Conhecimentos básicos de perfuração
Conhecimentos básicos de perfuração
1. Estrutura do Poço de Sondagem
Definição:
A estrutura do furo refere-se à variação do diâmetro e comprimento do furo desde o início da perfuração até a profundidade final, ou seja, o perfil técnico do furo.
Componentes principais:
Esses fatores incluem principalmente o diâmetro do furo, o número de reduções de diâmetro, o número de colunas de revestimento, o diâmetro e o comprimento do revestimento, a profundidade da mudança de diâmetro e o método de vedação à prova d'água na sapata do revestimento.
Requisitos de otimização:
Com o objetivo de garantir a qualidade da perfuração e a segurança operacional, deve-se priorizar o uso de lama de perfuração, pasta de cimento ou argamassas químicas de alta qualidade para suporte das paredes e controle de perda de circulação. O número de mudanças de diâmetro deve ser minimizado e o revestimento deve ser reduzido ou evitado sempre que possível, de modo a simplificar ao máximo a estrutura do poço.
Sua principal função é isolar formações complexas e garantir operações de perfuração tranquilas.
Situações que exigem redução de diâmetro e instalação de revestimento:
Ao perfurar formações de areia e cascalho soltos ou camadas de areia movediça, os efeitos da água subterrânea podem tornar o suporte da parede de lama insuficiente para as necessidades da construção.
Ao penetrar em zonas fraturadas e com juntas espessas, o colapso severo da parede e a queda de blocos podem persistir mesmo com lama ou outras medidas de suporte.
Quando o furo de sondagem atravessa estruturas aquíferas e grandes fraturas interligadas, ocorre uma perda severa de água que não pode ser controlada por outros métodos de vedação.
Após atingir a profundidade planejada, pode ser realizada uma perfuração com redução de diâmetro para adequar a perfuração à capacidade de carga dos equipamentos de construção.
Fatores na seleção da estrutura do furo de sondagem:
A seleção deve considerar de forma abrangente as propriedades da rocha, as condições hidrogeológicas, o diâmetro final do furo, a profundidade da perfuração, o método de perfuração, a finalidade da perfuração, as medidas de proteção das paredes e os equipamentos de construção.
Correspondência entre a coluna de perfuração e a coluna de perfuração:
Isso se refere à relação de compatibilidade entre o diâmetro da haste de perfuração e o diâmetro do furo (broca). Afeta diretamente a folga anular e, consequentemente, influencia significativamente as condições de operação da haste de perfuração, o desempenho do fluxo do fluido de lavagem e a resistência à rotação da coluna de perfuração.
2. Noções básicas essenciais de operação de perfuração
Método de perfuração:
Termo geral para as técnicas e medidas técnicas relacionadas usadas para quebrar a rocha no fundo do furo durante a perfuração subterrânea.
Processo de perfuração:
O fluxo de trabalho completo no qual equipamentos e ferramentas específicos são usados para quebrar rochas (ou solo), formar um furo liso e regular com o diâmetro e a profundidade necessários e garantir a perfuração contínua por meio de medidas técnicas de suporte.
Classificação dos métodos de perfuração:
Por meio de força externa e quebra de rochas: perfuração rotativa, perfuração por percussão e perfuração rotativa-percussão.
Por ferramenta de quebra de rocha (tipo abrasivo): perfuração com carboneto de tungstênio, perfuração com esferas de aço e perfuração diamantada.
Por modo de circulação: circulação direta, circulação reversa e circulação reversa localizada no fundo do furo.
Conforme a necessidade de extração de testemunhos: perfuração com extração de testemunhos e perfuração de face completa.
Princípios para a seleção de um método de perfuração:
O método deve ser escolhido principalmente de acordo com as propriedades físicas e mecânicas da rocha:
Para formações macias e algumas formações de dureza média, utilize perfuração com carboneto de tungstênio.
Para algumas formações de dureza média a alta, utilize perfuração com agulhas de liga metálica, PDC ou esferas de aço.
Para formações de dureza média a muito dura, utilize perfuração com diamante, esferas de aço ou martelo hidráulico.
Preparação prévia da batata:
Prepare materiais suficientes, incluindo hastes de perfuração, revestimentos, tubos de orientação, brocas, esferas de aço, lubrificantes, fluido de lavagem, ferramentas de montagem e desmontagem, ferramentas especializadas para extração de testemunhos, tubos de testemunho curtos necessários, caixas de testemunho e todos os formulários exigidos.
Realize uma inspeção completa do equipamento de perfuração e da qualidade da instalação. Qualquer não conformidade deve ser reparada ou ajustada imediatamente; reinstale, se necessário. A operação forçada é estritamente proibida.
Para perfuração em furos profundos, a fim de evitar o desvio do furo, pode-se escavar uma vala na boca do poço e inserir um tubo de orientação; o revestimento é então instalado após a perfuração da rocha matriz. Para perfuração em furos rasos, deve-se usar lama para suporte das paredes. Se o colapso das paredes for severo, podem ser utilizados métodos artificiais de construção de paredes antes da perfuração da rocha matriz e da instalação do revestimento.
Durante a perfuração inicial, o tubo de perfuração deve ser alongado gradualmente, e as operações devem seguir uma leve pressão na broca, rotação lenta e vazão adequada da bomba. Durante a redução do diâmetro, deve-se utilizar um conjunto guia combinado para evitar o encurvamento do furo.
Como a perfuração inicial geralmente ocorre na sobrecarga, o fluido de lavagem é propenso a perdas, o que reduz a estabilidade da parede do poço; atenção especial deve ser dada à prevenção de incidentes no fundo do poço, como aprisionamento, soterramento, entupimento da broca e queima da broca.
A tubulação de revestimento deve ser instalada em rocha matriz competente. Antes da instalação, bolas de argila devem ser colocadas e compactadas no furo para que a sapata da tubulação se assente na argila e vede a parte inferior da tubulação. A parte superior da tubulação deve ser fixada com cunhas de madeira e vedada com argila; a vedação com cimento pode ser usada quando necessário. Antes da fixação final da tubulação, conecte a haste de acionamento (ou haste de perfuração) à tubulação para verificar a verticalidade da tubulação e o alinhamento entre o centro do furo e o centro da tubulação.
