Estudo do escoamento de suspensão e da perda de carga em fraturas

Abstract

A indústria de petróleo e gás tem feito grandes progressos no desenvolvimento de tecnologias e técnicas na perfuração de poços. No entanto, como novas fontes de hidrocarbonetos são encontrados em reservatórios, cada vez mais remotos e geologicamente complexos, a indústria continua a desenvolver novas tecnologias, para enfrentar os desafios de perfuração de poços que apresentam riscos de segurança e riscos econômicos para a viabilidade em longo prazo. Um dos desafios enfrentados pelas empresas de perfuração é combater à perda de circulação em formações carbonáticas naturalmente fraturadas, pois constitui um cenário comum na perfuração de poços do pré-sal. O combate à perda, pelo uso adequado de materiais de reforço de poços (WSM) e materiais de perda de circulação (LCM) é fundamental para uma perfuração de sucesso. Neste trabalho, desenvolveu-se um estudo experimental que tem como finalidade avaliar diferentes formas de partículas de calcários no combate à perda de circulação em fraturas. Foi utilizado um aparato experimental que simula o escoamento de fluidos em fraturas de 2 mm, 5 mm e 10 mm de espessura, cujo comprimento é de aproximadamente 1,5 metros em anulares de 12 ¼” e 8 ½”. Na caracterização dos fluidos (soluções e suspensões) foram determinadas as curvas de reologia, a densidade, a concentração de sólidos, a distribuição de tamanho das partículas e a análise de imagens das partículas. Verificou-se a influência dos diferentes polímeros e partículas na reologia dos fluidos. Com relação ao estudo do escoamento de fluidos nas fraturas, avaliaram-se diferentes condições de operação, incluindo vazão, pressão de bombeio, concentração de sólidos, forma dos sólidos (granulares e flocosos) e a distribuição granulométrica no escoamento de fluidos e em alguns casos no selamento das fraturas. O calcário na forma granular não selou nenhuma das fraturas estudadas. Os materiais compostos por carbonato de cálcio na forma laminar à base de flocos (Soluflakes) apresentaram maior dispersão na distribuição granulométrica e foram mais eficientes no selamento mesmo a baixas concentrações. Para as suspensões que não selaram as fraturas, determinou-se a perda de carga nas fraturas em função da vazão do fluido nas fraturas. Esta metodologia permite avaliar o escoamento das suspensões em fraturas.