Aplicação da ferramenta de LWD em um poço de petróleo

Em todo o mundo, milhares de poços de petróleo são frequentemente perfurados. A perfuração de um poço de petróleo é uma tarefa complexa e desafiadora que envolve a utilização de tecnologias avançadas e equipes altamente capacitadas. Cada etapa é cuidadosamente planejada e executada para garantir a segurança das operações e a maximização da produção de hidrocarbonetos. Portanto, esse processo é crucial para a indústria de petróleo e gás  (MISKA, S. Z. 2010). 

Uma sonda de perfuração são estruturas ou embarcações especialmente projetadas com comodidades essenciais para realizar perfurações e/ou intervenções em poços. Geralmente, possuem uma torre pela qual são realizadas as atividades de levantamento, alinhamento, inserção e rotação dos tubos de perfuração, nos quais está localizada a broca responsável pelo processo de perfuração (POMINI, 2013).

A tecnologia de Logging While Drilling (LWD) é uma tecnologia utilizada na indústria de petróleo e gás para a obtenção das informações litológicas em tempo real.

A integração do LWD com o Bottom Hole Assembly (BHA), permite a obtenção dos parâmetros físicos e mecânicos das formações em tempo real na sonda de perfuração via telemetria por pulso de lama, sem a necessidade de interromper a mesma. Junto com esse processo, sensores de acompanhamento direcionais associados ao LWD permitem o georreferenciamento da perfuração do poço de petróleo em tempo real, otimizando o processo (TOLLEFSEN, 2007). 

Em geral, muitos parâmetros influenciam o desempenho dos BHAs, incluindo: 

• Rigidez à flexão (o produto do módulo de elasticidade e momento de inércia) e peso de cada componente do BHA;

• Posição de cada elemento no BHA com referência à broca;

• Inclinação local, azimute, curvatura e diâmetro do furo;

• Propriedades de formação e tipo de broca; e

• WOB e velocidade de rotação da broca (MITCHELL, R. F. et al, 2011). 

Os dados obtidos durante a perfuração (LWD) são capazes de determinar a localização e a qualidade dos reservatórios dentro de um poço, enquanto o poço está sendo perfurado. Esses dados permitirão que eles não apenas determinem o quão lucrativo um poço pode ser, mas também tomem decisões de direção em tempo real com base nos dados LWD. Embora muitas das medições de poços sejam derivadas da tecnologia Wireline, existem algumas diferenças entre as medições feitas por Wireline e LWD que os engenheiros LWD devem conhecer antes de iniciar as operações. Os engenheiros de LWD devem ter um bom entendimento da interpretação de registros para auxiliar em sua capacidade de controlar a qualidade dos registros produzidos em tempo real. Isso os ajudará a fornecer uma qualidade superior de dados e também exibir um nível de conhecimento capaz de retratar uma boa imagem da Schlumberger Logging While Drilling (SCHLUMBERGER, 2007).

A Schlumberger publicou em 2008 um manual destinado a fornecer aos engenheiros LWD um treinamento para auxiliá-los na compreensão da interpretação dos registros LWD, fornecendo uma abordagem geral para LWD, do ponto de vista da interpretação. 

A ferramenta Schlumberger LWD é capaz de fornecer dados de alta qualidade em tempo real e em modo gravado. Dados em tempo real são muito valiosos, pois permitem tomar decisões sobre a perfuração do poço enquanto ele está sendo perfurado. Esta informação fica disponível, não só para o mudlog, mas também aos principais executivos sentados na sede em todo o mundo por meio do uso do InterACT* (transmissão segura de dados do local do poço por meio de transmissão por satélite). As decisões em tempo real podem incluir;

▪ Opções de geodireção que podem maximizar o comprimento do poço colocado dentro da zona de produção, permitindo aumento da produção

▪ Identificação do Ponto Principal/Ponto do Revestimento.

▪ Otimização de Perfuração

▪ Atualização em Tempo Real de Modelos Geológicos

▪ Identificação da Zona de Hidrocarbonetos

Uma ocorrência importante para analisar é a mudança que a invasão do filtrado de lama causa na resistividade da formação ao redor do poço, devido ao deslocamento dos fluidos da formação na rocha ocasionado pela invasão. A resistividade aumentará ou diminuirá, dependendo do tipo de lama que está sendo usado: 

Lama à Base de Água (WBM) - Um sistema WBM causará uma diminuição na resistividade da formação, desde que Rt (resistividade da formação) > Rmf (resistividade do Filtrado). Em uma zona, onde a resistividade da formação é a mesma que a resistividade da lama, um aumento da resistividade será perceptível para o reboco de lama e as resistividades da zona de transição, embora isso seja apenas um aumento rápido.

Lama à base de óleo (OBM) - Os perfis de invasão OBM causam um aumento na resistividade, predominantemente nas resistividades de leitura mais rasas (Ribeiro, 2007).

A profundidade em que ocorre a invasão depende da porosidade da formação. Isso se deve ao processo pelo qual o reboco é construído na parede do poço. À medida que o reboco se forma, ele começa a ser uma barreira que vai se tornando cada vez mais impermeável para novas invasões, até que, eventualmente, nenhuma outra invasão possa ocorrer. Para que o reboco aumente sua espessura necessária para não haver mais invasão, uma certa quantidade de filtrado teria que ter se movido para a formação, esse fluido ocuparia os espaços porosos na formação, então o fluido teria que invadir ainda mais em formações com baixa porosidade, (RIBEIRO, 2013).

A invasão de lama afeta mais as resistividades de leitura mais rasas, com as resistividades de leitura mais profundas sendo menos afetadas devido às suas profundidades de investigação mais profundas (SCHLUMBERGER, 2008).

Os dispositivos de imagem de resistividade LWD são muito sensíveis. Cada desvio do diâmetro nominal do poço aumenta a aparência de artefatos que afetam a qualidade das imagens gravadas. Outra fonte de artefatos advém das limitações físicas dos dispositivos de imagem de resistividade LWD para valores superiores a 1000/1 da relação entre resistividade verdadeira/ resistividade da lama (Rt/Rm) das formações. A detecção da ovalização do poço pressupõe a disponibilidade de dados do tipo calibrador.

Geralmente, no caso de medições de LWD, os dados do calibre acústico são obtidos e os dados do calibre sintético são computáveis a partir de medições de densidade, embora ambos tenham suas limitações técnicas. As imagens de densidade e afastamento oferecem a possibilidade de referenciamento espacial, o que permite a seguinte técnica para orientar o chamado "potato plot" do paquímetro. 

Em se tratando da medição da profundidade, o bom conhecimento consistente da profundidade absoluta dos limites das camadas é importante para a construção de modelos geológicos. O conhecimento da profundidade relativa do topo de um reservatório até o contato óleo/água é vital para estimativas de reservas. No entanto, de todas as medições feitas por wireline e LWD, a profundidade é a mais assertiva (apesar de ser uma das mais críticas). As discrepâncias de profundidade entre LWD e perfil a cabo têm atormentado a indústria. As medições de profundidade LWD evoluíram dos métodos de registro de lama, (CIUPERCA, 2019). 

Os dados geralmente obtidos por meio da ferramenta LWD incluem as seguintes informações: Taxa de contagem de raios gama (GR), que representa a emissão natural de raios gama da formação; Densidade, que é a medida da densidade da formação utilizando o espalhamento Compton de raios gama através de uma fonte radioativa e detectores de raios gama. Essa medição também pode incluir o efeito fotoelétrico (Pe); Porosidade de nêutrons, que é a porosidade da formação derivada do índice de hidrogênio (HI), medido pelos raios gama emitidos quando nêutrons térmicos e epitérmicos injetados de uma fonte na corda são capturados na formação; Sônico, que é o tempo de trânsito das ondas sonoras de compressão na formação; Resistividade, que é a medida da resistividade da formação em múltiplas profundidades de investigação utilizando uma ferramenta de resistividade de onda do tipo indução (DARLING, T. 2005).

Agradecimentos:

Como autor(a) deste artigo, agradeço o apoio financeiro da Agência Nacional do Petróleo , Gás Natural e Biocombustíveis – ANP, da Financiadora de Estudos e Projetos – FINEP e do Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação – MCTI, por meio do Programa de Recursos Humanos da ANP para o Setor de Petróleo e Gás – PRH-ANP/MCTI.

Referências:

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