| Autores: Manoel Feliciano da Silva Jr e José Luiz Arias vidal
1. INTRODUÇÃO
A perfuração sub-balanceada (UBD) é uma técnica inovadora onde a pressão hidrodinâmica exercida pelos fluidos circulantes no poço é deliberadamente mantida abaixo da pressão da formação, induzindo o reservatório a produzir. A vazão de saída de hidrocarbonetos provenientes do poço é mantida controlada e um equipamento de superfície – vaso separador – executa a contínua separação da mistura dos componentes para recirculação, amostragem, queima e descarte. A técnica tem-se mostrado uma óptima alternativa para aumentar a produtividade futura dos reservatórios, por redução de danos à formação.
Painél
Fig. 1 - Painel do sistema de aquisição e controle - Aleph
Fig. 2 - Sonda SC-95 - operação UBD no Campo de Estreito, Estado do Rio Grande do Norte – Brasil.
Os benefícios técnicos e económicos da aplicação da perfuração sub-balanceada levaram a PETROBRAS a desenvolver projectos que acelerassem a curva de aprendizado e a superar as dificuldades técnicas. Entre os requisitos de viabilização da tecnologia encontramos o equipamento de superfície para separação de fluidos multifásicos na saída do poço (gás, líquido, sólido). A necessidade de um sistema compacto de separação, projectado para altas vazões de gás e líquido e com alta eficiência de separação, capaz de suportar o padrão de fluxo decorrente do processo de perfuração sem comprometer a pressão de fundo resultou num separador vertical helicoidal pressurizado com sistema de controlo e supervisão automáticos. Os sistemas foram projectados um para uso no mar e outro para uso em terra. O texto em questão está focado no sistema de terra e no seu projecto de instrumentação e controlo.
2. INSTRUMENTAÇÃO E CONTROLE
A concepção do sistema, a escolha dos equipamentos e a plataforma de desenvolvimento de software tiveram como objectivos principais: a segurança, a integração de informações, a flexibilidade e a facilidade da operação. O nível de segurança desejado foi obtido com a escolha de equipamentos de segurança intrínseca, aliado à redundância nas malhas de controle e um controlador dedicado. A integração, a flexibilidade e a facilidade de operação foram obtidas com a utilização das ferramentas de desenvolvimento de hardware e software da National Instruments. De forma simplificada, o sistema está mostrado a seguir:
Campo Casa de controle
O software de aquisição de dados e controlo, denominado Aleph, foi escrito em G utilizando o LabVIEW 5.1 na plataforma Microsoft Windows 98. A arquitectura do sistema foi concebida visando integrar todas as informações necessárias à perfuração UBD num só lugar. A partir da tela principal é possível visualizar as informações do EM-MWD (por exemplo, a profundidade da broca), parâmetros de operação (i.e., vazões de líquido a gás) e a pressão resultante de fundo, das válvulas de controle, acompanhar através de gráficos o comportamento do processo e inserir comentários em tempo real. O Aleph pode trabalhar em três modos: cliente, servidor e playback. O modo cliente opera em rede recebendo os dados de um datasocket server permitindo a visualização e gravação dos dados remotamente, bem como a impressão do painel a qualquer momento. O modo servidor realiza efectivamente a aquisição, gravação e a transmissão dos dados para o datasocket server. Além disso, para viabilização da integração de toda a aquisição e gestão num único ambiente foi desenvolvido um driver especifico para o LabVIEW, para comunicação com o controlador da CD600 da Smar. O modo playback é uma característica especial para efeito de treino e análise de operações de campo: os dados gravados podem ser lidos e reproduzidos na tela tal como na operação (playback).
Digrama Funcional
Modo Servidor
Modo Cliente
O sistema de controle é dividido duas malhas: uma de nível e outra de pressão. O controle das malhas é feito pelo controlador CD600 da Smar e a sea gestão pelo software Aleph (permite a mudança de setpoints e controle manual das válvulas eletropneumáticas de controle).
3. CONCLUSÃO
A aquisição de todos os dados necessários à condução da operação de perfuração sub-balanceada mostrados em um único ponto e o controle de fluxo de saída que permite reduzir a amplitude de oscilação da pressão no fundo do poço são os resultados mais fortes do sistema de separação.
O equipamento para poços de terra já foi testado e aprovado através de experiências à escala real em Taquipe – Bahia. E na perfuração de quatro poços no Campo de Estreito – Rio Grande do Norte onde as interpretações em tempo real dos eventos possibilitaram decisões mais seguras durante a operação.
AGRADECIMENTOS
Os autores agradecem a PETROBRAS – Petróleo Brasileiro S.A. pelo suporte financeiro a este projeto de pesquisa o que permitiu a publicação desse paper. |
