Análise da propagação de pressão em fluidos de perfuração durante kick de gás

• Autor(a) principal: Galdino, Jonathan Felipe
• Data de Publicação: 2014
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/10238
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::FENOMENOS DE TRANSPORTE::MECANICA DOS FLUIDOS; Dinâmica dos fluidos; Escoamento - Medição; Gás - Escoamento; Perfuração de poços; Fluid dynamics; Runoff - Mensuration; Gas flow; Shaft sinking

No processo de perfuração de poços o controle da pressão é uma importante tarefa. Se a pressão no interior do poço estiver abaixo da pressão de poros, um influxo da formação pode ocorrer, fenômeno denominado de kick. Se o influxo não for controlado pode ocorrer um fluxo descontrolado da formação para a superfície, denominado blowout. Quanto mais rápida for a detecção do kick, maiores as probabilidades de realizar seu adequado controle. O principal indício de que está ocorrendo um influxo é o monitoramento do pit gain – ganho de fluido de perfuração nos tanques de lama. Assim, é importante conhecer o comportamento da pressão na ocorrência de um kick para que o influxo seja rapidamente detectado e que sejam tomadas as melhores decisões durante a retomada do controle do poço. Portanto, neste trabalho é apresentada uma modelagem matemática para prever a propagação de pressão no poço durante um influxo de gás (kick). Na modelagem é considerado o comportamento tixotrópico do fluido de perfuração e sua compressibilidade, e o escoamento é considerado unidimensional, laminar, transiente e isotérmico. O poço é tratado como um corpo perfeitamente rígido e desconsidera-se a presença de cascalhos. O gás, tratado através da lei dos gases ideais, é estacionário e insolúvel. O fluxo da formação para o interior do poço é radial e tratado através da lei de Darcy. Os balanços de massa e de quantidade de movimento para o fluido de perfuração formam um sistema de equações diferenciais parciais, tendo como incógnitas a pressão e a vazão. Considera-se que o fluido de perfuração está em repouso e totalmente gelificado e que as pressões na superfície do poço são nulas. A obtenção dos campos de vazão e pressão ao longo do poço é realizada através de um programa computacional desenvolvido em linguagem FORTRAN. A solução numérica é comparada com a solução analítica para um fluido newtoniano. São apresentadas análises de sensibilidade dos parâmetros característicos do problema. Pode-se adiantar que quanto maior é a compressibilidade do fluido de perfuração, maior é o tempo necessário para a detecção do kick e para a estabilização da pressão após o fechamento do poço. Um menor nível de coesão da microestrutura e um reservatório menos permeável reduzem o volume do gás e o volume ganho nos tanques de lama.