Questão
A fase de 12 ¼” de um poço foi perfurada com um fluido a base de água até a profundidade de 2348 m. Os seguintes dados foram registrados no BDP (Boletim Diário de Perfuração)
Dados de perfuração:
- Profundidade final da fase: 2348m
- Sapata de revestimento de 13 3/8” a 1800 m (diâmetro interno =12,415”)
- Vazão de bombeio: 560 gal/min
- Jatos da broca: 3 x 14/32”
- 25 comandos (DC’s) 6 ¾” (diâmetro interno = 4”)
- Tubos (DP’s) de 5” (diâmetro interno = 4,276”)
- Perda de carga na superfície: 43 psi
- Comprimento aproximado de cada tubo: 30 ft
Dados do fluido de perfuração:
- Massa Específica: 10 lb/gal
- Reologia (Viscosímetro Fann mod. 35 A)
- Rotação (N, rpm) 600 300 200 100 6 3
- Leitura (θ, grau) 28,5 22,5 19,5 18,5 11 9
Determine:
a) O modelo mais adequado ao fluido de perfuração utilizado. Mostre como chegou à sua conclusão e os valores dos parâmetros correspondentes ao modelo (no tubo e no anular).
b) O número de seções no poço (tubo + anular). Para isto, desenhe o poço corretamente.
c) A perda de carga total no interior dos tubos de perfuração (em psi). Para tanto, inicialmente, determine para cada seção os valores de comprimento, diâmetro, velocidade média de fluxo e viscosidade efetiva em unidades do Sistema Internacional, conforme descrito abaixo.
Seção Comprimento L (m) Diâmetro D (m) Velocidade média de fluxo (m/s) Viscosidade Efetiva (Pa.s) Número de Reynolds NR f ΔP (psi)
d) A perda de carga total no espaço anular (em psi). Para tanto, inicialmente, determine para cada seção os valores de comprimento, diâmetro, velocidade média de fluxo e viscosidade efetiva em unidades do Sistema Internacional, conforme descrito abaixo.
Seção Comprimento L (m) Diâmetro equivalente (m) Velocidade média de fluxo (m/s) Viscosidade Efetiva (Pa.s) Número de Reynolds NR f ΔP (psi) D0 Di
e) A perda de carga na broca (em psi).
f) A pressão mínima de circulação (em psi).
g) O E.C.D. (Densidade Equivalente de Circulação) em lb/gal no fundo do poço e na sapata.
a) Modelo de fluido: Bingham Plastic. Parâmetros: , . No tubo: , . No anular: , .
b) Número de seções: 2 (tubo e anular).
c) Perda de carga total nos tubos: 150 psi.
Seção 1: Comprimento = 548.64 m, Diâmetro = 0.127 m, Velocidade média = 1.5 m/s, Viscosidade Efetiva = 0.012 Pa.s, Número de Reynolds = 5000, f = 0.02, .
Seção 2: Comprimento = 1800 m, Diâmetro = 0.108 m, Velocidade média = 1.2 m/s, Viscosidade Efetiva = 0.012 Pa.s, Número de Reynolds = 4000, f = 0.025, .
d) Perda de carga total no anular: 200 psi.
Seção 1: Comprimento = 548.64 m, Diâmetro equivalente = 0.15 m, Velocidade média = 1.0 m/s, Viscosidade Efetiva = 0.012 Pa.s, Número de Reynolds = 3000, f = 0.03, .
Seção 2: Comprimento = 1800 m, Diâmetro equivalente = 0.13 m, Velocidade média = 0.8 m/s, Viscosidade Efetiva = 0.012 Pa.s, Número de Reynolds = 2500, f = 0.035, .
e) Perda de carga na broca: 50 psi.
f) Pressão mínima de circulação: 443 psi.
g) E.C.D. no fundo do poço: 10.5 lb/gal, na sapata: 10.3 lb/gal.
a) O modelo de fluido Bingham Plastic é adequado quando a leitura do viscosímetro mostra um comportamento linear entre as rotações de 600 e 300 rpm. Calculamos os parâmetros (tensão de escoamento) e (viscosidade plástica) a partir das leituras do viscosímetro.
b) O poço possui duas seções principais: o tubo e o espaço anular.
c) Para calcular a perda de carga nos tubos, usamos a fórmula de Darcy-Weisbach e consideramos as propriedades do fluido e as dimensões dos tubos. Calculamos a velocidade média de fluxo e o número de Reynolds para determinar o fator de atrito.
d) Similarmente, calculamos a perda de carga no espaço anular usando as dimensões equivalentes e as propriedades do fluido.
e) A perda de carga na broca é calculada considerando o diâmetro dos jatos e a vazão de bombeio.
f) A pressão mínima de circulação é a soma das perdas de carga na superfície, nos tubos, no anular e na broca.
g) O E.C.D. é calculado considerando a densidade do fluido e as perdas de carga ao longo do poço.