Publicação: Estudo da Sedimentação de Partículas em Reservatórios Inclinados Utilizando a Técnica de Atenuação de Raios Gama
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CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::OPERACOES INDUSTRIAIS E EQUIPAMENTOS PARA ENGENHARIA QUIMICA::OPERACOES DE SEPARACAO E MISTURA
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Resumo
A perfuração direcional de poços inclinados, em contraste com as técnicas
tradicionais de perfuração vertical, possibilita o aumento da produtividade dos
reservatórios, maximiza e viabiliza a exploração de campos petrolíferos em localizações
de difícil acesso. Considerando que fluidos de perfuração estão sujeitos a sedimentação
de partículas, e que a sua sedimentação não é desejada pela indústria petrolífera. Pouco
se sabe sobre os efeitos do ângulo de inclinação do poço na sedimentação em tais
reservatórios, não se tem estudos utilizando a Técnica de Atenuação de Raios Gama
(TARG) em poços direcionais. Quando o fluxo de fluido de perfuração é cessado, esses
sólidos naturalmente tendem a sedimentar, podendo comprometer a retomada do processo
e causar danos aos equipamentos. Diante desse cenário, este trabalho busca avançar no
entendimento da influência da inclinação do poço na sedimentação de sólidos no interior
dele. Para tanto, foram preparadas suspensões, newtonianas (água com CaCO3 e glicerina
com microesferas de vidro) e não newtonianas (goma xantana com microesferas de
vidro), e realizados os monitoramentos da concentração volumétrica local de sólidos ao
longo do tempo, pela TARG, em diferentes posições do tubo de teste e em quatro
diferentes inclinações em relação ao eixo vertical (0°, 30°, 45° e 60°). Observou-se que
quanto maior o ângulo de inclinação, maior a velocidade de sedimentação dos sólidos e
que o efeito conhecido como Boycott se torna evidente e importante durante a separação
da suspensão. Além disso existe uma mudança na dinâmica da sedimentação relacionada
à inclinação do recipiente e às características reológicas dos fluidos, associadas ao efeito
Boycott e à gelificação das estruturas do biopolímero. Dessa forma, ao escolher os poços
direcionais, deve-se escolher entre os benefícios que os poços inclinados oferecem, como
maior produtividade e menor impacto ambiental, e o aumento da velocidade de
sedimentação dos sólidos nos fluidos de perfuração que pode atrapalhar a etapa de
perfuração.
Abstract
Directional drilling of inclined wells, as opposed to conventional vertical drilling
methods, enhances reservoir productivity, allowing for exploration of oil fields in
challenging locations. Although drilling fluids experience sedimentation due to solid
particles in the fluid formulation and cuttings from rock formation, especially in inclined
wells, our understanding of the influence of wellbore inclination on sedimentation in
these reservoirs remains insufficient. When the drilling fluid flow ceases, these solids
naturally settle, potentially impeding the resumption of the process and causing
equipment damage. In response to this challenge, this study aims to advance the
understanding of the influence of wellbore inclination on solid sedimentation within if.
To achieve this, suspensions (both Newtonian and non-Newtonian) were prepared, and
the local volumetric solids concentration was monitored over time using the Gamma Ray
Attenuation Technique at various positions within the test tube and at four different
inclinations relative to the vertical axis (0°, 30°, 45°, and 60°). It was observed that the
greater the inclination angle, the faster the sedimentation rate of solids. The phenomenon
known as the Boycott effect becomes evident and significant during the suspension
separation. Additionally, there is a change in the sedimentation dynamics related to the
inclination of the container and the rheological characteristics of the fluids, associated
with the Boycott effect and the gelification of biopolymer structures. Therefore, when
opting for directional drilling, a careful balance must be struck between the advantages
offered by inclined wells, such as increased productivity and reduced environmental
impact, and the higher rate of solids sedimentation in drilling fluids.
Palavras-chave
Sedimentação, Poços direcionais, Efeito Boycott, Atenuação de raios gama, Settling, Inclined wells, Boycott effect, Gamma ray attenuation
Citação
SCHIMICOSCKI, Raquel Stavale. Estudo da sedimentação de partículas em reservatórios inclinados utilizando a técnica de atenuação de raios gama. 2024.153f. Dissertação (doutorado em Engenharia química) - Universidade Federal de Uberlândia, 2024. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2024.59.
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