Estudo da sedimentação de sólidos adensantes baseado na técnica de monitoramento da pressão hidrostática

Abstract

Os fluidos de perfuração são suspensões circulantes que facilitam e contribuem para a construção do poço de petróleo. São misturas complexas, de base aquosa ou oleosa, e podem conter material orgânico, sais dissolvidos e sólidos em suspensões, chamados de adensantes. No processo de estruturação do poço, o fluido de perfuração pode ficar confinado por anos no espaço anular formado entre dois revestimentos ou entre o revestimento e a formação rochosa. Devido à gravidade, o material adensante sofre um processo de sedimentação que pode afetar a segurança do poço na etapa da produção do óleo. Compreender esse processo ajudará a prever a altura de sedimento formado no fundo do anular e como isso pode impactar a pressão na região anular. Dentro deste contexto, a pesquisa foca em uma abordagem alternativa para monitorar a concentração de sólidos durante o processo de sedimentação. A estratégia é utilizar transmissores de pressão para realizar leituras de pressão em diferentes alturas de uma coluna de sedimentação. Com este objetivo, foram construídas três unidades distintas para a realização dos testes experimentais: Unidade I e II de Bancada, ambas cilíndricas e feitas em acrílico, e uma Unidade Piloto, cilíndrica e construída em aço comercial. Essas unidades apresentam alturas diferentes, com a Unidade I medindo 97,25 cm, a Unidade II 160 cm e a Unidade Piloto, a maior, com 400 cm. Os fluidos preparados foram de base aquosa e utilizavam como adensante barita e calcita em diferentes concentrações volumétricas. Os resultados indicaram que é possível detectar a passagem da interface de sedimentação em alguns pontos de medição, especialmente os próximos ao topo da coluna. O sistema de medidas de pressão permitiu também acompanhar os perfis de concentração ao longo da coluna e os diferenciais de pressão possibilitaram o entendimento da dinâmica de sedimentação nas regiões entre as tomadas de pressão. Os estudos viabilizaram ainda a análise da propagação da pressão no sedimento compactado no fundo da coluna, oferecendo informações sobre transmissibilidade de pressão no meio poroso. A utilização de colunas com diferentes alturas forneceu uma compreensão da sedimentação em diversas escalas. De maneira geral, o acompanhamento do processo de sedimentação por meio do diferencial de pressão emerge como uma alternativa viável, demonstrando capacidade de detectar a passagem da interface e variações de concentração em regiões específicas.