Contente
- O que é perfuração direcional?
- Por que perfurar poços que não são verticais?
- Unidades de rocha que mais se beneficiam da perfuração horizontal
- Perfuração horizontal e fraturamento hidráulico em folhelhos
- Metodologia de Perfuração
- Uma nova filosofia de arrendamento e realeza
Perfuração direcional na cidade: A perfuração direcional pode ser usada para alcançar alvos que não podem ser perfurados com um poço vertical. Por exemplo, pode não ser possível obter uma licença de perfuração para um poço localizado dentro de uma área povoada ou dentro de um parque. No entanto, um poço pode ser perfurado nos arredores da área ou parque povoado e depois direcionado direcionalmente para atingir o alvo.
O que é perfuração direcional?
A maioria dos poços perfurados para água, petróleo, gás natural, informações ou outros objetivos de subsuperfície são poços verticais - perfurados diretamente na terra. No entanto, a perfuração em um ângulo diferente da vertical pode obter informações, atingir alvos e estimular reservatórios de maneiras que não podem ser alcançadas com um poço vertical. Nesses casos, a capacidade de direcionar o poço com precisão em direções e ângulos que partem da vertical é uma habilidade valiosa.
Quando a perfuração direcional é combinada com o fraturamento hidráulico, algumas unidades de rocha que eram improdutivas quando perfuradas verticalmente podem se tornar fantásticas produtoras de petróleo ou gás natural. Exemplos são o Marcellus Shale da Bacia dos Apalaches e a Formação Bakken de Dakota do Norte.
Minimize a área ocupada: Uma plataforma de perfuração pode ser usada para perfurar vários poços. Isso reduz a pegada das operações de perfuração. Em 2010, a Universidade do Texas em Arlington perfurou 22 poços em uma única plataforma. Esses poços estão drenando o gás natural de cerca de 1100 acres abaixo do campus. Ao longo de 25 anos de vida, espera-se que os poços produzam um total de 110 bilhões de pés cúbicos de gás natural. A alternativa seria perfurar muitos poços, cada um exigindo uma plataforma de perfuração, lagoa, estrada de acesso e linha de coleta.
Por que perfurar poços que não são verticais?
A perfuração direcional e horizontal tem sido usada para alcançar alvos sob terrenos adjacentes, reduzir a pegada de desenvolvimento de campos de gás, aumentar o comprimento da "zona de pagamento" em um poço, cruzar deliberadamente fraturas, construir poços de alívio e instalar serviços de utilidade em terrenos onde escavação é impossível ou extremamente cara.
Abaixo está uma lista de seis razões para a perfuração de poços não verticais. Eles são ilustrados graficamente pelos seis desenhos desta página.
A) Atinja alvos que não podem ser alcançados por perfuração vertical.
Às vezes, um reservatório está localizado sob uma cidade ou um parque onde a perfuração é impossível ou proibida. Esse reservatório ainda pode ser perfurado se a plataforma de perfuração estiver localizada na periferia da cidade ou parque e o poço for perfurado em um ângulo que cruze o reservatório.
B) Drene uma área ampla de uma única plataforma de perfuração.
Este método foi usado para reduzir a pegada da superfície de uma operação de perfuração. Em 2010, a Universidade do Texas em Arlington foi destaque nas notícias pela perfuração de 22 poços em uma única broca que drenará o gás natural de 1100 acres abaixo do campus. Ao longo de uma vida útil de 25 anos, os poços deverão produzir um total de 110 bilhões de pés cúbicos de gás. Esse método reduziu significativamente a pegada de desenvolvimento de gás natural na área do campus.
Maximizar zona de pagamento: Se um poço vertical é perfurado através de uma rocha de 50 pés de espessura, o gás natural ou o óleo podem penetrar no poço através de 50 pés lineares de "zona de pagamento". No entanto, se o poço for girado para a horizontal (ou a mesma inclinação da unidade de rocha) e perfurado dentro dessa unidade de rocha, a distância de penetração na zona de pagamento poderá ser muito maior. Alguns poços horizontais têm mais de uma milha de penetração na zona de pagamento.
Reservatório fraturado: Alguns reservatórios têm a maior parte de seus espaços porosos na forma de fraturas. Os poços de sucesso devem penetrar nas fraturas para ter um fluxo de gás natural no poço. Em muitas áreas geográficas, existe uma direção de fratura dominante ao longo da qual a maioria das fraturas está alinhada. Se o poço for perfurado perpendicularmente ao plano dessas fraturas, um número máximo de fraturas será penetrado.
C) Aumente o comprimento da "zona de pagamento" dentro da unidade de rocha alvo.
Se uma unidade de rocha tem quinze metros de espessura, um poço vertical perfurado por ela teria uma zona de pagamento de quinze metros de comprimento. No entanto, se o poço for girado e perfurado horizontalmente na unidade de rocha por cinco mil pés, esse único poço terá uma zona de pagamento de cinco mil pés - isso geralmente resultará em um aumento significativo da produtividade do poço. Quando combinada ao fraturamento hidráulico, a perfuração horizontal pode converter folhelhos improdutivos em fantásticas rochas de reservatório.
D) Melhorar a produtividade dos poços em um reservatório fraturado.
Isso é feito perfurando em uma direção que cruza um número máximo de fraturas. A direção de perfuração normalmente estará em ângulo reto com a direção de fratura dominante. Os campos geotérmicos no leito de granito geralmente recebem quase toda a sua troca de água devido a fraturas. A perfuração em ângulo reto com a direção dominante da fratura conduzirá o poço através de um número máximo de fraturas.
E) Sele ou alivie a pressão em um poço "fora de controle".
Se um poço estiver fora de controle, um "poço de alívio" poderá ser perfurado para interceptá-lo. O poço de interseção pode ser usado para selar o poço original ou aliviar a pressão no poço fora de controle.
F) Instale serviços subterrâneos onde a escavação não é possível.
A perfuração horizontal foi usada para instalar linhas de gás e elétricas que devem atravessar um rio, atravessar uma estrada ou viajar sob uma cidade.
Alívio bem: Se um poço tiver um problema e começar a fluir fora de controle, ele deverá ser vedado em profundidade ou a pressão deverá ser aliviada. Nesta situação, um "poço de alívio" pode ser perfurado de um local próximo. O poço de alívio será um poço perfurado direcionalmente que cruza o poço do problema para drenar parte da pressão ou obstruir o poço bombeando cimento para o poço.
Unidades de rocha que mais se beneficiam da perfuração horizontal
Os poços verticais podem drenar efetivamente unidades de rochas com alta permeabilidade. Os fluidos nessas unidades de rocha podem fluir de maneira rápida e eficiente para um poço a longas distâncias.
No entanto, onde a permeabilidade é muito baixa, os fluidos se movem muito lentamente através da rocha e não viajam longas distâncias para alcançar um poço. A perfuração horizontal pode aumentar a produtividade em rochas de baixa permeabilidade, aproximando o poço da fonte de fluido.
Linha de utilidade: Linhas de serviço público, como as que fornecem eletricidade, água ou gás natural, às vezes são instaladas por perfuração direcional. Esse método é usado quando eles devem atravessar uma estrada onde a escavação atrapalharia o tráfego, atravessar um rio onde a escavação é impossível ou atravessar uma comunidade onde a instalação da superfície por escavação seria extremamente cara e atrapalharia.
Perfuração horizontal e fraturamento hidráulico em folhelhos
Talvez o papel mais importante que a perfuração horizontal tenha desempenhado seja o desenvolvimento das peças de xisto a gás natural. Essas unidades de rocha de baixa permeabilidade contêm quantidades significativas de gás e estão presentes em partes muito grandes da América do Norte.
O xisto de Barnett do Texas, o xisto de Fayetteville do Arkansas, o xisto de Haynesville da Louisiana e do Texas e o xisto de Marcellus da bacia dos Apalaches são exemplos. Nessas unidades de rocha, o desafio não é "encontrar" o reservatório; o desafio é recuperar o gás de espaços porosos muito pequenos em uma unidade de rocha de baixa permeabilidade.
Para estimular a produtividade dos poços em folhelhos ricos em orgânicos, as empresas perfuram horizontalmente a unidade de rocha e, em seguida, usam o fraturamento hidráulico para produzir permeabilidade artificial que é sustentada pela areia frat. Juntas, a perfuração horizontal e o fraturamento hidráulico podem produzir um poço produtivo, onde um poço vertical teria produzido apenas uma pequena quantidade de gás.
Metodologia de Perfuração
A maioria dos poços horizontais começa na superfície como um poço vertical. A perfuração progride até que a broca esteja a algumas centenas de metros acima da unidade de rocha de destino. Nesse ponto, o tubo é puxado do poço e um motor hidráulico é conectado entre a broca e o tubo de perfuração.
O motor hidráulico é alimentado por um fluxo de lama de perfuração no tubo de perfuração. Pode girar a broca sem girar todo o comprimento do tubo de perfuração entre a broca e a superfície. Isso permite que a broca perfure um caminho que se desvia da orientação do tubo de perfuração.
Depois que o motor é instalado, a broca e o tubo são baixados de volta para o poço, e a broca perfura um caminho que guia o furo do poço da vertical para a horizontal a uma distância de algumas centenas de pés. Depois que o poço é direcionado para o ângulo adequado, a perfuração retoma e o poço segue a unidade de rocha alvo. Manter o poço em uma unidade de rocha fina requer uma navegação cuidadosa. Instrumentos de fundo de poço são usados para determinar o azimute e a orientação da perfuração. Esta informação é usada para direcionar a broca.
A perfuração horizontal é cara. Quando combinado com fraturamento hidráulico, um poço pode custar até três vezes mais por pé do que perfurar um poço vertical. O custo extra geralmente é recuperado pelo aumento da produção do poço. Esses métodos podem multiplicar o rendimento de gás natural ou óleo de um poço. Muitos poços lucrativos seriam falhas sem esses métodos.
Uma nova filosofia de arrendamento e realeza
Na produção de gás de um poço vertical, o gás é produzido sob uma única parcela de propriedade. A maioria dos estados possui regras de direitos minerais estabelecidas há muito tempo que governam a propriedade do gás produzido a partir de poços verticais. O gás é frequentemente compartilhado por todos os proprietários de terras em um bloco de terra ou a uma distância de raio do poço produtor.
Os poços horizontais introduzem uma nova variável: um único poço pode penetrar e produzir gás a partir de várias parcelas com diferentes proprietários. Como os royalties desse gás podem ser compartilhados de maneira justa? Normalmente, essa pergunta é respondida antes da pesquisa através de uma combinação de regras do governo e acordos privados de compartilhamento de royalties. Como os royalties são divididos e como os proprietários de terras "de reserva" são tratados pode ser mais complexo do que com um poço vertical.