnumareduodo dimetrodopoofrentezonaprodutora.Emboraemdesusonospoosconvencionais, pode encontrar uma boa aplicao em poos horizontais. No caso de liner com tubos lisos, o qual cimentado, diferente, portanto do liner rasgado, as vantagensedesvantagenssosimilaresaodorevestimentocanhoneado.Podeser acrescido nas vantagens o menor custo com revestimento e nas desvantagens a mudana de dimetros dentro do poo, gerando dificuldades para passagem de equipamentos. 30 (c) (a) (b) Figura 8 - Mtodos de completao (a) poo aberto(b) liner rasgado (c) liner canhoneado 3.2.3. COM REVESTIMENTO CANHONEADO Perfuradoopooataprofundidadefinaleavaliadaazonacomoprodutoracomercialde leoe/ougs,descidoorevestimentodeproduoatofundodopoo,sendoem seguida cimentado. Posteriormente canhoneado o revestimento defronte aos intervalos de interessemedianteautilizaodecargasexplosivas,colocandoassimoreservatrio produtor em comunicao com o interior do poo. Comovantagensdesse mtodotm-se:permite seletividade,tantona produo quanto na injeodefluidosnaformao;favoreceoxitodasoperaesderestaurao;dimetro nicoemtodoopoo;permitecontrolarformaesdesmoronveis.Asprincipais desvantagensdomtodoso:custodocanhoneio;temsuaeficinciadependentedeuma adequada operao de cimentao e canhoneio. 3.3. Quanto ao Nmero de Zonas Explotadas Sob este aspecto, as completaes podem ser: simples, dupla ou seletiva. 3.3.1. SIMPLES Caracteriza-sepelopoopossuirumatubulaometlica,descidapelointeriordo revestimento de produo, da superfcie at prximo formao produtora. Esta tubulao, acompanhada de outros equipamentos, denomina-se coluna de produo (Figura 9a). Estetipodecompletaopossibilitaproduzirdemodocontroladoeindependentesomente uma zona de interesse. Duas zonas podem ser colocadas em produo pela mesma coluna, o que usualmente no recomendado, pois prejudica o controle dos reservatrios. 3.3.2. SELETIVA Nestecasodescidosomenteumacolunadeproduo,equipadadeformaapermitira produodevriaszonasoureservatriosseletivamente,ouseja,umaporvez.Disto resultaoperfeitocontroledosfluidosproduzidosemcadareservatrio,bemcomoa facilidade operacional de se alterar a zona em produo (Figura 9b). 31 (a) (c) (b) Figura 9 - Tipos de completao (a) simples (b) seletiva(c) dupla 3.3.3. DUPLA Estetipodecompletaopossibilitaproduzirsimultaneamente,nummesmopoo,duas zonasoureservatriosdiferentes,demodocontroladoeindependente,tantonoquediz respeitoavolumesproduzidoscomoapresses,razesgs/leoeleo/gua,etc.Isto possvelinstalando-seduascolunasdeproduocomobturadores(packers)(Figura9c). Este tipo de completao ainda no foi utilizado em poos martimos. As principais vantagens deste mtodo so:Produo e controle de vrios reservatrios produzidos simultaneamente; Possibilidadedeproduodezonasmarginaisquepoderiamnojustificara perfurao de poos somente para produzi-las; Acelerao do desenvolvimento do campo; Diminuio do tempo de utilizao dos equipamentos e tubulaes obteno de uma mesma produo acumulada do poo; Liberao mais rpida do investimento para novas aplicaes; Diminuiodonmerodepoosnecessriosparadrenarasdiversaszonas produtoras. As principais desvantagens do mtodo so: Maiordificuldadenaseleoeutilizaodosequipamentos,commaiores possibilidades de problemas; As restauraes, embora menos freqentes, so mais complexas; Maiordificuldadenaaplicaodosmtodosartificiaisdeelevao.32 4. PROJETO DE POO 4.1. Itens de Controle de Completao Nodiagramadeprocessos6M,asmedidasreferem-seaparmetrosdecontroledo processo (itens de verificao) e do produto final (itens de controle). Ositensdecontroledafasedeperfuraoinclueminclinaoeintegridadedacabeado poo, trajetria dentro do esperado e que facilite a completao, boas informaes sobre as formaesatravessadas(perfilagensduranteaperfuraoecomcaboeltrico), revestimentos bem cimentados e ntegros, ausncia de dano de formao. Os itens de controle do produto final poo so ligados a segurana operacional, proteo domeioambiente,produtividade(ausnciaderestrioaproduo),vazes,custo, longevidade, simplicidade operacional e de interveno. 4.2.Diretrizes de Projeto de Completao e Interveno de Manuteno da Produo O projeto de completao deve contemplar todo o ciclo de vida do poo de desenvolvimento (Figura 10), inclusive as intervenes de manuteno e de abandono. Apresentam-seaseguiralgumasdiretrizesdoprojetodecompletaoasquaisdevemser consideradas no projeto de perfurao do poo. 4.2.1.PROFUNDIDADE Todas as profundidades do projeto e dos relatrios oficiais devem se referir a mesa rotativa dasondadeperfuraoquerealizouaprimeiraperfilagemapooabertonazona reservatrio em foco; Mo de ObraMquinasMateriais Meio ambienteMedidasMtodos POO 33 Figura 10 Ciclo de Vida de Poo de Desenvolvimento 4.2.2.TIPODEUEP(UNIDADEESTACIONRIADEPRODUO)EAMBIENTE DE RVORE DE NATAL OambientedervoredenataldeterminaotipodeUEP,sedecompletaoseca(UCS, Unidade de Completao Seca), como fixa, SPAR, TLP, ou de completao molhada como SSouFPSO.OprincipaldeterminanteparausodeUCSagarantiadeescoamentoea facilidade e menor custo de intervenes nos poos. Entretanto, h casos de uso de SPAR paraviabilizaodepequenoscampos,comreservasinferioresa50milhesdeboe(Red Hawk, Cell Spar instalada em 2004). Podem ser citadas as seguintes vantagens da completao seca: Permiteacessodiretoaopooeaosoutrosequipamentosdacoluna,minimizandoos custoseosriscosduranteumainterveno.Enquanto,emtermosglobais,as intervenesemcompletaesmolhadascustamat10milhesdedlares,em completao seca varia entre 1 e 2 milhes de dlares. Possui perfil de temperatura mais elevado ao longo das linhas de produo, favorecendo o fluxo multifsico (menor viscosidade) e minimizando os riscos de formao de hidrato e de deposio orgnica. Permitearranjossubmarinosdescongestionadosecommenorcomprimentodedutos submarinos. Por outro lado, a completao seca apresenta: As trajetrias dos poos so mais complexas. H um limite de poos por UEP x rea do campo, inferior ao de completao molhada. No se aplica a sistemas antecipados. Apresenta baixa flexibilidade a surpresas geolgicas. As cabeas dos poos na superfcie exigem cuidados adicionais de segurana. A completao molhada, to praticada pela Petrobras, continua sendo a opo para muitos projetos recentes no mundo. Dentre sua vantagens podem ser citadas: Perfurao Restaurao Abandono CAPEX + OPEXser econmico? Sim No Poo Perfurado Poo Abandonado Locao Completao Produo / InjeoPoo Fechado Poo Restaurado Poo Completado Perfurao Restaurao Abandono CAPEX + OPEX ser econmico? Sim No Poo Perfurado Poo Abandonado Locao Completao Produo /Injeo Poo FechadoPoo Restaurado Poo Completado 34 Permiteousodesistemaantecipadodeproduo(EarlyProductionSystem)com reaproveitamento de UEP e linhas no sistema definitivo ou em outro sistema antecipado. Permite a implantao do projeto em fases, de sorte que a aquisio de dados sobre o campo em cada fase diminui as incertezas nas fases seguintes. Isto permite aperfeioar oprojeto,comgrandesganhosemtermosdecustos-benefcioseevitandodesastres econmicosnoscasosemqueocamposerevelademenorportedoqueoprevisto anteriormente. Antecipa o 1 leo, logo o 1 mdulo (uma ou mais UEPs) ajuda no financiamento dos custosdeinvestimentos.Emperodosdecrisesdopetrleoestaantecipaotem grande importncia poltica e econmica. maisadequadaparacamposdegranderea,ondeassociadaaMSP(Manifold Submarino de Produo) permite a drenagem do campo com menor nmero de UEPs. PermiteaproveitaradisponibilidadedecascasdeSSsusadasparaUPM(Unidadede ProduoMartima)emdeterminadoperodo,adquiridosabaixocustoeconvertidos para SS de produo. Idem de cascos de navios petroleiros, posteriormente convertidos para FPSO. Equipamentos caros como a ANM e linhas podem ser reaproveitadas e outros projetos. maisseguraaUEPemtermosdepoo,notadamenteosdealtavazo,poisestes podem ser fechados na ANM no fundo do mar, longe da UEP. 4.2.3.LMINA DGUA Aumentaotempodemanobradoriserdeperfuraoedoriserdecompletaocom aumentodeprofundidade.Paramaioreslminasdgua,todaeconomiademanobratraz ganhos considerveis. 4.2.4.DISTNCIA DO POO UEP E/OU MANIFOLD SUBMARINO Quantomaioradistncia,maioraperdadecargaemfluxoemaioraperdadecalordo fluido, diminuindo a temperatura do fluido produzido. Quanto menor a temperatura, maior a viscosidadedoleo(aumentandoaperdadecarga)etambmmaiorapossibilidadede formao hidrato. 4.2.5.DECLIVIDADE DA LINHA DO POO At o ponto de touch down ou manifold submarino: se a declividade for ascendente, o acmulo deguaficapertodaANMquandodaocorrnciadeumshut-down,facilitandoaremoode hidrato,comusodesonda.Empoosondeadeclividadedescendente,aguaseacumula pertodotrechodetouchdownoumanifoldsubmarino,dificultandoaremoodehidratopela sonda. 4.2.6.AQUISIO DE INFORMAES Oprojetodeperfuraodeveprivilegiaraaquisio,registroetransmissodeinformaesdo pooereservatrio.Istoincluioregistrodageometriadopoo,daspressesetemperaturas, programas de perfilagem, programas de testemunhagem, etc. Quando h conflito entre a melhor soluoparaaperfurao(tipodefluido,porexemplo)eaaquisiodedados,estedeveser racionalmente ponderado para se tomar a melhor deciso.

4.2.7.REVESTIMENTO DE PRODUO E LINERS 35 Alm da geometria e trajetria (vide item 4), deve-se considerar a integridade dos revestimentos, resistnciaapresso(adequadaelevaoeescoamento,operaesdeestimulao,etc), metalurgia.ParaespecificaodemateriaisparaambientecomH2S,deveserconsultadaa norma N-2282 Segurana em Teste de Formao e de Produo na Presena de Gs Sulfdrico (H2S) alm da ISO 11960/2004 e NACE MR0175. 4.2.8.CIMENTAO PRIMRIA defundamentalimportnciaparaadrenagemseletivadereservatrios/zonasepara operaes de estimulao. Como de difcil avaliao e dificlima correo devem ser envidados todos os esforos (geometria, fluidos, etc) para se obter boa cimentao primria. 4.2.9.CARACTERSTICASDOFLUIDODEPERFURAOEDOSFLUIDOS DEIXADOS NO POO Devemserbemreportadostodososfluidosusadosnafasedeperfuraoquetenhamtido contatocomos reservatrios, que tenhamsido usadosduranteacimentaoeosdeixadosno interior do poo revestido. 4.3. Principais Determinantes Do Projeto De Completao Osprincipaisdeterminantes(drivers)dosprojetosdeproduoemguasprofundase ultraprofundas so:Minimizar os investimentos (CAPEX: Capital Expenditure); Maximizar a produo por poo; Drenar a maior rea possvel com cada poo; Minimizar o custo de construo dos poos; Minimizar o custo de intervenes de manuteno; Minimizar ou eliminar o dano ao meio ambiente; Colocar a segurana sempre em primeiro lugar. Os principais desafios a estes projetos decorrem de: Alta profundidade da lmina de gua; Ambiente frio na cabea dos poos e ao longo das instalaes submarinas; Grande distncia dos campos ao mercado consumidor; leos muito viscosos e parafnicos; Reservatrios de alta presso; Formao produtora constituda por arenitos inconsolidados; Reservatrios de gs ou condensado de baixssima permeabilidade (tight). 4.3.1. LAY-OUT SUBMARINO DO POO UEP 4.3.1.1. Aspectos de Garantia de Escoamento Preveno e Remoo de Danos Alguns projetistas de sistemas martimos de produo percebem o estudo de escoamento como o principal determinante (drive) para a concepo do sistema (UEP, leiaute submarino, etc).Ascaractersticasdosfluidosproduzidostmforteimpactonaseleodosvriossubsistemas dosistemadeproduo.leosviscososapresentamgrandeperdadecargafluindoabaixas temperaturas.Seoleocontiveraltosteoresdeparafinasouasfaltenos,podemocorrer 36 depsitos orgnicos nas linhas de produo e at na prpria coluna. A formao de hidrato pode ser um desafio. Estes fatores podem exigir que a completao de poos seja seca, o que exigir unidadesdotipoplataforma fixa,SPAR,TLPedesaconselharousodeSSouFPSO.Podem demandar completao com injeo de preventores qumicos para vrias finalidades. leos extra pesados esto sendo objetos de programas de pesquisas especficos. O tipo de elevao artificial tem forte impacto nos poos e linhas. A estratgia de uso de gs, na medida em que sua queima cada vez menos aceita, estimula o uso deste. 4.3.1.2. Aspectos de Monitorao e Controle de Subsuperfcie, ANM e Manifold Paraumaboamonitoraodepressoetemperaturaumpoosubmarinodevetersensores instaladosnacolunadeproduoouinjeoenaANMouMSP(manifoldsubmarinode produo). A instalao de PDG (permanent downhole gauge) na coluna de produo ou injeo exigeumafolgamnimade0,8pol,considerandoaluvadostubos,linhas/caboseclamps.A monitorao na ANM externa a esta, atravs de TPT (Temperature and Pressure Transmitter), analgico ou digital. Amonitoraodevazesdeleo,guaegspodeserapenasportesteemseparador,de tempos em tempos, ou tambm pode ser feita continuamente, poo a poo, o que no comum nospoosoffshorenoBrazil.Ocontroledeproduo,variadamesmaforma,desdeapenasa regulagem de vazes com beans em superfcie, at o controle de subsuperfcie com as vlvulas de subsuperfcie de atuao remota (vlvulas inteligentes). AcompletaocomSistemadeMonitoraoeControledeSubsuperfcie(SMCS),ou completao inteligente, decorre do aumento da importncia dos poos (h casos em que pares depoos-produtoreinjetor-soresponsveispeladrenagemdegrandesvolumesde hidrocarbonetos), do aumento do custo de investimento (poos horizontais submarinos tm custo dedezenasdemilhesdedlares),doaumentodocustodemanuteno(intervenesem pooscomplexossocarssimas,principalmenteseestesforemsubmarinos)edasincertezas de reservatrio em ambientes cada vez mais desafiadores. Tais completaes podem permitir a monitorao do fluxo no meio poroso (movimentao das frentes de fluidos, etc), do fluxo vertical multifsicoedofluxonaslinhasdeproduo.Permitemaindaaalteraodaconfiguraode fluxoemsubsuperfcieremotamente,isto,semnecessidadedeintervenoinvasiva(Sonda, Unidades de Arame, etc) no poo. Uma completao com tais recursos permite aos engenheiros de reservatrio e de produo atualizar continuamente os modelos de drenagem do reservatrio (frentesdeleo,gsegua,etc)edoescoamentodosfluidosproduzidos,identificandoe compreendendodiversosfenmenos.Comistoaumenta-seacapacidadedepredioe antecipa-se a identificao de problemas. Ageometriadopoodevepermitirainstalaodesensoresevlvulasdesubsuperfcie, incluindo linhas, cabos e clamps, com folga superior a 1/8 de polegada. Isto pode exigir o uso de dimetros de revestimento de produo e de fase final do poo bem maiores do que os usados nos ltimos anos. 4.3.2. CARACTERSTICAS DA UNIDADE DE INTERVENO Como na construo de poos martimos as unidades usadas para a completao so as mesmas usadas para a perfurao (UPM), ao considerar a UPM os projetistas de perfurao devem levar em conta as caractersticas necessrias para a fase de completao.Operaes de flexitubo (altura de V-Door, capacidade de guindaste); InstalaodeANM/BAP(capacidadedeguindaste,capacidadedoscompensadores, abertura do acesso para moon pool, espao, leiaute e altura do moon pool); 37 Teste de formao (capacidade e rea de convs para planta de teste e tratamento de gua oleosa, eficincia de queimadores); Operaes com barco de estimulao (apoio no submarino de bombordo e boreste para linha flexvel) e barco de fluidos. Demaisoperaesparalelas(leiautequeviabilizeasoperaesparalelasdoEQSB,tais como,aoperaodeflushdelinhasdoumbilicalhidrulicodecontrole,montagemde componentes e suas ferramentas). Capacidade carga varivel (VDL). Capacidade de estocagem de fluidos e produtos qumicos. BOP (gavetas, tipo e tamanho de conector, quantidade de acessos). Interferncia de BOP com a BAP Capacidade de compensador de movimentos do guincho principal. Existncia de ROV na sonda 4.3.3.INTEGRIDADE DE POO E SMS 4.3.3.1. Conceitos de Integridade de Poo e de Poo Submarino Isolado Apresenta-seaquiocritriodeaceitaoderiscoeoconceitodepoosubmarinoisoladoem face de suas importncias. Paraaseguranaoperacionaloprojetodepoodevedefinirumcritriodeaceitaoderisco baseadonoconceitodebarreirasdeseguranaouconjuntosolidriodebarreiras(CSB).Vide normas N-1860, N-2757, N-2765 e N-2730. Comoainstalaodevlvuladeseguranadesubsuperfcieacionadadasuperfcie(DHSV) impacta a geometria de poo convm apresentar o conceito de poo submarino isolado. Este estabelecidonaN-2765,comoopooondeinsignificante,duranteafasedeproduo,a freqnciadeeventosdevidosaagentesexternoscapazesdearrancarouprovocarumdano catastrfico ANM, a ponto de permitir a comunicao do poo com o fundo do mar. Para que um poo submarino seja considerado isolado ele deve atender aos seguintes requisitos: a.Estar localizado em lmina dgua maior do que 80 m. b.Noternenhumdispositivosubmarinocujainstalaooumanutenorepresenteumrisco significativo ao poo, capaz de arrancar ou provocar um dano catastrfico ANM, a ponto de permitir a comunicao do poo com o fundo do mar, localizado a uma distncia, medida na horizontal, menor ou igual aquela determinada conforme a tabela 7. Deve ser dada ateno especial a dispositivos submarinos com previso de instalao posterior. Tabela 7 - Relao entre Lmina dgua e a distncia entre poos para caracterizao de pooLmina Dgua - LA (M)Distncia Horizontal (m) 80 < LA 170LA +30 170 < LA 900200 900 < LA 1 000200 + (LA - 900) x 0,1 LDA > 1 000210 + (LA - 1 000) x 0,04444 38 c.Estarforadasrotasdetrfegocomercial,utilizadaspornavioseoutrasembarcaesde grandeporte(excluem-sedesteconceitoasembarcaesassociadassatividadesde explorao, produo e transporte de petrleo produzido na concesso ou bacia). d.Estarlocalizadoaumadistncia,medidanahorizontal,superiora1 000 mdequalquer unidade estacionria de produo. e.Aresultantedasforasgeradasduranteavidaprodutivadopoonodevesersuficiente paralevantaraANMouBAP,emcasodedestravamentoacidentaldeseusconectores hidrulicos. 4.3.3.2. Procedimentos, Normas e Legislao Aplicveis N-2282:SeguranaemTestedeFormaoedeProduonaPresenadeGsSulfdrico (H2S) N-2253: Segurana em Testes de Formao e de Produo N-2295: Segurana em Operao de Canhoneio de Poo N-2417: Segurana nas Operaes com Arame N-2730: Abandono de Poo N-2352: Segurana em Operaes de Perfilagem de Poos N-2757:RecomendaesPrticasdeSeguranaparaProjetosdeCompletaoe Interveno em Poos Martimos N-2765: Segurana na Operao de Poos para Explotao de Hidrocarbonetos N-1860: Segurana nas Operaes Simultneas em Plataformas Martimas NACEStandardMR0175StandardMaterialRequirements"MetalsforSulfideStress Cracking and Stress Corrosion Cracking Resistance in Sour Oilfield Environments" ISO10400PetroleumandNaturalGasIndustries-FormulaeandCalculationforCasing, Tubing, Drill Pipe and Line Pipe Properties First Edition (Current) 1993-01-01ISO13679Petroleumandnaturalgasindustries-Proceduresfortestingcasingandtubing connections (ISO 13679:2002); English version EN ISO 13679:2006 (Current) 2007-01-01PortariaANP025/2002-ProcedimentosaSeremAdotadosnoAbandonodePoosde Petrleo e/ou Gs PE-2EA-01746 - Elaborao de Programa de Completao e Workover PP-2EA-00718 - Concepo de Projeto e Execuo de Workover PP-1EF-00020 - Diretrizes para Avaliao da Qualidade da Cimentao de Poos PE-3ED-00413-Condicionamentodepooesubstituiodedrillinfluid(tipothixcarb)por CAMAI para a descida de equipamentos de controle de areia a poo aberto PE-3ED-00415 - Limpeza de revestimento utilizando produtos das Cias de servio PE-3ED-00419 Limpeza de revestimento utilizando colches de lavagem com detergente PE-2ED-00594 - Diretrizes para utilizao de protetores de cabo eltrico (ou ptico) do PDG para poos submarinos PE-3ED-00807: Descida de coluna com cabo eltrico PDG PE-3ED-02471: Montagem dos clamps para fixao do cabo PDG PE-3ED-00921:ProcedimentoOperacionalparaInstalaodeColunasdeProduoe Injeo PE-3ED-02710:ProcedimentoOperacionalparaInstalaodeColunasdeProduoe Injeo em uma nica Descida (one trip) PE-3ED-01078: Procedimento Operacional para Instalao de DHSV e BRV Observemos que as Diretrizes de Projeto de Poo do PROPOO apresentam consideraes de integridadepararevestimentos,liners,anisdecimentoebarreirasdeanular;completao inferior/ interface poo-formao; integridade completao superior e interfaces at a UEP 39 4.3.4.TRAJETRIA E GEOMETRIA DE POO EM RELAO A OPERAES DE COMPLETAO 4.3.4.1. Aspectos Relativos Instalao e Retirada de Coluna e a Intervenes com Arame, Flexitubo, Cabo Eltrico e Similares. 4.3.4.1.1. Trajetria do poo Temgrandeinfluncianacompletaoeelevaoeescoamento.Ainclinaodacolunade produoafetafortementeasoperaesthroughtubing(arame,caboeltricoeflexitubo)e possveisoperaesdepescaria.Comatecnologiaatual,semoauxliodetratores(tecnologia em franco desenvolvimento) o limite para a posio de niples para assentamento de std valve e plugs de 60. 4.3.4.1.2. Geometria do poo Asfasesdeperfurao,comrespectivosrevestimentodeproduoepooabertopara instalaodesistemadecontenodeareia,oulinercimentado,sodeterminadaspela completaodopoo.Acompletaoinferiorouinterfacepoo-formaodeterminaodimetro mnimodaseofinaldopooaberto.Acompletaosuperior(oucolunadeproduo) determinaodimetromnimodorevestimentodeproduo.MuitasvezesaDHSV(vlvulade segurana de subsuperfcie controlada da superfcie SCSSSV), com suas linhas de controle e clamps,constituiocomponentedacompletaosuperiordemaiordimetro(videexemplona tabela8).QuandoseinstalaSMCS(sistemademonitoraoecontroledesubsuperfcieou completaointeligente),maiscomplexodoqueumsimplesregistradordepressoe temperaturadesubsuperfcie(PDG),exige-semaiordimetrointernodorevestimentode produo. Tabela 8 - Exemplo de um projeto recente, para um sistema submarino de produo em guas ultraprofundas. Tipo de Poo Vazo (m3/d) Size TubingDHSV (OD)Size Revest. Produtor com alta Kh 80007 x 5.55.5 (9.45)11.75x 9.625 Produtor com menor Kh 32005.5x 4.5 ou 4.54.5 (8.28)9.625x 7 Injetor de gua 800075.5 (9.45)11.75x 9.625 Injetor de gs100 MMCFD7 x 5.55.5 (9.45)10.75x 9.625 Produtor com menor Kh 24004.5 ou 4.5 x 3.54.5 (8.28)9.625x 7 Injetor de gs100 MMCFD5.55.5 (9.45)10.75x 9.625 Kh = transmissibilidade; MMCFD: milhes de p3 por dia; completao molhada; 40 Em termos bem gerais temos a seguinte relao entre dimetro nominal de coluna e dimetro de revestimento/liner. Tabela 9 Dimetro nominal de coluna x dimetro revestimento Dimetro nominalde coluna OD de revestimentode produo 3.1/27 4.1/29.5/8 x 7 5.1/29.5/8 6.5/89.5/8 ou 10.3/4 (mais indicado) 710.3/4 ou 11.3/4 6.5/8 para BCS13.5/8 x Liner 9.5/8 ou 13.3/8 x Liner 10.3/4 4.3.4.2.Aspectos Relativos Estimulao e Controle de Produo de Areia: Trajetria, Rat Hole, Saco de Poo A trajetria do poo deve evitar folhelhos na interface poo-formao e deve ter inclinao e dog leg adequados aos mtodos de estimulao e de controle de produo de areia. Nocasodepooshorizontaisemarenitosinconsolidados,queserocompletadoscomgravel pack em poo aberto, com telas ou liners stand alone ou com telas expansveis, deve-se evitar ou minimizar as intercalaes de folhelho. A presena de folhelho mais grave para gravel pack em poo aberto. O gravel (geralmente cermica sinterizada) pode remover folhelho das paredes do poo, o qual misturado no gravel reduz drasticamente a permeabilidade do pacote de gravel. Casoofolhelhosejainchvel,asconseqnciaspodemserpiores,ocorrendoembuchamento (screen-out)duranteobombeiodogravel.Emboraexistamalternativasparaminimizarestes problemas, o correto evit-los ou minimiz-los durante o projeto de perfurao. Ainclinaodopooafetafortementeasoperaesdefraturamentohidrulicoefrackpack. Paraestasoperaesotrechodopoodeveriaserprximodavertical.Quandoainclinao alta torna-se muito importante o conhecimento do plano de propagao de fratura e recomenda-se o uso de canhoneio orientado com fase 0-180.Variaessbitasnatrajetriadopoo(dogleg>5a6)dificultamadescidadetelasde conteno de areia. Dimetroalargadoentreasapatadorevestimentodeproduoeotrechodepooaberto(rat hole) pode se tornar crtico para operaes de gravel pack em poo aberto. No alargamento h reduodavelocidadedefluxo,podendoocorrerdecantaoexcessivadogravel(geralmente cermica), levando a embuchamento (screen-out) prematuro. Assim, deve-se procurar minimizar a diferena de dimetro desta transio. Osacodepoosetornaimportanteemalternativasdegerenciamentodaproduodeareia (semcontenodeareia),sendotambmimportanteemoperaesde fraturamentohidrulico. No registramos valores racionalmente determinados para o saco de poo. Para gerenciamento deareiadeveseralgonaordemdecentenasdemetros,enquantoparaestimulaoseriada ordem de dezenas de metros. 41 5. PRINCIPAIS EQUIPAMENTOS UTILIZADOS NA COMPLETAO 5.1. Componentes das Colunas de Produo 5.1.1. TUBOS DE PRODUO Na Petrobrs existe uma padronizao nacional para tipos de conexo, grau do ao e peso dos tubos de produo, facilitando o intercmbio entre as regies e permitindo menos itens de estoque e, consequentemente, menores custos operacionais. Na Bacia de Campos, as conexes padronizadas para colunas de produo so:EU (external upset); NU (non-upset); TDS (tubing double seal); Buttress (para colunas 5.1/2) e; VAM-ACE (Vallourec), empregada nos poos da Bacia de Santos. A seleo da tubulao a ser empregada num determinado poo leva em conta 4 fatores: Dimetro interno do revestimento de produo: nos poos equipados com liner de 7, utiliza-se tubulao com dimetro externo (OD) de 3.1/2 para facilidade de pescaria, poisodimetroexternodaluva4.1/2.Algunspoospossuemzonadeinteresse revestidaporliner5.1/2e,nestescasos,utiliza-seacoluna2.3/8(ODdaluva 2,875); Mxima vazo esperada: determina-se o dimetro nominal da coluna; Fluido a ser produzido:define o tipo do ao (grau) dos tubos, bem como o tipo das conexes; Esforosmecnicos:calculando-seosesforosaqueacolunaestarsubmetida durante sua vida til (tenses de trao, de colapso e presso interna), e definido o graudoao,podemosdeterminaraespessuradeparederequeridae, consequentemente, seu peso por metro. Devido ao uso prolongado da coluna de produo, prioriza-se nestes tubos a confiabilidade da vedao ao invs da praticidade de manobra. Assim, privilegiam-se as roscas finas que promovemavedaometal-metalnaprpriaconexo.Asroscasfinaspodemser classificadas como: de perfil redondo, de perfil quadrado e Premium. As roscas EU e NU se enquadram na categoria de perfil redondo e so padronizadas pela norma5BdoAPI.AroscaNUestemdesusoemnossaregioearoscaEUamais comumenteutilizada,dadaagrandequantidadedepoosprodutoresdeleo,semoutros fluidosagressivosassociados,emnossaregio.ATabela10apresentaalgumas caractersticas destes tubos. Referncias completas esto apresentadas no apndice. Nospooscompletadoscomcoluna5.1/2emprega-seostubosderevestimentocom conexoBTC(Buttressthreadcasing),com5fiosporpolegada,padronizadapeloAPI,as quaisseenquadramnacategoriadeperfilquadrado.Ostuboscompradosparacompletar os poos de Marlim com esta coluna de 5.1/2 possuem grau N80 e peso de 17 lb/p. Em poos produtores de gs, com fluidos agressivos ou com alta presso, so empregados tubos com roscas premium, especificamente as roscas TDS e VAM-ACE.42 Tabela 10 - Principais caractersticas dos tubos de produo mais comuns 2.7/8 EU3.1/2 EU4.1/2 EU Grau do ao N-80 N-80 N-80 Peso (lb/p) 6,59,3 12,75 ID (pol) 2,4412,992 3,958 Drift (pol)2,3472,8673,833 OD da luva (pol)3,6684,5005,563 Colapso (psi)11160105307500 Presso interna (psi)10570101608430 Trao (psi)144960 202220288040 Torque (lbf.p)2800 32004000 Capacidade (bpm)0,01900,02860,0500 Deslocamento (bpm)0,00740,01050,0146 Figura 11 - Tubos de produo mais usuais

Shear-out umequipamentoinstaladonaextremidadeinferiorda caudadeproduo, quepermiteo tamponamento temporrio da mesma. Tambm conhecido por sub de pressurizao (Figura 12 e 13). Possuitrssedes,sendoainferiortamponada.Atualmentetemsidodescidasemasede inferiortamponada,isto,apenascomduassedes.Antesdadescida,dimensionadaa presso de rompimento da mesma e, de acordo com o clculo, colocados tantos parafusos de cisalhamento quanto necessrio. Ao se pressurizar a coluna, a fora atuante na sede faz 43 com que os parafusos cisalhem, caindo a sede no fundo do poo e liberando a passagem na coluna. Necessitando-setamponarnovamenteashearout,lanam-seasesferasnopoo(Figura 14),quesealojaronassuassedes.Paraabriraofluxonovamente,bastapressurizara coluna. Uma vez rompida a sede inferior, a shear out passa a funcionar como uma boca de sino, pois tem a sua extremidade inferior bizelada para facilitar a reentrada de ferramentas na coluna de produo. Figura 12 - Shear-out dupla em corte Figura 13 - Esquema da shear-out tripla Figura 14 - Sedes e esfera da shear-out As principais dimenses da shear out tripla para coluna 3.1/2 EU (a mais utilizada na Bacia de Campos) so mostradas na Tabela 11 a seguir: Tabela 11 - Principais dimenses da shear out tripla de 3.1/2 SEDEID c/ sede no rompidaID c/ sede rompidadiam. esfera Superior1,8003,00021/8 Intermediria2,2253,00023/8 44 Hydro-trip Talcomoashear-out,servepara tamponamentotemporriodacoluna. Pormporterroscatambmnaparte inferior, pode ser instalada em qualquer pontodacoluna.Asedenoentanto no cai para o fundo do poo, pois tem um collet que se expande, entrando na reentrncia apropriada para isto.Como desvantagem,nopermitepassagem plena na coluna aps o rompimento da sede (Figura 15). Odimensionamentodosparafusosde cisalhamentoeoperaoso semelhantes da shear-out. Asprincipaisdimensesdahydro-trip duplaparacoluna3.1/2EU(amais utilizada na E&P-BC) so mostradas na Tabela 12. Figura 15 - Hydro-trip dupla Tabela 12 - Principais dimenses da hydro-trip dupla de 3.1/2 ID c/sede no rompida ID c/sede rompida Dimetro da esfera inferior2,0002,6002.1/8 superior2,3002,7002.1/2 Nipples de Assentamento Os nipples (ou perfis) de assentamento so subs que possuem uma rea polida para vedaoeumasededetravamento.Servemparaalojar,numaprofundidadebem definida,plugs(paraisolamentodezonasprodutoras),standingvalves(paraimpedir perdadefluidoparaaformao),instrumenthangercomregistradoresdepresso paratestesdeproduo,echokes(estesdeusoraro,permitemaproduo simultneade2zonascomdiferentespresses).Soespecificadospelosealbore, queodimetrodareapolidaondeasgaxetasdosequipamentosdecontrolede fluxo fazem a vedao. Normalmentesoinstaladosnacaudadeproduo,abaixodetodasasoutras ferramentas.Podem tambm ser instalados tantos quantos necessrios, em qualquer ponto da coluna, ressalvando-se a seletividade dos mesmos. Basicamentehdoistiposprincipaisdenipplesdeassentamento:nippleR(no seletivo) e nipple F (seletivo) (Figura 16). Nipple R (no seletivo) 45 Possuemumbatente(no-go)naparteinferiorcomdimetrointernomenorqueo dimetro interno da rea polida (Figura 16). Normalmente, utilizado em dois casos: quando a coluna requer um nico nipple ou comooltimo(maisprofundo)deumasriedenipplesdomesmotamanho.A utilizao de mais de um nipple no seletivo na mesma coluna, somente possvel se os dimetros internos dos mesmos forem diferentes, decrescendo com a profundidade de instalao. Os principais nipples R utilizados na Bacia de Campos so mostrados na Tabela 13. Tabela 13 - Principais nipples R Tamanho NominalConexorea PolidaNO-GO 2,7531/2EU2,7502,697 2,2527/8EU2,2502,197 1,8723/8EU1,8751,822 Nipple F (seletivo) No possuem no-go, isto , a prpria rea selante serve de batente localizador (Figura 16).Podemserinstaladosvriosnipplesseletivosdemesmotamanho numamesma coluna.Nestecaso,oposicionamentodoequipamentodesejadofeitopela ferramenta de descida e/ou tipo de trava do equipamento a ser instalado. A junta telescpica (TSR) e o tubing hanger tm um perfil F incorporado internamente, comdimensesde2,81e3,75,respectivamente.Emcaudasdeproduolarge bore, o perfil F do TSR tem dimetro nominal de 3,50 e o nipple R pode ser de 3,25 ou 3,31. Os principais nipples F utilizados na BC so mostrados naTabela 1. Tabela 14 - Principais nipples F. Tamanho NominalConexorea Polida 3,8141/2EU3,812 3,7541/2EU3,750 3,6841/2EU3,680 2,8131/2EU2,812 2,7531/2EU2,750 2,3127/8EU2,312 1,8723/8EU1,875 1,8123/8EU1,812 46 Figura 16 - Nipples para assentamento de tampes mecnicos (plugues) Figura 17 - Standing valve 47 Figura 18 - Standing valve assentando Sliding Sleeve A sliding sleeve (ou camisa deslizante) possui uma camisa interna que pode ser aberta oufechadaatravsdeoperaesdearame,paraprovercomunicaoanular-coluna ou coluna-anular ( Figura 19). Areadefluxo,normalmente,equivalentereadepassagemdacolunade produo. Os diferentes tipos de camisas deslizantes existentes no mercado so bem semelhantesquantosuaconcepo,variandoapenasostiposdeelementosde vedao(gaxetas,selosmoldadosouo-rings),osentidodeaberturaefechamento (percussoparacimaouparabaixo)eaexistnciaounodeumperfilpara assentamento de tampes mecnicos com operaes de arame. Figura 19 - Camisa deslizante (sliding sleeve) 48 Seu uso est restrito, atualmente, para completao seletiva, onde permite a produo da zona superior. Alguns poos antigos ainda possuem esta vlvula na composio da cauda, porm, este uso foi abolido nas novas colunas devido pouca confiabilidade na vedaodoso-ringsdacamisaquandosefaziaofechamentocomarame.Os principaisfornecedorestentamresolveresteproblemadediferentesformas:aBaker lanouumaslidingsleevecomvedaometal-metal,aCAMCOpreferiuaopoda camisa insertvel, onde se pode substituir os elastmeros cada ciclo. Suafunonacaudaeraserumback-upparaproduocasoaextremidadeda coluna estivesse irremediavelmente plugueada. Com o advento do cortador qumico, a zona pode ser rpida e economicamente aberta com o corte da cauda modulada. Quandohouveranecessidadedesedescerumaslidingsleevenopoo,jamais colocar chave flutuante ou cunha no corpo da camisa. Enroscar previamente um pup jointnotopsubparaomanuseio,eposicionaraschavesflutuantesnotopebottom subs para aplicar o torque. Check Valve umavlvuladep,queserveparaimpedirofluxonosentidodescendente. compostadeumasede,comumavlvuladeretenoqueseabrequando pressurizadadebaixoparacimaevedaquandopressurizadadecimaparabaixo (Figura2).Serveparaevitarqueopoobebaofluidodecompletaopresentena coluna, mantendo-a cheia, e, em colunas com BCS, impedir o contra-fluxo pelo interior da bomba. Figura 20 - Vlvula de p (check valve) Packer de Produo O packer tem mltiplas funes: 49 serve para compor a primeira barreira de segurana, conjuntamente com a DHSV, acolunadeproduoentreaoDHSVeopackereorevestimentodeproduo bem cimentado abaixo do packer;protegeorevestimento(acimadele)contrapressesdaformaoefluidos corrosivos; possibilita a injeo controlada de gs, pelo anular, nos casos de elevao artificial por gas lift; permiteaproduoseletivadevriaszonasporumanicacolunadeproduo (com mais de um packer), etc. posicionadodetalformaqueaextremidadedacolunadeproduofiquea aproximadamente30macimadotopodaformaoprodutora,parapermitir perfilagens de produo e ampliaes de canhoneio through tubing.

Os packers de produo so assentados por diferencial de presso entre o interior e o exterior da coluna, e consequentemente, em algum ponto da coluna abaixo do packer necessrioinstalarumsubdepressurizaocomesteobjetivo.Ospackersso compostos por elementos de vedao (borrachas), elementos de ancoragem (cunhas ehold-down),pinosdecisalhamentoparaassentamentoepinos(ouanel)de cisalhamento para desassentamento. Ohold-down,presente emalgunstiposdepacker,socunhascoma funodeno permitir quepresses abaixo do packer o desloquem para cima, pois quanto maior o diferencialdepresses,maiorserafixaodohold-downaorevestimento.Nos packers HH e HHL esta funo suprida pela prprio cunha, cujo desenho dos dentes lhepermiteumbomdesempenhotantocomdiferenciaisdepressodecimapara baixo, quanto o contrrio. ATabelaapresentaascaractersticasdospackersusadosnaproduo.Emfuno do histrico de desempenho observado para cada modelo de packer de produo, os mesmos so usados em situaes diferentes, conforme mostrado pelaTabela . Tabela 15 - Tabela com caractersticas dos packers de produo FH 9.5/8 FHL 7 RH 9.5/8 RHL 7 HH 9.5/8 HHL 7 SC-1 9.5/8 SC-1L 7 SC-2 9.5/8 Hold-downsimsimsimsimnonononono Dupla ancoragemnonononosimsimsimsimsim Mecanismo anti-desas-sentamento hidrulico nonononosimsimnonono Aceita ncora selantenonononononosimsimsim Peso de coluna mxima (Klbf) 40408080345150140200200 P mximocima para baixo (psi)baixo para cima (psi) 3500 10000 3500 7500 5500 5500 6000 6000 6000 10000 6000 7500 6000 6000 7500 6000 7500 10000 Temperatura mxima elastmeros (oF) 275275350350330330300300350 ID (pol)3,0003,0002,9722,8853,0002,8904,7504,0004,750 Assentamento Presso incio (psi) Presso final (psi) Nmero estgios 2000 2500 1 2000 2500 1 1375 2500 1 1500 2500 1 2030 2500 3 1902 2500 3 1600 2500 1 1600 2500 1 1600 2500 1 50 Desassentamento trao (klbf) externo (E) / interno (I) pino (P) / anel (A) capacidade (klbf) 50 E A 50 50 E A 50 50 E 10 P 5,00 43 E 6 P 7,166 54 E 6 P 9,00 54 E 6 P 9,00 15 I 6 P 2,50 15 I 6 P 2,50 15 I 6 P 2,50 Tabela 16 - Recomendaes para aplicao dos packers de produo FH / FHLRH / RHLHH / HHLSC-1 / SC-1L / SC-2 Gravel packnononosim Canhoneio TCPnopode ser usado (*) mais adequado pode ser usado Abandono temporriomais adequado pode ser usadopode ser usado pode ser usado Packer de produobommuito bommuito bomno TSR pr-balanceadonopode ser usado (*) mais adequado no Histrico de desempenho bommuito bommuito bommuito bom (*) consultar recomendaes Figura 10 - Elemento de vedao (borrachas) do packer HHL Figura 11 - Conjunto de ancoragem do packer modelo HHL Figura 12 - Esquema do packer de produo recupervel HHL 51 Packer Permanente umtipodepackerque,umavezassentado,noseconseguemaisrecuper-lo.Para retir-lo, necessrio cort-lo e empurr-lo para o fundo do poo. assentado a cabo, utilizando-se uma unidade de perfilagem. Para ser assentado, conectadoaumasettingtool(ferramentadeassentamento)edescidoata profundidade apropriada.Ao se acionar, eletricamente, a setting tool, h a detonao de um explosivo que cria um movimento da camisa superior para baixo, comprimindo todooconjuntoatacamisaretentora.Estemovimentoexpandeoelementode vedao e as cunhas contra o revestimento (Figura 13). Unidade Selante oequipamentodescidonaextremidadedeumacoluna,quefazavedaoda mesmacomoorifciodapackeroudosuspensordesubsuperfcie.Parainstal-la, basta colocar peso, pois tem uma rosca tipo wicker. Divide-se em trs tipos principais (Figura 14). Figura 13 - Packer permanente modelo D Baker 52 ncora Umavezconectada,spermitealiberaocomrotaodireita(14voltas), possuindo dispositivo anti-rotacional. Os dentes da garra tm perfil horizontal na parte superior, o que garante a impossibilidade de liberao por trao. Trava Uma vez conectada, permite a liberao com trao (cerca de 10.000 lb), pois no tem um dispositivo anti-rotacional que permita seu giro para liberao. Batente Por no ter a rosca wicker, no trava.Para retir-la, basta tracionar a coluna. Figura 14 - Unidades selantes Junta telescpica (TSR) OTSR(tubingsealreceptacle)oujuntatelescpica(Figuras26e27)usadopara absorver a expanso ou contrao da coluna de produo, devido variao trmica damesmaporcausadasdiferentestemperaturasaqueexpostaquandoda produo(ouinjeo)defluidos.Permitetambmaretiradadacolunasemhaver necessidade de desassentar a cauda. composto basicamente de duas partes independentes: a camisa externa e o mandril. Acamisacompostadeumtopsub,doisconjuntosdebarreirasdedetritos,quatro conjuntos de unidades selantes e a sapata guia com J-slot.O mandril composto de um perfil F no topo, seguido de mandril polido e bottom sub com J-pino e duas sedes para parafusos de cisalhamento. 53 Avedaoentreosdoisconjuntos(camisaexternaemandril)promovidapelo conjuntodeunidadesselantessobreomandrilpolido.Otravamentoentreosdois conjuntos, para descida ou retirada, promovido atravs do J-slot existente na sapata guia(Figuras27e28)queseencaixanoJ-pino(nobottomsubdomandril)epor parafusos de cisalhamento que tanto podem ser armados para rompimento por trao ou compresso (Figura 15 e29). Figura 26 TSR instalado em coluna de produo A sapata guia (Figura 30) tem tambm uma extremidade tipo overshot na meia-pata de mula para facilitar o reencamisamento da camisa no mandril. O J-slot da sapata pode ser do tipo EASY-OUT, AUTO-IN ou AUTO-OUT, todos com a opo de liberao direita ou esquerda, o que deve ser definido em funo da aplicao. OperfilFnotopodomandriltemafinalidadedepossibilitaroisolamentodacoluna atravsdotampomecnicoetambmpossibilitaralimpezadosdetritos,por circulao, que porventura se acumulem acima do tampo antes de sua pescaria. 54 Figura 157 - Junta telescpica (TSR) Figura 28 - J-slot na sapata guia Figura 29 - Ranhuras do mandril Figura 30 - Sapata guia do TSR Mandril de gas lift (MGL) e vlvula de gas lift (VGL) Omandrildegaslift(MGL)umcomponentedacolunadeproduousadocomo alojamento de diversos tipos de vlvulas, chamadas de vlvulas de gas lift (VGL), que 55 promovero a comunicao coluna-anular (Figurae Figura 32). Estas vlvulas podem ser assentadas e retiradas atravs de operaes com arame. OsMGLsoexcntricos,isto,asbolsasdeassentamentodasvlvulasso localizadas na lateral do mandril, s sendo acessveis com a utilizao de ferramentas especiais(desviadores)(Figura33)atravsdeoperaescomarame.Assim,os mandris mantm um dimetro interno igual ao dos tubos de produo (full bore). Os mandris so enviados para a sonda com a vlvula j instalada e com 2 pup joints instalados(1acimaeooutroabaixo).Somarcadosexternamentecomas informaes: tipo do mandril, dimetro, tipo, orifcio e calibrao da vlvula, posio na coluna,eseasconexesestotorqueadasoucomapertomanual.Osmandris possuem rosca caixa nas 2 extremidades e, para no se correr o risco de inverter sua posio de instalao, deve-se lembrar que os orifcios esto situados na parte inferior do mandril. Os pup joints conectados facilitam esta instalao. Em colunas 5.1/2 com mandris4.1/2,emprega-seluvasdefluxonatransio,quecumpremduplafuno: reduo da rosca e maior resistncia eroso devido maior espessura de parede. O ponto crtico de vazamento nos mandris nas gaxetas da vlvula e, devido a este fato,sotestadosnaoficinacom5000psiantesdeseremenviadosparaasonda. Quando se troca vlvulas na sonda, este teste deve ser repetido. Os principais tipos de vlvulas de gas lift so: VGL de orifcio, VGL de presso e VGL cega. VGL de orifcio Serveparainjeodegsemcolunadeelevaoartificialporgaslift.Estsempre abertanosentidoanular-coluna,enopermitepassagemnosentidocoluna-anular (Figura 34). VGL de presso TambmchamadadeVGLcalibrada,serveparaajudaraaliviaropesodacoluna hidrostticaduranteainduodesurgncia.Nacolunadeproduo,trabalhando comovlvuladealvio(normalmenteseutilizamaisdeumaVGLcalibrada),fica posicionadaacimadavlvulaoperadora(deorifcio),ecalibradaparafechara determinada presso no anular, quando ento no mais permite o fluxo de gs atravs de si (Figura 35 e Figura 36). VGL cega Serveparareservarumaposioestratgicanacolunaparacomunicaocoluna-anular.Nopossvelacirculaoatravsdestavlvula,tendoamesmadeser retirada da bolsa do mandril para permitir a circulao. 56 Figura 31 - Esquema do mandril de gas lift com bolsa lateral Figura 32 - Alguns MGL, em corte, usados na E&P-BC Figura 33 - Instalando uma VGL na bolsa do MGL Figura 34 - Vlvula de orifcio Figura 35 - VGL de presso, em corte Figura 36 - Engaxetamento inferior e check valve57 Bibliografia Garcia,JosEduardodeLima,ACompletaodePoosnoMar,Apostila, SEREC/CEN-NOR, Salvador, BA: [s.n.], 1997. . Rovina, Paulo S.: Coluna de Produo, Apostila E&P-BC, junho de 1996. Rodrigues,ValdoFerreiraeMiura,Kazuo,AspectosdeCompletaoeElevaoe Escoamento para Projeto de Perfurao, Apostila Curso Projeto de Poo, Maca, RJ 2008. Calmeto,JooC.N;Quiroga,MarceloH.V.:CompletaodePoos,apostilaE&P-BC; Vicente,Ronaldo;Garcia,JosE.L.:FundamentosdeCompletao,apostila SEREC/CEN-NOR, janeiro de 91.