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Artigo Resistividade Leandro Lutterbach, Manuais, Projetos, Pesquisas de Engenharia Química

ANÁLISE EXPERIMENTAL DA RESISTIVIDADE ELÉTRICA DE SALMOURA E FLUIDOS DE PERFURAÇÃO BASE ÁGUA E BASE ÓLEO EM MEIO POROSO

Tipologia: Manuais, Projetos, Pesquisas

2012

Compartilhado em 20/12/2012

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Análise experimental da resistividade elétrica de SALMOURA E fluidos de perfuração
base água e base óleo em meio poroso
Lutterbach, L.
Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Departamento
de Engenharia Química
RESUMO O presente trabalho faz parte de conteúdo ministrado em curso de
pós graduação em engenharia química e tem como objetivo avaliar a resistividade
elétrica de fluidos de perfuração de base água e base óleo, em perfis rochosos (arenitos
turbidíticos) percolados em laboratório de escoamento de fluidos. Onde foi observada
baixa resistividade em fluido base água e alta resistividade em fluido base óleo.
INTRODUÇÃO
A perfuração de um poço é a última
etapa da prospecção do petróleo e mesmo com
todas as tecnologias e métodos geofísicos e
geológicos atuais é somente a perfuração do
poço que revelará se as indicações geofísicas
serão confirmadas. Um método de perfilagem
amplamente utilizado é o de resistividade
elétrica. Neste método, mede-se a cada 20 cm
de rocha perfurada, a resistividade elétrica.
Sendo realizado posteriormente a perfuração
e antes da cimentação.
Obtém-se assim, alta taxa de
amostragem de resistividade e uma previsão
de fluidos em meio poroso que influenciam a
analise de engenheiros e geofísicos sobre o
poço em estudo e ainda direcionam tomadas
de decisão sobre seleção de zonas para
canhoneio, escolha de zonas para isolamento
hidráulico e planejamento de futuras
estimulações.
Considerando que a matriz da rochosa
geralmente é formada de minerais não
condutivos de eletricidade, tais como silicatos,
óxidos ou carbonatos, a condutividade elétrica
é dada apenas pela presença de fluidos
condutivos nos poros interconectados da
rocha.
Portanto, uma rocha torna-se mais
condutora de corrente elétrica,
proporcionalmente a sua permeabilidade e a
concentração iônica dos fluidos presentes em
seus poros.
Objetivo
O objetivo deste trabalho foi calcular as
resistividades de diferentes fluidos em meio
poroso através de dados de resistência elétrica
e criar visão critica sobre os resultados de
resistividade elétrica durante uma perfuração,
levando-se em conta a influência do fluido
utilizado.
Resistividade Elétrica
A resistência elétrica é definida como
sendo a capacidade que tem um meio de
impedir passagem da corrente elétrica. A
resistência (r) de um condutor é diretamente
proporcional ao comprimento (L) a ser
percorrido pela corrente elétrica, e
inversamente proporcional a área (A)
atravessada. Isto é: A constante (R) é
denominada de Resistividade. A unidade de
resistência é ohm, e a unidade de resistividade
Ohm x m. As resistividades das formações
geralmente variam entre 0,2 a 1000 Ohm.m.
Rochas que contenham gás, óleo e/ou
água misturados em seus poros, a resistividade
dessa rocha aumentará consideravelmente
devido a capacidade isolante da fração
hidrocarboneto.
Quanto maior for a quantidade de
hidrocarboneto isolante maior a dificuldade da
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Análise experimental da resistividade elétrica de SALMOURA E fluidos de perfuração base água e base óleo em meio poroso

Lutterbach, L.

Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Departamento de Engenharia Química e-mail: [email protected]

RESUMO – O presente trabalho faz parte de conteúdo ministrado em curso de pós graduação em engenharia química e tem como objetivo avaliar a resistividade elétrica de fluidos de perfuração de base água e base óleo, em perfis rochosos (arenitos turbidíticos) percolados em laboratório de escoamento de fluidos. Onde foi observada baixa resistividade em fluido base água e alta resistividade em fluido base óleo.

INTRODUÇÃO

A perfuração de um poço é a última etapa da prospecção do petróleo e mesmo com todas as tecnologias e métodos geofísicos e geológicos atuais é somente a perfuração do poço que revelará se as indicações geofísicas serão confirmadas. Um método de perfilagem amplamente utilizado é o de resistividade elétrica. Neste método, mede-se a cada 20 cm de rocha perfurada, a resistividade elétrica. Sendo realizado posteriormente a perfuração e antes da cimentação. Obtém-se assim, alta taxa de amostragem de resistividade e uma previsão de fluidos em meio poroso que influenciam a analise de engenheiros e geofísicos sobre o poço em estudo e ainda direcionam tomadas de decisão sobre seleção de zonas para canhoneio, escolha de zonas para isolamento hidráulico e planejamento de futuras estimulações. Considerando que a matriz da rochosa geralmente é formada de minerais não condutivos de eletricidade, tais como silicatos, óxidos ou carbonatos, a condutividade elétrica é dada apenas pela presença de fluidos condutivos nos poros interconectados da rocha. Portanto, uma rocha torna-se mais condutora de corrente elétrica, proporcionalmente a sua permeabilidade e a

concentração iônica dos fluidos presentes em seus poros.

Objetivo O objetivo deste trabalho foi calcular as resistividades de diferentes fluidos em meio poroso através de dados de resistência elétrica e criar visão critica sobre os resultados de resistividade elétrica durante uma perfuração, levando-se em conta a influência do fluido utilizado.

Resistividade Elétrica A resistência elétrica é definida como sendo a capacidade que tem um meio de impedir passagem da corrente elétrica. A resistência (r) de um condutor é diretamente proporcional ao comprimento (L) a ser percorrido pela corrente elétrica, e inversamente proporcional a área (A) atravessada. Isto é: A constante (R) é denominada de Resistividade. A unidade de resistência é ohm, e a unidade de resistividade Ohm x m. As resistividades das formações geralmente variam entre 0,2 a 1000 Ohm.m. Rochas que contenham gás, óleo e/ou água misturados em seus poros, a resistividade dessa rocha aumentará consideravelmente devido a capacidade isolante da fração hidrocarboneto. Quanto maior for a quantidade de hidrocarboneto isolante maior a dificuldade da

corrente elétrica para atravessar certo volume dessa rocha.

Revisão Bibliograficas

A resistividade é influenciada diretamente pela temperatura da solução, pois a viscosidade do fluido diminui a proporção que a temperatura aumenta ficando os íons cada vez mais livres. Dessa forma, em temperaturas elevadas as soluções eletrolíticas apresentam maiores condutividades do que em temperaturas mais baixas. A Figura 1 mostra com clareza esta variação de resistência pelo aumento de temperatura.

Figura 1: ΔTemperatura x ΔResistividade

O cálculo da resistência foi realizado através da Equação 01.

U=Ri (01)

Foi utilizada no experimento a equação de resistividade para meio poroso, Equação

R=ρ.L/A (02)

MATERIAIS E MÉTODOS

O experimento foi realizado em temperatura constante e foram consideradas mudanças de viscosidade. Todos os fluidos foram homogeneizados Hamilton Beach por 10 minutos, garantindo homogeneização de particulados dos fluidos de perfuração. As amostras de rocha utilizadas no experimento são de mesma porosidade e permeabilidade para garantir resultados confiáveis. A percolagem pela amostra foi feita em célula de filtração, conforme Figura 2.

Figura 2: Célula de Filtração

O fluido de perfuração foi pressurizado por um pistão cônico com a força de uma bomba do próprio equipamento mantendo uma pressão de 15 bar durante 20 minutos para inferir fluxo de fluido a ser analisado, sendo interrompida a pressão posteriormente a coleta da primeira gota no Becker , garantindo assim que a rocha foi percolada.

Este experimento foi mantido a pressão constante, garantindo assim integridade da rocha evitando possíveis trincas que forneceriam ao fluido caminho preferencial e consequentemente comprometeria os resultados de analise. O mesmo processo foi repetido para salmoura, fluido base água e fluido base óleo. Após observação de fluxo pelas amostras de rochas; estas foram retiradas da célula de filtração e foi observada uma torta formada pelo particulado do fluido de perfuração, conforme Figura 3. Esta torta foi raspada garantindo assim que somente o fluido que percolou ou preencheu poros da amostra seria medido no experimento.

Figura 3: Torta de Formação

As amostras de rochas percoladas foram colocadas entre placas de metal e foram utilizadas fitas plásticas Hellerman para garantir fixação e superfície de contato entre as placas de metal e a amostra de rocha em análise. Conforme as Figuras 4 e 5:

Figura 4: Rocha entre placas metálicas

Figura 5: Fixação placas com fitas plásticas.

Foram utilizados dois multímetros, Figura 5, sendo medidas correntes e tensão entre as placas simultaneamente. Com a intenção de medir a resistividade dos fluidos que foram analisados e identificar uma possível contaminação destas amostras foram realizados testes em triplicata no equipamento Fann, Conforme a Figura 6, medindo a resistividade apenas dos fluidos de perfuração base água e base óleo.

Figura 2 – medição de resistividade do fluido.

Tivemos como resultados satisfatórios e condizentes com a resistividade esperada; Para fluidos a base óleo obtive-se voltagens muito superiores ás do fluido base água respectivamente, 220, 227 e 223V e 2, 1 e 1V. Vale ressaltar que neste experimento esta voltagem obtida é a mínima voltagem necessária para atravessar a distância entre os pólos do medidor que é de 1mm; sendo assim, fluidos mais condutivos necessitarão de menor voltagem para conduzir corrente e fluidos