Perfuração plataforma e tripas

Perfuração Subbalanceada – Managed Pressure Drilling Technology Specialist

Um Bem desequilibrado É definido como um processo de perfuração onde a pressão do fundo é mantida abaixo da pressão de formação, permitindo que os fluidos fluam para o poço e circulem para a superfície. Esta técnica é referida como perfuração desequilibrada (UBD) ou perfuração de pressão negativa.

Como fornecedora profissional de tecnologias de perfuração e serviços de produtos, oferecemos soluções abrangentes de perfuração desbalanceada, integrando equipamentos essenciais como dispositivos de controle rotativo e coletores de estrangulamento para gerenciar com precisão a pressão do fundo e resolver efetivamente os desafios, incluindo janelas de densidade estreita e danos no reservatório. Vantagens técnicas: aumenta a taxa mecânica de penetração em 40%, reduz os incidentes de circulação perdida em 60%, preserva a produtividade do reservatório e foi aplicado com sucesso no desenvolvimento de formações complexas, como gás de xisto e óleo apertado.

Benefícios da perfuração desequilibrada

Os benefícios de engenharia da perfuração desequilibrada vêm da prevenção da circulação perdida, superando a aderência diferencial, aumentando a taxa de penetração e prolongando a vida útil da broca. No entanto, os maiores benefícios são obtidos na exploração e produção: início precoce da produção, maior capacidade de produção, maior eficiência de recuperação, menos testes intermediários e descoberta mais eficaz do reservatório. A vantagem mais significativa está na descoberta do reservatório – especificamente, evitando danos no reservatório e avaliando com precisão o reservatório.

Principais desafios em poços desequilibrados

A tecnologia de perfuração desbalanceada difere principalmente dos sistemas convencionais de perfuração superbalanceada em dois aspectos: relação de equilíbrio de pressão e tipo de fluido utilizado.

Schematic diagram of the pressure balance relationship in underbalanced well
Pressão equilibrada na perfuração Underbalanced:

O objetivo é geralmente manter um estado desequilibrado controlado, o que significa que a pressão efetiva da coluna de fluido dentro do poço é menor do que a pressão do reservatório. Como resultado, os fluidos móveis do reservatório fluem controlavelmente para o poço e retornam à superfície. O equilíbrio de pressão também pode estar em um estado desequilibrado descontrolado, como quando a perfuração de ar puro é usada para penetrar um reservatório de óleo e gás de alta pressão.

Drilling fluid and downhole tools for underbalanced drilling
Perfuração fluidos para perfuração Underbalanced:

O fluido de perfuração pode ser o mesmo que na perfuração convencional, como um fluido à base de água ou óleo. Também pode ser um fluido contendo gás (por exemplo, uma mistura gasosa ou gasosa de espuma), um gás puro (por exemplo, ar, gás natural ou gás de exaustão de combustão) ou um fluido com agentes clareadores de fase sólida para reduzir a densidade do fluido. Diferentes tipos de fluidos de perfuração são usados para combinar vários gradientes de pressão.

Equipamento injeção perfuração subequilibrada

Sistemas de injeção comuns para perfuração desequilibrada incluem compressores de ar, boosters, geradores de nitrogênio para perfuração, bombas triplex e misturadores gás-líquido.

Air compressor on a white background
Compressor ar

Para perfuração a gás, os compressores de ar usados são tipicamente um compressor tipo parafuso que extrai ar diretamente da atmosfera e fornece pressurização primária.

Booster on a white background
Reforço

Para perfuração a gás, o booster é geralmente um booster alternativo do tipo pistão que comprime ainda mais o gás que já foi pressurizado pelo compressor de ar para atingir uma pressão mais alta.

Nitrogen generator on a white background
Gerador De Nitrogênio Para Perfuração

Na perfuração do gás, o gerador do nitrogênio é o equipamento principal para a perfuração do nitrogênio. É instalado entre o compressor de ar e o impulsionador e usa a tecnologia da separação da membrana para produzir o nitrogênio.

High-pressure nitrogen generation truck on a white background
Caminhão Geração Nitrogênio de Alta Pressão

Parâmetros básicos típicos de caminhões de geração de nitrogênio de alta pressão: saída de gás: 900 m3/h, 1200 m3/h e 1800 m3/h e outras capacidades; pureza de nitrogênio: 95% – 99.5%; pressão de nitrogênio: 20–35 MPa.

Triplex drilling pump on a white background
Bomba perfuração triplex

A bomba de perfuração triplex é uma bomba de perfuração de três cilindros usada no poço. Recomenda-se usar uma bomba de acionamento elétrico com regulação de velocidade contínua para permitir o ajuste preciso das taxas de injeção do fluido de perfuração.

Gas-liquid mixer on a white background
Misturador gás-líquido

O misturador gás-líquido é usado em operações de perfuração aerada para misturar gás rápida e uniformemente no fluido de perfuração, obtendo uma mistura gás-líquido consistente.

Wellhead Underbalanced & Surface Equipment

Underbalanced poço e superfície equipamentos incluem rotação blowout preventer, separador, dispositivo de ignição, fluido de perfuração separador de quatro fases, desgaseificar vácuo, pressurizado amostrador, etc.

Rotating blowout preventer on a white background
Preventer Blowout rotativo

O preventor rotativo de blowout (RBOP), também conhecido como cabeça de controle rotativo (RCH), pode ser categorizado em três tipos com base no método de vedação do núcleo de borracha: vedação passiva, vedação ativa e vedação híbrida. Os dois primeiros tipos são mais comumente usados no campo.

Separator on a white background
Separador

Durante a perfuração desequilibrada, quando o gás é misturado no fluido de perfuração, o gás livre na forma de grandes bolhas é removido usando um separador gás-líquido.

Ignition device on a white background
Dispositivo ignição

Em operações de perfuração desbalanceada, o gás separado do fluido de perfuração carregado de gás na cabeça do poço é descarregado através de uma linha de ventilação e inflamado e queimado por um dispositivo de ignição instalado no final da linha de ventilação.

Drilling fluid four-phase separator on a white background
Separador de quatro fases fluido de perfuração

Ele pode separar e processar gás, petróleo bruto e cortes do fluido de perfuração sob condições seladas, servindo como uma alternativa para abrir sistemas como separadores de gás líquido e tanques de desnatação de óleo.

Vacuum degasser on a white background
Desgaseificar a vácuo

Quando bolhas de gás de pequeno diâmetro são misturadas no fluido de perfuração e invadem o sistema de fluido de perfuração, resultando em fluido de perfuração invadido por gás, um desgaseificador a vácuo deve ser usado para remover o gás.

Pressurized sampler on a white background
Amostrador pressurizado

Um amostrador pressurizado é recomendado para operações Underbalanced convencionais e é um dispositivo de amostragem de corte necessário para perfuração Underbalanced em formações de enxofre.

Horizontal Bem Tecnologia Perfuração

Ferramentas comuns para poços desequilibrados incluem válvulas de retenção, martelos pneumáticos e brocas de percussão, tubos de perfuração, etc.

Como tanto o interior da corda de perfuração quanto o anel contêm fluidos bifásicos compressíveis, quando esses fluidos param de fluir repentinamente, a inércia do fluido pode criar um efeito de baixa pressão de "vácuo" dentro da tubulação, causando o refluxo da coluna de líquido na corda de perfuração. Este refluxo do anel para a cadeia de perfuração muitas vezes faz com que os bicos de bits fiquem bloqueados, tornando impossível retomar a circulação após a adição de uma única junta. Para evitar esse refluxo, uma válvula de retenção é instalada acima da broca (às vezes duas são usadas em série para maior segurança). A válvula de retenção é normalmente usada em conjunto com uma válvula Kelly e, em seguida, um conjunto adicional instalado a cada 100 a 200 metros ao longo da corda de perfuração, com a Kellyvalve abaixo e a válvula de retenção acima.

Underbalanced well drill pipe system on a white background
Drill pipe dart tyoe check valve on a white background
Broca tubo dardo tipo válvula

Uma válvula de retenção é tipicamente uma válvula de retenção tipo dardo com mola. Para facilitar a passagem de instrumentos de pesquisa, alguns operadores usam uma válvula de retenção borboleta; no entanto, na prática, passar instrumentos de pesquisa através de válvulas de retenção borboleta requer considerável paciência. Há também válvulas de retenção recuperáveis que devem ser removidas de dentro do tubo de perfuração antes de executar um instrumento de pesquisa.

Kelly valve on a white background
Válvula Kelly

Uma válvula Kelly deve ser usada; caso contrário, operar com uma união de alta pressão é extremamente perigoso. Recomenda-se também a instalação de uma válvula Kelly separada na extremidade inferior do tubo de perfuração Kelly. Feche a válvula Kelly antes de quebrar cada conexão para manter a pressão e evitar perda significativa de fluido de perfuração no piso do equipamento, o que poderia afetar as operações.

O martelo de ar e percussão broca são ferramentas downhole projetado especificamente para perfuração de ar. Eles dependem da conversão da energia de compressão do gás de alta pressão na energia de impacto do martelo para alcançar a quebra da rocha pelo impacto, e não pelo peso da broca na broca. A perfuração do martelo do ar oferece as vantagens da taxa alta da penetração, vida útil longa, e melhor controle do desvio. O martelo de ar usado na perfuração do ar do campo petrolífero é um martelo de ar da perfuração da exaustão central, valveless, completo-furo. Consiste principalmente em um sub traseiro, válvula de retenção, assento de distribuição, cilindro, revestimento externo, pistão, tubo de cauda, anel de retenção e broca. As brocas de martelo pneumático usadas na perfuração a ar podem ser classificadas em tipos integrais e divididos. Em termos do material do cortador, podem ser divididos no tipo do carboneto de tungstênio e no tipo do diamante. De acordo com a forma da borda do cortador, eles podem ser categorizados como tipo de lâmina, tipo de botão ou tipo de botão de lâmina misto. Atualmente, os bocados de broca do martelo do ar aplicados na perfuração do petróleo adotam principalmente uma estrutura do botão do carboneto de tungstênio.

Air hammer and percussion drill bit on a white background

O tubo de perfuração usado para perfuração desequilibrada é um tubo de perfuração com um ombro cônico 18°, projetado para facilitar a passagem suave através do elemento de borracha do dispositivo de controle rotativo da cabeça do poço. Também é essencial suavizar as rebarbas das marcas de pingo depois que cada junta é conectada, para garantir a vida útil prolongada do elemento de borracha. Se um sistema de acionamento superior for usado em conjunto, ele pode reduzir significativamente o número de conexões de junta única e prolongar a vida útil do elemento de borracha. Embora alguns manuais especifiquem que as conexões de broca para perfuração desbalanceada devem usar roscas estanques ao gás (por exemplo, Grant Prideco XTM tipo), em operações reais, nenhum problema significativo foi observado ao usar roscas convencionais. Na perfuração desequilibrada, especialmente na perfuração a ar, o torque no tubo de perfuração e o atrito entre o poço e a corda de perfuração são maiores do que na perfuração superequilibrada convencional, e a vibração da corda de perfuração também é mais severa. Portanto, atenção especial deve ser dada ao design, uso e inspeção adequados da corda de perfuração.

Drill pipe with a tapered shoulder