Estabilidade de poços de Petróleo em formações evaporíticas - efeitos de fluência, plasticidade e dano
Juan David Velilla Uribe1; Sergio A.B da Fontoura1; Daniel Duque Melo1; Nelson Inoue1; Jorel Lopes dos Anjos2
1 Departamento de Engenharia Cilvil, GTEP/PUC-Rio; 2 CENPES/Petrobras
doi:10.20906/CPS/CILAMCE2015-0898
Resumo
O comportamento tensão-deformação de matérias rochosos é influenciado por três zonas principais: zona elástica, zona plástica e zona de dano. No caso das rochas evaporíticas além das três zonas citadas é apresentado o fenômeno da fluência, ou deformações do material sobre um carregamento constante aplicado, onde normalmente é suposto que o material possui um comportamento visco-elástico, sendo assim só considerada a fluência e a zona elástica, suposição que ignora um possível enfraquecimento do material devido à plasticidade e o dano. O presente trabalho tem como objetivo analisar a resistência ao cisalhamento do material salino na perfuração de poços de petróleo no pres-sal, considerando os efeitos da fluência e a curva completa tensão deformação. O software de elementos fintos ABAQUS foi empregado para realizar as simulações. A fluência foi modelada com a lei de potencia de Norton e para o comportamento tensão-deformação foi utilizado o modelo constitutivo de Drucker e Prager com dano dilatante. A calibração dos parâmetros de cada modelo constitutivo foi realizada com base em dados de laboratório reais de dois trabalhos propostos na literatura, realizando testes sintéticos de compressão triaxial e fluência. Finalmente a perfuração e fluência de um poço de petróleo são analisadas, para condições reais num modelo de estado plano de deformação. Os resultados estabelecem que o material nas proximidades da parede do poço é enfraquecido apresentando maiores deformações comparadas com o modelo visco-elástico. O efeito da fluência por sua vez é de relaxar as tensões na parede do poço no tempo, pelo que as condições mais críticas de carregamento existem no instante que ocorre a perfuração.
Palavras-chave: Estabilidade de poços