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Introdução a Operação de Pescaria da Industria do Petróleo

Uma breve apresentação sobre a operação de pescaria de objetos e ferramentas em poços de Petróleo
by

Rafael Gomes

on 18 August 2016

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Transcript of Introdução a Operação de Pescaria da Industria do Petróleo

Fishing Operation Videos
Fatores como o diâmetro do poço e da coluna e o ângulo de inclinação, também influenciam no aprisionamento, porém, estes são fatores incontroláveis, uma vez que definidos para atender aos objetivos do projeto.
Tem como consequências principais a distribuição irregular da carga nos filetes, reduzindo a resistência a tração, decorrente a diminuição da área de contato entre filetes do pino e da caixa. Da mesma maneira, diminui a resistência ao torque na conexão e propicia fadiga na raiz da rosca.
O manuseio de tubos sem protetores, uso de ferramentas imprópria, atrito de corrente de enroscar tubo entre espelho, choque do pino de seção sobre o espelho da caixa e entre outros podem causar concentração de flexão na raiz da rosca e wash out são problemas que facilmente conduzem a pescarias.
Redução de resistência ao torque nas conexões.
Nos comandos o desgaste tem efeito a concentração de flexão sobre a conexão.
Quando o desgastre e no corpo do tubo causa a diminuição das resistência de tração.

Peso de lama apropriado
Minimizar a perda de carga por fricção no anular durante a perfuração e reposição de coluna (diminuindo a viscosidade do fluido, por exemplo).
Limpeza adequada do poço
Evitar restrições no anular
Assentar propriamente os revestimentos
Manter-se atualizado de informações como pressão de poros e gradientes de fratura
Monitorar o “trip tank” durante as manobras, é a maneira mais eficiente de se verificar se o poço esta “bebendo”, devido ao efeito de “surge”
Se a zona de perda já é esperada, utilizar material de perda no fluido para tentar tamponar as fraturas e amenizar as perdas.
Medidas preventivas
Condições ideais para evitar a fratura da formação:
Para calcular a área de contato utiliza-se a seguinte fórmula:


Sendo que:
Lep = Comprimento da zona permeável
Dh = Diâmetro do poço
Hmc = Espessura do reboco
Dop = Diâmetro externo do tubo de perfuração
Prisão da Coluna por Diferencial de Pressão
Como ocorre?
Desmoronamentos de Areia
Alta pressão de poros
Hidratação
Lavagem de sais soluveis
Turbilhonamento do fluido
Desmoronamentos de Folhelho
Desmoronamentos
Durante operações de pescaria da coluna por partes costuma-se proceder ao desenroscamento com auxilio de explosivos com isso ocorre micro fraturas, dilatação na caixa ou expansão no corpo do tubo comprometendo a resistência e esforços.
Antecipa a ruptura por fadiga em consequência da intensificação de flexões. Diante da formação pode ocorre desmoronamentos devido á aplicação de oscilação lateral, o empeno do tubo acelera o desgaste externo por atrito com a parede do poço.
Problemas comportamentais de origem variada, tais como: cansaço, problemas familiares, relacionamento conflituoso no trabalho, adaptação insastifatória ao tipo de função, treinamento deficiente e etc.

3-Outros fatores
Soldagem imperfeita nas pernas de brocas, defeito na selagem dos rolamentos e calibre original da broca maior que o nominal são algumas falhas de controle de qualidade.
Revestimentos
Descer coluna de revestimento em poços profundos exige uso de elevador especial.
Ausência de protetores de revestimento nos tubos de perfuração.
Cimentação mal executada(causador de sérias prisões).
Mudanças de posição dos tubos de revestimentos.
Imperícia
Desatenção
Falhas Humanas
Parada da Mesa Rotativa
Interrupção da Circulação
Cabo de Perfuração
Esse problema ocorre principalmente em poços profundos e que tenham sofrido desmoronamento, encontrando-se, portanto, alargados. Ocorre também em poços direcionais, com ângulos de inclinação elevados, nos quais se requer, para se conseguir uma boa limpeza, uma vazão superior as utilizadas para poços verticais.
Hidráulica
Medição de coluna
Falhas de medição, substituição e retirada de componentes da coluna, erros de calculo e de passagem de serviço são as causas que levam a topadas com a coluna de perfuração, cimentação de revestimento em profundidade inadequada, tentativa de assentamento de ferramentas em pontos inadequados etc.

A falta de medidas, tais como diâmetros externos, diâmetros internos e comprimento de pescoço de pescaria dificultam e , por vezes, impedem as operações de pescaria.
Peso sobre a broca e potência da mesa rotativa
Toda pescaria apresenta basicamente uma característica acidental, como qualquer acidente, pode ter origem em diversas causas, dentre as quais as destacadas a seguir:
Ferramentas da Pescaria
Pressões no fundo do poço muito excessivas são causadas por altas taxas de fluxo (ECD elevado), ou reposição da coluna muito rapidamente (alta pressão de “surge”). Além disso, uma limpeza mal feita do anular e peso de lama excessivo podem também induzir fraturas.
Zonas e Causas
Manter o menor level de partículas sólidas no fluido
Usar o menor diferencial possível, para ter uma margem nas pressões de “swab” e “surge”
Utilizar um fluido de perfuração que irá proporcionar um reboco suave e regular
Manter sempre a rotação da coluna
Se o aprisionamento ocorrer, algumas práticas comuns são utilizadas para tentar liberar a coluna, como: redução da pressão hidrostática no anular (por diluição, por gaseificação com Nitrogênio ou a colocação de um paker acima do ponto de prisão) ou lavagem da coluna.
Prevenção
Analisando as equações anteriores, percebem-se alguns parâmetros que influenciam na tendência ao aprisionamento da coluna, esses parâmetros são:

Como ocorre?
Como resolver?

Desmoronamentos de Basalto

Desmoronamentos

Desmoronamentos de Folhelho

Desmoronamentos de Calcário

Desmoronamentos de Basalto

Desmoronamentos de Areia

Falhas Devido a Condições Adversas
Lubrificantes
O aperto inadequado da ferramenta é também responsável por grande numero de quebras de coluna
Quando o aperto é excessivo, provoca o esmagamento do espelho da conexão e dos filetes das roscas, podendo ate causar o escoamento no pino.
Quando o aperto é insuficiente, causa vazamentos e concentração de esforços de flexão na conexão.
Aperto de coluna (revestimento, de perfuração ou especial)
Na indústria do petróleo a palavra pescaria significa o conjunto de operações executadas a fim de se recuperar ferramentas ou objetos que se quebram ficam ou caem no poço.
 
Como correspondência ao nome pescaria as ferramentas ou objetos perdidos no poço tem o nome de peixe e os instrumentos utilizados na recuperação deles são denominados pescadores ou ferramentas de pescaria .
Introdução
Perda de Circulação
Chaves Flutuantes;
Elevadores;
Falhas Humanas
Nesta apresentação vamos detalhar os procedimentos operacionais em pescaria, de forma a maximizar o aspecto segurança na execução dessa atividade. Destina se a todo pessoal envolvido em atividades ligadas a perfuração de poços de petróleo, e tem como finalidade alerta-los sobre as diversas causas possíveis de pescaria, com o intuito de evitar que ela ocorra, pois acredita-se que a melhor ferramenta de pescaria e aquela que evita a sua ocorrência.
São apresentados também uma descrição sucinta das principais ferramentas de pescaria utilizadas pela Petrobras, os roteiros básicos e os e os cuidados a serem observados em cada ocorrência, no sentido de auxiliar na correta execução da pescaria. Esse roteiros se baseiam na experiência dos profissionais técnicos em pescaria de poços.

 Finalmente, são feitas algumas recomendações quanto a manutenção de todas as ferramentas de pescaria utilizadas, seu manuseio e o correto armazenamento, especialmente aquelas ferramentas que irão permanecer na sonda, a serem observadas sempre que concluir um operação de pescaria.
1.2 Causas e prevenção de pescaria
Inobservância de parâmetros básicos e de recomendações técnicas
Numerosos casos de pescaria de cones e rolamentos de brocas, braços e cones de alargadores e quebra de coluna tem ocorrido em função da inobservância do peso adequado sobre a broca e do controle de potencia da mesa rotativa (escolha da marcha de forca ideal para trabalhar com a rotação recomendada, durante a perfuração.
Considera-se a situação em que se esta perfurando com broca cuja rotação recomendada e acima de 100rpm. Imagine-se, ainda que a potencia instalada na sonda seja elevada. Se a potência disponível na mesa for alta e ocorrer uma prisão da coluna por queda de objeto estranho, travamento de cone etc., o excesso de torque poderá quebrar a coluna e comprometer os demais componentes.
O uso de lubrificantes não recomendados pode resultar em desgaste excessivo dos filetes das roscas, bem como em dano a superfície dos espelhos, tanto diminuindo as resistências a tração e ao torque, quanto comprometendo a eficiência de vedação da conexão.
Quando a vazão alcança o limite superior da pressão de bombeio e permanece insuficiente para efetuar uma boa limpeza do poço, a perfuração esta sendo feita com hidráulica deficiente.
Circulação prolongada sem movimento também pode causar prisão, devido a formação de pontes e canalização do fluido
Nesses casos, pode ocorrer significativa perda de rendimento da perfuração, porque não se consegue efetuar uma conexão sem ter de repassar o mesmo tubo varias vezes. Isso devido ao fato de a velocidade de retorno nos trechos alargados se tornar insuficiente para arrastar os cascalhos. Prosseguir nessas condições pode conduzir a prisões.
Manutenção Deficiente do Equipamento de Perfuração:

Uso inadequado de Equipamento
Cunhas;
Colar de Comandos;
Falhas Humanas
Falhas Humanas
Ocorre quando o operador não verifica o desgaste da broca a fim de economizar tempo de sonda ou apenas por falta de análise podendo ocasionar uma pescaria de cones de broca, de rolamentos e de prisão de coluna durante a substituição de brocas.
Falta de sensibilidade com a variação de pressão em função de vazão que impede detectar , em tempo hábil, furo na coluna, queda de jatos, erro de manobra no manifold, perda da eficiência volumétrica da bomba e etc.
Modificações na composição de fundo (acréscimo, substituição ou mudança de posição de estabilizadores ou comandos, substituição de lâminas de estabilizadores e etc) podem implicar em uma prisão de ferramenta.


Aplicação de tração excessiva quando se lida com ameaça de prisão.
Aplicar elevada pressão de bombeio ao se tentar estabelecer circulação.
Aplicar baixa pressão de bombeio ao se tentar estabelecer circulação.
Liberação brusca do torque acumulado.


1.4- Atitudes diante de uma ameaça de prisão
1.3- Acomodação da ferramenta ao poço
1.2- Vazão x Pressão
Medidor de Vazão digital
Medidor de Pressão
1.1-Broca
1.5- Condicionamento do poço
Operações especiais requerem adequado condicionamento de poço, caso o contrário, pode-se ocasionar acunhamento, prissão da coluna e etc.
1.6- Revestimento(casing)
2.2- Roscas
Rosca não especificada para o peso do tubo, pequenas fraturas, ovalização da matriz, entre outros podem levar a pescaria.
2.1-Brocas
FALHAS NO MATERIAL
Podem ser destacadas quanto os aspectos deficiência do material como grande causadores de pescaria.
O desgaste periférico dos componentes da coluna de perfuração provoca a pescaria devido a:
Desgaste periférico de Ferramentas
Desgaste
Pode ser causado pela ação, dos fluidos portadores de sólidos abrasivos , gás sulfúrico e oxidações, reduzindo dessa forma as resistências a esforços do tubo.
Empeno nos tubos de perfuração
Fadiga
A quebra da coluna é muito frequente na zona de transição entre comandos e tubos, o primeiro tubo acima dos comando é o mais tendente a fadiga por estar sujeito as oscilações da coluna de comandos e as vibrações da broca. Uma boa medida para uniformizar a fragilização é alterando a posição do primeiro tudo e inserir HW entre os comandos e os tubos . Amortecedores de vibração minimizam esses efeitos.
Espelho defeituoso
Desgaste por atrito dos mordentes
As resistências a tração, torque, pressão interna e colapso podem ser seriamente afetadas pela ação dos mordentes da cunha. Os cortes transversais provocam concentração de esforço, os furos no corpo do tubo são comumente encontrados no local de trabalho da cunha.
Danos causados por string shot
Desgaste na rosca
O que é?

Argilas Plásticas e Evaporitos

Causas e efeitos

Condições

Como Sanar?

Desmoronamentos de Calcário
Causas
Uma coluna é caracterizada como presa por diferencial de pressão quando uma seção da coluna de perfuração fica embutida no reboco (camada impermeável de sólidos finos, que ocorre na parede de formações permeáveis durante a perfuração).

Se a pressão do fluído de perfuração, Pm, for superior a pressão da formação Pf, (caso normal), é dito então que a coluna foi presa por diferencial de pressão.
ΔP = Pm – Pf
Cálculo do pullback necessário, Fp, para soltar uma coluna presa por diferencial, é em função do diferencial de pressão, ΔP, do coeficiente adimensional de fricção, f e da área de contato entre o tubo e a superfície do reboco:
Fp = f * Ac * P
Ac = 2Lep * {(Dh / 2 – hmc)² - [Dh / 2 – hmc * (Dh – hmc) / (Dh – Dop)]²}0,5
Alto diferencial de pressão desnecessário
Elevada espessura do reboco e contínua perda de circulação
Baixa lubrificação do reboco (alto coeficiente de fricção)
Grande seção da coluna embutida na formação
Indicadores
Aumento no torque e no arrasto (atrito)
Incapacidade de movimentar ou rotacionar a coluna
Retorno ininterrupto do fluido
Define-se como um fluxo incontrolado de fluído de perfuração para a formação. Pode ser uma perda total ou parcial, a diferença é que na perda parcial ainda existe um retorno de fluido a superfície, e na total todo o fluido vai para a formação, ou seja, sem retorno.
Evitar perdas de circulação
Formações que são naturalmente fraturadas, cavernosas (frequentemente calcário com grandes fraturas) ou muito permeáveis são zonas de perda em potencial. Além disso, fraturas induzidas por erros na perfuração (pressão excessiva no fundo do poço ou assentamento inapropriado do revestimento) podem se tornar zonas de risco.
Apesar de que a completa prevenção de perda não seja possível, pois as zonas com potencial de risco muitas vezes não podem ser evitadas para chegar na zona de interesse, existem medidas preventivas que podem minimizar o risco, principalmente tratando-se de fraturas induzidas, são elas:
Função
- Ferramentas para recuperação de material tubular:
* Ferramentas Agarradoras
* Ferramentas Defletoras
* Ferramentas de Desconexão
* Ferramentas Multiplicadoras de Força
* Ferramentas Destruidoras
* Ferramentas Restauradoras de Revestimentos
* Ferramentas Indicadoras
* Ferramentas para Recuperação de Material não Tubular
Classificação:
Fadiga na tubulação

Desgaste na conexão

FIM
Rafael Gomes - rafaelgomesmp@yahoo.com.br
Angell de Brito - angellheggelund@hotmail.com
Yulo Oiticica - yullogan@hotmail.com
Vitor Luiz da Costa Almeida - vitoralmeida_ba@hotmail.com
João Vitor Bricidio - jvbricidio@gmail.com
Antonio Celso - tomfrota@hotmail.com
Gustavo Freitas - gcfreitas21@hotmail.com>

Introdução á Operação de Pescaria na indústria do Petróleo
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