TCC - Elabora§£o de Monografia

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  • TECNOLOGIAS PARA AVALIAO DE FORMAES

    EM TEMPO REAL

    Raphael Salles da Costa Coelho

    Rio de Janeiro

    Maro de 2014

    Projeto de Graduao apresentado ao Curso de

    Engenharia de Petrleo da Escola Politcnica,

    Universidade Federal do Rio de Janeiro, como

    parte dos requisitos necessrios obteno do

    ttulo de Engenheiro.

    Orientador: Prof. Paulo Couto, Dr.Eng.

  • ii

    Tecnologias para Avaliao de Formaes em Tempo Real

    Raphael Salles da Costa Coelho

    PROJETO DE GRADUAO SUBMETIDA AO CORPO DOCENTE DO CURSO

    DE ENGENHARIA DO PETRLEO DA ESCOLA POLITCNICA DA

    UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO COMO PARTE DOS

    REQUISITOS NECESSRIOS PARA A OBTENO DO GRAU DE

    ENGENHEIRO DO PETRLEO.

    Examinada por:

    RIO DE JANEIRO, RJ BRASIL

    MARO de 2014

    ______________________________________________

    Prof. Paulo Couto, Dr.Eng.

    ______________________________________________

    Prof. Virglio Jos Martins Ferreira Filho, D.Sc.

    ______________________________________________

    Prof. Santiago Drexler, M.Sc.

  • iii

    Coelho, Raphael Salles da Costa

    Tecnologias para Avaliao de Formaes em Tempo Real /

    Raphael Salles da Costa Coelho Rio de Janeiro: UFRJ/ Escola

    Politcnica, 2014.

    XIII, 108 p.: il.; 29,7 cm.

    Orientador: Paulo Couto

    Projeto de Graduao UFRJ / Escola Politcnica /

    Curso de Engenharia do Petrleo, 2014.

    Referncias Bibliogrficas: p. 100 - 107

    1. Avaliao de Formaes. 2. guas Profundas e

    Ultraprofundas. 3. Formation Pressure While Drilling. 4.

    Formation Sampling While Drilling. I. Couto, Paulo. II.

    Universidade Federal do Rio de Janeiro, Escola Politcnica,

    Curso de Engenharia do Petrleo. III. Ttulo.

  • iv

    Theres various kinds of oil afloat, Cod-liver, Castor, Sweet;

    Which tend to make a sick man well, and set him on his feet.

    But ours a curious feat performs: We just a well obtain,

    And set the people crazy with Oil on the brain.

    Theres neighbor Smith, a poor young man, who couldnt raise a dime;

    Had clothes which boasted many rents. And took his nip on time.

    But now hes clad in dandy style. Sport, diamonds, kids, and cane;

    And his success was owing to Oil on the Brain.

    Cano popular norte-americana. Eastburn, 1864

  • v

    Dedicatria

    Acima de tudo, dedico este trabalho para meus pais, Valria e Paulo, que sempre

    acreditaram em mim, estimulando-me incessantemente com dedicao e pacincia

    interminveis.

    Dedico tambm aos irmos Joo Marcos e Fbio pelas mais inteligentes palavras

    e crticas.

    Dedico igualmente minha tia Rosana, pelos mais oportunos conselhos, e para

    meus avs, Lcia e Geraldo, por todo estmulo e carinho.

    Dedico ainda para os grandes amigos Lucas Dutra, Lucas Almeida, Lucas

    Barreto e Tiago Naurath pela fora e companheirismo.

    Finalmente, dedico este trabalho especialmente para meu av Newton, cuja

    lembrana mais carinhosa estar sempre comigo.

    Sem vocs, certamente eu no teria ido to longe.

  • vi

    Agradecimentos

    Gostaria de agradecer ao Programa de Cursos para Formao de Profissionais de

    Engenharia Civil para o Setor de Petrleo e Gs, PRH 02, da Agncia Nacional do

    Petrleo, Gs Natural e Biocombustveis.

  • vii

    Resumo do Projeto de Graduao apresentado Escola Politcnica/UFRJ como parte

    dos requisitos necessrios para a obteno do grau de Engenheiro do Petrleo.

    Tecnologias para Avaliao de Formaes em Tempo Real

    Raphael Salles da Costa Coelho

    Maro/2014

    Orientador: Prof. Paulo Couto, Dr. Eng

    Curso: Engenharia do Petrleo

    Desde o final dos anos 1970, houve aumento gradativo das operaes de

    explorao e produo de petrleo em guas profundas e ultraprofundas: em 2015,

    estima-se que 33% da produo mundial ser orinda destes projetos. Tendo como

    objetivo auxiliar a viabilizao tcnica e econmica de tais projetos em guas profundas

    e ultraprofundas, as disciplinas de avaliao e caracterizao dos reservatrios de

    petrleo devem receber especial ateno. Em sistemas petrolferos offshore de grandes

    profundidade, trs desafios efetiva avaliao dos reservatrios so considerados

    particularmente crticos: a geomecnica de poos, a complexidade litolgica dos

    reservatrios e a garantia de escoamento dos fluidos produzidos. Com o fim de estudar

    novas tecnologias empregadas para mitigao destes desafios, foram analisados a

    estrutura e o funcionamento das emergentes tcnicas de Formation Pressure While

    Drilling (medio de presses da formao durante a perfurao) e Formation Sampling

    While Drilling (amostragem de fluidos durante a perfurao). Posteriormente, foram

    realizados dois estudos de casos de utilizao prtica destas tecnologias: o primeiro no

    campo de Abu Al-Bukhoosh (Golfo Prsico) e o segundo no campo de Blaabaer (Mar

    do Norte). Procedeu-se com a anlise crtica da aplicablidade destas tcnicas para

    avaliao de reservatrios em projetos brasileiros, a partir da qual concluiu-se que

    Formation Pressure While Drilling tem aplicao extremamente recomendada para

    anlise da litologia e para otimizao de projetos de poos. Por outro lado, a

    apicabilidade do Formation Sampling While Drilling, apesar de de bastante potencial,

    mostrou-se inconclusiva para mitigao de desafios de garantia de escoamento.

    Palavras-Chave: Avaliao de Formaes, guas Profundas e Ultraprofundas,

    Formation Pressure While Drilling, Formation Sampling While Drilling.

  • viii

    Abstract of Undergraduate Project presented to POLI/UFRJ as a partial fulfillment of

    the requirements for the degree of Engineer

    Formation Evaluation Real-Time Technologies

    Raphael Salles da Costa Coelho

    March/2014

    Advisor: Paulo Couto, Dr. Eng

    Course: Petroleum Engineering

    Since the late 1970s, the petroleum exploration and production operations in

    deepwater and ultra deepwater environments have been gradually increasing: in 2015, it

    is estimated that 33% of the global production will be originated from these projects.

    With the objective of supporting the technical and economical feasibility of such

    projects, the petroleum reservoir evaluation and characterization disciplines must

    receive special attention. On deepwater and ultra deepwater petroleum systems, three

    challenges are considered particularly critic to the efficiency of reservoir evaluation:

    wells geomechanics, complex reservoir lithologies and production flow assurance. In

    order to study new technologies employed to mitigate such challenges, the structure and

    operating details of the emerging techniques of Formation Pressure While Drilling and

    Formation Sampling While Drilling were discussed. Two cases in which those

    technologies have been employed were also studied: one on the Abu Al-Bukhoosh field

    (Persian Gulf), and the other on the Blaabaer field (North Sea). A critical examination

    of the applicability of these technologies to reservoir evaluation Brazilian projects was

    also performed, from which it could be concluded that the Formation Pressure While

    Drilling technique is extremely recommended to the lithological analysis and well

    design optimization. On the other hand, the applicability of Formation Sampling While

    Drilling, even though admittedly potential, was demonstrated to be inconclusive to the

    mitigation of flow assurance challenges.

    Keywords: Reservoir Evaluation, Deepwater and Ultradeepwater, Formation Pressure

    While Drilling, Formation Sampling While Drilling.

  • ix

    ndice

    1. Introduo ............................................................................................................................. 1

    1.1. Motivao ...................................................................................................................... 1

    1.2. Objetivo ......................................................................................................................... 6

    1.3. Organizao do Texto .................................................................................................... 6

    2. Reviso da Literatura ............................................................................................................. 8

    2.1. Geomecnica de Poos ................................................................................................. 8

    2.1.1. Janela Operacional Estreita ................................................................................... 8

    2.1.2. Zonas de Sobrepresso ....................................................................................... 10

    2.1.3. Depsitos de Sal .................................................................................................. 14

    2.2. Sistemas Petrolferos ................................................................................................... 16

    2.2.1. Classificao ........................................................................................................ 16

    2.2.2. Corpos Arenosos Laminares (Sheet Sands) ......................................................... 20

    2.2.3. Depsitos de preenchimento de canal (Channel-fill Complexes) ........................ 21

    2.2.4. Depsitos com Estratificaes Finas (Thin-Bedded) ............................................ 24

    2.3. Garantia de Escoamento ......................................