Situação Problema#

A sedimentação expõe o poço de perfuração a dois principais, e severos, riscos estruturais, o Annular Pressure Build-up (APB), e o desequilíbrio da pressão hidrostática.

Annular Pressure Build-up (APB)#

A sedimentação de adensantes pode gerar graves riscos de operação devido ao entupimento da abertura entre a região do fluido e a formação rochosa.

Essa abertura é utilizada como forma de mitigação da APB, de maneira que uma sapata aberta possibilite a fuga do fluido para a formação. A APB é consequência do gradiente de temperatura do poço, originado pela fricção do fluido com o revestimento e, pelo fato de que o fluido está confinado a um volume constante. Dessa forma, tem-se um aumento de pressão, que pode danificar válvulas, conexões e tubos.

../_images/APB.png

Fonte: modificado e traduzido de Calçada et al.1.#

Desequilíbrio da Pressão Hidrostática#

A sedimentação de adensantes também pode expor o poço a outro risco igualmente grave, de influxo de fluidos da formação para dentro de poços.

Esse fenômeno pode ocorrer devido ao desequilíbrio da pressão hidrostática do fluido. Conforme partículas sólidas do fluido de abandono temporário sedimentam, gera-se no poço um gradiente de concentração e, por sua vez, uma diminuição da pressão hidrostática em regiões de maior elevação. A pressão hidrostática local pode se tornar insuficiente para conter os gases da formação, ocorrendo em sérios riscos de blowout.

Síntese do problema#

Inicialmente, considera-se uma região anular genérica que representa a região entre os revestimentos, preenchida com o fluido base contendo adensantes em suspensão.

O material sólido se encontra uniformemente distribuído no momento inicial. Posteriormente, este material sedimenta por ação gravitacional e forma um leito no fundo do anular com altura dependente do tempo \(h(t)\).

../_images/Problema.png

É possível observar duas interfaces que delimitam o domínio em 3 regiões distintas:

  1. Uma zona de fluido clarificado isento da presença de sólidos

  2. Uma região mistura homogênea

  3. Uma região de sedimento

1

LA Calçada, CM Scheid, LA Meleiro, JM Ribeiro, GV Seufitelli, SV Peliano, HFL Santos, EA Souza, V Monteiro, and AL Martins. Barite sag and its impact on annular pressure build up mitigation in producing offshore wells. In SPE Annual Technical Conference and Exhibition. OnePetro, 2016.