Um modelo desenvolvido por pesquisadores da KAUST fornece insights sobre como as lamas de perfuração se comportam dentro dos poços e pode ajudar a indústria do petróleo a evitar poços entupidos. Crédito:Qi Liu e Carlos Santamarina
Um modelo que simula como os fluidos de perfuração, ou lamas, comportar e influenciar a estabilidade de poços de petróleo foi desenvolvido por pesquisadores da KAUST. Suas descobertas podem informar novos protocolos de segurança e o design de novas lamas de perfuração.
Para garantir que os poços de petróleo sejam seguros e economicamente viáveis, é vital manter sua integridade. Os engenheiros passaram décadas otimizando lamas de perfuração, que são bombeados para novos poços para reduzir o atrito e manter a broca limpa. Uma vez no poço, o elemento líquido da lama penetra na rocha circundante, deixando partículas sólidas para criar um bolo de lama, que alinha as paredes do poço para estabilizá-los.
Contudo, o comportamento das lamas de perfuração dentro dos poços é altamente complexo, e sua eficácia depende de muitos fatores, como temperatura, salinidade e permeabilidade, dentro da própria lama e na rocha circundante. Lamas ineficazes podem entupir o poço e deixar o tubo preso - um problema caro e demorado para a indústria de petróleo.
Qi Liu e Carlos Santamarina da KAUST desenvolveram um modelo sofisticado de formação de torta de lama a partir de lamas de perfuração à base de água para a indústria de petróleo. Seu modelo fornece insights sobre o crescimento do bolo de lama e sugere maneiras de garantir a formação ideal.
"O bolo de lama se forma como um filtrado, semelhante ao café moído em uma prensa francesa, na interface entre o poço e a rocha, "diz Liu.
O comportamento das lamas de perfuração dentro dos poços é altamente complexo, e sua eficácia depende de muitos fatores dentro da própria lama e na rocha circundante. Crédito:Qi Liu e Carlos Santamarina
"A maioria dos modelos de bolo de lama existentes pressupõe uma mudança repentina entre as fases de pasta e bolo, que não é representativo, "explica Liu." Em vez disso, usamos equações que capturam a transição gradual entre a razão de vazios, permeabilidade e tensões eficazes para criar um modelo que represente adequadamente a evolução da pasta de lama para a torta de lama. "
Seus resultados mostram que fatores ambientais, incluindo térmicos, tensões químicas e mecânicas desempenham um papel crítico no crescimento excessivo do bolo de lama, junto com alta permeabilidade e baixa viscosidade de lama, o que causa severa perda de fluido dentro do sistema.
“Também descobrimos que a força total atuando no tubo aumenta com o tempo, "diz Liu." Portanto, nosso principal conselho para evitar canos emperrados é minimizar o tempo gasto na paralisação. As empresas de perfuração também devem otimizar o projeto de lama levando em consideração as complexas condições de fundo de poço. "
A equipe também está trabalhando em lamas projetadas que permitem aos usuários monitorá-las diretamente. Isso inclui uma nova lama sensível ao magnetismo, lamas à base de nanopartículas com propriedades únicas, e lamas reativas a estímulos que alteram as propriedades mediante solicitação.
