Cinemática de partículas em fluidos de viscosidade variável com o tempo e sua aplicação na construção de poços de petróleo: avaliação durante paradas operacionais

The new oil reservoirs discoveries in onshore and ultra deep water offshore fields and complex trajectories require the optimization of procedures to reduce the stops operation during the well drilling, especially because the platforms and equipment high cost, and risks which are inherent to the operation. Among the most important aspects stands out the drilling fluids project and their behavior against different situations that may occur during the process. By means of sedimentation experiments, a correlation has been validated to determe the sedimentation particles velocity in variable viscosity fluids over time, applying the correction due to effective viscosity that is a shear rate and time function. The viscosity evolution over time was obtained by carrying out rheologic tests using a fixed shear rate, small enough to not interfere in the fluid gelling process. With the sedimentation particles velocity and the fluid viscosity over time equations an iterative procedure was proposed to determine the particles displacement over time. These equations were implemented in a case study to simulate the cuttings sedimentation generated in the oil well drilling during stops operation, especially in the connections and tripping, allowing the drilling fluid project in order to maintain the cuttings in suspension, avoiding risks, such as stuck pipe and in more drastic conditions, the loss of the well

As novas descobertas de reservatórios de petróleo em campos onshore e offshore em lâminas d águas ultra-profundas e de trajetórias complexas demandam a otimização dos processos de perfuração para reduzir as operações de paradas durante a perfuração de um poço, especialmente devido ao elevado custo das plataformas, equipamentos e dos riscos que são inerentes à operação. Dentre os aspectos mais importantes destaca-se o projeto de fluidos de perfuração e o estudo de seu comportamento frente a diferentes situações que podem ocorrer durante o processo. Através de experimentos de sedimentação, foi validada uma correlação para determinação da velocidade de sedimentação de partículas em fluidos de viscosidade variável com o tempo, aplicando-se as devidas correções para viscosidade efetiva que é função da taxa de deformação e do tempo. A evolução da viscosidade com o tempo foi obtida através de ensaios reológicos utilizando uma taxa de deformação fixa, pequena o suficiente para não interferir no processo de gelificação do fluido. Com as equações de velocidade de sedimentação de partículas e da viscosidade do fluido com o tempo foi proposto um procedimento iterativo capaz de determinar o deslocamento das partículas com o tempo. Essas equações constitutivas foram aplicadas no estudo de caso para simulação da sedimentação dos cascalhos gerados na perfuração de um poço de petróleo durante paradas operacionais, especialmente as conexões e manobras, possibilitando o projeto do fluido de perfuração de maneira a manter os cascalhos em suspensão, evitando riscos, como por exemplo, a prisão da coluna de perfuração e em condições mais drásticas, a perda do poço