O documento descreve os principais componentes e características de uma coluna de revestimento utilizada em poços de petróleo, incluindo: (1) os tubos de aço que compõem a coluna; (2) os acessórios como sapatas e tampões que guiam e selam a coluna; e (3) os processos de descida, centralização e cimentação da coluna no poço.

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.

11. Coluna integral

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).

13. Coluna com liner

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

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.

43. Plugs de Cimentação

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

48. Cabeça de Cimentação

49. 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.

56. Classificação do cimento - resumo

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.

58. Fabricação
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.•

64. Cimentação
secundária (squeeze)

65. Equipamentos para cimentação

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