. No projeto do canhoneio TCP em uma zona de gás a 500 metros de profundidade pretende-se usar um colchão de fluido que proporcione um underbalance de apenas 300 psi. Na sonda estão disponíveis 500 bbl de água doce
( 8,4 \# / \mathrm{gal} ) e 200 bbl de óleo diesel ( 7 \# / \mathrm{gal} ). Considerando um peso equivalente da pressão de poros de 12 \# / gal e que a coluna de teste é de 31 / 2 "(ID=2,75)-12,75 #/pé, verifique se com os fluido e volumes disponíveis na sonda é possível atingir o underbalance desejado. Caso não seja possível, sugira uma alternativa de fluido para o colchão do canhoneio TCP. Dado: Punderbalance = Preservatório - Pcoluna

Passo 1

O problema pede um underbalance de apenas 300 psi numa zona a 500 m de profundidade, onde a pressão de poros equivale a um fluido de 12,lb/gal. Na sonda há 500 bbl de água doce ( 8{,}4,lb/gal) e 200 bbl de óleo diesel ( 7,lb/gal). A coluna de teste tem ID de 2,75″, mas isso só serve para checar volume (que é muito menor que os volumes disponíveis). Vamos calcular:
– A pressão de poros P_p a 500 m.
– A pressão da coluna P_f usando água ou diesel.
– O underbalance P_p - P_f em cada caso.
– Se não der 300 psi, determinar o peso específico necessário e sugerir fluido alternativo.

Passo 2

Converter profundidade para pés e calcular P_p.
500\\ \text{m}\times3{,}281\\ \frac{\text{ft}}{\text{m}}\approx1640\\ \text{ft}
A fórmula da pressão hidrostática é
P = 0{,}052\;\bigl[\tfrac{\text{psi}}{\text{ft}\,\cdot \text{lb/gal}}\bigr]\times w\;[\text{lb/gal}]\times h\;[\text{ft}].
Para w=12,lb/gal e h=1640,ft:
P_p = 0{,}052 \times 12 \times 1640 \approx 1023\\ \text{psi}.

Passo 3

Calcular a pressão da coluna P_f e o underbalance usando água e diesel.
– Com água ( w=8{,}4,lb/gal):
P_{f,\text{água}} =0{,}052\times8{,}4\times1640\approx718\\ \text{psi},á
\Delta P_{\text{ub}} =1023-718=305\\ \text{psi}.
– Com diesel ( w=7,lb/gal):
P_{f,\text{diesel}} =0{,}052\times7\times1640\approx598\\ \text{psi},
\Delta P_{\text{ub}} =1023-598=425\\ \text{psi}.

Passo 4

Nenhum dos fluidos disponíveis atinge exatamente \Delta P_{\text{ub}}=300,psi (água dá 305 psi; diesel, 425 psi). Para underbalance de 300 psi precisamos de
P_f = 1023-300=723\\ \text{psi}
e, invertendo
w_{\text{req}} =\frac{723}{0{,}052\times1640}\approx8{,}48\\ \text{lb/gal}.
Como água tem 8{,}4 lb/gal e diesel 7 lb/gal, não há mistura linear que dê 8{,}48,lb/gal.

Passo 5

Sugestão de fluido alternativo: usar um fluido à base de água carregado com peso (por ex., barita ou sais densos) ajustado a 8{,}5,lb/gal. Assim, a coluna teria
P_f =0{,}052\times8{,}5\times1640\approx726\\ \text{psi},
resultando em underbalance
1023-726=297\\ \text{psi}\approx300\\ \text{psi}.

Resposta

Com os fluidos disponíveis não se atinge exatamente o underbalance de 300,psi (água dá 305,psi e diesel 425,psi). É preciso um fluido com peso específico de cerca de 8{,}48,lb/gal, logo recomenda-se um fluido à base de água carregado (barita ou sais) ajustado a 8{,}5,lb/gal.

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