Avaliaςão da Sensibilidade de um Modelo Elastoplástico em Elementos Finitos para a Análise de Estabilidade em Poςos de Petróleo

Abstract

Este trabalho de simulação computacional é uma contribuição aos esforços desenvolvidos para a melhoria dos conhecimentos técnicos de engenharia e projeto de perfuração, especialmente à estabilidade de poços perfurados em maciços carbonáticos. Tais rochas, materiais constituintes dos megacampos recentemente descobertos na Bacia de Santos são atualmente, um dos maiores desafios da exploração e perfuração de poços . O código implementado faz uma análise não linear baseada na teoria da plasticidade. A utilização de uma envoltória de fechamento suave (cap) o qual trata falhas por porocolapso associada ao modelo de ruptura de Mohr-Coulomb (falhas por cisalhamento) evita pontos de singularidade tornando o modelo mais eficiente computacionalmente. A implementação das forças de escavação reproduz a perfuração mais realisticamente para a análise de estabilidade nas formações vizinhas. Materiais rochosos porosos e pouco consolidados, tipicamente sujeitos a falha por porocolapso (redução brusca da permeabilidade e porosidade devido a elevadas tensões hidrostáticas) trazem conseqüências onerosas durante a perfuração de um poço como queda da taxa de perfuração, prisão de coluna e até mesmo perda da locação. Neste trabalho, são realizadas simulações variando a sensibilidade do material ao porocolapso, analisando suas respostas. Os resultados indicam que esse tipo de falha produz regiões plastificadas distintas daquelas devido ao cisalhamento comumente encontradas no tratamento elastoplástico de materiais rochosos e deve se constituir uma nova variável de estudos sobre estabilidade de poços de petróleo.