Efeitos Térmicos na Performance de Perfuração em Rocha Fria e Secas

RESUMO Recursos geotérmicos de alta temperatura, distantes de limites tectônicos ou pontos quentes geológicos, podem ser acessados através da perfuração de poços profundos em seções significativas de rocha de basement. Este artigo avalia o impacto do resfriamento rápido no processo de corte de rocha e incorpora esse efeito como parte da potencial otimização da performance de perfuração. Utilizando dados de uma série de experimentos realizados em um laboratório de perfuração de alta pressão e alta temperatura (HPHT), demonstramos que o resfriamento rápido aumentou as taxas de penetração em mais de 60% na rocha seca quente a 300+ °C, utilizando uma broca PDC ou uma broca de cone rolante. A perfuração foi realizada em amostras de rochas ígneas duras, com a resistência à compressão não confinada superior a 200 MPa. Cada amostra foi aquecida e confinada em condições pré-determinadas, sendo então perfurada com parâmetros controlados. Os dados de performance de perfuração foram obtidos para cada experimento, complementados com medições dinâmicas in-situ da temperatura e avaliação visual das amostras de rocha antes e após a perfuração. O efeito do resfriamento rápido na taxa de penetração foi encontrado como uma função da diferença de temperatura entre o fluido de perfuração na face da broca e as temperaturas das amostras de rocha. Ao contrário de estudos anteriores sobre a Performance de Perfuração, que negligenciaram os efeitos térmicos, nossa pesquisa foca na sinergia entre o resfriamento rápido e o processo mecânico de corte de rocha. Este estudo fornece uma estrutura para entender e melhorar a performance de perfuração para poços HPHT, incluindo poços geotérmicos profundos e quentes.