0 universidade federal do rio grande do norte - Sicbolsas

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
CENTRO DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE PETRÓLEO
PROJETO DE PESQUISA
DESCRIÇÃO DO PROCESSO E DAS FERRAMENTAS UTILIZADAS NA
OPERAÇÃO DE PERFILAGEM A POÇO ABERTO
CAMILA NUNES DE CARVALHO
Orientador: Prof. Dr. Marcos Allyson Felipe Rodrigues
Natal/RN, Agosto de 2015.
1
CAMILA NUNES DE CARVALHO
DESCRIÇÃO DO PROCESSO E DAS FERRAMENTAS UTILIZADAS NA
OPERAÇÃO DE PERFILAGEM A POÇO ABERTO
Projeto de Pesquisa enviado ao Programa de Recursos
Humanos da ANP n° 43, e ao Departamento de
Engenharia de Petróleo da Universidade Federal do Rio
Grande do Norte em virtude da conclusão da pesquisa
vinculada à Graduação em Engenharia de Petróleo.
ORIENTADOR: Prof. Dr. Marcos Allyson Felipe Rodrigues
Natal/RN, Agosto de 2015
2
AGRADECIMENTOS
Aos meus familiares, Jupira Nunes de Carvalho, Ricardo Costa de Carvalho e
Caline Nunes de Carvalho, que me proporcionaram uma excelente educação e sempre
me apoiaram nas atividades acadêmicas.
Ao meu Orientador, Prof. Dr. Marcos Allyson Felipe Rodrigues, a quem admiro
como pessoa e profissional, que me ofereceu apoio em todo o período de formação
acadêmica.
À Universidade Federal do Rio Grande do Norte – UFRN pela excelência no
ensino disponibilizado, oferecendo cursos cada vez mais qualificados.
Ao corpo docente do Departamento de Engenharia do Petróleo pela dedicação e
excelência nos ensinamentos técnicos.
À Empresa Schlumberger pelo estágio concedido. Em especial, ao Engenheiro
Paulo Zuliani, por acreditar no meu potencial e pelo total apoio nas atividades realizadas
durante o estágio.
À Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis – ANP –, à
Financiadora de Estudos e Projetos – FINEP – e ao Ministério da Ciência, Tecnologia e
Inovação – MCTI pelo apoio financeiro fornecido por meio do Programa de Recursos
Humanos da ANP para o Setor Petróleo e Gás – PRH-ANP 43.
Ao Governo Federal pelo oferecimento do Programa Ciências sem Fronteiras,
que proporcionou diversas experiências e fluência na língua inglesa.
3
CARVALHO,
Camila
Nunes
–
“DESCRIÇÃO
DO
PROCESSO
E
DAS
FERRAMENTAS UTILIZADAS NA OPERAÇÃO DE PERFILAGEM A POÇO
ABERTO”. Projeto de Pesquisa, Programa de Recursos Humanos da ANP n° 43,
Departamento de Engenharia de Petróleo, Universidade Federal do Rio Grande do
Norte. Natal – RN, Brasil.
Orientador: Prof. Dr. Marcos Allyson Felipe Rodrigues.
RESUMO
A perfilagem de poços é uma importante etapa da perfuração e tem a função geral de
determinar características da formação atravessada por um poço recém furado, além de
avaliar a situação de poços antigos. Os dados são adquiridos por meio de ferramentas
que descem no poço e relacionam as características da formação, dos fluidos e/ou do
cimento, com a profundidade. Na perfilagem a poço aberto ocorre a identificação de
diferentes litologias, determinação das propriedades da formação (porosidade,
densidade, permeabilidade, resistividade), identificação de fluidos no reservatório e suas
saturações, entre outras indicações. Desse modo, pode-se determinar intervalos de
interesse, e volumes de fluidos no reservatório, o que faz da perfilagem uma etapa
fundamental na tomada de decisões de uma empresa, onde uma maior precisão nas
profundidades do reservatório acarretam melhores retornos financeiros para as empresas
operadoras. A obtenção de dados ocorre por meio da descida de ferramentas no poço,
transferência das informações através do cabo de perfilagem, e aquisição dos dados na
unidade de superfície. Para que o processo forneça informações confiáveis, é necessário
utilizar ferramentas com tecnologias avançadas, que possibilitem o funcionamento
adequado em situações adversas. Para esse fim, a Schlumberger desenvolveu a
tecnologia chamada Platform Express (PEX), um conjunto de ferramentas que veio a
substituir o convencional Triplo-Combo. Esse conjunto de ferramentas é utilizado em
uma vasta gama de ambientes, em países como Argentina, Canadá, Indonésia, Arábia
Saudita e Estados Unidos, o que comprova sua capacidade de adaptação a adversidades.
A perfilagem a poço aberto é realizada através da operação do PEX, onde são gerados
perfis de Gama Ray, densidade (gama-gama), porosidade (neutrão), indução, laterolog e
caliper, que tem diversas aplicações para a produção de petróleo. Neste trabalho são
descritas as ferramentas que compõem o conjunto Platform Express, e o procedimento
geral para a realização da operação de perfilagem a poço aberto. Com a pesquisa, foi
possível compreender o funcionamento da operação de perfilagem a poço aberto através
do estudo das ferramentas do conjunto PEX, uma grande inovação na perfilagem de
poços, pois apresenta design mais compacto, e é quase duas vezes mais rápido que o
Triplo-Combo, fornecendo melhores respostas em tempo real e apresenta melhor
eficiência.
Palavras-chave: Perfilagem de poços. Poço aberto. Platform Express.
4
CARVALHO,
Camila
Nunes
–
“DESCRIÇÃO
DO
PROCESSO
E
DAS
FERRAMENTAS UTILIZADAS NA OPERAÇÃO DE PERFILAGEM A POÇO
ABERTO”. Projeto de Pesquisa, Programa de Recursos Humanos da ANP n° 43,
Departamento de Engenharia de Petróleo, Universidade Federal do Rio Grande do
Norte. Natal – RN, Brasil.
Orientador: Prof. Dr. Marcos Allyson Felipe Rodrigues.
ABSTRACT
The well logging is an important drilling stage that has the general function of
determining properties of the formation crossed by a new well, and evaluating the
situation of old wells. The tools entered in the downhole acquire the data, which relates
formation, fluid, and cement properties to depth. Open hole well logging is responsible
for identifying different lithologies, determining formation properties (porosity, density,
permeability, resistivity), indicating fluid types in the reservoir and their saturation,
among other indications. Thereby, it can be determined zones of interest and fluid
volumes in the reservoir, which makes well logging a key step in the decision making of
a company. The data acquisition takes place by lowering tools into the well, the transfer
of information through the wireline cable, and the acquisition of data in the surface unit.
To provide reliable information, it is necessary to use tools with advanced technologies
that enable the proper functioning under adverse conditions. To this end, Schlumberger
developed the technology called Platform Express (PEX), a set of tools that came to
replace the conventional Triple-Combo. This set of tools is performed in a wide range
of environments in countries such as Argentina, Canada, Indonesia, Saudi Arabia and
the United States, which proves its ability to adapt to adversity. The open hole well
logging is performed by PEX operation that can generate Gamma Ray log, density
(gamma-gamma), porosity (neutron), induction, laterolog and caliper, which has various
applications for oil production. This paper describes the tools that make up the assembly
Platform Express, and the general procedure for conducting an open hole well logging
operation. Through this research, it was possible to understand the operation of the open
hole well logging through the study of PEX tools, a great innovation in well logging
once it is more compact in design, almost twice as fast as the Triple- Combo, and
provides better responses and better efficiency in real time.
Keywords: Well logging. Open hole. Platform Express.
5
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO ............................................................................................................ 9
2. ASPECTOS TEÓRICOS............................................................................................ 12
2.1 Perfilagem de Poços .............................................................................................. 12
2.1.1 Tipos de Perfis ................................................................................................ 13
3. METODOLOGIA....................................................................................................... 17
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES .............................................................................. 21
4.1 PLATFORM EXPRESS ......................................................................................... 21
4.2 PERFIS E FERRAMENTAS ASSOCIADAS ..................................................... 24
4.2.1 Perfil neutrônico ............................................................................................. 24
4.2.2 Perfil de densidade ......................................................................................... 31
4.2.3 Perfil de Indução ............................................................................................ 37
4.2.4 Laterolog ........................................................................................................ 40
4.3 PROCEDIMENTO PARA UMA OPERAÇÃO DE PERFILAGEM A POÇO
ABERTO .................................................................................................................... 42
5. CONCLUSÕES .......................................................................................................... 46
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ....................................................................... 47
6
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Exemplo de perfil de poço aberto. ................................................................. 12
Figura 2 - Esquema da operação de perfilagem. ............................................................ 13
Figura 3 - Ferramentas de perfilagem apoiadas em racks após manutenção.................. 17
Figura 4 - Operação de perfilagem onshore. Equipamento de rigup montado e
ferramentas dentro do poço. ........................................................................................... 18
Figura 5 - Área de calibração em ambiente isolado, indicando pontos de levantamento
radiométrico para calibração de ferramenta de densidade.............................................. 18
Figura 6 - Comparação da estrutura entre PEX e Triplo-Combo. .................................. 22
Figura 7 - Configurações do Platform Express. ............................................................. 24
Figura 8 - Modelo de ferramenta de perfilagem neutrônica. .......................................... 26
Figura 9 - Processo de produção de sinal elétrico dentro do detector de Hélio-3. ......... 27
Figura 10 - Avaliação da porosidade em termos da relação entre a concentração de
nêutrons termais e a distância dos detectores à fonte. .................................................... 29
Figura 11 - Exemplo de perfil com indicação de interpretação. ..................................... 30
Figura 12 - Esboço da ferramenta que gera o perfil de densidade. ................................ 32
Figura 13 - Fonte de 137Cs utilizada nas ferramentas de perfilagem para perfil de
densidade. ....................................................................................................................... 33
Figura 14 - Funcionamento dos detectores cintilômetros. .............................................. 33
Figura 15 - Espectro de energia gerado com o perfil de densidade. ............................... 34
Figura 16 - Bloco de Alumínio utilizado na calibração da ferramenta de densidade. .... 36
Figura 17 - Estrutura da ferramenta de indução (AIT). .................................................. 38
Figura 18 - Princípio de indução aplicado na ferramenta AIT. ...................................... 39
Figura 19 - Estrutura da ferramenta HRLS e localização dos pares de eletrodos. ......... 41
7
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
AIT – Array Induction Tool
ANP – Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis
DPHZ – Curva da porosidade a partir do perfil de densidade
DT – Perfil Sônico
GR – Perfil de Gama-Ray
HGNS – Highly Integrated Gamma Ray Neutron Sonde
HI – Índice de Hidrogênio
HRCC – High Resolution Common Cartridge
HRMS – High Resolution Mechanical Sonde
HRLS – High Resolution Laterolog Sonde
ILD – Perfil de Indução
LWD – Logging While Drilling
MCFL – Micro-Cylindrically Focused Log
NPHI – Curva de porosidade pelo perfil Neutrão
PEX – Platform Express
RHOB – Curva de Densidade
Rt – Resistividade da formação
Rw – Resistividade da água da formação
So – Saturação de óleo no reservatório
SP – Perfil de Potencial Espontâneo
SPR – Supervisor de Radioproteção
Sw – Saturação de água no reservatório
TLD – Three-Detector Lithology Density
TNRH – Curva indicada no perfil de porosidade
α – Radiação Alfa
β – Radiação Beta
γ – Radiação Gama
ρa – Densidade aparente
ρB – Densidade de Bulk do meio
ρe – Densidade eletrônica do meio
Φ – Porosidade
8
Capítulo I
Introdução
9
1. INTRODUÇÃO
Na exploração de petróleo, através do mapeamento sísmico pode-se identificar
possíveis regiões com presença de hidrocarbonetos. A fim de confirmar os prognósticos
dos métodos de prospecção, inicia-se a perfuração de poços, onde será estabelecido um
caminho entre o reservatório e a superfície, que será utilizado posteriormente para
escoamento de fluidos, quando em fase de produção.
Após cada fase da perfuração, é necessário caracterizar as rochas que estão
sendo perfuradas e identificar aquelas com potencial para armazenamento de
hidrocarbonetos. Essa fase de caracterização das rochas e identificação de fluidos é
chamada de avaliação da formação, realizada por meio de testes de formação e
perfilagem de poços. A perfilagem é a etapa do processo de avaliação que fornece
propriedades das rochas e dos fluidos, litologia, e diâmetro do poço de acordo com a
profundidade.
O processo para obtenção de dados ocorre a partir da descida de ferramentas no
poço, seguida da transferência das informações através do cabo de perfilagem, e
aquisição dos dados na unidade de superfície. A relação gráfica resultante desse
processo é chamada de perfil. Os tipos de perfis que serão gerados variam de acordo
com a propriedade da rocha avaliada, seja ela elétrica (resistividade elétrica, potencial
eletroquímico natural), acústica (tempo de trânsito das ondas sonoras) ou radioativa
(radioatividade natural e induzida). A escolha de quais perfis realizar vai depender das
necessidades do cliente e do capital disponível (NERY, 1990).
A perfilagem está dividida em Open Hole, quando realizada em poço aberto, e
Cased Hole, em poço revestido, também conhecida como “perfilagem de produção”.
Operações open hole são realizadas logo após a perfuração e fornecem as primeiras
avaliações. Em geral, elas indicam dados de porosidade total, densidade e
permeabilidade da rocha, resistividade da formação, da água e do filtrado, caliper,
fluidos da formação, litologia, desvio das camadas, entre outras informações. Em
adição, é possível coletar amostras de fluidos e efetuar pré-teste. Já trabalhos em cased
hole são realizados depois da descida do revestimento e, comumente, tem o objetivo de
avaliar a cimentação, as condições do poço, condições de produtividade (ou
injetividade) e operar canhoneios, daí o nome “perfilagem de produção”.
10
Com o objetivo de captar sempre melhores resultados na perfilagem de poços, a
Schlumberger desenvolveu a tecnologia chamada Platform Express (PEX), um conjunto
de ferramentas de perfilagem que veio a substituir o convencional Triplo-Combo. Esse
conjunto de ferramentas é utilizado em uma vasta gama de ambientes, em países como
Argentina, Canadá, Indonésia, Arábia Saudita e Estados Unidos, o que comprova sua
capacidade de adaptação a adversidades.
A perfilagem a poço aberto é realizada através da operação do PEX, que é
composto por uma sonda neutrônica, conectada a um cartucho eletrônico, que por sua
vez é ligado a uma sonda mecânica, por fim conectada a ferramenta que realiza perfil de
resistividade. Através dessa operação são gerados perfis de Gama Ray, densidade
(gama-gama), porosidade (neutrão), indução, laterolog e caliper, que tem diversas
aplicações para a produção de petróleo.
O objetivo desta pesquisa foi descrever as ferramentas que compõem o conjunto
Platform Express, que é a base para qualquer operação de perfilagem a poço aberto,
assim como descrever o procedimento geral para a realização dessa operação.
Nesse contexto, o Capítulo II apresenta aspectos teóricos relacionados aos tipos
de perfis avaliados em perfilagem de poço aberto. O Capítulo III descreve a
metodologia utilizada para a realização da pesquisa. O Capítulo IV trata da descrição
das ferramentas que compõem o Platform Express e o procedimento prático para
realização da perfilagem. Por fim, o Capítulo V apresenta as conclusões do estudo
realizado.
11
Capítulo II
Aspectos Teóricos
12
2. ASPECTOS TEÓRICOS
2.1 Perfilagem de Poços
A perfilagem é uma fase da avaliação de poços que tem o intuito de identificar
propriedades das rochas e dos fluidos, litologia, e diâmetro do poço de acordo com a
profundidade. Essa avaliação é feita por meio da descida de ferramentas que emitem
sinais na formação e possuem receptores para identificar a resposta, que é traduzida em
forma de um perfil e interpretada em seguida por um geólogo. A Figura 1 apresenta um
exemplo de perfil, onda as curvas descrevem o comportamento das propriedades de
acordo com a profundidade.
Figura 1 - Exemplo de perfil de poço aberto.
Fonte: Ebah, 2015.
13
A operação de perfilagem acontece após a perfuração. A realização do serviço
requer engenheiros especialistas, operadores, unidade de perfilagem, ferramentas,
sistema de aquisição de dados, cabo de perfilagem, equipamentos auxiliares, unidade de
rigup para exercer o Lifting (levantamento e descuidadas ferramentas no poço) com
segurança, e documentação requisitada para determinado serviço, por exemplo licença
para operar com material radioativo. A Figura 2 mostra um esquema visual da operação
de perfilagem.
Figura 2 - Esquema da operação de perfilagem.
Fonte: Ebah, 2015.
No Capítulo IV será descrito com mais detalhes o procedimento da operação.
2.1.1 Tipos de Perfis
Os tipos de perfis variam de acordo com as propriedades das rochas, e do poço
em termos geométricos. Segundos THOMAS (2004), os principais perfis são:

Propriedades elétricas
o Indução (ILD) – Determina a resistividade da rocha (Rt) por meio da
medição de campos elétricos e magnéticos induzidos na formação.
14
o Potencial Espontâneo (SP): É a medida da diferença de potencial entre
um eletrodo móvel descido dentro do poço e outro fixo na superfície. É
utilizado para cálculo da resistividade da água (Rw), a partir dos
resultados obtidos. Possibilita a identificação de camadas permoporosas,
o cálculo da argilosidade das rochas, e auxilia na correlação de poços.

Propriedade acústica
o Sônico (DT) – Esse perfil mede a diferença nos tempos de trânsito de
uma onda mecânica através das rochas. Dentre as aplicações estão:
estimar valores de porosidade da rocha, correlacionar poços, avaliar grau
de compactação das rochas, detectar fraturas e fornecer apoio à sísmica
para a elaboração do sismograma sintético.

Propriedade geométrica:
o Caliper – O perfil fornece o diâmetro do poço. Com esse dado, é
possível calcular o volume de tampões e/ou de cimento para o
revestimento. Permite realizar controle de qualidade de perfis, indicando
áreas de washout ou grande espessura do mudcake. E fornece apoio a
operações de teste de formações.

Propriedades radioativas:
o Raios Gama (GR) – É gerado a partir da detecção da radioatividade
natural total da formação geológica. É utilizado para identificar litologia,
especialmente presença de folhelhos, que geralmente apresentam maior
porcentagem dos elementos radioativos K (potássio), Ur (Urânio) e Th
(Tório). Permite cálculo do volume de argilas.
o Neutrônico (NPHI) - É um perfil gerado por meio da emissão de
nêutrons da fonte radioativa (dentro da ferramenta no poço) para a
formação. Os nêutrons interagem com a formação e com os fluidos
presentes nela e em seguida são contados nos detectores. De acordo com
essa medida, o perfil fornece estimativa da porosidade da rocha, indica
zonas de hidrocarbonetos leves ou gás, e auxilia na identificação da
litologia.
15
o Densidade (RHOB) – Raios gama são emitidos pela fonte radioativa
localizada dentro da ferramenta no poço, e interagem com os elétrons
orbitais dos componentes das rochas. De acordo com a contagem feita
pelos detectores, obtém-se uma estimativa da densidade das camadas,
que permite o cálculo da porosidade e a identificação das zonas de gás.
Dentre os perfis citados acima, o conjunto PEX realiza todos, exceto o perfil
sônico que necessita de outra ferramenta específica, que emite ondas sonoras na
formação. Desse modo, o Platform Express é um equipamento que exerce diversas
funções na perfilagem e é utilizado em todos as operações de poço aberto. Outros
serviços mais específicos como análise de inclinação das ferramentas no poço, pré-teste,
análise de ressonância também são feitos em perfilagem a poço aberto, porém utilizam
além do PEX outros grupos de ferramentas.
16
Capítulo III
Metodologia
17
3. METODOLOGIA
A metodologia utilizada para desenvolver o estudo foi baseada em revisão
bibliográfica, acompanhamento de operações de perfilagem no campo, observação de
processo de calibração de ferramentas, discussões com profissionais da área de Wireline
(responsável por perfilagem de poços), elaboração de seminários a respeito de
ferramentas de perfilagem, e acompanhamento de atividades dos Engenheiros
Especialistas da locação em que foi realizado o estágio.
Os conceitos relacionados à perfilagem de poços, funcionamento das
ferramentas de perfilagem, tecnologia PEX, assim como a geração e interpretações de
perfis, foram adquiridos no decorrer do estágio, por meio de observação da preparação
de trabalhos de perfilagem, visitas a operações de campo, elaboração de seminário sobre
ferramentas do conjunto PEX, estudo de materiais utilizados em cursos da empresa
Schlumberger, além de revisão de literaturas gerais em termos de perfilagem. As
Figuras 3 e 4 mostram ferramentas armazenadas em racks após atividade de
manutenção durante a preparação de trabalhos de perfilagem, e visualização do
acompanhamento de uma operação de campo, respectivamente.
Figura 3 - Ferramentas de perfilagem apoiadas em racks após manutenção.
Fonte: Elaborado pela autora.
18
Figura 4 - Operação de perfilagem onshore. Equipamento de rigup montado e
ferramentas dentro do poço.
Fonte: Elaborado pela autora.
Através do acompanhamento de atividades de calibração de ferramentas
(incluindo ferramentas que utilizam fontes radioativas e necessitam de tratamento
especial) foi possível aprender o procedimento físico que ocorre até que a ferramenta
esteja calibrada, e o processo de segurança que deve ser seguido. A Figura 5 mostra a
área de calibração, em ambiente isolado.
Figura 5 - Área de calibração em ambiente isolado, indicando pontos de levantamento
radiométrico para calibração de ferramenta de densidade.
Fonte: Elaborado pela autora.
19
Por fim, o conhecimento do procedimento geral para a operação de perfilagem
foi adquirido com o dia a dia na preparação dos trabalhos, visitas de campo, checagem
de ferramentas e reuniões de revisão realizadas com os gerentes e equipe de perfilagem
antes da saída para o trabalho.
20
Capítulo IV
Resultados e Discussões
21
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES
Nesta seção, são apresentados os perfis obtidos através das ferramentas que
fazem parte do conjunto Platform Express, bem como a descrição dessas ferramentas.
Serão também abordadas as melhorias que o PEX apresenta quando comparado com o
Triplo-Combo (conjunto de ferramentas utilizado anteriormente) e uma visão geral do
procedimento para realização das operações de perfilagem a poço aberto. Com relação
as ferramentas, são definidos os princípios de funcionamento e a forma de calibração,
assim como uma breve interpretação dos perfis gerados por essas ferramentas.
4.1 PLATFORM EXPRESS
Platform Express (PEX) é uma tecnologia criada pela Schlumberger e
revolucionária no ramo da perfilagem de poços. Comparada com o Triplo-Combo, a
perfilagem com o PEX é em torno de duas vezes mais rápida, fornece melhores
respostas e é mais viável em termos de custo-benefício, pois necessita de
significativamente menos tempo de sonda. A estrutura do PEX tem menos da metade do
comprimento do Triplo-Combo e apresenta cerca de metade do peso, e ainda assim
fornece resultados mais rápidos, melhores e mais precisos, em tempo real.
O uso de sensores integrados, flex joints que melhoram o contato da ferramenta
às paredes do poço, e outras tecnologias inovadores aprimoram e expandem as
medições tradicionais de resistividade e porosidade, acrescentando alta resolução de
medição de microresistividade, medidas de movimentos da ferramenta, fornecendo
correção de velocidade e ajuste de profundidade.
Em operações conduzidas em campos com vasta diversidade de condições
ambientais como no Canadá, Arábia Saudita, Indonésia, Argentina e Estados Unidos, o
Platform Express alcançou excelentes resultados na perfilagem. E a maior razão para
esse ótimo desempenho é que todos os equipamentos do PEX devem passar pelos
mesmos testes de variações de temperatura e choques rigorosos usados para ferramentas
de LWD (Logging While Drilling). A confiabilidade do resultados do PEX é três vezes
maior que a do Triplo-Combo. A Figura 6 apresenta um escopo da estrutura do PEX e
do Triplo-Combo.
22
Figura 6 - Comparação da estrutura entre PEX e Triplo-Combo.
Schlumberger, 2001.
Dentre as aplicações do PEX podem ser citadas: determinação e imageamento da
saturação de hidrocarbonetos; determinação de hidrocarbonetos deslocáveis; localização
de zona porosas e permeáveis; análise de porosidade; determinação de litologias;
correlação poço a poço; detecção de gás; medição de caliper; medição de resistividade
da zona lavada, entre outras aplicações.
O Platform Express é composto de um grupo de ferramentas, especificadas a
seguir:

HGNS (Highly Integrated Gamma Ray Neutron Sonde): Ferramenta localizada
no topo, que realiza o perfil neutrônico.
23

HRCC (High Resolution Common Cartridge): Cartucho eletrônico localizado
entre o HGNS e o HRMS, responsável pela transferência de sinal elétrico entre
as ferramentas.

HRMS (High Resolution Mechanical Sonde): Sonda mecânica que contém o
MCFL (Micro-Cylindrically Focused Log) – item responsável pela medição de
microresistividade – e o TLD (Three-Detector Lithology Density), responsável
pelo perfil de densidade. Essa sonda tem ainda o “braço” que faz a medição do
caliper.
Além dessas ferramentas o conjunto PEX apresenta um último componente
responsável por realizar o perfil de resistividade. Essa ferramenta pode ser AIT (Array
Induction Imager Tool) ou HRLS (High Resolution Azimuthal Laterolog Sonde), que
caracterizam os dois tipos de configuração do PEX, como mostrado na Figura 7.
24
Figura 7 - Configurações do Platform Express.
Fonte: Schlumberger, 2001.
4.2 PERFIS E FERRAMENTAS ASSOCIADAS
4.2.1 Perfil neutrônico
O perfil neutrônico é um importante perfil realizado na maioria dos serviços de
perfilagem. É utilizado para determinar a porosidade das rochas, detectar zonas de
hidrocarbonetos leves (gás), além de auxiliar na identificação de litologias. Sua
25
principal medida é a porosidade total da formação. Esse é um dado fundamental para a
resolução da equação de Archie (mostrada abaixo) e, juntamente com dados de outros
perfis, colabora com a determinação da saturação de água (Sw) do reservatório e
consequente cálculo da saturação de óleo (So).
n
1
Φm
Sw
=
×
Rt
a
Rw
(1)
Onde,
Rt = Resistividade da rocha
Φ = Porosidade
m = Expoente de cimentação
a = Fator de litologia
Sw = Saturação de água da formação
n = Expoente de saturação
Rw = Resistividade da água da formação
4.2.1.1 A Ferramenta e seus Componentes
A ferramenta de perfilagem neutrônica, ou sonda de perfilagem, é o meio
mecânico que permite a movimentação da fonte e dos detectores no poço, assim como a
transferência dos resultados até os equipamentos de aquisição na superfície, por meio da
conexão com o dispositivo de telemetria e cabo de perfilagem. Além da fonte e dos
detectores, outro elemento importante da sonda é a mola localizada na lateral da
ferramenta, que permite que ela desça encostada na parede do poço, reduzindo os
efeitos da lama e do reboco na resposta do perfil. A Figura 8 mostra um esquema da
ferramenta utilizada para obtenção do perfil neutrônico.
26
Figura 8 - Modelo de ferramenta de perfilagem neutrônica.
Fonte: Schlumberger, 2015a.
A fonte radioativa mais utilizada para gerar o perfil neutrônico é a
241
Am-Be
(Amerício 241 – Berílio), onde o Amerício é o elemento radioativo e o Berílio apresenta
nêutrons fracamente unidos. O isótopo irá bombardear o núcleo do Berílio com
partículas alfa, o que provocará a expulsão de alguns nêutrons e esses serão emitidos
para a formação.
Essa fonte emite nêutrons do tipo rápido na formação, devido ao seu nível de
energia, em torno de 2 MeV. Desse modo, as principais interações com a matéria serão
do tipo espalhamento.
Para identificar as respostas da formação, a sonda apresenta dois detectores de
Hélio-3, um mais próximo da fonte (near detector) e um mais afastado (far detector).
Eles são programados para reconhecer apenas nêutrons em níveis epitermais ou termais.
A medição é feita de forma indireta, uma vez que os nêutrons não possuem carga. O
elemento Hélio-3 é um excelente receptor, pois é sensível a nêutrons e age também
como gás ionizante. Sua função é transformar a contagem de nêutrons epitermais ou
termais em corrente elétrica de intensidade equivalente à energia do nêutron recebido.
Isso ocorre por meio da formação de próton e trítio após a colisão do nêutron com o
hélio. O trítio e o próton quando reagem com o hélio geram íons positivos e elétrons
livres, que são acelerados, gerando corrente elétrica. A Figura 9 indica o processo de
geração de sinal elétrico dentro do detector.
27
Figura 9 - Processo de produção de sinal elétrico dentro do detector de Hélio-3.
Fonte: Schlumberger, 2015a.
4.2.1.2 Princípio de Funcionamento
A determinação da porosidade da rocha é baseada no índice de hidrogênio da
formação (gramas de hidrogênio por unidade de volume). Esse elemento tem núcleo de
massa muito semelhante à do nêutron e necessita de apenas 18 colisões para levar o
nêutron do estado energético rápido (2 MeV) para o estado termal (0.025 MeV),
interagindo de forma elástica. Quando os nêutrons atingem o nível termal, eles ficam
disponíveis para serem capturados. Essa captura é feita por qualquer elemento presente
na formação, com destaque para o Cloro (bom absorvedor) e Cádmio, excelente para
blindagens. A Tabela 1 mostra a seção eficaz de espalhamento e captura de nêutrons
para alguns elementos, comprovando o destaque do hidrogênio para o espalhamento e
do cloro para absorção de nêutrons.
28
Tabela 1 – Seção eficaz de espalhamento e captura de nêutrons para alguns elementos
Elemento
Número
Atômico (Z)
Seção eficaz
Seção eficaz de
de captura
espalhamento
(Barns)
(Barns)
H
1
0,3
20
C
6
0,0032
4,8
O
8
0,0002
4,1
Si
14
0,13
2,7
Cl
17
31,6
10
Cd
48
2500
5,3
Fonte: Schlumberger, 2015a.
Desse modo, uma formação eficaz no amortecimento de nêutrons indica um alto
índice de hidrogênio (HI), e é certamente uma formação porosa, uma vez que esse
elemento é característico da água e dos hidrocarbonetos, fluidos que preenchem os
poros das rochas. Assim, quanto maior o HI, mais nêutrons são espalhados e em seguida
capturados, resultando em uma menor contagem nos detectores.
A Figura 10 mostra como a porosidade é avaliada a partir da relação entre a
concentração de nêutrons termais e a distância dos detectores à fonte. A zona short
spacing, localizada bem próxima a fonte, sofre bastante efeito do poço, sendo a
porosidade diretamente proporcional à densidade de nêutrons termais. Essa zona tende a
uma região de incerteza (cross over zone), que não tem aplicação para o cálculo da
porosidade, uma vez que não há modificação dessa propriedade com relação à
densidade de nêutrons termais. A melhor localização para os detectores, portanto, é na
região long spacing que oferece maior sensibilidade à medição de porosidade. Eles são
dispostos a 38 e 63,5 centímetros da fonte, onde a porosidade é inversamente
proporcional à concentração de nêutrons termais. (NERY, 1990). A Figura 10 apresenta
as curvas de porosidade nas zonas short, cross over e long spacing.
29
Figura 10 - Avaliação da porosidade em termos da relação entre a concentração de
nêutrons termais e a distância dos detectores à fonte.
Fonte: Schlumberger, 2015a.
A principal medida da ferramenta é a razão da contagem do detector mais
próximo pela do mais distante (N/F). A porosidade é diretamente proporcional à divisão
da contagem, onde a inclinação da curva na Figura 10 determina o valor final. Quanto
maior a inclinação, maior a porosidade. Desse modo, em formações mais porosas,
mesmo que menos nêutrons sejam contabilizados nos detectores individualmente –
devido ao maior amortecimento e captura –, a divisão entre as contagens dos detectores
é um valor maior do que para uma formação de menor porosidade. O uso da razão N/F
em vez da contagem individual de cada detector contribui para a redução dos efeitos do
poço.
4.2.1.3 Interpretação do Perfil
A interpretação do perfil neutrônico, assim como a dos demais, é feita em
conjunto com a observação do comportamento de curvas de outros tipos de perfis. A
elaboração do perfil neutrônico é feita de acordo com o índice de hidrogênio da
formação. A partir das curvas obtidas, é possível identificar zonas de gás, pois
hidrocarbonetos leves apresentam um baixo HI, e consequentemente um valor baixo de
30
porosidade no perfil, uma vez que as moléculas gasosas são mais separadas, resultando
em uma menor massa de hidrogênio por unidade de volume. Assim, uma queda na
curva de porosidade (NPHI), ou um grande espaçamento entre essa curva e a da
porosidade determinada pelo perfil de densidade (DPHZ), podem ser um indicativo da
presença de gás.
Quanto à identificação de argilas, constituintes dos folhelhos, o perfil de
porosidade indica erroneamente uma alta porosidade nessa área. Isso se dá devido à
grande quantidade de água rodeada aos poros, bound water, o que induz um alto índice
de hidrogênio. Porém, comparando com outros perfis, como o de gama-ray, pode-se
apontar que é uma região de folhelhos, em virtude do alto valor de GR.
Já zonas de óleo e de água apresentam valores semelhantes de porosidade,
devido a um índice de hidrogênio parecido, sendo a porosidade na presença de óleo um
pouco menor. Sabe-se também que a identificação do tipo de fluido é feita mediante
observação do espaçamento entre as curvas NPHI e RHOZ. Tendo como exemplo a
porosidade em calcário (limestone), essas duas curvas ficam sobrepostas quando há
água, e apresentam um pequeno espaçamento quando o fluido que preenche os poros é o
óleo. A Figura 11 mostra os efeitos citados acima em um perfil.
Figura 11 - Exemplo de perfil com indicação de interpretação.
FONTE: Schlumberger, 2015a.
31
4.2.1.4 Calibração
À medida que o tempo passa, as fontes radioativas se desintegram de acordo
com suas meias-vidas (conceito abordado no tópico 2.2.2), o que acarreta diferenciação
nos resultados obtidos. Para garantir que a ferramenta continue fornecendo resultados
precisos, ela deve ser calibrada regularmente. No caso da ferramenta que gera o perfil
de porosidade, a calibração master é feita trimestralmente. O processo é realizado na
área de calibração (região isolada), que contém um tanque de água elevado 1 metro do
chão. O procedimento é iniciado com a medição da temperatura da água no tanque e do
diâmetro do housing da ferramenta – tubo metálico que envolve a parte eletrônica da
ferramenta a fim de evitar danos mecânicos durante a descida e/ou subida no poço.
Essas medições são feitas para que os efeitos desses parâmetros possam ser corrigidos
quando inseridos no software que calcula o resultado da porosidade.
O segundo passo é a medição da porosidade com a ferramenta fora do tanque e
sem a fonte dentro. Em seguida coloca-se a ferramenta dentro do tanque, agora com a
fonte, e faz-se outra medição. Essa medição é corrigida para os parâmetros medidos
inicialmente (temperatura da água e diâmetro do housing), e são computados os ganhos
e offsets. Em seguida, o valor que deve ser mostrado pela curva TNRH do perfil deve
ser de 2,159, que é o equivalente a 18% de porosidade em arenito a 75 ºF. Para finalizar,
a ferramenta é testada e o processo é finalizado.
4.2.2 Perfil de densidade
O perfil de densidade, assim como o neutrônico, é também realizado na maioria
dos serviços de perfilagem. O perfil realiza, na verdade, a medição da massa específica
total da formação, porém, é convencionalmente chamado de perfil de densidade. É
utilizado para determinar a densidade de Bulk (densidade da matriz somada à do fluido),
identificar litologias, além de fornecer dados de porosidade por meio do princípio de
que a densidade é inversamente proporcional à porosidade.
4.2.2.1 A Ferramenta e seus Componentes
A ferramenta que faz a medição da densidade contém a fonte radioativa de 137Cs
e três detectores do tipo cintiladores, que são blindados da radiação proveniente da fonte
32
com chumbo ou tungstênio. Além desses componentes, apresenta “braços” que
possibilitam que a caixa da fonte possa ficar encostada na parede do poço, reduzindo os
efeitos de fluido de perfuração e reboco. A “pata” que faz a medição do perfil caliper
também é localizada nessa ferramenta e ela contém também a região medidora de micro
resistividade. Logo, essa ferramenta é utilizada tanto para o perfil de densidade, como
para o de caliper e também para obtenção de dados de resistividade da zona lavada
(Rxo). A Figura 12 demonstra essa ferramenta.
Figura 12 - Esboço da ferramenta que gera o perfil de densidade.
Fonte: Schlumberger, 2001.
A fonte radioativa de
137
Cs emite raios gama na formação com nível de energia
de 662 MeV, tem atividade de 1.7 Ci e meia-vida de 30,2 anos (SCHLUMBERGER,
2015b). A Figura 13 apresenta um tipo de porta fonte utilizado nas ferramentas de
perfilagem de densidade. Nele, internamente está colocada uma fonte de
137
Cs. Esse
equipamento possui uma rosca para fixá-lo nas blindagens de transporte e no interior
das ferramentas.
33
Figura 13 - Fonte de 137Cs utilizada nas ferramentas de perfilagem para perfil de
densidade.
Fonte: Araújo, 2010.
Os detectores são de Iodeto de Sódio (NaI) e do tipo cintilômetro. Quando os
raios gama atingem o cristal do detector, eles são convertidos em um feixe de luz, que
atinge o fotocátodo (ponto P na Figura 14). O fotocátodo é sensível à luz e emite
elétrons para o fotomultiplicador. Lá os elétrons são multiplicados para que possam
gerar sinal elétrico. O sinal fornecido ao final do processo é proporcional à energia dos
raios gama recebidos na entrada (OLIVEIRA, 2005). A Figura 14 mostra o
procedimento que ocorre nos detectores até a saída do pulso elétrico.
Figura 14 - Funcionamento dos detectores cintilômetros.
Fonte: Schlumberger, 2015b.
34
4.2.2.2 Princípio de Funcionamento
O perfil de densidade é corrido apenas na subida das ferramentas. Isso se dá pelo
fato desse equipamento ter um braço que faz a medição do caliper e esse braço só é
aberto (pressionando a caixa da fonte radioativa na parede) no momento da subida, pois
haveria muito desgaste e possibilidade de quebra se estivesse aberto durante a descida.
Quando a ferramenta começa a subir, ela é ligada e a fonte de
137
Cs inicia a
emissão de raios gama na formação a um nível de energia de 662 MeV, o que
preestabelece o tipo de colisão com o meio, que será pelo Efeito Compton. Os raios
gama, então, colidem com os elétrons da formação, e perdem parte de sua energia.
Alguns atingem níveis muito baixos de energia (< 75 KeV) (SCHLUMBERGER,
2015b), e sofrem absorção fotoelétrica.
Os detectores medem o quanto o raio gama reduziu sua intensidade de energia
com as interações e os resultados geram um espectro, onde a região de baixa energia
(cor azul, Figura 15) é caracterizada pelo efeito fotoelétrico e é utilizada para avaliação
da litologia, e a região de energia média (cor verde, Figura 15) é utilizada para
determinação da densidade. O eixo vertical do gráfico indica a contagem por segundo
feita nos detectores. Uma menor contagem de raios gama na região de baixa energia
indica a ocorrência de mais absorção fotoelétrica, portanto maior é o Z da formação. E
quanto menor a contagem na região de nível médio de energia, maior é a densidade do
meio, uma vez que isso implica maior intensidade de espalhamento Compton. A Figura
15 a seguir ilustra um exemplo de espectro de energia obtido com a ferramenta de
densidade.
Figura 15 - Espectro de energia gerado com o perfil de densidade.
Fonte: Schlumberger, 2015b.
35
A queda no nível energético do feixe de raios gama está diretamente relacionada
com a densidade eletrônica do meio pela seguinte equação:
I = I0 × e−μxρe
(2)
Onde,
I = Intensidade do feixe radioativo no detector;
I0 = Intensidade do feixe radioativo na fonte;
µ = coeficiente de absorção de massa;
x = distância entre a fonte e o detector;
ρe = densidade eletrônica do meio (número de elétrons por volume);
O princípio de funcionamento da ferramenta é, portanto, baseado na
determinação da densidade eletrônica da formação. Essa densidade é diretamente
proporcional à densidade de bulk, como indicado na equação abaixo:
𝑍
ρe = 2 ( ) 𝜌 B
(3)
𝐴
Onde,
Z = Soma dos números atômicos dos elementos constituintes da rocha;
A = Soma dos pesos atômicos dos elementos constituintes da rocha;
ρB = Densidade de Bulk;
4.2.2.3 Interpretação do perfil
Valores de ρe, ρB, 2 Z/A e ρa (densidade obtida pela ferramenta) são prétabelados, de acordo com experimentos feitos em laboratório, e são relacionados ao tipo
de componente da rocha em análise. Dessa forma, com o valor obtido pela ferramenta,
obtém-se a densidade de bulk e consequentemente o tipo de componente na formação.
A determinação da porosidade através dos dados de densidade obtidos é feita
partindo-se do princípio apresentado na equação abaixo, em que pode-se observar que
quanto maior a densidade medida, menor será a porosidade da referida formação.
Φ=
𝜌𝑚 − ρ𝐵
𝜌𝑚 − ρ𝑓
(4)
36
Onde,
Φ = Porosidade
ρm = Densidade da matriz
ρf = Densidade do fluido
Fazendo uma avaliação gráfica do perfil, com base no perfil da Figura 11, podese inferir também que, estando as curvas de porosidade (NPHI) e densidade (DPHZ)
sobrepostas, sabe-se que a estimativa do tipo de formação e fluido está correta, ou seja,
é calcário (limestone) e água (water), pois a calibração da ferramenta neutrônica é feita
baseada nessas especificações. Presença de gás e óleo são avaliadas de acordo com o
espaçamento entre essas duas curvas, como explicado no tópico 4.1.1.3.
4.2.2.4 Calibração
A calibração master dessa ferramenta é feita mensalmente, em período menor
que a de porosidade, devido à fonte de 137Cs ter meia-vida bem menor que a de
241
Am-
Be. Logo, seu decaimento é mais rápido, o que requer uma calibração mais frequente
para manter os resultados precisos.
O processo é realizado na área de calibração, que contém blocos de alumínio e
magnésio, como indicado na Figura 16.
Figura 16 - Bloco de Alumínio utilizado na calibração da ferramenta de densidade.
Fonte: Oliveira, 2005.
37
A calibração constitui-se em fazer a medição das contagens dos detectores
quando a ferramenta é inserida nos blocos de alumínio e magnésio. Primeiramente, fazse a medição com a ferramenta no bloco de alumínio, em seguida coloca-se uma placa
de aço inoxidável no bloco e mede-se novamente. Retira-se a ferramenta do bloco de
alumínio e repete o mesmo processo, agora com o bloco de magnésio. Ao final desse
procedimento, os ganhos e offsets são computados e a ferramenta é testada.
4.2.3 Perfil de Indução
O perfil de indução é um perfil criado para medir a resistividade das camadas
por meio de indução eletromagnética, em poços contendo lamas não condutivas (base
óleo, ar ou gás), onde não é possível operar com transferência de corrente através do
fluido, uma vez que esses fluidos não são condutores.
Esse perfil foi criado com o objetivo de determinar outro item de equação de
Archie (equação I, página 25), o Rt, resistividade da formação. Desse modo, e
confirmada a grande importância dessa informação, uma vez que será necessária para
calcular a saturação de óleo da formação e então determinar potencial do reservatório.
4.2.3.1 A Ferramenta e seus Componentes
A ferramenta que realiza o perfil de indução é o AIT, mencionado na seção
anterior como parte de uma das configurações do PEX. A ferramenta é composta de
uma parte eletrônica onde são controlados os comandos e a transmissão de dados,
seguida de um compensador, e por fim a região matriz (array section) onde são locadas
oito bobinas transmissoras e receptoras. Anexada à matriz, no fundo da ferramenta,
existem os sensores Rm/SP, que fazem a medição da resistividade da lama e Potencial
Espontâneo. A Figura 17 mostra um escopo da ferramenta AIT.
38
Figura 17 - Estrutura da ferramenta de indução (AIT).
Schlumberger, 2013.
4.2.3.2 Princípio de Funcionamento
O funcionamento da ferramenta se dá através de indução eletromagnética.
Inicialmente é emitida uma corrente de valor conhecido nas bobinas transmissoras. Essa
corrente gera um campo eletromagnético primário na formação. A formação, rochas
sedimentares, é composta por poros interconectados preenchidos por soluções
eletrolíticas, constituindo-se, portanto, de um ótimo meio condutor, como se fossem
infinitos “fios elétricos” interligados, formando um “anel de rocha” (anel fictício
indicado no centro da Figura 18).
39
O campo magnético primário, então, dá origem a uma corrente induzida no “anel
de rocha”, que por sua vez gera um campo eletromagnético secundário. Por fim, o
campo magnético secundário induz corrente nas bobinas receptoras que fazem a
medição da corrente. A corrente medida é proporcional à condutividade da formação. E
a condutividade é o inverso da resistividade. A Figura 18 mostra o processo de
transmissão e indução de corrente e campo magnético que ocorre no AIT.
Figura 18 - Princípio de indução aplicado na ferramenta AIT.
Fonte: Nery, 1990.
4.2.3.3 Calibração
A calibração da ferramenta AIT é realizada em área reservada de calibração,
onde a ferramenta fica no sentido horizontal. Inicialmente é feita medida da
resistividade com a ferramenta em contato apenas com o ar, e em seguida são colocados
40
anéis (com resistividade conhecida) entre os sensores da ferramenta (bobinas
transmissoras e receptivas) e é então avaliado em um software o valor que está sendo
indicado de resistividade. Por fim, são feitos os ajustes necessários de acordo com o
valor padrão que deveria ser mostrado no software e a ferramenta é então testada.
4.2.4 Laterolog
O Laterolog é um perfil que indica valores de resistividade da rocha (Rt), uma
das incógnitas da equação de Archie (equação I, página 25) e, portanto, um dado
importante para obtenção da saturação de óleo da formação. A ferramenta que realiza
esse perfil foi criada com intuito de reduzir os efeitos que lamas condutivas causavam
nos perfis de indução.
Para o caso de lamas condutivas (a base de água) é necessário um método que
force a entrada de corrente na formação, e esse processo é conhecido como focalização,
uma característica desenvolvida na ferramenta que realiza o Laterolog.
4.2.4.1 A Ferramenta e seus Componentes
A ferramenta que realiza esse perfil é a HRLS, mencionada na seção anterior
como parte de uma das configurações do PEX. Essa sonda é composta por um eletrodo
central (A0) e três outros pares: M1 e M2, M’1 e M’2 (eletrodos monitores) e A1 e A2
(eletrodos de bloqueio). Cada par é localizado simetricamente em relação ao eletrodo
central e em curto circuito, como indicado na Figura 19. Anexado, no fundo da
ferramenta, existem os sensores Rm/SP, que fazem a medição da resistividade da lama e
Potencial Espontâneo.
41
Figura 19 - Estrutura da ferramenta HRLS e localização dos pares de eletrodos.
Fonte: Nery, 1990.
4.2.4.2 Princípio de Funcionamento
O funcionamento da ferramenta HRLA se dá da seguinte maneira: uma corrente
de intensidade constante é enviada através do eletrodo A0. Através dos eletrodos
bloqueadores A1 e A2 é enviada uma corrente com a mesma polaridade do eletrodo A0,
ajustável automaticamente, de modo que os pares monitores M1/M2 e M’1/ M’2 sejam
mantidos em um mesmo potencial. Enquanto essa condição persistir, o potencial dos
eletrodos A’s e M’s deverá ser o mesmo e a corrente é forçada a entrar lateralmente
pelas camadas.
A diferença de potencial é então medida entre um dos eletrodos monitores e um
eletrodo localizado na superfície (isto é, eletricamente no infinito). Este princípio de
ferramenta é semelhante ao sistema elétrico normal, onde toda esfera equipotencial
localizada além de dez vezes o diâmetro emissor, proporciona um pequeno acréscimo
na ddp entre o eletrodo e a esfera considerada.
Caso a corrente em A0 seja mantida constante, o potencial medido deverá variar
diretamente em função da resistividade da camada. Dado a particularidade ferramental
já discutida, nenhuma corrente saída de A0 ultrapassará a posição dos eletrodos M1/M2
42
e M’1/M’2, a qual penetrará horizontalmente nas camadas, em forma de um disco de
espessura finita.
4.3 PROCEDIMENTO PARA UMA OPERAÇÃO DE PERFILAGEM A POÇO
ABERTO
O procedimento para a realização de uma operação de perfilagem, na prática, é
dividido em três etapas: preparação do trabalho, operação e pós-trabalho. Na primeira
etapa, o engenheiro é informado de todos os dados do poço, como tipo de lama,
profundidade do poço, temperatura e pressão, informações de outros poços no mesmo
campo, entre outros dados que são de grande utilidade para uma boa preparação.
Obtidas essas informações e sabendo o tipo de serviço solicitado para o poço (AITPEX, HRLA-PEX, Sônico, Pré-teste, etc), é então iniciada a seleção das ferramentas
que serão utilizadas.
Todas as ferramentas devem estar com a manutenção em dia, testadas e também
deve ser garantido que os equipamentos estejam dentro do período de validade da
calibração e certificação (no caso de equipamento de pressão, ou de rigup), a fim de
garantir a obtenção de resultados precisos e cumprir com requisitos de segurança.
Finalizado o teste com as ferramentas, faz-se um checklist da unidade de perfilagem.
Por fim, é feita uma reunião (briefing) com gerente da operação e toda a equipe para
dialogar sobre a operação, problemas que possam vir a ocorrer e como deverão ser
solucionados. Dessa forma a equipe fica preparada para diversas situações de campo.
Assim, é concluída a etapa de preparação do trabalho.
Quando é finalizada a preparação, a unidade de perfilagem pode ser enviada para
a localização do poço em que realizará o trabalho, juntamente com o engenheiro e os
operadores responsáveis pelo serviço. Dentre os principais equipamentos da unidade de
perfilagem estão: o cabo de perfilagem, que transmite as informações obtidas pelas
ferramentas até a unidade de aquisição e é também utilizado para sustentar a tool string
(coluna de ferramentas descidas no poço); equipamento medidor de profundidade e
velocidade do cabo; equipamento medidor de tensão no cabo; bobina que envolve o
cabo de perfilagem; e equipamentos de aquisição de dados, por exemplo o computador
com software que controla a operação das ferramentas no poço, equipamento que
43
fornece voltagem e corrente para as ferramentas, programa que controla tensão e
profundidade do cabo, entre outros.
Assim que a perfuração é concluída (etapa que precede a perfilagem), a
montagem dos equipamentos de perfilagem na superfície é autorizada. Antes de iniciar
a operação de perfilagem, é feita uma reunião de segurança na sonda, com todos os
trabalhadores envolvidos, sejam eles da prestadora de serviço ou da empresa produtora.
Nessa reunião são abordados os cuidados que devem existir com relação ao tipo de
material que será utilizado na operação (radioativo, explosivo, químicos), e fala-se
também sobre situações de emergência.
Finalizada a reunião de segurança, inicia-se a organização do equipamento de
rigup, que é responsável por sustentar e orientar a descida das ferramentas de
perfilagem no poço. Ao passo que o rigup é montado, é também realizada a conexão de
algumas ferramentas (na horizontal, na superfície) que irão descer no poço, formando a
tool string. Em ordem de cima para baixo são conectadas:

Cabeça de poço: responsável pela ligação entre o cabo de perfilagem e as demais
ferramentas da coluna.

Ferramenta de Telemetria: responsável por transmitir as informações captadas
pelas ferramentas de perfilagem até o cabo de perfilagem, que irá conduzir os
dados até a unidade de aquisição, localizada dentro do caminhão de perfilagem,
na superfície.

Conjunto PEX: HGNS, HRCC, HRMS, AIT/HRLS. Equipamentos que são
responsáveis por executar a perfilagem e obter informações das formações
atravessadas pelo poço e fluidos contidos nelas.
Dependendo do tipo de serviço, outros equipamentos são inseridos na tool
string. Os itens indicados acima são característicos de um serviço básico de perfilagem
a poço aberto.
Quando os equipamentos são montados, é iniciada a perfilagem, que
dependendo do tipo de serviço solicitado e das complicações que venham ocorrer, pode
durar apenas algumas horas, ou chegar a ser finalizada somente em dias.
A última etapa, pós-trabalho, é caracterizada pela organização dos dados obtidos
com a operação de perfilagem. É feito o pacote do serviço, onde são gerados os perfis
com informações caracterizadas de acordo com o que foi solicitado. Cada empresa tem
seu padrão para apresentação dos dados, e o engenheiro que realizou o trabalho é
44
responsável por organizar os dados da maneira solicitada. Desse modo, são concluídas
todas as etapas da operação de perfilagem.
45
Capítulo V
Conclusões
46
5. CONCLUSÕES
Finalizado o estudo, foi possível concluir que:

A perfilagem de poços é uma etapa fundamental para a determinação de
importantes propriedades das rochas, e para identificação de fluidos e litologias. Com a
geração dos perfis, obtém-se os dados relacionados à profundidade, o que permite
determinação de intervalos de produção.

O Platform Express foi uma evolução determinante para melhoria dos
resultados obtidos com a perfilagem, pois apresenta design mais compacto, e é quase
duas vezes mais rápido que o Triplo-Combo, fornecendo melhores respostas em tempo
real e apresenta melhor eficiência.

O PEX apresenta duas configurações, diferenciadas pelo tipo
de
ferramenta utilizado para fazer o perfil de resistividade (AIT ou HRLS).

Para o perfil de densidade, a resposta principal é a densidade de bulk,
obtida por uma relação com a densidade elétrica da formação. Quanto menor a
contagem de raios gama nos detectores, maior é a densidade de bulk da formação. Com
o perfil de densidade obtém-se também a porosidade.

No perfil neutrônico, a principal resposta é a porosidade total da
formação. Esse dado é obtido com base no índice de hidrogênio da formação. Quanto
maior o HI, maior é a porosidade (entende-se que maior é a quantidade de fluidos). Com
esse perfil pode-se determinar também zonas de gás.

Entre os tipos de perfis, os de densidade e porosidade apresentam um
maior fator de risco devido ao uso de fontes radioativas como base para adquirir suas
respostas finais.

O perfil de resistividade pode ser obtido tanto pelo princípio da indução
como por transferência de corrente para a formação de forma lateral e “forçada”, em um
processo chamado focalização, que dá origem ao perfil latelorog.

O procedimento para realização de uma operação de perfilagem a poço
aberto é constituído de três etapas: preparação do trabalho, operação e pós-trabalho.

Para obter resultados precisos e garantir requisitos de segurança, os
equipamentos de perfilagem devem estar com manutenção em dia, dentro do período
válido de calibração e devidamente certificados.
47
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ARAÚJO, I. S. (2010). Avaliação da proteção radiológica nas empresas prestadoras de
serviços de perfilagem de poços no município de Macaé. Dissertação de Mestrado.
Instituto Militar de Engenharia – Rio de Janeiro.
EBAH,
(2015).
Perfilagem.
Disponível
em
<
http://www.ebah.com.br/content/ABAAABbDsAH/perfilagem>. Acesso em 15 de julho
de 2015.
NERY, G. G. (1990). Perfilagem Geofísica em Poços Abertos.
OLIVEIRA, L. J. (2005). Avaliação do uso da perfilagem geofísica para obtenção de
informações secundárias para utilização em co-estimativas de variáveis geológicomineiras. Dissertação de Mestrado. Universidade Federal do Rio Grande do Sul – Porto
Alegre.
SCHLUMBERGER,
(2001).
Platform
Express.
Disponível
em:
<http://www.slb.com/~/media/Files/evaluation/brochures/wireline_open_hole/petrophys
ics/platform/platform_express_br.pdf>. Acesso em 2 de maio de 2015.
SCHLUMBERGER, (2013). Array Induction Tool. Apresentação oferecida para
Engenheiro Junior da Schlumberger em curso perfilagem. Arquivo não disponível.
Acesso em 7 de julho de 2015.
SCHLUMBERGER, (2015a). Highly Integrated Gama Ray Neutron Sonde (HGNS).
Apresentação oferecida no curso de Engenheiro Junior da Schlumberger. Arquivo não
disponível. Acesso em: 13 de maio de 2015.
SCHLUMBERGER,
(2015b).
Three-detector
Lithology
Density
Tool
(TLD).
Apresentação oferecida no curso de Engenheiro Junior da Schlumberger. Arquivo não
disponível. Acesso em: 15 de maio de 2015.
48
THOMAS, J. E. (2004). Fundamentos de Engenharia de Petróleo. – 2. ed. – Rio de
Janeiro: Interciência: PETROBRÁS.