Efeitos da reologia do fluido de perfuração sobre a eficiência processo de limpeza de poços horizontais

Abstract

Diante do amplo crescimento da indústria petrolífera e da exploração de novos poços de petróleo, medidas para garantir uma melhor eficiência e diminuição de custos do processo se mostram cada dia mais importantes. Durante a perfuração de um poço de petróleo, os cascalhos gerados pela fragmentação do solo pela broca precisam ser carreados para fora do poço. Este processo é denominado de limpeza do poço e é uma etapa crucial do processo de perfuração rotativa. Para realizar a limpeza de um poço, a circulação de um fluido através do espaço anular entre o poço e a coluna de perfuração se faz necessária e o entendimento do comportamento deste fluido, comumente conhecido como lama de perfuração, é de fundamental importância para se melhorar o desempenho do processo. Muitos estudos realizados visam compreender as variáveis presentes que influenciam o padrão de escoamento, e consequentemente, influenciando no processo de limpeza. Variáveis como a rotação da coluna, inclinação dos poços, a excentricidade e as características reológicas dos fluidos são alguns exemplos de parâmetros avaliados pela literatura para melhor compreensão do escoamento. Neste trabalho foram realizadas simulações a partir de um modelo numérico para o escoamento de fluidos não newtonianos em uma região anular com rotação da coluna interna. O modelo reológico utilizado para descrever o comportamento destes fluidos, foi a Lei de Potência (power law) e quatro fluidos com diferentes índices de comportamento, n, foram utilizados. Foram avaliados os perfis de velocidades axial e tangencial bem como a queda de pressão ao longo do escoamento, com a finalidade de compreender os efeitos da reologia no processo de limpeza dos poços. Os resultados indicaram que ao diminuir o índice de comportamento, foi apresentada uma curva reológica desejável, entretanto com baixos valores de viscosidade. Uma análise realizada com o índice de consistência, K, mostrou melhoria quanto ao valor da viscosidade.