1) O documento apresenta 8 exercícios sobre conceitos básicos de perfuração e cimentação. 2) Os exercícios envolvem cálculos de pressão, peso específico e volume de fluidos em poços de petróleo. 3) São fornecidos dados como profundidade, peso da lama, capacidade de tubulações e gradientes de pressão para solução dos problemas.

1. CONCEITOS BÁSICOS – EXERCÍCIOS
Ex.1
Calcule a massa específica equivalente de fratura de uma formação sabendo-se
que o teste de absorção realizado com a sapata a 2.500 m e peso da lama de 10
lb/gal obteve 1.200 psi na superfície.
Ex.2
Sabendo-se que:
Densidade do gás = 0,65
Temperatura média do gás = 100 oF
Fator de compressibilidade do gás = 0,85
Peso do fluido no poço = 9 lb/gal
Profundidade do poço = 3.000 m
a) Considere que o poço entrou em blowout, todo fluido foi expulso e o BOP
fechado. Qual será a pressão da formação se a pressão na cabeça é de
3.000 psi? Calcule o peso específico médio do gás.
b) Com o poço fechado, calcule a pressão a 1000 m e 2.000 m usando a
fórmula exponencial e usando o peso específico médio do gás. Compare
os resultados.
1

2. Ex.3
Uma coluna de revestimento está sendo descida no poço com sapata flutuante.
Por problemas na linha de enchimento da lama, a coluna está sendo descida
vazia. Com doze tubos descidos, a sede da esfera na sapata se rompe e a lama
do anular se comunica com o interior do revestimento.
Qual o valor do decréscimo de pressão no fundo do poço?
Dados:
Capacidade do revestimento = 0,5 bbl/m
Capacidade do anular = 0,4 bbl/m
Peso da lama = 10 lb/gal
Comprimento dos tubos = 12 m
Ex.4
Considere os seguintes dados para um poço em kick:
SIDPP = 400 psi
SICP = 520 psi
Peso da lama = 10 lb/gal
Peso equivalente de fratura na sapata = 13 lb/gal
Profundidade da sapata = 2.000 m
Lâmina d´água = 800 m
Considere ainda que as perdas de carga por fricção são dadas pelas seguintes
expressões:
ANULAR  ∆P = Q2 x 10-5 x L
INTERIOR DA CHOKE LINE  ∆P = Q2 x 2 x 10-6 x L
onde
∆P = Perda de carga, psi
Q = Vazão, gpm
L = Comprimento, m
Determine a máxima vazão que se pode circular o kick sem fraturar na sapata se a
pressão no choke é mantida igual a 300 psi?
2

3. Ex.5
Considere os seguintes dados para o programa da cimentação primária de um
revestimento de 7” OD:
Profundidade da sapata = 2.800 m
Comprimento da 1a pasta (à frente) = 250 m
Comprimento da 2a pasta (atrás) = 150 m
Peso específico da lama = 12,3 lb/gal
Peso específico da 1a pasta = 13,5 lb/gal
Peso específico da 2a pasta = 15,8 lb/gal
Capacidade do anular revestimento-poço = 0,07 bbl/m
Pressão no fundo do poço requerida com as pastas no lugar = 5.850 psi
Pressão de poros @ 2.800 m = 5.800 psi
a) Calcule o volume do colchão de lavagem que deve ser deslocado a frente da
1a pasta, sabendo-se que o peso específico do colchão é de 8,5 lb/gal.
b) Determine a mínima perda de carga para não haver kick no instante em que a
1a pasta chega na sapata.
3

4. Ex.6
O peso específico do fluido de completação está sendo aumentado de 9 para 11
lb/gal. A bomba pára quando a interface entre os dois fluidos está a 2.100 m na
coluna de tubing e o BOP é fechado. Qual o valor da pressão que aparecerá no
manômetro do anular? Qual o peso específico equivalente a 1.000 m (tanto pelo
interior da coluna como pelo anular) depois que o BOP é fechado?
Ex.7
Considere os seguintes dados para um poço submarino que se encontra com o
BOP fechado.
∆Pint = 400 psi
∆Pan,poço aberto = 50 psi
∆Pcl = 200 psi
∆Pan,poço revestido = 50 psi
∆Pbroca = 900 psi
ρm = 10 lb/gal
ρfrat,sap = 13.7 lb/gal
Profundidade da sapata = 1.800 m
Profundidade do poço = 2.500 m
Determine a pressão de bombeio circulando diretamente pelo interior da coluna e
com o choke todo aberto (∆P no choke = zero). Verifique se é possível circular
reversamente com esta vazão [considere a mesma perda de carga na broca e
despreze perdas de carga na superfície].
4

5. Ex.8
Durante o teste de absorção realizado na profundidade de 2.400 m após o corte
da sapata de uma coluna de revestimento, observa-se uma pressão na superfície
de 1.000 psi no momento da absorção de fluido pela formação. O peso da lama é
de 9,4 lb/gal.
a) Se o peso da lama é aumentado para 9,8 lb/gal em função de um
desmoronamento, qual é a pressão máxima no manômetro do choke logo após
o fechamento do poço em caso de um kick?
b) Se a profundidade da formação que gerou o kick é de 3.500 m, qual é o
volume máximo admissível do kick sabendo-se que a massa específica
equivalente de poros encontrada é 1,0 lb/gal maior que o peso da lama?
Dados:
Peso específico do kick = 2 lb/gal
Capacidade do anular = 0,15 bbl/m
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6. CAUSAS E INDÍCIOS – EXERCÍCIOS
Ex.1
Considere os seguintes dados:
Comprimento da seção = 28,5 metros
Capacidade do drillpipe = 0,06 bbl/m
Deslocamento do drillpipe = 0,02 bbl/m
Capacidade do revestimento = 0,50 bbl/m
Peso da lama no poço = 10 lb/gal
Profundidade do poço = 2.500 m
Pressão de poros no fundo = 4.200 psi
a) Antes de iniciar a manobra, o sondador injeta 20 bbl de um tampão pesado
de 16 lb/gal seguido de 15 bbl de lama de 10 lb/gal. Qual a distância entre
o nível do fluido no interior da coluna e a saída de lama (flowline)?
b) Qual o número máximo de seções completas que podem ser retiradas
sem abastecer o poço e sem induzir um kick no fundo do poço?
6

7. Ex.2
Sabendo que:
Profundidade do poço = 3.900 metros
Limite de escoamento = 8 lbf/100 pé2
Viscosidade plástica = 20 cp
Diâmetro do poço = 8,6”
Diâmetro dos tubos = 5”
Peso do fluido = 10,3 lb/gal
Pressão de poros a 3.900 m = 6.650 psi
Velocidade de retirada = 55 m/min
a) Estime o peso do fluido recomendado (com margem de manobra)
b) Qual a máxima velocidade de retirada para não causar um influxo?
Ex.3
O sondador retira 10 seções de drillpipes sem abastecer o poço. Existem duas
zonas porosas expostas no poço aberto. Verifique se há kick em alguma das duas
zonas sendo dados:
Comprimento da seção = 28 m
Capacidade do revestimento = 0,25 bbl/m
Deslocamento do drillpipe = 0,03 bbl/m
Peso da lama = 10 lb/gal
Profundidade da primeira zona = 300 m
Profundidade da segunda zona = 1.000 m
Pressão de poros equivalente da primeira zona = 8,5 lb/gal
Pressão de poros equivalente da segunda zona = 9,8 lb/gal
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8. Ex.4
Após atingir a profundidade de 3.500 metros, iniciou-se a retirada da coluna para a
troca de broca. A pressão de poros da formação é de 5.500 psi e o peso do fluido
de perfuração é de 9,4 lb/gal. Quando a broca atingiu a superfície, foi constatado
um ganho de 30 bbl nos tanques. Sabendo-se que a capacidade do poço é de
0,25 bbl/m,
a) Qual é o mínimo peso específico do fluido invasor para não estar ocorrendo
influxo nesse instante?
b) Se uma coluna é descida com float valve até o fundo do poço (deslocamento +
capacidade = 0,20 bbl/m) haverá mais influxo se o gradiente de pressão do
fluido invasor é de 8,5 lb/gal?
8

9. MÉTODO DO SONDADOR – EXERCÍCIOS
Ex.1
Um poço entra em kick e é fechado. Após a estabilização da pressão no fundo do
poço, registram-se as pressões de fechamento na superfície (SIDPP e SICP) e
descobre-se que o kick é de água salgada. Considere os seguintes dados:
SIDPP = 500 psi
SICP = 530 psi
Volume ganho nos tanques = 15 bbl
Gradiente de pressão da lama = 1,7 psi/m
Gradiente de pressão do kick = 1,4 psi/m
Capacidade do anular = 0,15 bbl/m
Capacidade da linha do choke = 0,03 bbl/m
Profundidade do poço = 3.000 m
Lâmina d’agua = 800 m
Pressão reduzida de circulação = 300 psi
Perda de carga na linha do choke = 200 psi
Perda de carga no anular poço aberto = 50 psi
Perda de carga no anular revestido = 70 psi
Determine:
a) Pressão inicial de circulação (PIC). Esta pressão vai ser mantida constante
todo o tempo.
b) Pressão no choke no início da circulação
c) Pressão atuando no fundo do poço durante a circulação
d) Pressão atuando na entrada da linha do choke quando o kick atinge o BOP
e) Pressão no choke quando o kick atinge o BOP
f) Pressão no choke quando o kick atinge a superfície
g) Pressão no choke depois de todo o kick ser expulso
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10. Ex. 2
Foi detectado um kick quando perfurando na profundidade de 3.000 m e o poço foi
fechado. Após a estabilização das pressões tem-se a seguinte situação:
SIDPP = 200 psi
SICP = 250 psi
Volume ganho = 8 bbl
Capacidade do anular = 0,10 bbl/m
Determine o tipo de fluido invasor nas seguintes condições:
a) O peso da lama é de 10,0 lb/gal tanto no interior da coluna como no anular
b) Os cascalhos suspensos no anular aumentam o peso da lama no anular para
10,1 lb/gal e no interior permanece com 10,0 lb/gal
10

11. Ex.3
Considere a segunda circulação do Método do Sondador. Se a pressão no choke
é mantida igual a SIDPP durante a descida da lama nova pelo interior da coluna
então a pressão no fundo do poço é dada por:
a) Pressão de poros + perdas de carga na linha do choke + SIDPP
b) Pressão hidrostática no anular + perdas de carga do anular até o BOP +
perdas de carga na linha do choke + SIDPP
c) Pressão de poros + perdas de carga do anular até o BOP + perdas de carga na
linha do choke + SIDPP
d) Pressão de poros + perdas de carga do anular até o BOP
Ex. 4
Considere os seguintes dados para um poço em kick:
SIDPP = 350 psi
SICP = 600 psi
Volume ganho nos tanques = 20 bbl
Capacidade do anular = 0,10 bbl/m
Profundidade do poço = 2.500 m
Profundidade da sapata = 1.500 m
Lâmina d’água = 700 m
Peso da lama = 10 lb/gal
Densidade equivalente de fratura na sapata = 13 lb/gal
Pressão reduzida de circulação pelo riser = 800 psi
Perda de carga na linha do choke = 200 psi
Perda de carga do anular revestido = 80 psi
Perda de carga no anular poço aberto = 120 psi
Determine:
a) Pressão de poros da formação
b) Pressão hidrostática do kick
11

12. c) Pressão inicial de circulação – PIC
d) Pressão máxima no choke em condições dinâmicas enquanto o kick está
abaixo da sapata
e) Pressão máxima no bengala em condições dinâmicas enquanto o kick está
acima da sapata
f) Pressão final de circulação 1 – PFC1 (Considere o fluido novo como igual a
pressão da formação)
g) Pressão no fundo do poço quando o fluido novo atinge a superfície.
12

13. Ex. 5
Considere os seguintes dados para um kick de gás:
SIDPP = 400 psi
SICP = 700 psi
Profundidade do poço = 3.800 m
Profundidade da sapata = 2.900 m
Lâmina d’água = 1.500 m
Densidade da lama = 10,0 lb/gal
Densidade equivalente de fratura na sapata = 12,8 lb/gal
Pressão reduzida de circulação pelo riser = 1.400 psi
Perda de carga na linha do choke = 200 psi
Perda de carga no anular revestido = 100 psi
Perda de carga no anular poço aberto = 50 psi
Volume ganho nos tanques = 25 bbl
Capacidade do anular coluna-poço = 0,10 bbl/m
Capacidade da coluna = 0,042 bbl/m
Capacidade volumétrica da bomba = 0,080 bbl/stk
Vazão reduzida de circulação = 100 gpm (30 cpm)
Questão 1: Enquanto você estava reunido para definir os parâmetros a serem
usados no Método do Sondador, o sondador se assustou com o aumento das
pressões de fechamento e acionou a bomba. Quando você chega na plataforma a
situação é a seguinte:
1800 800 25
Vel. bomba
Bengala Kill
(cpm)
O que fazer?
a) Fechar o choke
b) Abrir o choke
c) Acelerar a bomba
d) Desacelerar a bomba
e) Tudo está OK, continuar
13

14. Questão 2: Depois de um certo tempo de circulação observa-se a situação
abaixo.
2000 800 30
Vel. bomba
Bengala Choke
(cpm)
Pergunta: Qual o valor da pressão no fundo nesse instante?
Você decide manter uma sobrepressão de 50 psi no fundo do poço (desconsidere
as perdas de carga no anular).
O que fazer?
a) Fechar o choke
b) Abrir o choke
c) Acelerar a bomba
d) Desacelerar a bomba
e) Tudo está OK, continuar
Questão 3 A pressão no bengala está caindo.
1800 650 30
Vel. bomba
Bengala Choke
(cpm)
O que fazer?
a) Fechar o choke
b) Abrir o choke
c) Acelerar a bomba
d) Desacelerar a bomba
e) Tudo está OK, continuar
14

15. Questão 4: Parece que você exagerou no fechamento e existe a suspeita de que
houve fratura na sapata. Seu gerente está ao telefone. Não entre em pânico e
confira a sua planilha.
2300 1250 1300
Nº de strokes
Bengala Choke
O que fazer?
a) Fechar o choke
b) Abrir o choke
c) Acelerar a bomba
d) Desacelerar a bomba
e) Tudo está OK, continuar
Questão 5: Repentinamente há um entupimento do choke, você pára a bomba e
fecha totalmente o choke. As pressões observadas são as seguintes:
800 1400 0
Vel. bomba
Bengala Choke
(cpm)
Está havendo um novo kick? Fraturou na sapata?
15

16. Questão 6: Você reinicia a circulação (agora pelo outro choke) mantendo a
pressão de 1.200 psi na kill line constante.
2000 1200 30
Vel. bomba
Bengala Kill
(cpm)
Você decide manter 400 psi de sobrepressão no fundo do poço (desconsidere as
perdas de carga no anular) até o gás entrar na linha do choke. O que fazer?
a) Fechar o choke para que a pressão no bengala fique igual a 2.400 psi
b) Fechar o choke para que a pressão no bengala fique igual a 2.200 psi
c) Acelerar a bomba
d) Desacelerar a bomba
e) Tudo está OK, continuar
Questão 7: Quando o gás entra na linha do choke a pressão no bengala cai
rapidamente.
1800 1300 30
Vel. bomba
Bengala Choke
(cpm)
Você quer manter agora 100 psi acima da pressão de poros no fundo do poço
(sempre desconsiderando as perdas de carga no anular. Elas são seu trunfo!!!).
O que fazer?
a) Fechar o choke para a pressão no choke subir mais 200 psi
b) Fechar o choke para a pressão no choke subir mais 100 psi
c) Abrir o choke
d) Acelerar a bomba
e) Tudo está OK, continuar
16

17. Questão 8: Um barulho estranho na plataforma e gás começa a passar pelo
desgaseificador. As pressões nos dois manômetros caem rapidamente. O
sondador se apavora e quer acelerar a bomba.
1700 1700 30
Vel. bomba
Bengala Choke
(cpm)
O que fazer?
a) Fechar o choke
b) Abrir o choke
c) Acelerar a bomba
d) Desacelerar a bomba
e) Tudo está OK, continuar
Questão 9: Você conseguiu manter a pressão no bengala constante e igual a
1.800 psi durante a expulsão do gás no poço. A pressão no choke parece
estranha.
1800 250 30
Vel. bomba
Bengala Choke
(cpm)
Será que ainda há gás no poço? ( )SIM ( )NÃO
O que fazer?
a) Fechar o choke
b) Abrir o choke
c) Acelerar a bomba
d) Desacelerar a bomba
e) Tudo está OK, continuar
17

18. Questão 10: O torrista afirma que o peso de lama na saída é o mesmo do da
sucção da bomba. Para-se a bomba e o choke é fechado. Será que ainda há gás
no poço?
600 600 0
Vel. bomba
Bengala Choke
(cpm)
Questão 11: Após elevar o peso da lama para matar o poço (a propósito, qual o
peso da lama nova, arredondando a conta para cima?), você inicia a segunda
circulação do Método do Sondador mantendo constante a pressão no manômetro
da kill line igual a 500 psi. A situação é a seguinte:
1900 300 30
Vel. bomba
Bengala Choke
(cpm)
O que fazer?
a) Fechar o choke
b) Abrir o choke
c) Acelerar a bomba
d) Desacelerar a bomba
e) Tudo está OK, continuar
18

19. Questão 12: Após deslocar 1.000 strokes o sondador acha que a pressão no
bengala está caindo muito rápido e quer fechar o choke para aumentar a pressão
no fundo. As pressões observadas são as seguintes:
1750 300 30
Vel. bomba
Bengala Choke
(cpm)
O que fazer?
a) Fechar o choke
b) Abrir o choke
c) Acelerar a bomba
d) Desacelerar a bomba
e) Tudo está OK, continuar
Questão 13: Você nota que a pressão no bengala começa a subir com 2.000
strokes bombeados. Você decide manter 100 psi de sobrepressão no fundo do
poço (não considere as perdas de carga no anular).
1650 300 30
Vel. bomba
Bengala Choke
(cpm)
O que fazer?
a) Abrir o choke para que a pressão no bengala fique igual a 1.600 psi
b) Fechar o choke para que a pressão no choke fique igual a 400 psi
c) Acelerar a bomba
d) Desacelerar a bomba
e) Tudo está OK, continuar
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20. Questão 14: A mangueira de lama está “pulando” bastante. Você resolve trocar
de bomba. Ao parar a bomba e fechar o poço as seguintes pressões são
observadas após um certo tempo:
0 100 180
Bengala Choke Kill
Pergunta: Qual a profundidade da interface das duas lamas no anular?
Questão 15: Lama nova chega na superfície, para-se a bomba e o poço é
fechado. A situação é a seguinte:
0 0 ??
Bengala Choke Kill
O que fazer?
a) Abrir o BOP e prosseguir com a perfuração
b) Abrir o BOP e aumentar o peso da lama da margem de segurança
c) Desfazer o hang-off e abrir o BOP
d) Desfazer o hang-off, abrir o BOP e aumentar o peso da lama da margem de
segurança
e) Nenhuma das anteriores
20

21. COMPORTAMENTO DE GASES - EXERCÍCIOS
Ex. 1
Considere os seguintes dados para um poço no qual um kick de gás acaba de
ocorrer:
SIDPP = 500 psi
SICP = 850 psi
Volume ganho nos tanques, Vgi = 25 bbl
Capacidade do anular, Ca = 0,10 bbl/m
Profundidade da sapata, Ds = 1.400 m
Profundidade do poço, D = 2.300 m
Gradiente de fratura na sapata, Gfrat = 2,45 psi/m
Gradiente da lama, Gm = 1,7 psi/m
500 Ao se iniciar a circulação pelo Método
do Sondador houve blackout na sonda.
850 Para manter constante a pressão no
fundo do poço, drenagens periódicas de
25 lama foram realizadas de modo a
manter SIDPP = 500 psi durante todo o
tempo.
Determine:
1. a posição aproximada da bolha
1400 m quando o volume ganho nos
tanques atinge 30 bbl;
2. a pressão no choke nesse instante,
250 m
2300 m considerando a pressão hidrostática
do gás. Compare esta pressão com
a pressão máxima no choke para
evitar fratura da formação mais
fraca.
Ex. 2
Para a mesma situação inicial de kick acima, assuma agora que o poço foi
mantido fechado e nenhuma drenagem de lama foi feita. Qual é a altura que a
base da bolha atinge no momento que se inicia a fratura na formação logo abaixo
da sapata?
21

22. Ex. 3
Considere os seguintes dados para um poço no qual um kick de gás acaba de
ocorrer:
SIDPP = 500 psi
SICP = 850 psi
Volume ganho nos tanques, Vgi = 25 bbl
Capacidade do anular, Ca = 0,10 bbl/m
Capacidade do tubo, Ct = 0,05 bbl/m
Lâmina d´água = 1.000 m
Profundidade da sapata, Ds = 2.000 m
Profundidade do poço, D = 3.000 m
Gradiente de fratura na sapata, Gfrat = 2,3 psi/m
Gradiente da lama, Gm = 1,7 psi/m
Temperatura na superfície = 60 °F
Temperatura no fundo do mar = 40 °F
Temperatura no fundo do poço = 140 °F
Considere que logo após o kick ocorreu uma desconexão de emergência.
a) Supondo o sistema poço-fluido incompressível, determine se ocorrerá fratura
na sapata sem considerar o efeito da temperatura
b) Supondo o sistema poço-fluido incompressível, determine se ocorrerá fratura
na sapata considerando o efeito da temperatura
c) Considerando o efeito da temperatura e da compressibilidade da lama (Cp),
determine se ocorrerá fratura na sapata.
Dados:
C p = 6 × 10 −6 psi −1
1 dV 1 ∆V
Cp = ≈
Vi dP Vi ∆P
22

23. Ex. 4
Considere a 2a fase do Método Volumétrico Estático. Seja P1 a pressão na
superfície antes de injetar lama nova. P2 é a pressão estabilizada após a injeção
de lama nova e migração do gás e P3 é a pressão final na superfície após a
drenagem de gás de modo a manter a mesma pressão no fundo da situação
inicial.
Mostre que
P12
P3 =
P2
P1 P2 P3
Pp Pp
Dicas:
Lei de Boyle
Despreze hidrostática do gás
A soma das hidrostáticas de lama nova e lama velha é igual a Pp
23

24. SOLUÇÃO
Parte I – Conceitos Básicos Parte III – Método do Sondador
Ex. 1 12,8 lb/gal Ex. 1 a) 800 psi
Ex. 2 a) 3.861 psi e 1,69 lb/gal b) 330 psi
b) 3.263 psi e 3.287 psi (erro 0,73%) c) 5.720 psi
3.550 psi e 3.575 psi (erro 0,7%)
d) 1.890 psi
Ex. 3 136 psi e) 330 psi
Ex. 4 230 gpm f) 450 psi
Ex. 5 a) aprox. 16 bbl g) 300 psi
b) 90 psi Ex. 2 a) 6,3 lb/gal (óleo)
Ex. 6 714 psi; 11 lb/gal (interior b) 2,7 lb/gal (gás)
13,2 lb/gal (anular) Ex. 3 Item b
Ex. 7 P = 1.600 psi. Não é possível Ex. 4 a) 4.600 psi
circular reversamente pois ρeq = b) 90 psi
14,4 lb/gal c) 1.150 psi
Ex. 8 a) 837 psi d) 485 psi
b) 27 bbl e) 1.485 psi
f) 872 psi
g) 5.068 psi
Parte II – Causas e Indícios Ex. 5 1. c
2. 7.210 psi; b
Ex. 1 a) 200 m 3. a
b) 24 seções 4. e
Ex. 2 c) 10,6 lb/gal 5. não há kick nem fratura
d) 55 m/min 6. b
Ex. 3 1a zona: não (ρeq = 8,72 lb/gal) 7. b
2a zona: sim (ρeq = 9,6 lb/gal) 8. a
Ex. 4 a) 4,9 lb/gal 9. Sim; e
b) No limite (Pfundo ~ Pporos 10. não
11. 10,7 lb/gal; e
12. e
13. a
14. 830 m
15. e
Parte IV – Comportamento de gases
Ex. 1 1. topo @ 1.566 m
2. 935 psi
Ex. 2 118 m
Ex. 3 a) Psapata = 6.875 psi  fratura
b) Psapata = 5.889 psi  fratura
c) Psapata = 5.573 psi  não fratura
24