Um desafio não convencional: as falhas do revestimento durante o fraturamento hidráulico podem ser interrompidas?

Os produtores de xisto em todo o mundo aprenderam nos últimos anos que não podem considerar a integridade do poço garantida.

Durante os tratamentos de bombeamento de pressão, a interação de fraturamento hidráulico e geomecânica de formação está deformando e até mesmo cisalhando o revestimento de aço. No pior dos casos, isso significa que alguns operadores perderam o acesso a longas seções de um poço antes de produzir um único barril de petróleo.

Em grande parte, isso não é visto como um desafio entre poços semelhante aos acertos de fraturamento. Em vez disso, é considerado um fenômeno intrapoço. O problema pode assumir várias formas e não possui um driver universal.

George King, consultor independente e líder técnico em fraturamento hidráulico, aponta que nem todos os ativos não convencionais são afetados, indicando que a geologia e a compreensão do tecido rochoso são importantes. No entanto, as informações que ele coletou dos operadores clientes mostram que em certos campos de petróleo de xisto e tight oil dos EUA, entre 20% e 30% dos poços horizontais são afetados em algum grau.

"Às vezes é com o suporte de cimento, e às vezes é com o próprio revestimento", disse King, listando duas das causas gerais do problema. Ele acrescentou que a deformação do invólucro é "um artefato de algum dano que estamos vendo agora no reino da fratura e [durante] o período de fratura".

Uma versão comumente relatada do problema surge depois que apenas alguns estágios no final de um poço horizontal foram fraturados. À medida que outro tampão é bombeado para o fundo do poço para continuar a conclusão, ele para repentinamente de 1.000 pés a 5.000 pés antes de seu alvo. Isso pode acontecer na curva ou pode estar em algum lugar profundo na lateral.

Muitas vezes, a deformação é descrita como oval. Se uma restrição consumir muito mais do que um décimo de polegada do diâmetro interno original do tubo, existe a possibilidade de que os estágios não estimulados além do ponto de parada sejam perdidos para os métodos convencionais de plug-and-perf. Às vezes, esse destino pode ser evitado usando pistolas de perfuração de perfil fino, mas outras tecnologias de isolamento ainda são necessárias para substituir os plugues convencionais.

Operadoras não convencionais na China, Argentina, Canadá e Estados Unidos enfrentaram o problema. Em resposta, a comunidade técnica intensificou recentemente os esforços de colaboração em conferências do setor para encontrar respostas.

Na China, a questão parece ser mais difundida por poço. As empresas petrolíferas nacionais que trabalham na Bacia de Sichuan, a área não convencional mais ativa do país, relataram que mais de 40% dos poços de gás sofreram deformações ou falhas no revestimento. Assim como suas contrapartes americanas, os operadores chineses geralmente percebem o problema durante a execução de uma ferramenta pós-fratura.

O argentino Vaca Muerta também não está imune. Um artigo técnico de 2015, de coautoria de pesquisadores da Chevron e da YPF (URTeC 178620), classifica o cisalhamento e as restrições do revestimento como comuns e "extremamente prejudiciais ao desempenho do poço".

Ao explicar por que o problema está surgindo hoje, mais de uma década após a revolução do xisto, os especialistas são rápidos em apontar que muita coisa mudou desde os primeiros poços perfurados horizontalmente e fraturados hidraulicamente.

"Atualmente, o problema é que eles não estão fazendo apenas quatro ou cinco fraturas", como fizeram os operadores durante o início da exploração não convencional, explicou Arash Dahi-Taleghani, professor associado de engenharia de petróleo da Penn State University. "Às vezes, você tem 150-200 fraturas que estão próximas umas das outras e as taxas de injeções são altas." Ele acrescentou que novas tecnologias de desvio também podem estar desempenhando um papel, já que seu trabalho é aumentar as pressões perto do poço. "Todas essas coisas podem colocar muita pressão na caixa, como não acontecia antes."

Dahi-Taleghani estudou os lados americano e chinês do problema. Ele disse que as teorias sobre a deformação do revestimento ainda estão evoluindo, mas afirmou que existem várias causas.

Eles podem funcionar de forma independente, mas é muito mais provável que uma combinação de condições esteja se alinhando para comprometer a integridade do poço. Os mecanismos de gatilho mais amplamente reconhecidos refletem que tanto o planejamento de poços quanto a natureza têm papéis a desempenhar.