Embora a perfuração seja mais cara atualmente e exija maiores profundidades, operadores e empreiteiros em todo o mundo estão sendo obrigados a aprender sobre as vantagens, estratégias e ferramentas disponíveis para gerenciar com eficiência os sólidos em um fluido de perfuração. Os níveis de concentração de sólidos podem ser gerenciados adequadamente usando centrífugas, limpadores de lama, dessiltadores, e agitadores de xisto. Esta palestra se concentrará nos “porquês” e “comos” de gerenciar sólidos de perfuração com esta tecnologia, em vez do impacto negativo dos sólidos de perfuração nas próprias formações.
Equipamentos de controle de sólidos
Diferentes equipamentos, conhecidos coletivamente como “equipamentos de controle de partículas”, podem ser usados para retirar sólidos da lama de várias maneiras.
À medida que a lama passa sobre o agitador de xisto, ele vibra, permitindo que o líquido e as partículas minúsculas fluam pela tela. Isso filtra o fluido de perfuração usado, removendo até 80% das partículas.
O fluido de perfuração pode permanecer no tanque de decantação, o que permite que as partículas maiores afundem no fundo.
Para manter a densidade da lama constante, o desgaseificador a vácuo extrai o gás que ficou preso na lama.
Desareadores ou dessiltadores são dois usos para hidrociclones. Eles transformam a força centrífuga de um compressor centrífugo em pressão, permitindo que as partículas em suspensão na lama de perfuração se separem do fluido.
A barita é recuperada para reutilização por meio de limpadores de lama. Eles consistem em um dessiltador posicionado sobre um agitador de xisto com peneira fina e uma peneira oscilante de alta energia.
Centrífugas decantadoras utilizam a força centrífuga para separar os constituintes mais leves do líquido das partículas mais pesadas. Um transportador do tipo parafuso duplo que gira na mesma direção de um recipiente cônico, mas a uma velocidade um pouco menor, compõe o recipiente cônico.
Equipamentos utilizados para remover impurezas e gases retidos da lama de perfuração usada são conhecidos como equipamentos de controle de sólidos no contexto de fluidos de perfuração. O procedimento utiliza aparelhos como:
A pegada de carbono relacionada ao transporte e ao gerenciamento da lama de perfuração residual é reduzida devido à gestão sólida. Os custos do projeto também são significativamente reduzidos, permitindo a limpeza e a reciclagem do fluido de perfuração residual para perfurações adicionais.
Os cascalhos perfurados são transportados para a superfície pela lama circulante durante as operações de perfuração. No sistema de controle de modelagem de sólidos, esses materiais são posteriormente processados, sendo separados da lama com base no tamanho das partículas. Como o projeto anterior era ineficaz na separação do sólido da lama, o estudo neste capítulo concentra-se na melhoria da eficiência do equipamento e do isolamento. Para reduzir a perda de pressão devido ao movimento, a tubulação de alta pressão foi substituída por um divisor de linha de fluxo no final da passagem de cruzamento para os agitadores de xisto. Com o auxílio dessa tecnologia, o número desejado de agitadores de xisto que cada um receba uma parcela igual das partículas contendo lama de perfuração. A circulação de lama que não resulta em uma queda na concentração de sólidos pode aumentar a viscosidade do fluido e conferir à lama uma qualidade de resistência ao fluxo. Isso resulta em modificações em sua densidade, reologia e outras características. Para minimizar o tempo de inatividade causado por linhas de fluxo obstruídas, reparos na extremidade do fluido, erosão do processo de perfuração e reperfuração de partículas quando o fluido de perfuração se recicla em todo o circuito do sistema de lama, é essencial remover o máximo de sólidos possível.
Existem vários componentes do sistema que podem ser divididos em algumas fases quando se trata do controle de sólidos:
Estágio 1
Todos os grandes cortes presentes na lama são removidos manualmente pelo agitador de xisto. Eles se transformam em lodo, pois não removem mais partículas sólidas minúsculas. Você deve removê-los como parte da técnica de perfuração adequada. Se não o fizer, o peso pode ser maior do que o necessário. Isso é ruim porque torna o maquinário circulante mais pesado. Como resultado, o gás se acumula.
Estágio 2
O gás que entrou na lama precisa ser removido. Uma bomba é uma ferramenta adicional necessária para isso. A lama será circulada pela bomba e devolvida ao poço. telas vibratórias posteriormente, serão utilizados pelo agitador de xisto. Grandes aparas são capturadas por estes e jogadas em outro recipiente para descarte.
Estágio 3
A caixa de areia, que se assemelha mais a um tanque de lama, recebe a lama líquida. Embora pareçam simples, são, na verdade, bastante complexas. Elas são projetadas para fazer as telas vibrarem, o que reduz o teor de sujeira. Uma desgaseificação a vácuo será usada se houver muita lama.
Estágio 4
O desgaseificador extrai o gás da lama novamente. Se ele for deixado no local, a lama pode ficar muito leve. Se isso acontecer, o desgaseificador pode falhar, resultando em uma ruptura se os fluidos da formação atingirem o poço. Além disso, o gás pode causar um bloqueio de gás se, de fato, o perfurador o circular na lama de corte.
Estágio 5
É possível utilizar gás de bomba com lama em vez de apenas lama, o que é muito ineficiente. Você pode usar um desgaseificador para isso. Isso é feito em um dispositivo a vácuo que também inclui gás e sujeira. O gás fluirá pelas placas defletoras após entrar na superfície. O espalhador fornecerá uma área de contato significativa para a ignição do gás. Quando a lama é distribuída, o vácuo facilita muito a saída do gás. Para proteger a lama e o meio ambiente, o gás sairá da plataforma por uma abertura de ventilação.
A maior parte das lamas de perfuração utilizadas atualmente é categorizada como lamas à base de água, pois utilizam água como forma aquosa. As demais lamas de perfuração utilizadas atualmente são categorizadas como lamas à base de óleo, pois incluem óleo como fase líquida permanente. Os estágios sólidos da lama de perfuração podem ser divididos em duas categorias:
Sólidos de perfuração são aqueles sólidos que vêm das formações sendo perfuradas e são introduzidos na lama como cascalhos ou desintegrações. Os tamanhos de partículas dos sólidos de perfuração variam de menos de um milímetro a 1500 mícrons ou mais. A duração que os sólidos de perfuração passam na lama deve ser mantida no mínimo para que possam circular da broca de volta para a superfície. Os sólidos de perfuração devem necessariamente estar presentes na lama. Naturalmente, o conteúdo de sólidos de perfuração corresponde ao da estrutura que está sendo perfurada ou que já foi perfurada no poço. Controlar a concentração, o tamanho e o tipo de partículas nos fluidos de perfuração é um dos principais objetivos durante a perfuração de um poço. Ao atingir esse objetivo, vários problemas associados podem ser resolvidos ao longo da vida útil de um poço. Esse problema persiste ao longo de todo o poço. É dever de bons engenheiros, equipe de operações, subcontratados de perfuração e empresas de lama realizar esse trabalho. Para atingir esse objetivo, todas as pessoas mencionadas acima devem cooperar e compreender.
O custo real da modernidade atual fluidos de perfuração costuma ser um componente considerável dos custos diretos de um poço. Normalmente, há de 1.000 a 2.000 barris em um sistema de lama.
Sólidos comerciais são todos aqueles sólidos adquiridos de empresas de lama e misturados à lama para lhes conferir as qualidades necessárias para determinadas tarefas. Todos os produtos comerciais cumprem as funções necessárias. Além da barita e do LCM, todos os sólidos comerciais contêm partículas com tamanho inferior a um mícron (material de perda de circulação). De acordo com a Figura 1, a distribuição de tamanho das partículas de barita varia de 1 a 74 mícrons. Embora a quantidade de material de perda de circulação varie, a barita é muito menor que o LCM.
Numerosas bombas centrífugas são frequentemente incluídas no sistema de lama. Uma bomba centrífuga pode mover muita lama enquanto tem uma saída de pressão modesta. Portanto, elas são usadas de diversas maneiras pelos membros da tripulação. Uma tarefa que uma bomba centrífuga frequentemente realiza é sobrecarregar a entrada de lama da bomba de lama primária. A bomba pequena mantém constantemente a linha de sucção da bomba maior cheia de lama, puxando-a por meio de um tubo conectado a ela de um recipiente de sucção. Na ausência de uma bomba de carga, o sistema depende apenas da gravidade para fornecer o fluxo de sucção da bomba. A gravidade às vezes falha em manter a entrada de lama da bomba totalmente cheia. A gravidade é incapaz de manter a linha de sucção cheia de lama porque os pistões da bomba sugam a lama muito rapidamente. Uma bomba centrífuga também é usada pela equipe para combinar vários ingredientes de lama.
Uma tremonha (para misturar lama) é comparável a um grande funil. Os tripulantes a enchiam com lama em sacos. No entanto, eles não misturavam soda cáustica na tremonha. A soda cáustica seca pode ser soprada de volta para o rosto da pessoa que mistura a lama pelo cabeçote (tremonha de mistura de lama). Colocar soda cáustica pela tremonha pode flocular a lama, o que faz com que ela se aglomere, além de ser prejudicial. Um funcionário da equipe abre o saco de material no fundo da tremonha e despeja o conteúdo nos funis. Um bico logo no fundo do funil recebe um jato de lama de um compressor de água ao mesmo tempo.
Diagnóstico e solução de problemas comuns de bombas centrífugas: soluções típicas para problemas
Manutenção e solução de problemas do limpador de lama
Fatores que afetam a eficiência de separação da centrífuga decantadora e maneiras de melhorá-la.
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