Poços-de longa duração: uma análise abrangente das técnicas de completação

Depois que a plataforma de perfuração se afasta, começa o trabalho crítico de conclusão do poço. Este processo transforma um furo descoberto num canal seguro, controlado e eficiente para a produção de hidrocarbonetos. Abrange todas as operações desde o momento da primeira penetração na formação produtora até a entrega do poço à produção.

Um guia detalhado da fonte da indústria "Oil & Gas New Energy" fornece uma análise abrangente das técnicas de completação, abrangendo os requisitos essenciais, equipamentos de cabeça de poço e os principais métodos de completação usados ​​globalmente.

A completação de poço é o processo de estabelecimento de um caminho de fluxo confiável e eficiente entre o reservatório e o poço. Este caminho deve ser adaptado às características geológicas específicas do reservatório e aos requisitos técnicos de desenvolvimento.

Os principais estágios de conclusão normalmente incluem:

• Invólucro:Colocar colunas de revestimento de aço no poço para isolar diferentes zonas geológicas, apoiar a parede do poço e fornecer uma barreira de pressão.
• Cimentação:Bombear pasta de cimento no espaço anular entre o revestimento e a formação. Uma vez endurecido, o cimento fixa o revestimento no lugar e proporciona isolamento zonal permanente.
• Perfuração:Usar uma pistola de perfuração para criar furos através do revestimento e da bainha de cimento, estabelecendo a conexão inicial para que os fluidos do reservatório entrem no poço.
• Estimulação:Para muitos poços, especialmente em recursos não convencionais como o xisto, a fraturação hidráulica é uma etapa essencial de conclusão. O fluido-de alta pressão é bombeado para criar uma rede de fraturas no reservatório, que são abertas por materiais como areia para criar caminhos de alta-condutividade para petróleo e gás.

Selecionar o método de conclusão ideal é uma decisão crítica de engenharia. Uma conclusão eficaz deve satisfazer vários objectivos fundamentais para garantir a longevidade do poço e a viabilidade económica. Deveria:

• Maximize a conectividade:Garanta a melhor conexão possível entre o reservatório e o poço com danos mínimos à formação.
• Minimize a resistência ao fluxo:Forneça a maior área de entrada possível para reduzir a resistência à medida que os fluidos entram no poço.
• Garanta o isolamento zonal:Vede eficazmente zonas de petróleo, gás e água para evitar fluxo-cruzado, conicidade e interferência-interzonal.
• Controle a produção de areia:Evite que a areia da formação entre no poço, o que pode causar erosão e colapso, garantindo uma produção-de longo prazo.
• Permitir operações futuras:Ser compatível com elevação artificial e permitir futuros tratamentos zonais como fraturamento, acidificação, injeção de água ou gás.
• Atender às necessidades específicas do reservatório:Para petróleo pesado, deve acomodar métodos de recuperação térmica, como injeção de vapor.
• Habilite a flexibilidade do ciclo de vida:Permita possíveis desvios ou perfurações horizontais em estágios posteriores de desenvolvimento.
• Seja econômico-:O processo deve ser o mais simples e econômico possível.

Um poço concluído é um sistema integrado que compreende três partes principais:

• Equipamento de cabeça de poço:A montagem na superfície, incluindo a cabeça do revestimento, a cabeça do tubo e a árvore de Natal. Suas funções são suspender colunas de revestimento e tubulação de fundo de poço, vedar espaços anulares, controlar a produção e fornecer acesso para injeções (vapor, água, produtos químicos) ou intervenções.
• String de conclusão:Os tubulares (tubulação, revestimento) e ferramentas de fundo de poço entram no poço. A configuração específica varia muito dependendo se se trata de um produtor ou de um injetor e do método de elevação artificial escolhido (por exemplo, bomba de haste, ESP, elevação de gás).
• Montagem-inferior do furo:A combinação de ferramentas e tubulares na parte inferior da coluna, projetada para corresponder ao método de completação escolhido (por exemplo, um obturador e uma peneira para um enchimento de cascalho).

O guia detalha os tipos de preenchimento mais comuns, cada um com aplicações e limitações específicas.

1. Conclusão perfurada

Este é o método mais utilizado globalmente (aproximadamente 90% dos poços). Envolve a passagem e o revestimento de cimento em toda a zona de produção e depois a perfuração.

• Perfuração do invólucro:O poço é perfurado até a profundidade total, o revestimento de produção é cimentado e a zona é perfurada. Isso permite a conclusão seletiva de intervalos, o isolamento de zonas problemáticas (água, gás) e facilita a estimulação de múltiplas-zonas.
• Perfuração do forro:Comum em poços mais profundos. A perfuração para acima do reservatório, o revestimento intermediário é instalado. Uma broca menor perfura o reservatório e um revestimento cimentado é pendurado no revestimento intermediário antes da perfuração. Isto reduz custos e permite perfurar o reservatório com um fluido mais compatível.

2. Conclusão de furo aberto

O intervalo do reservatório fica sem revestimento ou liner, deixando a face da formação totalmente exposta.

• Procedimento:O revestimento é colocado e cimentado logo acima do topo do reservatório. Uma broca menor perfura o reservatório, deixando-o aberto.
• Vantagens e limitações:Fornece exposição máxima e produtividade potencialmente alta. Porém, seu uso é muito restrito. É inadequado para reservatórios que necessitam de estimulação (como fraturamento) ou onde os xistos podem se desprender. Antes comum em carbonatos competentes, foi amplamente substituído por completações perfuradas devido à necessidade de melhor controle zonal.

3. Conclusão do controle de areia

Essencial para poços em formações não consolidadas ou pouco consolidadas onde a produção de areia é um risco. Os principais métodos incluem técnicas mecânicas e químicas.

• Conclusão do forro com fenda:Um revestimento com ranhuras pré{0}}cortadas é colocado em toda a zona. As ranhuras são projetadas para permitir a passagem de partículas menores enquanto retêm as maiores, que formam uma "ponte de areia" estável fora do revestimento. A largura da ranhura, determinada pelo tamanho do grão de formação, é crítica. Uma limitação importante é que as fresas normalmente definem uma largura mínima de canal de 0,5 mm.
• Conclusão da tela (por exemplo, tela enrolada-com fio):Uma tela, geralmente feita de fio de aço inoxidável enrolado em um tubo de base com fenda, passa pelo intervalo de produção. O fio enrolado-de precisão cria uma lacuna uniforme (tão pequena quanto 0,12 mm) que bloqueia a areia da formação. As telas{4}envoltas em arame oferecem alta resistência à corrosão, uma grande área de entrada e são adequadas para uma variedade maior de tamanhos de areia do que os revestimentos com fenda. Os avanços modernos incluem telas-cortadas a laser com maior resistência ao colapso.
• Conclusão do pacote de cascalho:Este é um método altamente eficaz para produção severa de areia. Uma tela é colocada no poço e cascalho especialmente graduado é bombeado para o espaço anular entre a tela e a formação (furo aberto) ou revestimento (furo revestido). O pacote de cascalho atua como um filtro, mantendo a areia da formação no lugar enquanto permite que os fluidos fluam livremente.

1.Fatores Críticos para o Sucesso:

• Tamanho do cascalho:Normalmente selecionado para ter 5 a 6 vezes o tamanho médio do grão (D50) da areia de formação.
• Qualidade do cascalho:Deve atender aos rígidos padrões da API para uniformidade de tamanho, resistência (resistência ao esmagamento), esfericidade, redondeza e solubilidade ácida para garantir alta permeabilidade e longevidade.
• Seleção de tela:A ranhura da tela deve ser menor que o menor tamanho de cascalho (geralmente 1/2 a 2/3 do menor tamanho de cascalho) para reter o pacote.

2.Telas pré-embaladas:Uma alternativa mais simples-feita de fábrica, onde o cascalho é compactado entre duas telas concêntricas. Embora mais fáceis de instalar e de menor custo, eles são geralmente menos eficazes e duráveis ​​do que um enchimento completo de cascalho, pois evitam principalmente a entrada de areia na tubulação, em vez de estabilizar a face da formação. Eles ainda são comumente usados, principalmente em poços horizontais.

A conclusão de um poço é um processo de engenharia complexo-de vários estágios que determina a produtividade, a segurança e a vida operacional de um poço. Escolher o método correto-desde a completação perfurada universalmente aplicável até técnicas especializadas de controle de areia, como camadas de cascalho-requer um conhecimento profundo da geologia do reservatório e dos desafios de produção. Um poço concluído com sucesso integra perfeitamente o reservatório à superfície, garantindo uma recuperação segura, eficiente e maximizada de hidrocarbonetos desde o primeiro dia de produção até os dias finais. Para informações mais detalhadas, não hesite em entrar em contato com a equipe da Vigor para obter informações mais detalhadas sobre o produto.