Análise de Modelos Analíticos para Estimativa de Forças de Corte do Ensaio de Cortador Único para Rochas Evaporíticas
Laura Yarick Barragán Rodríguez1; Sergio Augusto Barreto da Fontoura1; Carla Massignani Carrapatoso1
1 Pontificia Universidade Catolica PUC Rio
Resumo
A indústria do petróleo realiza contínuas pesquisas para aperfeiçoar as operações de perfuração de poços, aumentando a taxa de penetração e reduzindo o tempo não produtivo. Diversos estudos analisam o processo de corte em rocha utilizando brocas PDC (Polycrystalline Diamond Compact). Experimentos como o ensaio de cortador único simulam a interação existente entre a rocha e o cortador dos que compõem as brocas PDC. Além disso, modelos numéricos têm sido criados para fazer o mesmo tipo de análise com estimativas concordantes com resultados obtidos experimentalmente. No entanto, os ensaios experimentais geram altos custos de investimento, e por sua vez, as modelagens numéricas, requerem uma inversão de tempo muito alta para realizar suas simulações. Com a avaliação de alguns modelos analíticos documentados na literatura se quer eliminar o fator custo e tempo, obtendo resultados concordantes com os resultados das medições experimentais. Os modelos analíticos aqui apresentados permitem estimar as forças medidas pelo cortador no processo de corte relacionando as propriedades mecânicas da rocha e a geometria do corte a partir de um equilíbrio de forças no instante em que a face do cortador entra em contato com a rocha. Busca-se avaliar a efetividade destes modelos aplicando-os na estimativas das forças no processo de corte em rochas evaporiticas o formações de pré-sal e sal que apresentam baixa eficiência no processo de perfuração. O sal está depositado a grandes profundidades e em espessas camadas nas bacias da costa brasileira. É um grande desafio atravessar essa formação mantendo a integridade da coluna de perfuração e da broca, já que há a tendência de fechamento das paredes do poço devido à fluência do sal, ha por isto o grande interesse em se perfurar este material o mais rápido possível. A aplicação deste tipo de metodologia para corte em halita obriga a considerar no modelo analítico o incremento nas forças devido ao comportamento dúctil do material, à formação de bandas cisalhantes no momento do corte jun
Palavras-chave: Forças de corte; Ensaio de cortador único; Evaporitos; Halita