Poço teerestre Canopuí

GRADUAÇÃO TECNOLÓGICA DE PETRÓLEO E GÁS

PROJETO INTERDISCIPLINAR II

PROJETO DE POÇO CANOPUÍ

ALUNOS
JOSÉ RAMI PORTO ROGÉRIO 1313524
ANDRÉ PEREIRA VENANCIO 1313519
HENRIQUE DIAS PESSOA

Fortaleza, 28 de novembro de 2013

Canopuí
Canopuí é o nome dado ao campus onde há uma exploração de petróleo que fica
localizado numa região entre canoa quebrada e icapuí. Este campus foi descoberto por
conta de uma obra de saneamento da CAGECE onde foi necessários fazer alguns poços.
Alunos da universaidade de fortaleza (UNIFOR) acompanharam a obra e perceberam que
aquela região era propícia para a exploração de petróleo, pois ao decorrer da obra,
encontraram algumas evidências. A água que estava sendo tratada em um dos poços,
apresentava uma cor escurecida, além de uma sinal de viscosidade e a geologia das
rochas, também, era um fator importânte para tal evidência.
Com estas evidências, os alunos partiram para um estudo mais abrangente desta
região de Canopuí. Entraram juntamente com uma equipe de geólogos e geofísicos para
tentar ter informações com maiores propriedades sobre a região.
Através de vários estudos desta região, constatou-se que realmente havia petróleo
na área explorada para a felicidade de todos. Foi utilizado um amplo estudodo mapeamento
geológico com imagens de satélites da região, onde foram definidas as estruturas
geológicas.
Dando seguimento, a área foi delimitada para o estudo da geofísica, onde os
métodos principais utilizados foram: sísmica de reflexão, elétricos e eletromagnéticos.

Sísmica de reflexão:
Neste método, observa-se o comportamento das ondas sísmicas, após penetrarem
na crosta, serem refletidas em contatos de duas camadas de diferentes propriedades
elásticas e retornarem a superfície, sendo, então, detectadas por sensores (geofones ou
hidrofones). É o principal método usado na prospecção de hidrocarbonetos por fornecerem
detalhes da estrutura da crosta, bem como de propriedades físicas das camadas que a
compõem.

MÉTODOS ELÉTRICOS E ELETROMAGNÉTICOS:

Métodos elétricos
Os métodos elétricos de prospecção geofísica utilizam parâmetros elétricos de
solos e rochas, como condutividade, resistividade, potencial espontâneo, polarização, para
investigar a geologia de subsuperfície. Compreendem o método da resistividade, o método
da Polarização Induzida (IP), o método do Potencial Espontâneo (SP) e os métodos
Eletromagnéticos.
O método da resistividade é o mais utilizado em geofísica aplicada. Esse método
emprega uma corrente elétrica artificial que é introduzida no terreno através de dois
eletrodos (denominados de A e B), com o objetivo de medir o potencial gerado em outros
dois eletrodos (denominados de M e N) nas proximidades do fluxo de corrente, permitindo
assim calcular a resistividade real ou aparente em subsuperfície.

O parâmetro resistividade é o inverso da condutividade elétrica, e depende da
natureza e estado físico do material. A resistividade elétrica (e seu inverso, a condutividade
elétrica) relacionam-se aos mecanismos de propagação de corrente elétrica nos materiais,
sendo que condutividade em solos e rochas pode ser devida a presença de minerais
metálicos e grafita (condutores) em sua matriz, o que é denominado de condutividade
eletrônica, ou devido ao deslocamento de íons dissolvidos na água contida nos poros e
fissuras dos solos e rochas, o que é denominado de condutividade eletrolítica.
Em geral, a condutividade é eletrolítica, pois apenas em casos específicos os
minerais condutores ocorrem em rochas em quantidades suficientes para aumentar sua
condutividade global, sendo a resistividade afetada principalmente pela composição
mineralógica, porosidade, teor em água e quantidade e natureza dos sais dissolvidos.
Os métodos elétricos são considerados dos mais versáteis dentro da geofísica
aplicada, sendo extensamente aplicada em prospecção mineral, prospecção de águas
subterrâneas, estudos de geologia de engenharia e estudos ambientais.

Métodos Eletromagnéticos
Os métodos eletromagnéticos envolvem a propagação de campos eletromagnéticos
de baixa frequência e baseiam-se nos fenômenos físicos de eletricidade e magnetismo.
Quando uma corrente elétrica passa por um fio, é gerado um campo magnético nas
vizinhanças desse fio. Consequentemente, quando se estabelece uma corrente AC, por

exemplo, num fio colocado sobre a superfície do terreno, fluem correntes elétricas nos
condutores subsuperficiais. Esse processo é conhecido como indução eletromagnética. A
corrente AC fluindo na bobina cria um campo eletromagnético primário nas proximidades da
bobina, que causa o fluxo de correntes secundárias em condutores em subsuperfície. As
correntes secundárias ao fluírem pelo condutor criam um novo campo, o campo magnético
secundário, que traz consigo, informações sobre o condutor.
O campo secundário altera o primário e como consequência disso tem o campo
resultante, que nada mais é do que uma composição do primário com o secundário. O
campo resultante, , assim como o secundário, traz informações sobre o condutor.
Os equipamentos EM contam com um sistema de transmissão e outro de recepção.
Do sistema de transmissão faz parte um gerador-alternador ou um oscilador transistorizado.
Ligada à fonte de alimentação existe uma bobina ou um cabo longo aterrado. As bobinas
podem ter núcleo de ar ou de ferrite. Do sistema de recepção faz parte uma outra bobina,
inteiramente portátil, composta de muitas espiras de fio fino, que pode ter núcleo de ar ou de
ferrite e cujo sinal segue para um amplificador. Essa bobina é sintonizada a frequência da
fonte.
Existem vários métodos EM, classificados de acordo com o parâmetro que é
determinado pelo equipamento: métodos que medem a inclinação do campo resultante,
métodos que medem as componentes do campo e métodos que medem diretamente a
condutividade ou resistividade elétrica. Nesse último grupo estão os métodos mais utilizados
atualmente - o Eletromagnético Indutivo e Eletromagnético Domínio do Tempo, bastante
utilizados em geologia ambiental e hidrogeologia. Além dessas áreas de aplicação, os
métodos eletromagnéticos também são consagrados na prospecção mineral, especialmente
de metais.
A partir dos resultados dos estudos geofísicos, obtêm-se dados sobre a geologia do
poço do Campus de Canopuí.

Formação geológica


200 metros de Calcário.



300 metros de siltito.



400 metros de arenito.



500 metros de folhelho betuminoso.

Esboço da formação geológica do campus de Canopuí.

Área azul – Formação calcário.
Área salmão – Formação siltito.
Área amarela – Formação arenito.
Área verde – Formação folhelho.
Área preta – Petróleo aprisionado.

DEFINIÇÃO:
Folhelho - Rocha argilosa folheada e impermeável.
Arenito - Rocha sedimentar com granulado grosso, formada por massas
consolidadas de areia. Sua composição química é a mesma da areia; assim, a rocha
compõe-se essencialmente de quartzo.

Calcários - Designação comum às rochas constituídas essencialmente de
carbonato de cálcio; pedra calcária.
Siltito – Rocha sedimentar clástica formada pela deposição e litificação de
sedimentos com grãos de tamanhos silte, intermediário entre os tamanhos de areia e argila.

Dados geológicos
Rochas reservatório - Arenitos.
Rochas selante - Siltito.
Tipos de armadilhas – Estratigráfica, estrutural ou mista.
Migração - Planos de falhas.

Após todos esses estudos, a equipe resolveu dá início ao processo de exploração
de petróleo naquela região. Então, foi marcada as coordenadas, GPS, foi feita a
terraplanagem de toda a área e instalada a sonda juntamente com todos os seu
equipamentos que são necessário. Em empresa contratada para todo o processo de
perfuração foi a Schlumberger Company, juntamente com a Smith Bits que é a fornecedora
das brocas. Como a região a ser explorada é uma área urbana, a perfuração acontecerá
diariamente no intervalo de 7 horas da manhã, encerrando às 19 horas da noite.

RESUMO DE UMA PERFURAÇÃO:
A perfuração de um poço de petróleo é realizada através de uma sonda. Na
perfuração rotativa, as rochas são perfuradas pela ação da rotação e peso aplicados a uma
broca exixtente na extremidade de uma coluna de perfuração, a qual consiste basicamente
de comandos (tubos de paredes espessas) e tubos de perfuração (tubos de paredes finas).
Os fragmentos da rocha são removidos continuamente através de um fluido de perfuração
ou lama. O fluido é injetado por bombas para o interior da coluna de perfuração através da
cabeça de injeção, ou swivel, e retorna à superfície através do espaço do anular formado
pelas paredes do poço e a coluna. Ao atingir determinada profundidade, a coluna de
perfuração é retirada do poço e uma coluna de revestimento de aço, de diâmetro inferior ao
da broca, é descida no poço. O anular entre os tubos do revestimento e as paredes do poço
é cimentado com a finalidade de isolar as rochas atravessadas, permitindo então o avanço

da perfuração com segurança. Após a operação de cimentação, a coluna de perfuração é
novamente descida no poço, tendo na sua extremidade uma nova broca de diâmetro menor
do que a do revestimento para o prosseguimento da perfuração. Do exposto, percebe-se
que um poço é perfurado de diversas fases, caracterizada pelos diferentes diâmetros das
brocas.
Todos os equipamentos de uma sonda rotativa responsáveis por determinada
função na perfuração de um poço são agrupados nos chamados “sistemas” de uma sonda.
Os principais sistemas são: de sustentação de cargas, de geração e transmissão de
energia, de movimentação de carga, de rotação, de circulação, de segurança do poço, de
monitoração e o sistema de subsuperfície.

Sistema de sustentação de cargas
O sistema de sustentação de cargas é constituído do mastro ou torre, da
subestrutura e da base ou fundação. A carga corresponde ao peso da coluna de perfuração
ou revestimento que está no poço é transferida para o matro ou torre, que, por sua vez, a
descarrega para a subestrutura e esta para a fundação ou base.
Sistema de geração e transmissão de energia
A energia necessária para acionamento dos equipamentos de uma sonda de
perfuração é normalmente fornecida por motores diesel. Quando disponível, a utilização da
energia elétrica de redes públicas pode ser vantajosa, principalmente quando o tempo de
permanência da sonda em cada localização for elevado. Uma característica importante dos
equipamentos de uma sonda, e que afeta o proceso de transmissão da energia, é a
necessidade deles operarem com velocidade e torque variáveis. A depender do modo de
transmissão de energia para os equipamento, as sondas de perfuração são classificadas em
sondas mecânicas ou dísel-elétricas.
Sistema de movimentação de carga
O sistema de movimentação de carga permite movimentar as colunas de
perfuração, de revestimento e outros equipamentos. Os principais componentes são:
guincho, bloco de coroamento, catarina, cabo de perfuração, gancho e elevador.
Sistema de rotação
Nas sondas convencionais, a coluna de perfuração é girada pela mesa rotativa
localizaa na plataforma da sonda. A rotação é transmitida a um tubo de parede externa
poligonal, o Kelly, que fica enroscado no topo da coluna de perfuração. Nas sondas

equipadas com top drive a rotação é transmitida diretamente ao topo da coluna de
perfuração por um motor acoplado à catarina. O conjunto desliza em trilhos fixados à torre,
onde o torque devido à rotação da coluna é absorvido. Existe ainda a possibilidade de se
perfurar com um motor de fundo, colocado logo acima da broca. O torque necessário é
gerado pela passagem de fluido de perfuração no seu interior. Este motor pode ser de
deslocamento positivo ou uma turbina. O sistema de rotação convencional é constituído de
equipamentos que promovem ou permitem a livre rotação da coluna de perfuração. São
eles: mesa rotativa, o kelly e cabeça de circulação ou swivel.
Sistema de circulação
São os equipamentos que permitem

circulação e o tratamento do fluido de

perfuração. Numa circulação normal, o fluido de perfuração é bombeado através da coluna
de perfuração até a broca, retornando pelo espaço do anular até a superfície, trazendo
consigo os cascalhos cortados pela broca. Na superfície, o fluido permanece dentro de
tanques, após receber o tratamento adequado.
Sistema de segurança do poço
O sistema de segurança do poço é constituido dos Equipamentos de Segurança de
Cabeça de Poço (ESCP) e de equipamentos complementares que possibilitam o
fechamento e controle do poço.
O mais importante deles é o Blowout preventer (BOP), que é um conjunto de
válvulas que permitem fechar o poço.
Os preventores são acionados sempre que houver ocorrência de um kick, fluxo
indesejável do fluido contido numa formação para dentro do poço. Se este fluxo não for
controlado eficientemente poderá se transformar num blowout, ou seja, poço fluindo
totalmente sem controle, e criar sérias consequências, tais como dano aos equipamentos da
sonda, acidentes pessoais, perda parcial do ou total do reservatório, poluição e dano ao
meio ambiente, etc.
Sistema de monitoramento
São os equipamentos necessários ao controle da perfuração: manômeros,
indicador de peso sobre a broca, indicador de torque, tacômetro, etc.
Os principais indicadores são o indicador de peso no gancho e sobre a broca, o
manômetro que indica a pressão de bombeio, o torquímetro para o torque na coluna de
perfuração, o torquimetro instalados nas chaves flutuantes com a função de medir o torque

aplicado nas conexões da colunade perfuração ou de revestimento, e os tacômetros para
medir a velocidade da mesa rotativa e da bomba de lama.
O registrador mais importânte é o que mostra a taxa de penetração da broca, que é
uma informação importante para se avaliar as mudanças das formações perfuradas, o
desgaste da broca e a adequação dos parâmetros de perfuração.

Desenho do poço vertical:

a)

Condutor de 20” até 50m;

b)

Perfurando até 203m com broca de 17 ½“, revestimento de superfície de 13

3/8” , com espessura de 1/8;
c)

Perfurando para a profundidade de 515m com broca de 12 ¼“, revestimento

intermediário de 9 5/8”, com espessura de 1/6”;
d)

Perfurando para a profundidade total de 807m com broca de 8 ½ “, liner de

produção de 7” , com espessura de 1/6”.

Estrutura do poço ao final da perfuração:

FASE

POÇO ABERTO
Profundidade
Diâmetro da broca
(m)

I
II
III

203,00
515,00
807,00

17 ½”
12 ¼”
8 ½”

REVESTIMENTO
Profundidade
Diâmetro
(m)
190,00
497,00
787,00

13 3/8”
9 5/8”
7”

EQUIPAMENTOS NECESSÁRIOS DA SONDA DE PERFURAÇÃO DO CAMPUS
DE CANOPUÍ:
• 05 Revestimentos de 20”;
• 17 Revestimentos de 13 3/8”;
• 1 Sapata guia para revestimento de 13 3/8”;
• 1 Colar flutuante para revestimento de 13 3/8”;
• 2 Centralizadores;
• 1 Broca FM11 com dentes de aço de diâmetro 17 ½“;
• 1 Broca FT62 com dentes de tungstênio de diâmetro 9 5/8”;
• 1 Broca FT63 tricônica com dentes de tungstênio de diâmetro 7 1/6”;
• 1 Near bit 17 ½”;1 Near bit 12 ¼”;1 Near bit 8 ½”;
• 3 Estabilizadores (cada um conforme o diâmetro da broca);
• 20 Heavy weight drill pipe de 5”;
• 94 Drill pipe;
• 12 Drill colar de 8” para fase 1;12 Drill colar de 8” para fase 2; 12 Drill colar de 7 ¾” para
fase 3.
• Cabo de perfuração;
• Guincho;
• Catarina;
• Bloco de coroamento;
• Swivel;
• Mesa rotativa;
• Kelly haste quadrada;
• Rotary slips;
• Bucha do Kelly;
• Bomba de lama;
• Tanques de lama.
• Tampões para cimentação;
• Tubo Bengala;
• Mangueira;
• Peneira vibratória;
• Centrífuga;
• Mud cleaner;
• BOP, dulplo ram e anular;

Equipe de perfuração:
PERFURAÇÃO DO POÇO CANOPUÍ - CE
RELAÇÃO DE PRODUTIVOS E PESSOAIS DE APOIA DA SONDA
TURNO: DAS 7:00 AS 19:OO Hs
PESSOAL PRODUTIVO NA SONDA
PRODUTIVO

QTDA

Sondador

1

Assistente de Sondador

1

Torrista

1

Plataformista

2

Auxiliar de Plataforma

2

Auxiliar de Manutenção - Mecânica

1

Equipe Metalmecanica

2

EQUIPE DE PESQUISA
GEÓLOGOS

1

QUÍMICOS

1

MANUTENÇÃO
TÉCNICO ELETRÔNICO

PESSOAL DE APOIO

QTDA

Encarregado de Sonda

1

Engenheiro de Petróleo

1

Técnico de Fluidos

1

Técnico de Segurança do Trabalho

1

Mecânico

1

Soldador

1

Eletricista

1

administrativo base operacional

1

Encarregado de Transporte

1

Segurança Patrimonial

1

Copeiro

4

Auxiliar de limpeza

2

TURNO: DAS 19:00 AS 7:OO Hs
Segurança Patrimonial

2

Processo de perfuração
O processo de perfuração do poço inicia-se com o cravamento do revestimento
condutor de 20” até 50 metros

1ª fase:
Após o cravamento do revestimento condutor, é descido uma broca de 17 ½” de
diâmetro, do tipo FM11 com dentes de aço, que perfura o calcário até uma profundidade de
203 metrosseguido por 1 Near Bit de 17½”, 12 Drill Collar de 8”, 1 Estabilizador de 17 ½”, 1
Crossover, 10 Heavy Weight de 5”. Concluida a perfuração, é descido 17 revestimentos de
10 metros cada de 13 3/8”. Entre colar e sapata há 2 rangers tipo 2 de 10 metros cada num
total de 190 metros de revestimento. Peso sobre a broca de 29 toneladas.

É descido pelo revestimento o cimento que é necessário para completar com
segurança esta operação.

Cálculo do volume de cimento para a cimentação da primeira fase (bbl):

Volume entre colar flutuante e sapata:
V = 0,0031871 x (13,125)² x 20 = 10,980 bbl
Volume entre a sapata e o fundo do poço:
V = 0,0031871 x (17,5)² x 13 x 1,1 = 13,957 bbl

(10% DE EXCESSO)

Volume entre o fundo do poço e a superfície :
V = 0,0031871 x {(17,5)² - (13,375)² } x 190 x 1,1 = 84,83 bbl (10% DE EXCESSO)

2ª fase:
Concluído o processo de cimentação da primeira fase é descida uma segunda broca
tricônica com dentes de tungstênio de diâmetro menor do que o primeiro revestimento, 12
¼” , do tipo FT62 que perfura o a formação siltito até uma profundidade de 515 metros
seguido por 1 Near Bit de 12 ¼”, 12 Drill Collar de 8”, 1 Estabilizador de 12 ¼”, 1 Crossover,
4 Heavy Weight de 5”, 32 Drill Pipe. Concluida a perfuração, é descido 43 revestimentos de
11 metros cada num total de 497 metros com diâmetro de 9 5/8”. Entre colar e sapata há 2
rangers de 12 metros cada, tipo 3. Peso sobre a broca de 29 toneladas.

Assim como foi feito na primeira fase, é necessário a cimentação para esta segunda
fase também.

Cálculo do volume de cimento para a cimentação da segunda fase (bbl):

V = 0,0031871 x (9,29)² x 24 = 6,60 bbl
V = 0,0031871 x (12,25)² x 18 x 1,25 = 10,76 bbl (25% EXCESSO)
V = 0,0031871 x {(12,25)² - (9,625)² } x 307 x 1,25 = 70,23 bbl (25% EXCESSO)
3ª fase:
Concluído o processo de cimentação da segunda fase é descida uma terceira broca
tricônica com dentes de tungstênio de diâmetro menor do que o segundo revestimento, 8
½”, do tipo FT63 que perfura o a formação siltito até uma profundidade de 807 metros
seguido por 1 Near Bit de 8 ½”, 12 Drill Collar de 7 ¾”, 1 Estabilizador de8 ½”, 1 Crossover,
10 Heavy Weight de 5”, 62 Drill Pipe. Concluida a perfuração, é descido 85 revestimentos de
9 metros cada com diâmetro de 7” e com 23 toneladas de peso sobre a broca. Entre o colar
e a sapata há 2 rangers, tipo 2, de 11 metros cada.

Assim como foi feito na primeira fase, é necessário a cimentação para esta segunda
fase também.

Cálculo do volume de cimento para a cimentação da terceira fase (bbl):
V = 0,0031871 x (6,66)² x 22 = 3,11bbl
V = 0,0031871 x (8,5)² x 20 x 1,25 = 5,756 bbl

(25% EXCESSO)

V = 0,0031871 x {(8,5)² - (7)² } x 290 x 1,25 = 26,86 bbl (25% EXCESSO)
Cálculo do volume de cimento entre os revestimentos (bbl):
Volume entre os revestimentos da primeira e segunda fase:
V = 0,0031871 x {(13,125)² - (9,625)²} x 190 = 48,21 bbl
Volume entre os revestimentos da segunda e terceira fase:
V = 0,0031871 x {(9,29)² - (7)²} x 497 =59,08 bbl

Resumo da cimentação:
Volume total para cimentação da primeira fase: 109,77 bbl ou 616,33 pé cúbico/pasta
Volume total para cimentação da segunda fase: 135,81 bbl ou 762,53 pé cúbico/pasta
Volume total para cimentação da terceira fase: 94,876 bbl ou 532 pé cúbico/pasta
Volume total para cimentação das 3 pastas: 390,46 bbl
O cálculo do volume de cimentação da primeira fase foi feito com excesso de 10%.
O cálculo do volume de cimentação da segunda e terceira fase foi feito com excesso
de 25%.

PRODUTO

PESO(LB)

VOL. ABS

VOL(GALÃO)

CIMENTO

94

0,0382

3,5908

ÁGUA DOCE

70,53

0,1199

8,4604

SÍLICA 25%

23,5

0,0453

1,0645

HALLAD 3%

2,82

0,0975

0,2749

TOTAL

190,88

13,3907

(t/u = 14,26 gal)
Rendimento = Volume / 7,4805 = 13,3907 / 7,4805 = 1,7901 pé cúbico pasta/pé
cúbico de cimento.
Volume da pasta = 1911,55 (pé cúbico/pasta) / 1,7901 = 1067,845 pé cúbico de
cimento.

LOGÍSTICA:
Todo o processo de perfuração ocorrerá divido em 26 dias:
Quantidade de dias

Operações

5

Montagem da sonda de perfuração

4

Primeira fase da perfuração

9

Segunda fase da perfuração

3

Terceira fase da perfuração

5

Desmontagem da sonda de perfuração

Empresa fornecedora dos equipamentos de proteção individual e coletivo:
SEFEMAQ

EPI

Quantidade

Capacete com jugular

30

Protetor auricular

780

Botas

30

Macacões

60

Óculos

30

Alimentação:

PERFURAÇÃO DO POÇO CANOPUÍ - CE
EMPRESAS TERCEIRIZADAS NA SONDA

ESCOLHA SAUDAVEL COM. PRODUTOS LTDA
Fornecedora de Café da manhã diariamente e lanche da
Tarde na sonda.
FRISUL ALIMENTOS E SERVIÇOS LTDA
Fornecedora do almoço incluindo sobremesas, sucos ,água e
refrigerantes.
PCA – REFEIÇÕES COLETIVAS E
HOSPITALARES LTDA

UNIFORMES LAVANDERIA E LOCAÇÃO
M e A COMERCIAL E SERVIÇOS LTDA
TRANPIRATINGA LOGISTICA

Fornecedora de Café da manhã diariamente e lanche da
Tarde na sonda.
Fornecedora de equipamentos de proteção individual e
coletiva e também presta serviço de lavanderia dos
uniformes e afins.
Presta serviços de limpeza em geral na sonda e recolhimento
de resíduos gerados que agridam ao Meio Ambiente.
Executa serviço de translado do pessoal colaborador da
Sonda deixando-os no ponto de apoio para ida e vinda.

Pelos cálculos da empresa, cada trabalhador come por dia 4kg de comida
diariamente, então como são 30 trabalhadors num total de 26 dias:
4kg * 26 dias * 30 trabalhadores = 3120,00kg de alimentos para toda a operação.

Após o processo de extração de petróleo, inicia-se o processo de produção que
será realizado pela empresa Aurizonia Petróleo S/A sediada em Natal, Rio Grande do Norte.
A empresa faz uso do sistema de bombeio do petróleo utilizando cavalo de pau e
sistema de canhoneio.

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