Desenvolvimento e avaliação de um sistema on-line para determinação dos parâmetros de filtração de fluidos de perfuração

Abstract

A exploração de novos poços de petróleo e gás ainda se faz necessária, pois os combustíveis fósseis ainda são consumidos majoritariamente. À medida que um poço de exploração de petróleo é perfurado, o fluido de perfuração utilizado pode sofrer modificações em sua composição com a incorporação de diferentes materiais ou com mudanças de pressão e temperatura, por exemplo, por isso é importante monitorar tais propriedades em tempo real, para que, se houver necessidade, ações sejam tomadas o mais rápido possível. Ademais a complexidade desses poços vem aumentando, com poços altamente desviados e horizontais, tornando o processo de perfuração mais difícil, demandando um maior controle em cada etapa para uma operação segura e eficiente. A automação surge então como uma aliada nesta busca, seguindo a tendência mundial de transformação da indústria de Petróleo e Gás em uma indústria 4.0. Neste cenário, o presente trabalho propõe a automação de uma célula de filtração desenvolvida no Laboratório de Escoamento de Fluidos – Giulio Massarani, da UFRRJ, buscando com isso aumentar a eficiência na análise das propriedades dos fluidos de perfuração. No caso específico das propriedades de filtração do fluido de perfuração, atualmente, o monitoramento baseia-se em uma análise em bancada na qual uma amostra do fluido é coletada, em tempos predefinidos e analisada utilizando-se uma célula de filtração HTHP, fabricada pela OFITE e operada manualmente. Tal procedimento, apesar de difundido, é passível de imprecisões e não fornece as informações em tempo real, aumentando com isso o tempo para uma tomada de ação. Dentro deste contexto, a célula de filtração proposta foi automatizada, utilizando-se como referência a operação da célula de bancada. A automação foi realizada utilizando-se a linguagem gráfica do software LabVIEW da National Instruments. Diversas etapas de validação foram realizadas com fluidos diferentes para se garantir a reprodutibilidade dos dados de filtração na célula automatizada, tendo sido comprovada a capadacidade da célula automatizada de reproduzir os resultados. Para mais, alguns dos resultados experimentais obtidos na célula proposta foram utilizados na estimação de parâmetros do modelo Castro (1981) adaptado para fluidos que seguem o modelo Herschel-Bulkley, apresentando bons ajustes.