Revestimento (poço) - Casing (borehole)
O revestimento é um tubo de grande diâmetro que é montado e inserido em uma seção recém-perfurada de um poço . Semelhante aos ossos de uma coluna que protege a medula espinhal, o revestimento é colocado dentro do poço perfurado para proteger e apoiar o fluxo do poço. A parte inferior (e às vezes a totalidade) é normalmente mantida no lugar com cimento . Colunas mais profundas geralmente não são cimentadas até a superfície, de modo que o peso do tubo deve ser parcialmente suportado por um suspensor de revestimento na cabeça do poço .
Objetivo
O revestimento que é cimentado no lugar auxilia o processo de perfuração de várias maneiras:
- Evita a contaminação de zonas de poços de água doce .
- Evita que formações superiores instáveis desmoronem e colem na coluna de perfuração ou formem grandes cavernas .
- Fornece uma base superior forte para permitir o uso de fluido de perfuração de alta densidade para continuar a perfuração mais profunda.
- Isola várias zonas, que podem ter diferentes pressões ou fluidos, nas formações perfuradas umas das outras.
- Sela zonas de alta pressão da superfície, minimizando o potencial de explosão
- Evita a perda de fluido ou a contaminação das zonas de produção.
- Fornece um furo interno liso para instalação de equipamentos de produção.
O projeto ideal do programa de revestimento diminui os custos de construção do poço, aumenta a eficiência das operações e também diminui os impactos ambientais.
Uma coluna de metal ligeiramente diferente , chamada de tubulação de produção , é frequentemente usada sem cimento dentro da coluna de revestimento final de um poço para conter fluidos de produção e transportá-los para a superfície a partir de um reservatório subterrâneo .
Projeto
Nos estágios de planejamento de um poço, um engenheiro de perfuração , geralmente com informações de geólogos e outros, escolherá profundidades estratégicas nas quais o furo precisará ser revestido para que a perfuração alcance a profundidade total desejada. Esta decisão é frequentemente baseada em dados de subsuperfície, como pressões e forças de formação , integridade de poço e é equilibrada em relação aos objetivos de custo e estratégia de perfuração desejada.
Com as profundidades do conjunto de revestimento determinadas, os tamanhos dos orifícios e dos revestimentos devem seguir. O orifício perfurado para cada coluna de revestimento deve ser grande o suficiente para acomodar o revestimento a ser colocado dentro dele, permitindo espaço para o cimento entre o exterior desse revestimento e o orifício. Além disso, as brocas subsequentes que continuarão a perfuração obviamente devem passar pelas colunas de revestimento existentes. Assim, cada coluna de revestimento terá um diâmetro subsequentemente menor. O diâmetro interno da coluna de revestimento final (ou penúltimo em alguns casos de uma conclusão de liner) deve acomodar a tubulação de produção e hardware associado, como packers, mandris de gas lift e válvulas de segurança de subsuperfície.
O projeto do revestimento para cada tamanho de tubos projetados é feito calculando as piores condições que podem ser enfrentadas durante a perfuração e ao longo da vida de produção do poço. Propriedades mecânicas, como resistência à tração longitudinal e resistência ao estouro e colapso (calculada considerando os efeitos biaxiais das tensões axial e circular), devem ser suficientes em várias profundidades. Tubos de diferentes resistências frequentemente compreendem uma longa coluna de revestimento, que tipicamente terá a maior tensão axial e talvez os maiores diferenciais de pressão de ruptura interna nas partes superiores e as maiores cargas de colapso mais profundas no poço de pressão externa vs pressão interna reduzida.
As colunas de revestimento são suportadas por ganchos de revestimento que são colocados na cabeça do poço , que mais tarde será coberta com a árvore de Natal . Os membros inferiores da cabeça do poço geralmente são instalados no topo da primeira coluna de revestimento após ela ter sido cimentada no lugar.
Intervals
Normalmente, um poço contém vários intervalos de revestimento colocados sucessivamente dentro da passagem de revestimento anterior. Os seguintes intervalos de revestimento são normalmente usados em um poço de petróleo ou gás:
- Carcaça do condutor
- Revestimento de superfície
- Invólucro intermediário (opcional)
- Casing de produção
- Forro de produção
O revestimento condutor serve como um suporte durante as operações de perfuração, para retornos de refluxo durante a perfuração e cimentação do revestimento de superfície e para evitar o colapso do solo solto próximo à superfície. Normalmente pode variar de tamanhos como 18 "a 30".
O objetivo do revestimento de superfície é isolar as zonas de água doce para que não sejam contaminadas durante a perfuração e conclusão. O revestimento de superfície é o mais estritamente regulamentado devido a essas preocupações ambientais, que podem incluir a regulamentação da profundidade do revestimento e da qualidade do cimento. Um tamanho típico de revestimento de superfície é de 13⅜ polegadas.
O revestimento intermediário pode ser necessário em intervalos de perfuração mais longos, onde o peso da lama de perfuração necessário para evitar rupturas pode causar uma pressão hidrostática que pode fraturar formações mais rasas ou mais profundas. A colocação do revestimento é selecionada de modo que a pressão hidrostática do fluido de perfuração permaneça em um nível de pressão que está entre as pressões de poro da formação e as pressões de fratura.
A fim de reduzir o custo, um liner pode ser usado que se estende logo acima da sapata (parte inferior) do intervalo de revestimento anterior e pendurado no fundo do poço em vez de na superfície. Normalmente, pode ter 7 ", embora muitos revestimentos correspondam ao diâmetro da tubulação de produção .
Poucos poços realmente produzem através do revestimento, uma vez que os fluidos de produção podem corroer o aço ou formar depósitos como asfaltenos ou ceras de parafina e o diâmetro maior pode tornar o fluxo instável. A tubulação de produção é, portanto, instalada dentro da última coluna de revestimento e o anular da tubulação é geralmente vedado na parte inferior da tubulação por um packer . A tubulação é mais fácil de remover para manutenção, substituição ou para vários tipos de operações de workover. É significativamente mais leve que o revestimento e não requer uma plataforma de perfuração para entrar e sair do buraco; "plataformas de serviço" menores são usadas para esse propósito.
Cimentação
A cimentação é realizada circulando uma pasta de cimento através do interior do revestimento e para fora no espaço anular através da sapata de revestimento na parte inferior da coluna de revestimento . A fim de colocar com precisão a pasta de cimento em um intervalo necessário do lado de fora do revestimento, um tampão é bombeado com um fluido de deslocamento atrás da coluna de pasta de cimento, que "bate" na sapata de revestimento e evita fluxo adicional de fluido através da sapata . Esta saliência pode ser vista na superfície como um pico de pressão na bomba de cimento. Para evitar que o cimento flua de volta para o interior do revestimento, um colar flutuante acima da sapata do revestimento atua como uma válvula de retenção e evita que o fluido flua para cima através da sapata do anular.
Desgaste da carcaça
Um movimento axial e rotacional prolongado e recorrente dentro do revestimento causaria desgaste no interior do revestimento, com a probabilidade de rupturas , perda de produção e outras complicações perigosas e caras.
As seguintes condições contribuem para o desgaste da carcaça:
- Peso do tubo de perfuração
- Lama e aditivos
- RPM e ROP
- Revestimento de junta de ferramenta
- Caminho do poço e dogleg
A seguir estão recomendações para medidas preventivas para minimizar o desgaste da carcaça:
- Minimiza a severidade da perna dogleg e espera uma perna real pelo menos 1,5 vezes maior do que o valor planejado.
- Uso de materiais de junta de ferramenta amigáveis ao revestimento.
- Minimize a velocidade do rotor e use o motor de fundo de poço .
- Aumente o ROP.
- Selecione o tipo de lama adequado e adicione lubrificantes para minimizar o desgaste e o atrito.
- Uso de protetores de tubo de perfuração.
- Uso de revestimento de parede espessa na área de seção de desgaste prevista.
- Utilização de software para redução de riscos.