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REVESTIMENTO E
  CIMENTAÇÃO
REVESTIMENTO
• Cada coluna de revestimento é composta de
  tubos com aproximadamente 12 metros de
  comprimento.
• O revestimento e a cimentação constituem
  parcelas das mais expressivas do custo total da
  perfuração de um poço de petróleo, variando de
  15 a 20%.
• As características desses tubos (resistência à
  tração, pressão interna e colapso) dependem do
  seu diâmetro, da composição do aço
  empregado e da espessura de sua parede.
COLUNA DE REVESTIMENTO
• A composição de cada coluna é decidida
  em função das solicitações que esta
  sofrerá durante sua instalação e seu uso.
• As operações de revestimento são ditas
  operações especiais, pois, embora
  normais na vida do poço, não são
  contínuas, mas executadas somente em
  determinados momentos da perfuração.
Coluna de revestimento
• Uma coluna de revestimento é constituída de diversos
  tubos de aço unidos por conectores ou luvas especiais,
  descidos num poço de petróleo com a função básica de
  sustentar as formações perfuradas pela broca.




  Tubos de revestimento 9 5/8 pol   Tubos de revestimento de 7 pol
Funções
• Prevenir desmoronamento das paredes do
  poço;
• Evitar contaminação dos aquíferos;
• Permitir retorno do fluido de perfuração à
  superfície;
• Prover meios para controle de pressão;
• Permitir adoção de sistemas de fluidos
  diferentes;
• Impedir migração de fluidos das formações;
• Sustentar os equipamentos de cabeça de poço;
• Sustentar outras colunas de revestimento.
Características essenciais
• Ser estanque;
• Ter resistência compatível com as
  solicitações;
• Ser resistente à corrosão e à abrasão;
• Ter dimensões compatíveis com as
  atividades;
• Apresentar facilidade de conexão.
Classificação de revestimentos

• Quanto à finalidade
    •   Condutor;
    •   Revestimento de superfície;
    •   Revestimento intermediário;
    •   Revestimento de produção;
    •   Liner
Condutor : Finalidades e Características

• Finalidades:
     • Permitir o retorno de fluido ao tanque ao iniciar a perfuração;
       •
     • Suportar formações não-consolidadas;
     • Isolar zonas de água doce.
• Características:
     • É o revestimento de maior diâmetro;
     • Pode ser cravado, jateado ou cimentado;
     • É cimentado em toda sua extensão.
• Diâmetros usuais:
     • 30 pol (mar);
     • 20 pol (terra).
Revestimento de superfície
• Finalidades:
  – Servir de base para instalação dos equipamentos de
    superfície;
  – Isolar zonas de água doce;
  – Suportar outras colunas de revestimento.
• Características:
  – É cimentado em toda sua extensão;
  – Tem função estrutural.
• Diâmetros usuais:
  – 20 pol (mar);
  – 13/8 pol - poço com 03 fases (terra);
  – 9 5/8 pol - poço com 02 fases (terra).
Revestimento de produção

• Finalidades:
     • Confinar a produção no interior do poço;
     • Isolar zonas de água da zona produtora;
     • Isolar reservatórios com fluidos ou pressões diferentes.
• Características:
     •   Alta resistência aos esforços;
     •   Exigência de boa qualidade da cimentação;
     •   Último revestimento a ser descido no poço;
     •   A cimentação pode ser feita em um ou dois estágios.
• Diâmetros usuais:
     • 7 pol;
     • 5 1/2 pol.
Coluna integral
Liner
• Definição:
      • É uma coluna de revestimento que não chega até a superfície.
      • Fica suspensa no último revestimento descido.
• Finalidades:
      • Contornar limitações da cabeça do poço;
      • Evitar coluna de perfuração muito fina para a fase seguinte.
• Características:
      • Pode ser intermediário ou de produção;
      • Pode ser, posteriormente, prolongado até a superfície (• tie back);
      • Tem baixo custo.
• Diâmetros usuais:
      • 5 ½ pol;
      • 7 pol (produção);
      • 9 5/8 pol (intermediário).
Coluna com liner
ESPECIFICAÇÕES
• Especificação de uma coluna
     •   Diâmetro externo;
     •   Peso nominal;
     •   Grau do aço;
     •   Tipo de rosca;
     •   Range.

Exemplo: 7 pol - 23 lb/pé - N80 - BT - R3
Esforços atuantes
• Existem três tipos de esforços que atuam sobre uma
  coluna de revestimento:
     • Tração;
     • Pressão;
     • Colapso.
• Fatores de segurança
     • Pressão interna: 1,1;
     • Colapso: 1,125;
     • Tração: 1,3 a 1,75.
Fatores que geram pressão
      interna no revestimento:

•   Batida de • plug;
•   Teste do revestimento;
•   Fechamento de colar de estágio;
•   Ocorrência de kick;
•   Acionamento de E.C.P.
Fatores que geram esforço de colapso e tração no
                   revestimento:
• Fatores que geram esforço de colapso
     •   Teste da vedação secundária (• pack off);
     •   Perda de circulação;
     •   Circulação reversa;
     •   Falta de abastecimento do revestimento durante
         sua descida. •
• Fatores que geram esforço de tração no
  revestimento:
     •   Pressão interna gerada na batida do plug;
     •   Elevação da coluna para retirada da cunha;
     •   Ameaça de prisão do revestimento;
     •   Prisão do revestimento.
Tipos de conexão

• O API estabeleceu especificações para os
  seguintes tipos de conexão:
    •   Luva curta oito fios;
    •   Luva longa oito fios;
    •   Buttress ;
    •   Extreme line.
Principais características dos tipos de conexões:


• Oito fios por polegada:
     • Baixa resistência à tração. •
• Buttress:
     • Resistência à tração maior do que o corpo do tubo. •
• Extreme line:
     • Alta resistência da conexão; •
     • Ótima resistência quanto a vazamentos (mesmo sob altas •
       pressões ou em poços com injeção de vapor).
• Hydrill:
     • Semelhante à • extreme line, diferenciando-se pelo perfil.
Torque recomendado
• Próximo ao pino do revestimento, existe um pequeno
  triângulo que é marcado no tubo. Uma faixa vertical
  branca, pintada no corpo do tubo, indica a localização
  dele. O torque recomendado deve alcançar a base
  desse triângulo.
Torque Recomendado
• No campo, deve-se anotar o torque obtido em pelo
  menos 03 juntas e tomar a média como sendo o torque
  para as demais conexões.
Range
• Comprimento dos tubos
     • As normas API estabelecem três comprimentos de tubos.
     • No Brasil, empregam-se tubos de range 3 conforme tabela.


       Listas de identificação dos tubos de revestimento




                           Listas
Grau do aço
• Os tubos de revestimento podem ser
  identificados através de listas coloridas
  localizadas próximo à luva
Acessórios
• Sapata guia
        • Função principal:
            – Guiar o revestimento durante sua descida. •
        • Características:
           – Possui uma abertura central; •
           – Permite a passagem de fluido do interior do tubo para o
             anular • e vice-versa;
• Fica posicionada na extremidade inferior de revestimento. •




 (a) Sapata guia          (b) Sapata guia colada no tubo de revestimento
Sapata flutuante
• Função principal:
           • Guiar o revestimento durante sua descida.
• Características:
           • Permite a passagem de fluido do interior do revestimento para • o
             anular, não permitindo o fluxo inverso;
           • Reduz o peso da coluna de revestimento devido à flutuação;
           • Há necessidade de abastecimento do revestimento.
• Classificação:
           • Tipo bola;
           • Tipo mola.




 (a) Sapata flutuante, (b) Sapata flutuante para ser conectada ao tubo, (c) funcionamento da sapata e do colar flutuante
Sapata diferencial
•   Princípio de funcionamento:
          • Abertura de uma válvula regulada por mola sempre que a diferença de
            pressão hidrostática entre o interior da coluna e o espaço anular
            atingir 150 psi.
•   Vantagens:
          • Permite a entrada de fluido para o interior do revestimento durante a
            descida no poço;
          • Reduz o tempo de descida da coluna de revestimento;
          • É convertida para flutuante por intermédio do lançamento de uma
            esfera no final da descida do revestimento.




                                Colar diferencial
Colar e sapata diferencial
funcionamento
Sapata em “v”
• Função:
    • Guiar o revestimento no poço durante a descida. •
• Finalidades:
          » Liberar a setting tool caso o liner hanger não atue;
          » Guiar o liner durante sua descida no poço.
          » Obs: Esse acessório possui dois elementos de
            retenção em bronze acionados por mola e que
            possuem, na parte inferior, uma guia feita de ferro
            fundido com duas lâminas que se cruzam
            radialmente.
Colar flutuante
•   Função:
         • Garantir o não-retorno do cimento para o interior do • revestimento
           após a cimentação.
•   Características:
         • É posicionado de 1 a 3 tubos acima da sapata; •
         • Serve de batente para retenção dos tampões de fundo e de • topo;
         • Evita contaminação da pasta pela película de fluido aderida ao •
           revestimento;
         • Apresenta a necessidade de completar o revestimento. •
Válvula insertável
   •   Função:
                   – Semelhante à do colar flutuante.
   •   Finalidades:
                   – Evitar a flutuação do revestimento;
                   – Não necessitar abastecer o revestimento.
   •   Característica:
                   – É um disco de alumínio enroscado na luva posicionada na junta • da sapata.
   •   Vantagens:
                   – Baixo custo;
                   – Redução no tempo de descida do revestimento.
   •   Desvantagens:
                   – Risco de vazamento;
                   – Limitação de pressão.


Inserto posicionado na luva do revestimento




                                                                              Válvula insertável
Colar flutuante com auto-enchimento

• Vantagens:
    • É mais resistente que a válvula insertável;
    • É convertida através de pressurização;
    • Oferece menor risco de vazamento.




                              Colar flutuante com auto-enchimento
Colar diferencial
•   Função:
         • Semelhante à do colar flutuante. •
•   Características:
         • Desce junto com uma sapata diferencial; •
         • Funciona semelhantemente à sapata; •
         • É convertido para flutuante pelo lançamento de uma esfera; •
         • Não precisa abastecer o revestimento; •
         • Pode ser convertido para flutuante antes da descida. •
Colar de estágio
• Função:
     • Permitir que a cimentação seja realizada em mais
       de uma etapa. •
• Finalidade:
     • Redução da possibilidade de fratura da formação
       devido à • altura da coluna hidrostática;
     • Cimentação acima de zonas de perda de
       circulação com uso de • external casing packer
       (E.C.P);
     • Cimentação em poços com óleo no embasamento
       junto com o • external casing packer (E.C.P);
     • Cimentação em poços de captação de água. •
Acessórios para colar de estágio
Colar de estágio




                                                        Tampão fechamento




            Tampão flexível   Seal of plate   Torpedo
Tampões de fundo e de topo

• Função:
     • Evitar contaminação da pasta de cimento pelo fluido. •
• Finalidades:
     • Tampão de fundo: •
         – Evitar a contaminação do colchão lavador ou da pasta de
           cimento pelo fluido de perfuração;
         – Remover a película de fluido de perfuração aderida na parede
           interna do revestimento.
     • Tampão de topo:
         – Evitar a contaminação da pasta de cimento pelo fluido de
           deslocamento dessa pasta;
         – Indicar o final do deslocamento (elevação da pressão).
Tampões de fundo e de topo
Centralizadores
                   Função:
 Centralizar o revestimento para manter um espaço anular • uniforme em toda a
 extensão a ser cimentada.




Resultado da cimentação com revestimento centralizado ou não-centralizado
CENTRALIZADORES
• Finalidades:
     • Diminuir a canalização da pasta no espaço anular; •
     • Facilitar o deslocamento do fluido no espaço anular. •
• Tipos de centralizadores existentes:
     • Tipo M; •
     • Tipo rígido; •
     • Tipo segmentado. •
Stop Ring

Permite colocação do
centralizador em
qualquer posição
 Centralizador é
geralmente colocado
na luva do
revestimento (sem
necessidade do uso de
Stop Ring)
Arranhadores - Reciprocação

• Tipo Arame
• Promove a remoção de reboco -melhoria
  da eficiência de
• deslocamento lama-cimento
CESTA
• Cesta de cimentação
    • Função:
    • Impedir a queda da pasta de cimento no espaço anular.
    • Finalidade:
    • Cimentar acima de zonas de perda de circulação.
Plugs de Cimentação
Equipamentos de descida
• Os tipos de equipamentos de descida do revestimento
  em sondas de perfuração são os seguintes:
      • Cunha tipo • spider       • Elevador tipo spider




                              Elevador tipo spider




                                              Elevador tipo spider
          Cunha tipo spider
Elevador tipo side door



Elevador tipo side door
Cabeça de cimentação
•   É enroscada no tubo de revestimento ou na coluna de assentamento -
    equipamento de superfície;
•   Estabelece ligação entre o sistema de circulação de fluidos da sonda e a
    coluna de revestimento a ser cimentada;
•   É alojadora dos tampões de topo e de fundo.
Detalhe da cabeça de cimentação
Cabeça de Cimentação
Cabeça de
Cimentação
Rubber plugs (top e bottom)




                                 Scratcher

Coluna de revestimento e seus acessórios

                                 Float collar




                                  Centralizer




                                   Guide shoe
Tipos de cimentação
• O primeiro uso de cimento em poço de petróleo ocorreu
  na Califórnia, em 1883. Entretanto, só em 1902, passou-
  se ao uso do cimento Portland em processo manual de
  mistura.
• Cimentação primária
• Denomina-se cimentação primária a cimentação principal de cada
  coluna de revestimento. Seu objetivo básico é colocar uma pasta de
  cimento não-contaminada em determinada posição no espaço
  anular entre o poço e a coluna de revestimento, de modo a se obter
  a fixação e a vedação eficientes e permanentes desse anular.
Cimentação secundária
• Cimentação secundária
  – São assim denominadas as operações emergenciais de
    cimentação, visando permitir a continuidade das operações. São
    classificadas como:
     • Tampões de cimento
         – Consistem no bombeamento de determinado volume de pasta para o
           poço, visando tamponar um trecho deste. São usados nos casos de
           perda de circulação, abandono total ou parcial do poço, como base
           para desvios do poço etc.
     • Recimentação
         – É a correção da cimentação primária quando o cimento não alcança a
           altura desejada no anular. O revestimento é canhoneado em dois
           pontos, a profundidades distintas.
         – A recimentação só é feita quando se consegue circulação pelo anular,
           através desses canhoneados. Para possibilitar a circulação com
           retorno, a pasta é bombeada através da coluna de perfuração, dotada
           de um obturador (packer) que permite a pressurização necessária para
           a movimentação da pasta de cimento no anular.
     • Compressão de cimento ou squeeze
         – Consiste na injeção forçada de cimento sob pressão, visando corrigir
           localmente a cimentação primária, sanar vazamentos no revestimento
           ou impedir a produção de zonas que passaram a produzir água.
Cimento
• Constitui-se de um aglomerante hidráulico
  que endurece e desenvolve resistência
  compressiva quando hidratado.
• Classificação
    • O Instituto Americano de Petróleo (API), em sua
      RP 10 B, classificou o cimento para poços de
      petróleo em oito classes, a saber :
    • Cimento classe A
       – Pode ser usado até a profundidade de 1.830 m, quando
         não se exigem propriedades essenciais
Classificação
• Cimento classe B
     • Pode ser usado até a profundidade de 1.830 m,
       quando as condições do poço exigem moderada
       resistência ao sulfato.
• Cimento classe C
     • Pode ser usado até a profundidade de 1.830 m,
       quando se requer alta resistência ao sulfato.
• Cimento classe D
     • Pode ser usado entre as profundidades de 1.830
       m até 3.050 m, sob condições de temperatura e
       pressão moderadamente altas.
Classificação
• Cimento classe E
    • Pode ser usado entre as profundidades de 1.830
      m até 4.270 m, sob condições de temperaturas e
      pressões altas.
• Cimento classe F
    • Pode ser empregado entre as profundidades de
      3.050m a 4.880 m, sob condições de temperaturas
      e pressões altas.
• Cimento classes G e H
    • São considerados cimentos básicos e devem ser
      empregados até a profundidade de 2.440 m, sem
      adição de aditivos especiais ou até profundidades
      maiores, com a adição de aditivos especiais.
Classificação do cimento - resumo
Cimento classe “G”
• Cimento classe “G” – o que é?
      • De acordo com a norma NBR-9831/93, o cimento classe “G”
        é definido como: aglomerante hidráulico obtido pela moagem
        do clinquer Portland, constituído, em sua maior parte, por
        silicatos de cálcio hidratado e que apresenta características
        essenciais para uso em poços petrolíferos até a
        profundidade de 2.440 m, da forma como é produzido. A
        única adição permitida nesse cimento é a do gesso.
• Gesso
• É o sulfato de cálcio hidratado (CaSO4.2H2O). Sua
  finalidade é regular o tempo de pega do cimento.
Fabricação
do cimento
Fabricação do cimento
• Etapas envolvidas
    • Matérias-primas - calcário + argila + pequena
      quantidade de • ferro e alumínio;
    • Britador primário + moinho de bolas - pulverização
      e • homogeneização do material (farinha);
    • Pré-aquecimento; •
    • Forno rotativo - 2600-3000 °F; •
    • Resfriamento - • clinquer (material pelotizado);
    • Moinho de bolas - pulverização + adição de gesso
      (conferir • resistência compressiva inicial) -
      produto final.
Matéria-prima do cimento + Clinquer




                    Minério
           Argila              Clinquer
Calcário            de ferro
Cimento classe G ou H


Clinquer            Gesso
                              Cimento
Pasta de cimento
• Definição
• Pasta de cimento é uma mistura de cimento, água e aditivos
  químicos, com a finalidade de se obter propriedades físicas e
  químicas destinadas à operação de cimentação em poços
  petrolíferos.

• Funções
• Prover o isolamento hidráulico entre as diferentes zonas •
  permeáveis;
• Fixar a coluna de revestimento à formação;
• Suportar o peso da coluna de revestimento após a pega;
• Proteger o revestimento contra fluidos agressivos.
Cimentação secundária - squeeze

• Operação que consiste em forçar uma pasta de
  cimento nos canhoneados do revestimento e/ou
  em canais formados pela má cimentação.
   – Objetivos
     • Corrigir falhas da cimentação primária - problemas
       de • canalização;
     • Eliminar a entrada de água de uma zona
       indesejável; •
     • Isolar canhoneado; •
     • Reduzir a RGO através do isolamento da zona de
       gás adjacente • à zona de óleo;
     • Abandonar zonas depletadas; •
     • Reparar vazamentos na coluna de revestimento.•
Cimentação
secundária (squeeze)
Equipamentos para cimentação
Propriedades da pasta de cimento
•   Densidade da pasta
     – É definida pela relação entre a massa e o volume;
     – Tem como unidade de medida usual a libra/galão (lb/gal);
     – Indica proporção de mistura.•
•   Rendimento
     – É definido como o volume de pasta obtido pelo volume de cimento;
• Fator água de mistura
   – É definido como o volume da água e aditivos a ela misturados
     pelo volume de cimento;
   – Tem como unidade usual o GPC (galão por pé cúbico de
     cimento).
• Resistência à compressão
     –   Teste realizado na temperatura estática
     –   Resistência mínima requerida: 500 psi em 8 horas;
     –   Propriedade afetada pelo fator água/cimento:
     –   • Maior fator água cimento → menor resistência
Propriedades da pasta de cimento

• Bombeabilidade
   –   Mede a facilidade com que uma certa pasta pode ser bombeada;
   –   Depende de:•
   –   Tempo decorrido após a mistura;
   –   Temperatura e pressão;

   – Continuidade do bombeio;
• Perda de água
   – Refere-se à perda de fluido para o meio poroso (reservatório);
   – É realizado por um equipamento chamado filtro prensa.
• Reologia
   – Traduz a viscosidade da pasta;
   – Exerce grande influência nas pastas para cimentação do
     revestimento de produção.
Aditivos utilizados na cimentação

• Aceleradores - Aumentar o desenvolvimento de resistência inicial;
   Aceleradores de pega

• Retardadores - Retardar o tempo de espessamento para permitir o
   correto • posicionamento da pasta de cimento

• Estendedores - aditivos de baixo peso; reduzir a densidade do fluido
• Adensantes - Controlar a pressão de poros da formação
   formação.
• Dispersantes - Reduzir a viscosidade da pasta e propiciar
   melhor vazão de deslocamento
Aditivos utilizados na cimentação
• Controladores de filtrado -
Aditivos utilizados na cimentação

• Preventor de retrogressão da pasta de cimento;
      • Evitar a perda de resistência da pasta em
        temperaturas


• Preventor de migração de gás
      • Perda gradual da hidrostática exercida pela pasta
        de cimento • durante sua pega - estado de
        transição líquido-sólido;
      • Perda de filtrado no espaço confinado - redução
        substancial da • pressão (compressibilidade do
        fluido é baixa);
Etapas de uma operação de cimentação
Aula rev

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  • 1. REVESTIMENTO E CIMENTAÇÃO
  • 2. REVESTIMENTO • Cada coluna de revestimento é composta de tubos com aproximadamente 12 metros de comprimento. • O revestimento e a cimentação constituem parcelas das mais expressivas do custo total da perfuração de um poço de petróleo, variando de 15 a 20%. • As características desses tubos (resistência à tração, pressão interna e colapso) dependem do seu diâmetro, da composição do aço empregado e da espessura de sua parede.
  • 3. COLUNA DE REVESTIMENTO • A composição de cada coluna é decidida em função das solicitações que esta sofrerá durante sua instalação e seu uso. • As operações de revestimento são ditas operações especiais, pois, embora normais na vida do poço, não são contínuas, mas executadas somente em determinados momentos da perfuração.
  • 4. Coluna de revestimento • Uma coluna de revestimento é constituída de diversos tubos de aço unidos por conectores ou luvas especiais, descidos num poço de petróleo com a função básica de sustentar as formações perfuradas pela broca. Tubos de revestimento 9 5/8 pol Tubos de revestimento de 7 pol
  • 5. Funções • Prevenir desmoronamento das paredes do poço; • Evitar contaminação dos aquíferos; • Permitir retorno do fluido de perfuração à superfície; • Prover meios para controle de pressão; • Permitir adoção de sistemas de fluidos diferentes; • Impedir migração de fluidos das formações; • Sustentar os equipamentos de cabeça de poço; • Sustentar outras colunas de revestimento.
  • 6. Características essenciais • Ser estanque; • Ter resistência compatível com as solicitações; • Ser resistente à corrosão e à abrasão; • Ter dimensões compatíveis com as atividades; • Apresentar facilidade de conexão.
  • 7. Classificação de revestimentos • Quanto à finalidade • Condutor; • Revestimento de superfície; • Revestimento intermediário; • Revestimento de produção; • Liner
  • 8. Condutor : Finalidades e Características • Finalidades: • Permitir o retorno de fluido ao tanque ao iniciar a perfuração; • • Suportar formações não-consolidadas; • Isolar zonas de água doce. • Características: • É o revestimento de maior diâmetro; • Pode ser cravado, jateado ou cimentado; • É cimentado em toda sua extensão. • Diâmetros usuais: • 30 pol (mar); • 20 pol (terra).
  • 9. Revestimento de superfície • Finalidades: – Servir de base para instalação dos equipamentos de superfície; – Isolar zonas de água doce; – Suportar outras colunas de revestimento. • Características: – É cimentado em toda sua extensão; – Tem função estrutural. • Diâmetros usuais: – 20 pol (mar); – 13/8 pol - poço com 03 fases (terra); – 9 5/8 pol - poço com 02 fases (terra).
  • 10. Revestimento de produção • Finalidades: • Confinar a produção no interior do poço; • Isolar zonas de água da zona produtora; • Isolar reservatórios com fluidos ou pressões diferentes. • Características: • Alta resistência aos esforços; • Exigência de boa qualidade da cimentação; • Último revestimento a ser descido no poço; • A cimentação pode ser feita em um ou dois estágios. • Diâmetros usuais: • 7 pol; • 5 1/2 pol.
  • 12. Liner • Definição: • É uma coluna de revestimento que não chega até a superfície. • Fica suspensa no último revestimento descido. • Finalidades: • Contornar limitações da cabeça do poço; • Evitar coluna de perfuração muito fina para a fase seguinte. • Características: • Pode ser intermediário ou de produção; • Pode ser, posteriormente, prolongado até a superfície (• tie back); • Tem baixo custo. • Diâmetros usuais: • 5 ½ pol; • 7 pol (produção); • 9 5/8 pol (intermediário).
  • 14. ESPECIFICAÇÕES • Especificação de uma coluna • Diâmetro externo; • Peso nominal; • Grau do aço; • Tipo de rosca; • Range. Exemplo: 7 pol - 23 lb/pé - N80 - BT - R3
  • 15. Esforços atuantes • Existem três tipos de esforços que atuam sobre uma coluna de revestimento: • Tração; • Pressão; • Colapso. • Fatores de segurança • Pressão interna: 1,1; • Colapso: 1,125; • Tração: 1,3 a 1,75.
  • 16. Fatores que geram pressão interna no revestimento: • Batida de • plug; • Teste do revestimento; • Fechamento de colar de estágio; • Ocorrência de kick; • Acionamento de E.C.P.
  • 17. Fatores que geram esforço de colapso e tração no revestimento: • Fatores que geram esforço de colapso • Teste da vedação secundária (• pack off); • Perda de circulação; • Circulação reversa; • Falta de abastecimento do revestimento durante sua descida. • • Fatores que geram esforço de tração no revestimento: • Pressão interna gerada na batida do plug; • Elevação da coluna para retirada da cunha; • Ameaça de prisão do revestimento; • Prisão do revestimento.
  • 18. Tipos de conexão • O API estabeleceu especificações para os seguintes tipos de conexão: • Luva curta oito fios; • Luva longa oito fios; • Buttress ; • Extreme line.
  • 19. Principais características dos tipos de conexões: • Oito fios por polegada: • Baixa resistência à tração. • • Buttress: • Resistência à tração maior do que o corpo do tubo. • • Extreme line: • Alta resistência da conexão; • • Ótima resistência quanto a vazamentos (mesmo sob altas • pressões ou em poços com injeção de vapor). • Hydrill: • Semelhante à • extreme line, diferenciando-se pelo perfil.
  • 20. Torque recomendado • Próximo ao pino do revestimento, existe um pequeno triângulo que é marcado no tubo. Uma faixa vertical branca, pintada no corpo do tubo, indica a localização dele. O torque recomendado deve alcançar a base desse triângulo.
  • 21. Torque Recomendado • No campo, deve-se anotar o torque obtido em pelo menos 03 juntas e tomar a média como sendo o torque para as demais conexões.
  • 22. Range • Comprimento dos tubos • As normas API estabelecem três comprimentos de tubos. • No Brasil, empregam-se tubos de range 3 conforme tabela. Listas de identificação dos tubos de revestimento Listas
  • 23.
  • 24. Grau do aço • Os tubos de revestimento podem ser identificados através de listas coloridas localizadas próximo à luva
  • 25. Acessórios • Sapata guia • Função principal: – Guiar o revestimento durante sua descida. • • Características: – Possui uma abertura central; • – Permite a passagem de fluido do interior do tubo para o anular • e vice-versa; • Fica posicionada na extremidade inferior de revestimento. • (a) Sapata guia (b) Sapata guia colada no tubo de revestimento
  • 26. Sapata flutuante • Função principal: • Guiar o revestimento durante sua descida. • Características: • Permite a passagem de fluido do interior do revestimento para • o anular, não permitindo o fluxo inverso; • Reduz o peso da coluna de revestimento devido à flutuação; • Há necessidade de abastecimento do revestimento. • Classificação: • Tipo bola; • Tipo mola. (a) Sapata flutuante, (b) Sapata flutuante para ser conectada ao tubo, (c) funcionamento da sapata e do colar flutuante
  • 27. Sapata diferencial • Princípio de funcionamento: • Abertura de uma válvula regulada por mola sempre que a diferença de pressão hidrostática entre o interior da coluna e o espaço anular atingir 150 psi. • Vantagens: • Permite a entrada de fluido para o interior do revestimento durante a descida no poço; • Reduz o tempo de descida da coluna de revestimento; • É convertida para flutuante por intermédio do lançamento de uma esfera no final da descida do revestimento. Colar diferencial
  • 28. Colar e sapata diferencial funcionamento
  • 29. Sapata em “v” • Função: • Guiar o revestimento no poço durante a descida. • • Finalidades: » Liberar a setting tool caso o liner hanger não atue; » Guiar o liner durante sua descida no poço. » Obs: Esse acessório possui dois elementos de retenção em bronze acionados por mola e que possuem, na parte inferior, uma guia feita de ferro fundido com duas lâminas que se cruzam radialmente.
  • 30. Colar flutuante • Função: • Garantir o não-retorno do cimento para o interior do • revestimento após a cimentação. • Características: • É posicionado de 1 a 3 tubos acima da sapata; • • Serve de batente para retenção dos tampões de fundo e de • topo; • Evita contaminação da pasta pela película de fluido aderida ao • revestimento; • Apresenta a necessidade de completar o revestimento. •
  • 31. Válvula insertável • Função: – Semelhante à do colar flutuante. • Finalidades: – Evitar a flutuação do revestimento; – Não necessitar abastecer o revestimento. • Característica: – É um disco de alumínio enroscado na luva posicionada na junta • da sapata. • Vantagens: – Baixo custo; – Redução no tempo de descida do revestimento. • Desvantagens: – Risco de vazamento; – Limitação de pressão. Inserto posicionado na luva do revestimento Válvula insertável
  • 32. Colar flutuante com auto-enchimento • Vantagens: • É mais resistente que a válvula insertável; • É convertida através de pressurização; • Oferece menor risco de vazamento. Colar flutuante com auto-enchimento
  • 33. Colar diferencial • Função: • Semelhante à do colar flutuante. • • Características: • Desce junto com uma sapata diferencial; • • Funciona semelhantemente à sapata; • • É convertido para flutuante pelo lançamento de uma esfera; • • Não precisa abastecer o revestimento; • • Pode ser convertido para flutuante antes da descida. •
  • 34. Colar de estágio • Função: • Permitir que a cimentação seja realizada em mais de uma etapa. • • Finalidade: • Redução da possibilidade de fratura da formação devido à • altura da coluna hidrostática; • Cimentação acima de zonas de perda de circulação com uso de • external casing packer (E.C.P); • Cimentação em poços com óleo no embasamento junto com o • external casing packer (E.C.P); • Cimentação em poços de captação de água. •
  • 35. Acessórios para colar de estágio Colar de estágio Tampão fechamento Tampão flexível Seal of plate Torpedo
  • 36. Tampões de fundo e de topo • Função: • Evitar contaminação da pasta de cimento pelo fluido. • • Finalidades: • Tampão de fundo: • – Evitar a contaminação do colchão lavador ou da pasta de cimento pelo fluido de perfuração; – Remover a película de fluido de perfuração aderida na parede interna do revestimento. • Tampão de topo: – Evitar a contaminação da pasta de cimento pelo fluido de deslocamento dessa pasta; – Indicar o final do deslocamento (elevação da pressão).
  • 37. Tampões de fundo e de topo
  • 38. Centralizadores Função: Centralizar o revestimento para manter um espaço anular • uniforme em toda a extensão a ser cimentada. Resultado da cimentação com revestimento centralizado ou não-centralizado
  • 39. CENTRALIZADORES • Finalidades: • Diminuir a canalização da pasta no espaço anular; • • Facilitar o deslocamento do fluido no espaço anular. • • Tipos de centralizadores existentes: • Tipo M; • • Tipo rígido; • • Tipo segmentado. •
  • 40. Stop Ring Permite colocação do centralizador em qualquer posição Centralizador é geralmente colocado na luva do revestimento (sem necessidade do uso de Stop Ring)
  • 41. Arranhadores - Reciprocação • Tipo Arame • Promove a remoção de reboco -melhoria da eficiência de • deslocamento lama-cimento
  • 42. CESTA • Cesta de cimentação • Função: • Impedir a queda da pasta de cimento no espaço anular. • Finalidade: • Cimentar acima de zonas de perda de circulação.
  • 44. Equipamentos de descida • Os tipos de equipamentos de descida do revestimento em sondas de perfuração são os seguintes: • Cunha tipo • spider • Elevador tipo spider Elevador tipo spider Elevador tipo spider Cunha tipo spider
  • 45. Elevador tipo side door Elevador tipo side door
  • 46. Cabeça de cimentação • É enroscada no tubo de revestimento ou na coluna de assentamento - equipamento de superfície; • Estabelece ligação entre o sistema de circulação de fluidos da sonda e a coluna de revestimento a ser cimentada; • É alojadora dos tampões de topo e de fundo.
  • 47. Detalhe da cabeça de cimentação
  • 50. Rubber plugs (top e bottom) Scratcher Coluna de revestimento e seus acessórios Float collar Centralizer Guide shoe
  • 51. Tipos de cimentação • O primeiro uso de cimento em poço de petróleo ocorreu na Califórnia, em 1883. Entretanto, só em 1902, passou- se ao uso do cimento Portland em processo manual de mistura. • Cimentação primária • Denomina-se cimentação primária a cimentação principal de cada coluna de revestimento. Seu objetivo básico é colocar uma pasta de cimento não-contaminada em determinada posição no espaço anular entre o poço e a coluna de revestimento, de modo a se obter a fixação e a vedação eficientes e permanentes desse anular.
  • 52. Cimentação secundária • Cimentação secundária – São assim denominadas as operações emergenciais de cimentação, visando permitir a continuidade das operações. São classificadas como: • Tampões de cimento – Consistem no bombeamento de determinado volume de pasta para o poço, visando tamponar um trecho deste. São usados nos casos de perda de circulação, abandono total ou parcial do poço, como base para desvios do poço etc. • Recimentação – É a correção da cimentação primária quando o cimento não alcança a altura desejada no anular. O revestimento é canhoneado em dois pontos, a profundidades distintas. – A recimentação só é feita quando se consegue circulação pelo anular, através desses canhoneados. Para possibilitar a circulação com retorno, a pasta é bombeada através da coluna de perfuração, dotada de um obturador (packer) que permite a pressurização necessária para a movimentação da pasta de cimento no anular. • Compressão de cimento ou squeeze – Consiste na injeção forçada de cimento sob pressão, visando corrigir localmente a cimentação primária, sanar vazamentos no revestimento ou impedir a produção de zonas que passaram a produzir água.
  • 53. Cimento • Constitui-se de um aglomerante hidráulico que endurece e desenvolve resistência compressiva quando hidratado. • Classificação • O Instituto Americano de Petróleo (API), em sua RP 10 B, classificou o cimento para poços de petróleo em oito classes, a saber : • Cimento classe A – Pode ser usado até a profundidade de 1.830 m, quando não se exigem propriedades essenciais
  • 54. Classificação • Cimento classe B • Pode ser usado até a profundidade de 1.830 m, quando as condições do poço exigem moderada resistência ao sulfato. • Cimento classe C • Pode ser usado até a profundidade de 1.830 m, quando se requer alta resistência ao sulfato. • Cimento classe D • Pode ser usado entre as profundidades de 1.830 m até 3.050 m, sob condições de temperatura e pressão moderadamente altas.
  • 55. Classificação • Cimento classe E • Pode ser usado entre as profundidades de 1.830 m até 4.270 m, sob condições de temperaturas e pressões altas. • Cimento classe F • Pode ser empregado entre as profundidades de 3.050m a 4.880 m, sob condições de temperaturas e pressões altas. • Cimento classes G e H • São considerados cimentos básicos e devem ser empregados até a profundidade de 2.440 m, sem adição de aditivos especiais ou até profundidades maiores, com a adição de aditivos especiais.
  • 57. Cimento classe “G” • Cimento classe “G” – o que é? • De acordo com a norma NBR-9831/93, o cimento classe “G” é definido como: aglomerante hidráulico obtido pela moagem do clinquer Portland, constituído, em sua maior parte, por silicatos de cálcio hidratado e que apresenta características essenciais para uso em poços petrolíferos até a profundidade de 2.440 m, da forma como é produzido. A única adição permitida nesse cimento é a do gesso. • Gesso • É o sulfato de cálcio hidratado (CaSO4.2H2O). Sua finalidade é regular o tempo de pega do cimento.
  • 59. Fabricação do cimento • Etapas envolvidas • Matérias-primas - calcário + argila + pequena quantidade de • ferro e alumínio; • Britador primário + moinho de bolas - pulverização e • homogeneização do material (farinha); • Pré-aquecimento; • • Forno rotativo - 2600-3000 °F; • • Resfriamento - • clinquer (material pelotizado); • Moinho de bolas - pulverização + adição de gesso (conferir • resistência compressiva inicial) - produto final.
  • 60. Matéria-prima do cimento + Clinquer Minério Argila Clinquer Calcário de ferro
  • 61. Cimento classe G ou H Clinquer Gesso Cimento
  • 62. Pasta de cimento • Definição • Pasta de cimento é uma mistura de cimento, água e aditivos químicos, com a finalidade de se obter propriedades físicas e químicas destinadas à operação de cimentação em poços petrolíferos. • Funções • Prover o isolamento hidráulico entre as diferentes zonas • permeáveis; • Fixar a coluna de revestimento à formação; • Suportar o peso da coluna de revestimento após a pega; • Proteger o revestimento contra fluidos agressivos.
  • 63. Cimentação secundária - squeeze • Operação que consiste em forçar uma pasta de cimento nos canhoneados do revestimento e/ou em canais formados pela má cimentação. – Objetivos • Corrigir falhas da cimentação primária - problemas de • canalização; • Eliminar a entrada de água de uma zona indesejável; • • Isolar canhoneado; • • Reduzir a RGO através do isolamento da zona de gás adjacente • à zona de óleo; • Abandonar zonas depletadas; • • Reparar vazamentos na coluna de revestimento.•
  • 66. Propriedades da pasta de cimento • Densidade da pasta – É definida pela relação entre a massa e o volume; – Tem como unidade de medida usual a libra/galão (lb/gal); – Indica proporção de mistura.• • Rendimento – É definido como o volume de pasta obtido pelo volume de cimento; • Fator água de mistura – É definido como o volume da água e aditivos a ela misturados pelo volume de cimento; – Tem como unidade usual o GPC (galão por pé cúbico de cimento). • Resistência à compressão – Teste realizado na temperatura estática – Resistência mínima requerida: 500 psi em 8 horas; – Propriedade afetada pelo fator água/cimento: – • Maior fator água cimento → menor resistência
  • 67. Propriedades da pasta de cimento • Bombeabilidade – Mede a facilidade com que uma certa pasta pode ser bombeada; – Depende de:• – Tempo decorrido após a mistura; – Temperatura e pressão; – Continuidade do bombeio; • Perda de água – Refere-se à perda de fluido para o meio poroso (reservatório); – É realizado por um equipamento chamado filtro prensa. • Reologia – Traduz a viscosidade da pasta; – Exerce grande influência nas pastas para cimentação do revestimento de produção.
  • 68. Aditivos utilizados na cimentação • Aceleradores - Aumentar o desenvolvimento de resistência inicial; Aceleradores de pega • Retardadores - Retardar o tempo de espessamento para permitir o correto • posicionamento da pasta de cimento • Estendedores - aditivos de baixo peso; reduzir a densidade do fluido • Adensantes - Controlar a pressão de poros da formação formação. • Dispersantes - Reduzir a viscosidade da pasta e propiciar melhor vazão de deslocamento
  • 69. Aditivos utilizados na cimentação • Controladores de filtrado -
  • 70. Aditivos utilizados na cimentação • Preventor de retrogressão da pasta de cimento; • Evitar a perda de resistência da pasta em temperaturas • Preventor de migração de gás • Perda gradual da hidrostática exercida pela pasta de cimento • durante sua pega - estado de transição líquido-sólido; • Perda de filtrado no espaço confinado - redução substancial da • pressão (compressibilidade do fluido é baixa);
  • 71. Etapas de uma operação de cimentação