Estudo dos efeitos térmico e hidrostático sobre o aumento da pressão em anulares confinados

Abstract

Nas atividades produtivas das indústrias de óleo e gás a integridade do poço de petróleo deve ser garantida ao longo de todo o ciclo produtivo, principalmente a partir de um bom dimensionamento dos revestimentos. É fundamental o desenvolvimento de estudos de modelagem matemática e simulação computacional do fenômeno do aumento da pressão em anulares confinados, conhecido como “Annular Pressure Buildup” (APB), causado, principalmente, pelo aumento da temperatura do poço e de seus anulares quando o processo de produção é iniciado. É importante ressaltar que estratégias de mitigação do APB devem ser desenvolvidas através de estudos de técnicas de alívio de pressão. Neste trabalho, foi estudada a modelagem do aumento de pressão do fluido confinado nos anulares de um poço de petróleo, avaliada a influência de parâmetros operacionais sobre o fenômeno e proposta a modelagem da drenagem do fluido para a formação, que é um dos mecanismos de alívio da pressão dos anulares. Utilizou-se um modelo matemático, baseado no trabalho e metodologia desenvolvida por Perez (2015), considerando fatores de projeto tais como a geometria do poço, as características mecânicas dos revestimentos, as características geológicas da formação rochosa, fatores físico-químicos relacionados ao fluido de perfuração e sua composição. A modelagem matemática do fenômeno APB foi baseada em equações de balanço de massa e de energia, de propriedades termodinâmicas e relações entre Pressão, Volume e Temperatura (PVT). Foram realizadas simulações para validação do algoritmo computacional desenvolvido para o cálculo e alívio do APB, assim como comparações entre diferentes configurações de poços e tipos de rocha. Foram realizadas simulações considerando a sedimentação de adensantes do fluido de perfuração, a fim de verificar em que condições ocorreria a drenagem do fluido através da torta de filtração formada pelos sólidos sedimentados e também, como a permeabilidade do sedimento influenciaria o APB. Os resultados do cálculo do APB obtidos nas simulações realizadas nesta dissertação apresentaram concordância satisfatória com os valores obtidos pelo software comercial utilizado pela Petrobras, o Wellcat®, apresentando desvios menores do que 3% em todos os pontos avaliados nesta dissertação