Análise dos efeitos da mudança na reologia do fluido no processo de limpeza de poços horizontais
Marcelo dos Santos Lídio1; Renato do Nascimento Siqueira1
1 Instituto Federal do Espírito Santo
doi:10.20906/CPS/CON-2016-1064
Resumo
A perfuração de poços horizontais é uma prática atrativa devido a uma maior área de contato entre o poço e o reservatório, propiciando uma maior produtividade e eficiência do processo. Para poços horizontais, observa-se uma configuração excêntrica causada pelo deslocamento da coluna de perfuração em relação ao poço devido aos efeitos gravitacionais, o que modifica a geometria do espaço anular e altera os padrões de escoamento. O processo de perfuração é caracterizado pela rotação da coluna e o peso aplicado sobre a broca que promovem a fragmentação da rocha gerando os cascalhos, que são removidos do fundo do poço pelo fluido de perfuração que é bombeado pela coluna e retorna pelo espaço anular até a superfície. A remoção dos cascalhos do espaço anular é afetada por diversos parâmetros como: a granulometria do cascalho, a geometria do poço, a rotação da coluna, a taxa de escoamento axial e a reologia do fluido de perfuração; dentre estes destaca-se a reologia do fluido, que é um dos parâmetros mais importantes na definição de uma estratégia de limpeza eficiente para evitar a obstrução do anular e a possível prisão da coluna. A mudança da reologia do fluido altera os perfis de velocidade e viscosidade no espaço anular, que são indicativos da capacidade de carreamento do fluido. Além disso, a escolha adequada de um fluido de perfuração leva a um menor consumo de energia no processo, pois as características pseudoplásticas do fluido diminuem o atrito com as paredes do poço e a coluna de perfuração, diminuindo a perda de carga. Este estudo analisa o escoamento laminar de fluidos não newtonianos em espaços anulares excêntricos com rotação da coluna, a fim de avaliar o efeito da reologia do fluido de perfuração em anulares estreitos. Para o estudo foi utilizado o software Ansys® CFX 16.0. A geometria do poço utilizada consistiu em dois cilindros formando um anular, com raio interno (ri) = 0,0254 m, raio externo (re) = 0,0282 m e comprimento do tubo de 2,5 m. Foi realizada uma comparação entre o fluido padrão utilizado
Palavras-chave: Reologia; Anular excêntrico; Poços horizontais; CFD