Petróleo & Energia (gás, refino e gasolina)

Avaliação do custo métrico da broca tricônica, pdc e híbrida com base nos desgastes tribológicos

Quimica e Derivados
14 de março de 2016
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    Estudo de caso – Foram perfurados 362 m (de 2138 m a 2500 m), com a broca híbrida, de uma sequência intercalada de arenito e folhelho com taxa de penetração média de 5,85 m/h, variando de 3 a 8,5 m/h. Na maioria das corridas, o peso sobre a broca de 12¼” foi maior que 33000 lb. Foi usado 110 rpm com taxa de fluxo igual a 700 gal/minuto. Em toda a operação, a seção de potência de pressão diferencial do sistema de perfuração automático foi estabilizada em 300 psi.

    As simulações realizadas mostraram que a broca híbrida perfurou o trecho de 362 m com taxa de penetração média de 5,8 m/h com a mesma broca, portanto sem perda de tempo com manobras. A broca TC 517 perfurou exatos 417 m com uma taxa de penetração média de 3,4 m/h, metragem além da requerida, porém necessitou realizar quatro manobras para troca das brocas. Por fim, adicionamos a broca PDC, do poço 3, que realizou o trecho em 462 m, com 100 m além do objetivo sugerido, perfurando com uma taxa de penetração média de 8 m/h, necessitando realizar duas manobras para troca de brocas.

    Embora representem apenas uma fração do custo total da sonda, a utilização destes parâmetros como indicadores de rendimento do custo métrico são válidas somente em operações normais, excluindo casos de operações especiais (pescaria, aprisionamento de coluna, kicks, etc). O objetivo é obter o menor custo de perfuração sem colocar em risco as operações (RIBEIRO, 2002).

    Resultados e discussões – A broca TC apresenta uma estrutura capaz de suportar bem a formação do caso analisado. De acordo com testes de laboratório, 6000 giros é o máximo de rotações permitidas para este tipo de broca para a formação analisada. Rotações acima deste número provocariam redução do ROP ou até mesmo quebra de ferramenta/broca, custeando mais a operação. Entretanto, se retirarmos a broca até os 6000 giros, mantém-se a operação dentro do custo métrico previsto.

    As brocas PDC normalmente perfuram com uma taxa de penetração maior do que a híbrida e a tricônica em formações homogêneas. O fator vibração, (força exercida como um soco da coluna para baixo), impede a PDC de atuar em formações heterogêneas sem sofrer danos. Esse dano se deve ao desgaste ou à quebra de cortadores, que acabam comprometendo os cortadores das fileiras de trás, formando um anel. Isso faz com que a broca perca sua eficiência, batendo na parede do poço e forçando a mudança de offset, necessitando ser trocada, pois já estaria perdendo taxa de penetração (PALÁCIO e PINHO, 2009).

    Os valores aqui utilizados foram arbitrados com base em valores médios de mercado onde o custo atualizado da sonda foi de US$ 468.000/dia. E os valores das brocas HIB, TC e PDC de 12¼ polegadas são, respectivamente, US$ 290.000, US$ 20.000 e US$ 70.000 mil dólares a unidade.

    O quadro e o Gráfico 1 a seguir resumem o verificado com as brocas HIB, TC e PDC, indicando o número de brocas utilizadas com as metragens perfuradas e custos métricos correspondentes.

    Química e Derivados, Artigo Técnico: Avaliação do custo métrico da broca tricônica, pdc e híbrida com base nos desgastes tribológicos

    Gráfico 1: Metros perfurados pelo custo métrico atingido

    Resumo dos resultados – No Gráfico 1 é possível notar a vantagem da broca híbrida na perfuração do trecho, utilizando somente uma broca. A estrutura da broca híbrida permite unir a TC, com ênfase na trituração, e a PDC, com a função de raspagem, diminuindo a vibração da coluna, o que favorece a precisão no offset.

    Conclusão – É importante que se tenha uma visão de todo o cenário da perfuração de um poço. A técnica de como escolher uma broca é fundamental, pois o tempo de manobra acaba se tornando excessivamente alto com a broca inadequada. As brocas de perfuração, que correspondem a uma pequena parcela do alto investimento de perfuração, participam de maneira decisiva no custo total da operação. Sendo assim, para realizar uma escolha adequada, devem ser levados em consideração tantos os aspectos tecnológicos como os econômicos.



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