Desenvolvimento de uma célula de filtração com operação automática para monitoramento de dados on line

Abstract

A filtração e a invasão do fluido de perfuração são fenômenos provocados pelo diferencial de pressão entre a região anular e a formação rochosa durante a perfuração de um poço de petróleo e gás sob condições overbalance. A invasão de fluidos e sólidos presentes no fluido de perfuração podem causar danos irreversíveis ao poço, portanto formulam-se os fluidos de modo que seja formado um reboco de baixa permeabilidade e espessura controlada, minimizando a filtração e a invasão. Na indústria e na academia, para estudar o crescimento da torta na formação rochosa e avaliar o volume de filtrado, utilizam-se aparatos experimentais, denominados células de filtração, entretanto estes dispositivos são aparatos de bancada necessitam de um operador especializado. O objetivo desse trabalho foi otimizar, automatizar e validar um protótipo de filtração estática que coleta dados em linha e em tempo real. Para alimentar o fluido no protótipo de filtração, foi construída uma unidade de preparação de fluidos composta por uma bomba de deslocamento positivo, tanques de mistura e sensores para monitorar as propriedades do fluido. A unidade de preparo e o protótipo de filtração constituem a denominada unidade de filtração. No protótipo de filtração, foram instaladas válvulas e sensores para operação remota. Para gerenciar a unidade de filtração, foi desenvolvida uma interface virtual que monitora os dados fornecidos pelos sensores e opera os equipamentos (bomba, agitadores e as válvulas automáticas, inclusive as da célula de filtração). Para validar o protótipo, foram realizados experimentos comparativos com uma célula de filtração HTHP de bancada em condições de operação semelhantes. Como resultado das filtrações na célula de bancada e com o protótipo, foi observado que o volume de filtrado e propriedades calculadas nos experimentos de filtração (porosidade e permeabilidade da torta) apresentaram valores similares indicando que a célula on line opera de forma adequada, reproduzindo os dados da célula de bancada que foi usada como modelo na proposta deste trabalho.