Neste presente trabalho foi discutida a estabilidade de poços de petróleo em rochas fraturadas. Foi proposta uma solução de engenharia para o problema de instabilidade de poços sendo que foram demonstradas análises computacionais e analíticas da estabilidade de um poço real na Bacia de Campos bem como uma fundamentação teórica geomecânica das variáveis no processo de estabilidade.
Várias conclusões podem ser citadas, tanto do ponto de vista da mecânica das rochas quanto do ponto de vista da engenharia de perfuração de poços.
No que concerne ao uso da mecânica do continuo para resolver os problemas da estabilidade de poços, também conhecida como solução de Kirsch, conclui-se que somente o uso desta solução não se aplica de forma satisfatória. As distribuições e concentrações de tensões ao redor do poço são sensivelmente diferentes (contra a segurança) das previstas pela solução do contínuo. Além disso, as tensões ao redor do poço dependem criticamente da geometria e das propriedades mecânicas das fraturas. E a mecânica do contínuo não considera a influência das propriedades das fraturas na estabilidade do poço.
Para os casos estudados, as soluções analíticas propostas obtém resultados razoáveis do ponto de vista de estabilidade geotécnica do poço, pois os resultados obtidos analiticamente se assemelham dos resultados obtidos numericamente (UDEC) sendo que encontram resultados próximos tanto do valor do limite inferior, conhecido como colapso inferior, quanto do limite superior, conhecido como fraturamento superior.
A solução para limite inferior da massa específica do fluido de perfuração proposta neste trabalho não é uma solução analítica apenas considerando a rocha como um contínuo. Trata-se de uma solução para rocha fraturada, que para o cálculo do estado de tensões, leva em conta também as propriedades geomecânicas e geométricas
das fraturas. E é verificado analiticamente e computacionalmente que estas propriedades são importantes nas análises do meio rochoso fraturado.
Sendo a rocha intacta de alta resistência, o principal fator a controlar a estabilidade será a possível invasão da rede de fraturas pelo fluido de perfuração. As conseqüências dessa invasão irão depender principalmente da condição de abertura hidráulica das fraturas. Estando as fraturas hidraulicamente abertas e conectadas ao poço, o fluxo poderá se estabelecer pelas mesmas e a instabilidade das paredes do poço será uma conseqüência. Assim, só o controle rigoroso do filtrado poderá evitar uma percolação descontrolada e o insucesso da perfuração.
No caso de apenas as fraturas plastificadas ficarem hidraulicamente abertas, é possível a determinação de uma faixa de massa específica do fluido de perfuração adequada no UDEC. O limite inferior da massa específica será um valor abaixo do qual as fraturas conectadas ao poço irão se plastificar. Entre o limite inferior e superior da massa específica não haverá nenhuma plastificação. Acima do limite superior de massa específica, as fraturas voltam a apresentar plastificação.
Uma importante constatação feita é que análises computacionais puramente mecânicas (correspondentes à hipótese de fluido não-penetrante) fornecem resultados semelhantes aos das análises acopladas com fluxo restrito às fraturas plastificadas, servindo igualmente à determinação da faixa de massa específica do fluido, ou seja, análises computacionais demonstraram que a análise de fluido penetrante (com fluxo restrito às fraturas plastificadas) e a análise de fluido não penetrante (sem fluxo nas fraturas), obtiveram resultados próximos.
Pelas análises numéricas pôde-se constatar que para maiores tensões horizontais máximas (σH) em relação à mínima (σh), mais instável é o poço, pois a
janela operacional se estreita. Este fato é percebido tanto analiticamente quanto computacionalmente e demonstra que quanto maior for a relação σH/σh , mais instável é
o poço.
A aplicabilidade das soluções analíticas aqui propostas deve ser investigada futuramente de forma sistemática em poços situados em diferentes locais em rochas fraturadas para que a solução analítica seja verificada em casos distintos, não somente em um caso isolado.
Para estudos futuros sugere-se que se investiguem outras geometrias de fraturamento. E na ausência de dados das tensões in situ, que então se investigue a influência de diferentes estados tensões da rocha. É importante que se faça análises com variação das propriedades hidráulicas e mecânicas das fraturas presentes na rocha.
Para análises futuras é importante que se tenha dados das geometrias das fraturas através de fotometria, por exemplo, que como foi visto neste presente trabalho, é um dado importante quando se trata de rochas intensamente fraturadas. Dessa forma a solução analítica proposta pode ser verificada para um caso real e com um dado real da geometria de fraturamento.
No que se refere à retroanálises, que sejam feitas mais retronálises, investigando pontualmente mais casos e assim fazer comparações ainda mais precisas, porque dessa forma pode-se notar mais análises interdependentes, e assim comparar de forma direta as soluções analíticas e computacionais.
Conclui-se enfim que, para que este estudo tenha um aproveitamento real na indústria do petróleo é necessário que análises paramétricas sejam comprovadas e sistematicamente investigadas na prática da engenharia de poços através de medições in situ ou, na ausência da anterior, que sejam feitas variações sucessivas de possíveis cenários do poço a ser investigado através de dados de poços de correlação, medições aproximadas do estado de tensões, e dados obtidos com experiência da prática de perfuração de poços em uma região conhecida.