[pt] MECÂNICA DAS ROCHAS E MECÂNICA COMPUTACIONAL PARA PROJETO DE POÇOS DE PETRÓLEO EM ZONAS DE SAL

[en] ROCK MECHANICS AND COMPUTATIONAL MECHANICS FOR THE DESIGN OF OIL WELLS IN SALT ZONES

[pt] EDGARD POIATE JUNIOR

[pt] MECANICA COMPUTACIONAL

[pt] PROJETO DE REVESTIMENTO

[pt] ZONAS DE SAL

[pt] ROCHAS EVAPORITICAS

[pt] PROJETO DE POCOS DE PETROLEO

[pt] FLUENCIA

[pt] MECANICA DAS ROCHAS

[en] COMPUTATIONAL MECHANICS

[en] CASING DESIGN

[en] SALT ZONES

[en] EVAPORITIC ROCKS

[en] OIL WELL DESIGN

[en] CREEP

[en] ROCK MECHANICS

[pt] O objetivo deste estudo foi ampliar o conhecimento em mecânica de rochas evaporíticas e aplicar a mecânica computacional na modelagem numérica do comportamento estrutural de poços de petróleo em zonas de sal. Amostras de rochas evaporíticas de anidrita, halita, carnalita e taquidrita pertencentes à sequência evaporítica Ibura da Formação Muribeca, testemunhadas em poços de petróleo, foram submetidas a ensaios laboratoriais de mecânicas de rochas, em especial a ensaios triaxiais de fluência sob diferentes condições de estado de tensões e temperaturas. Nas mesmas condições de ensaio triaxial de fluência a taquidrita desenvolveu deformação axial específica de cerca de 107 vezes maior que a halita e 2,7 vezes maior que a carnalita, sendo que a anidrita permanece essencialmente indeformável. Para os ensaios triaxiais de fluência com a halita na temperatura de 86 graus Celsius foi possível definir o mecanismo duplo de deformação por fluência, enquanto que para a carnalita e a taquidrita isto ocorreu nas temperaturas de 130 e 86 graus Celsius, respectivamente. A taxa de deformação por fluência em regime permanente obtida por simulação numérica reproduziu fielmente os resultados experimentais dos ensaios triaxias de fluência, com erro relativo inferior a 1 por cento. Através dos ensaios laboratoriais foram obtidos os parâmetros geomecânicos de fluência das rochas ensaiadas e a seguir aplicados nos modelos numéricos de simulação, construídos para avaliar a influência de diversos parâmetros nos estudos de estabilidade de poços e integridade de revestimentos. A desconsideração da interação geomecânica entre estruturas salíferas e o maciço hospedeiro pode conduzir a falhas na perfuração de poços próximos a tais estruturas devido ao processo de halocinése do sal que altera o estado de tensões gravitacional.

[en] The aim of this study was to increase knowledge of evaporitic rock mechanics and apply computational mechanics in numerical modeling of structural behavior of oil wells in areas of salt. Evaporitic rock samples of anhydrite, halite, carnallite e tachyhydrite and belonging to the evaporitic sequence Ibura from the Muribeca formation, coring in oil wells, were subjected to laboratory tests of rock mechanics, especially the triaxial creep under different states of stress and temperature. Under the same conditions of triaxial creep tachyhydrite developed specific axial strain rate about 107 times that of halite and 2.7 times that of carnallite, and anhydrite remains essentially undeformed. For the triaxial creep of halite in the temperature of 86 degrees Celsius it was possible to define the double mechanism creep law, while for carnallite and tachyhydrite this occurred at temperatures of 130 and 86 degrees Celsius, respectively. The creep rate in steady state condition obtained by numerical simulation accurately reproduced the experimental results of the triaxial creep tests, with a relative error less than 1 percent. Through laboratory tests geomechanical creep parameters of the tested rocks were obtained and then applied in numerical simulation models, designed to evaluate the influence of various parameters in the well stability and casing design. The lack of consideration of the geomechanical interaction between the salt structures and the host rock can lead to drilling failures in wells near such structures due to the salt halokinesis process that changes the gravitational stress state.

DEANE DE MESQUITA ROEHL

ALVARO MAIA DA COSTA

LUIZ FERNANDO CAMPOS RAMOS MARTHA

ALVARO MAIA DA COSTA

DEANE DE MESQUITA ROEHL

EDA FREITAS DE QUADROS

OTTO LUIZ ALCANTARA SANTOS

TARCISIO CELESTINO BARRETO

2018-08-24

2012-12-20

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PORTUGUÊS

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=34904@1

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=34904@2

https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.34904