Monopol i 10010896

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  • ANLISE DO CONTROLE DE POOS COM LMINA

    D'GUA PROFUNDA A PARTIR DA IMPLEMENTAO

    DE UM SIMULADOR DE KICKS

    Lus Eduardo Cordeiro Martins das Chagas

    Projeto de Graduao apresentado ao Curso de

    Engenharia de Petrleo da Escola Politcnica,

    Universidade Federal do Rio de Janeiro, como

    parte dos requisitos necessrios obteno do

    ttulo de Engenheiro.

    Orientadores: Prof. Paulo Couto, Dr.Eng.

    Prof. Shiniti Ohara, Ph.D.

    RIO DE JANEIRO, RJ - BRASIL

    FEVEREIRO DE 2014

  • ii

    ANLISE DO CONTROLE DE POOS COM LMINA

    D'GUA PROFUNDA A PARTIR DA IMPLEMENTAO

    DE UM SIMULADOR DE KICKS

    Lus Eduardo Cordeiro Martins das Chagas

    PROJETO DE GRADUAO SUBMETIDO AO CORPO DOCENTE DO CURSO

    DE ENGENHARIA DO PETRLEO DA ESCOLA POLITCNICA DA

    UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO, COMO PARTE DOS

    REQUISITOS NECESSRIOS PARA A OBTENO DO GRAU DE ENGENHEIRO

    DE PETRLEO.

    Examinado por:

    ___________________________________________

    Prof. Paulo Couto, Dr. Eng

    _________________________________________

    Prof. Virglio J. M. Ferreira Filho, D.Sc.

    _________________________________________

    Eng. Shiniti Ohara, Ph.D. (Barra Energia Ltda)

    RIO DE JANEIRO, RJ - BRASIL

    FEVEREIRO DE 2014

  • iii

    Chagas, Lus Eduardo Cordeiro Martins das

    Anlise do Controle de Poos com lmina d'gua profunda a partir

    da implementao de um Simulador de Kicks Rio de Janeiro:

    UFRJ/ESCOLA POLITCNICA, 2014.

    XIV 90 p.: il,: 29,7 cm

    Orientadores: Paulo Couto

    Shiniti Ohara

    Projeto de Graduao UFRJ/Escola Politcnica/Curso de

    Engenharia de Petrleo, 2014.

    Referncias Bibliogrficas: p 91-95.

    1. Controle de Poo. 2. Mtodo do Sondador. 3. Simulador de Kicks.

    4. guas Profundas. 5. Kick de Gs. I. Couto, Paulo. II. Universidade

    Federal do Rio de Janeiro, Escola Politcnica, Curso de Engenharia

    do Petrleo. III. Ttulo

  • iv

    Dedicatria

    Dedico este trabalho minha famlia, meus amigos e minha namorada, que me deram

    muito apoio e carinho em todos os momentos da minha vida.

  • v

    Agradecimentos

    Agradeo a minha amada famlia, principalmente aos meus pais e meu irmo por terem

    se preocupado com meus estudos e com a pessoa que eu me tornaria e que me deram

    muito apoio ao longo da elaborao deste projeto.

    Agradeo a minha namorada que me deu muito amor e carinho nesse tempo que

    estamos juntos. Serei eternamente grato pelos seus conselhos, sua compreenso e pela

    sua pacincia. Sem dvida nenhuma, ela foi extremamente importante na minha

    formao como engenheiro e como pessoa.

    Agradeo tambm ao Professor Paulo Couto pela ajuda, estmulo e orientao dada em

    todas as etapas de meu trabalho.

    Gostaria de registrar o meu agradecimento ao Professor Shiniti Ohara pela convivncia

    e pela disposio e infinita pacincia que teve em transmitir o seu conhecimento. Alm

    disso, tenho muita gratido pela confiana depositada por ele e pela Barra Energia na

    equipe de Petrobowl da UFRJ. Definitivamente, seu apoio foi muito importante no meu

    desenvolvimento profissional e acadmico.

    Dedico tambm meus sinceros agradecimentos ao Engenheiro Mrio Ledes pelas

    preciosas sugestes e saudveis discusses durante a elaborao deste projeto.

    Agradeo tambm ao Engenheiro Otto Santos e ao Professor Bernt Aadnoy por terem

    me fornecido material para a elaborao desse trabalho.

    Agradeo ao Professor Daniel Cruz por ter sempre esclarecido as minhas dvidas de

    Mecnica dos Fluidos.

    Agradeo ao Ronnymaxwell por ter estado sempre a disposio para tirar dvidas

    relacionadas a programao.

    Agradeo a Landmark/Halliburton pela oportunidade de estgio e pela utilizao de seu

    software WellPlan.

  • vi

    Agradeo a Sra. Denise Medina pela oportunidade que me deu de estagiar no Parque

    Tecnolgico da UFRJ e tambm pela compreenso e estmulo dado aos projetos

    relacionados a faculdade. Agradecimentos so extensivos ao Sr. Filipe Martins, Sr.

    Leonardo Melo e Sr. Maurcio Guedes que me ensinaram bastante sobre ambientes de

    inovao e empreendedorismo.

    Agradeo aos meus colegas e amigos da equipe do Petrobowl 2012, Alexandre Ramos,

    Andrej Luigi, Guilherme Silveira e Matheus Moreira, pela formidvel convivncia, pelo

    grande aprendizado e pelo resultado histrico que conseguimos obter na competio

    internacional.

    Agradeo tambm aos colegas de curso e de turma pela amizade e companheirismo ao

    longo dessa jornada de 5 anos. Dentre deles, gostaria de deixar registrado o carinho e

    desejar sucesso em suas carreiras ao Alexandre, Fbio, Gabriel, Patrcia e Thiago.

    Por fim, agradeo ao PRH-21 pela bolsa de estudos concedida.

  • vii

    Resumo do Projeto de Graduao apresentado Escola Politcnica/UFRJ como parte

    dos requisitos necessrios para a obteno do grau de Engenheiro de Petrleo.

    ANLISE DO CONTROLE DE POOS COM LMINA D'GUA PROFUNDA A

    PARTIR DA IMPLEMENTAO DE UM SIMULADOR DE KICKS

    Lus Eduardo Cordeiro Martins das Chagas

    Fevereiro/2014

    Orientadores: Prof. Paulo Couto, Dr. Eng

    Prof. Shiniti Ohara, Ph.D (Barra Energia Ltda)

    Curso: Engenharia de Petrleo

    O controle de poo um assunto muito importante na explorao de petrleo, pois

    envolve aspectos econmicos, questes ambientais e de segurana de pessoas. Com o

    avano das exploraes em guas profundas e ultraprofundas, sua importncia tem

    aumentado cada vez mais. As operaes de perfurao em guas profundas apresentam

    problemas especiais tais como baixos gradientes de fratura, alta perda de carga por

    frico na linha de choke, formaes de permeabilidade geralmente altas, alm de

    problemas nas operaes de desconexo de emergncia de riser. Considerando-se tal

    cenrio, um programa de computador escrito no Wolfram Mathematica foi desenvolvido

    para simular e prever o comportamento das presses num poo offshore de lmina

    d'gua profunda durante a circulao de um kick de gs pelo mtodo do sondador.

    Considerou-se que o kick constitui um sistema bifsico em que as bolhas de gs esto

    dispersas no fluido de perfurao. Os resultados obtidos com o simulador foram

    comparados com outros simuladores existentes. Alm disso, estudou-se o efeito de oito

    variveis no comportamento das presses durante o controle do poo.

    Palavras-Chave: Controle de Poo, Mtodo do Sondador e Simulador de Kicks

  • viii

    Abstract of Undergraduate Project presented to POLI/UFRJ as a partial fulfillment of

    the requirements for the degree of Petroleum Engineer.

    DEEPWATER WELL CONTROL ANALYSIS FROM THE IMPLEMENTATION OF

    A KICK SIMULATOR

    Lus Eduardo Cordeiro Martins das Chagas

    February/2014

    Advisors: Prof. Paulo Couto, Dr. Eng

    Prof. Shiniti Ohara, Ph.D (Barra Energia Ltda)

    Course: Petroleum Engineering

    Well control is a very important issue in oil and gas exploration, as it involves

    economic, environmental and personal safety aspects. Its importance is increasing more

    and more with the advancement of the exploration in deep and ultra-deep waters.

    Drilling operations in deep water poses special problems such as low fracture gradients,

    high friction losses in the choke line, generally high permeability formations, and

    emergency riser disconnection problems. Given such scenario, a computer program

    written in Wolfram Mathematica was developed to simulate and predict the behavior of

    pressure in deepwater wells during the circulation of a gas kick using the driller's

    method. It was assumed that the kick is a two-phase system where gas bubbles are

    dispersed in the drilling fluid. The results obtained with the proposed model were

    compared with other existing simulators. Moreover, it was studied the effect of eight

    parameters on the behavior of the pressure in the well control.

    Keywords: Well Control, Driller's Method e Kick Simulator

  • ix

    SUMRIO

    1 INTRODUO ...................................................................................................... 1

    1.1 OBJETIVOS ......................................................................................................... 2

    1.2 ORGANIZAO .................................................................................................. 2

    2 FUNDAMENTOS DO CONTROLE DE POO ................................................. 3

    2.1 CAUSAS DE KICKS .............................................................................................. 4

    2.1.1 Falta de ataque ao poo durante manobras ............................................... 5

    2.1.2 Pistoneio ................................................................................................... 6

    2.1.3 Perda de circulao ................................................................................... 7

    2.1.4 Presso de poros da formao acima do normal ....................................... 8

    2.1.5 Contaminao da lama por gs ................................................................. 9

    2.1.6 Cimentao Inadequada .......................................................................... 10

    2.2 INDCIOS E DETECO DE KICKS ...................................................................... 10

    2.2.1 Indicadores Primrios de Kicks .............................................................. 11

    2.2.1.1 Au