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Trabalho controlo de produção de areia em poços de petróleo

Este artigo descreve de um modo geral os conceitos de produção de areia em poços de petróleo.

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Controle da produção de areia em
poços de petróleo
Estimulação de poços e controle de areia
Ernesto Mampuiya
André Morato
Introdução
A produção de partículas durante a extração de óleo e gás
de uma rocha reservatório é designada por produção de
areia. A produção de areia ou produção de sólidos
referenciada normalmente a arenitos não consolidados,
engloba além destes materiais, rochas como calcário e
arenitos de resistência média . Este fenomêno ocorre
quando a Força de Arraste imposta pelo fluxo do fluído for
superior a Força de coesão entre os grãos .
Produção de areia a nível
microscópico
Efeitos da produção de areia
 Danos aos equipamentos do poço;
 Danos aos equipamentos de superfície;
 Erosão;
 Restrição do fluxo(perda da produtividade do
poço ) ;
Colapso do revestimento .
Métodos de Controle de Areia
A atividade de controle de produção de areia ,
utiliza vários métodos tais como :
Métodos mecânicos ( restrição ao fluxo de
sólidos);
Controle da produção ( Consiste na manipulação
do Drawdown);
Reforço ou Condicionamento da Formação .
Mecanismos mecânicos de prevenção
de produção de areia
 Resistencia da rocha: Determinada em
laboratório em testes uniaxial (UCS) e triaxiais;
 Tensão efetiva: Determinada pelo controle da
produção e a variação da poro-pressão ;
 Tensões induzidas pela perfuração.
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Trabalho controlo de produção de areia em poços de petróleo

  • 1. Controle da produção de areia em poços de petróleo Estimulação de poços e controle de areia Ernesto Mampuiya André Morato
  • 2. Introdução A produção de partículas durante a extração de óleo e gás de uma rocha reservatório é designada por produção de areia. A produção de areia ou produção de sólidos referenciada normalmente a arenitos não consolidados, engloba além destes materiais, rochas como calcário e arenitos de resistência média . Este fenomêno ocorre quando a Força de Arraste imposta pelo fluxo do fluído for superior a Força de coesão entre os grãos .
  • 3. Produção de areia a nível microscópico
  • 4. Efeitos da produção de areia  Danos aos equipamentos do poço;  Danos aos equipamentos de superfície;  Erosão;  Restrição do fluxo(perda da produtividade do poço ) ; Colapso do revestimento .
  • 5. Métodos de Controle de Areia A atividade de controle de produção de areia , utiliza vários métodos tais como : Métodos mecânicos ( restrição ao fluxo de sólidos); Controle da produção ( Consiste na manipulação do Drawdown); Reforço ou Condicionamento da Formação .
  • 6. Mecanismos mecânicos de prevenção de produção de areia  Resistencia da rocha: Determinada em laboratório em testes uniaxial (UCS) e triaxiais;  Tensão efetiva: Determinada pelo controle da produção e a variação da poro-pressão ;  Tensões induzidas pela perfuração.
  • 7. Métodos mecânicos Tubos rasgados ou ranhurados; Tubos Telados; Gravel-Pack; Frac Pack.
  • 9. Tubos Rasgados É um método mais barato que os tubos telados , a área de abertura de fluxo é limitada pelo número de ranhura (slots). Em alta vazão podem sofrer erosão e plugueamento .
  • 10. Tubos Telados Wire Wrapped Screen : São normalmente usados Stand – Alone ou em conjunto com Gravel pack e frac pack . É formado por um tubo base ,hastes e um areme especial externo.
  • 11. Tubo Telado Premium : Podem ser usadas Stand- Alone em caso de areias com seleção moderada e teor de finos menor que 5% , além de ser usadas em conjunto com Gravel Pack e Frac Pack. Possui estrutura formada por várias camadas de telas filtrantes e distribuição granulométrica calculada de acordo com a granulometria da formação.
  • 13. Gravel Pack É o método mais utilizado para contenção de areia, pode ser utilizado tanto para poço revestidos e não revestidos . Consiste no preenchimento dos canhoneados e o anular do tubo telado , com areia ou cerâmica de granulometria bem selecionada formando um pacote compacto que sustentará os grãos da formação .
  • 15. Três aspéctos importantes para o sucesso em uma operação com Gravel pack: Dimensionamento do Gravel para conter completamente a movimentação de sólidos da formação ; Formação de pacote com Gravel com o maior raio possível ; Maximização da produção minimizando danos da formação.
  • 16. Frac Pack Consiste no fraturamento da formação, pela utilização de fluído com determinada concentração de propante , com o objetivo de ultrapassar algum dano próximo ao poço . Logo após essa fratura é descido o packer e a coluna do Gravel.
  • 17. Caso Estudado Campo Girassol , Angola : Descoberta : 1996 Localização: 210 km de Luanda, bloco 17 Offshore; Reservatórios: arenitos turbidíticos Inconsolidados de má seleção (variação dos grãos de finos à grosso) ; Poços completados : 29 , sendo 14 produtores, 13 de injeção de água e 2 de injeção de gás; Produtividade : 40.000 bpd .
  • 18. Temperaturas no reservatório : Variam entre 140 ºF à 160 º F . Análise granulométrica: Grãos finos e médios : Bem selecionados Porosidade : Boa ( 25 a 40 % ); Permeabilidade : Muito boa ( 0,5 < K < 5 D ). Grãos médios e Grosseiros : Porosidade : Boa ( 20 a 25 %); Permeabilidade : Muito boa (0,5< K< 10 D )
  • 19. Grãos muitos grosseiros a conglomerados : Porosidade : Baixa (15 a 30%); Permeabilidade : Baixa ( 0,1< K <3D );
  • 20. Métodos de contenção da areia utilizados no campo Girassol-Angola : Tubos Telados : Em poços não revestidos ( sem plugueamentos ou queda de produção e não sofreram falhas mesmo em maiores velocidade de fluxo duarante a vida produtiva dos poços ). Frac Pack : Em poços revestidos ( Obtiveram alto índice de produtividade) .
  • 21. Resultados  O baixo valor para efeito Skin, provou , segundo o estudo que o Frac pack é um método muito eficiênte no controle de areia em formações que possuem alta vazão ( 20000 a 30000 mD-ft/cP) em ângulo acima de 76º .  Em poços Horizontais não revestidos , á preferência foi pela utilização de tubos telados ( Completação SAS- Stand -Alone Screen), específicamente os Wire-wrapped , foram utilizados pela capacidade auto-limpante e a renteção de grãos em sua interface , comparando os tubos telados Tip Premium.
  • 22. E quando falha, o que acontece?  Falha em gravel pack, em geral, só é detectada após início da produção;  Produção inviabilizada;  Operação de workover para troca das telas é extremamente dispendiosa;
  • 23. E quando falha, o que acontece?
  • 24. E quando falha, o que acontece?  Sequência “ideal” de um workover para troca das telas;  Retirar completação superior;  Retirar packer seal bore;  Remover propante presente no anular poço x telas;  Retirar tubos telados que falharam;  Instalar novos tubos telados;  Injetar propante;  Instalar completação superior;
  • 25. E quando falha, o que acontece?
  • 26. E quando falha, o que acontece?  Sequência “ideal” de um workover para troca das telas;  Retirar completação superior;  Retirar packer seal bore;  Remover propante presente no anular poço x telas;  Retirar tubos telados que falharam;  Instalar novos tubos telados;  Injetar propante;  Instalar completação superior;
  • 27. E quando falha, o que acontece?
  • 28. E quando falha, o que acontece?  Sequência “ideal” de um workover para troca das telas;  Retirar completação superior;  Retirar packer seal bore;  Remover propante presente no anular poço x telas;  Retirar tubos telados que falharam;  Instalar novos tubos telados;  Injetar propante;  Instalar completação superior;
  • 29. E quando falha, o que acontece?
  • 30. E quando falha, o que acontece?  Sequência “ideal” de um workover para troca das telas;  Retirar completação superior;  Retirar packer seal bore;  Remover propante presente no anular poço x telas;  Retirar tubos telados que falharam;  Instalar novos tubos telados;  Injetar propante;  Instalar completação superior;
  • 31. E quando falha, o que acontece?
  • 32. E quando falha, o que acontece?  Sequência “ideal” de um workover para troca das telas;  Retirar completação superior;  Retirar packer seal bore;  Remover propante presente no anular poço x telas;  Retirar tubos telados que falharam;  Instalar novos tubos telados;  Injetar propante;  Instalar completação superior;
  • 33. E quando falha, o que acontece?
  • 34. E quando falha, o que acontece?  Sequência “real” de um workover para troca das telas;  Retirar completação superior;  Retirar packer seal bore;  Remover propante presente no anular poço x telas até profundidade que permita desvio em poço aberto;  Retirar tubos telados acima do ponto escolhido;  Injetar tampão de cimento para desvio em poço aberto;  Perfurar trecho de interresse novamente;  Realizar completação com gravel pack no “novo” poço;
  • 35. E quando falha, o que acontece?
  • 36. E quando falha, o que acontece?  Sequência “real” de um workover para troca das telas;  Retirar completação superior;  Retirar packer seal bore;  Remover propante presente no anular poço x telas até profundidade que permita desvio em poço aberto;  Retirar tubos telados acima do ponto escolhido;  Injetar tampão de cimento para desvio em poço aberto;  Perfurar trecho de interresse novamente;  Realizar completação com gravel pack no “novo” poço;
  • 37. E quando falha, o que acontece?
  • 38. E quando falha, o que acontece?  Sequência “real” de um workover para troca das telas;  Retirar completação superior;  Retirar packer seal bore;  Remover propante presente no anular poço x telas até profundidade que permita desvio em poço aberto;  Retirar tubos telados acima do ponto escolhido;  Injetar tampão de cimento para desvio em poço aberto;  Perfurar trecho de interresse novamente;  Realizar completação com gravel pack no “novo” poço;
  • 39. E quando falha, o que acontece?
  • 40. E quando falha, o que acontece?  Sequência “real” de um workover para troca das telas;  Retirar completação superior;  Retirar packer seal bore;  Remover propante presente no anular poço x telas até profundidade que permita desvio em poço aberto;  Retirar tubos telados acima do ponto escolhido;  Injetar tampão de cimento para desvio em poço aberto;  Perfurar trecho de interresse novamente;  Realizar completação com gravel pack no “novo” poço;
  • 41. E quando falha, o que acontece?
  • 42. E quando falha, o que acontece?  Sequência “real” de um workover para troca das telas;  Retirar completação superior;  Retirar packer seal bore;  Remover propante presente no anular poço x telas até profundidade que permita desvio em poço aberto;  Retirar tubos telados acima do ponto escolhido;  Injetar tampão de cimento para desvio em poço aberto;  Perfurar trecho de interresse novamente;  Realizar completação com gravel pack no “novo” poço;
  • 43. E quando falha, o que acontece?
  • 44. E quando falha, o que acontece?  Sequência “real” de um workover para troca das telas;  Retirar completação superior;  Retirar packer seal bore;  Remover propante presente no anular poço x telas até profundidade que permita desvio em poço aberto;  Retirar tubos telados acima do ponto escolhido;  Injetar tampão de cimento para desvio em poço aberto;  Perfurar trecho de interresse novamente;  Realizar completação com gravel pack no “novo” poço;
  • 45. E quando falha, o que acontece?
  • 46. Referência Bibliográfica PETIT,G.,FOUCAULT,H.,IQBAL, A.,Sand Control Robustness in a Deepwater Developement: Case Histories from Girassol Field ( Angola ) , SPE 107767.2007.