Fluidos de perfuração e completação são essenciais no processo de construção de poços de petróleo, atuando como agentes fundamentais para a segurança e eficiência das operações.

Durante a perfuração, esses fluidos: lubrificam e resfriam a broca; transportam os cascalhos de perfuração à superfície; controlam a pressão do poço para prevenir fluxos indesejados de fluidos do reservatório; e fornecem estabilidade às paredes do poço, evitando desmoronamentos.

Na fase de completação, os fluidos são projetados para proteger a zona do reservatório, garantindo que as características do mesmo sejam preservadas e que a produção de hidrocarbonetos seja otimizada, além de auxiliar na redução de atrito durante a instalação de telas e equipamentos de fundo de poço.

Os fluidos de perfuração mais utilizados na indústria atualmente são divididos entre aquosos e não-aquosos. Cada tipo apresenta suas vantagens e desvantagens específicas. Fluidos à base de água (FBAs) são amplamente preferidos devido ao seu mínimo impacto ambiental e custo reduzido. No entanto, sua capacidade de lubrificação é limitada, o que pode resultar em maior desgaste das brocas e redução da eficiência de perfuração, especialmente em formações rochosas duras. Em contraste, fluidos à base de óleo (FBOs) oferecem excelente lubrificação e desempenho superior em termos de velocidade de penetração e estabilidade térmica, mas são mais caros e apresentam maiores riscos ambientais. Já os fluidos sintéticos (FBSs), à base de ésteres e olefinas, por exemplo, combinam o desempenho de lubrificação dos FBOs com benefícios ambientais, mas, ainda assim, inferiores aos de base aquosa.

Dessa forma, o uso de aditivos lubrificantes nos fluidos de perfuração base aquosa otimiza as propriedades de lubricidade, muitas vezes, igualando os coeficientes de lubricidade àqueles obtidos para os fluidos de perfuração base óleo ou sintética.

Existem diversos tipos de lubrificantes utilizados e a escolha do aditivo adequado depende de uma compreensão clara de suas propriedades e do ambiente em que serão utilizados. Os que são utilizados na perfuração possuem aspectos físico-químicos e aplicação um pouco diferentes daqueles direcionados à completação de poços.

O desempenho dos lubrificantes é avaliado com base em sua capacidade de reduzir o atrito e o arrasto, manter a estabilidade química sob as condições de operação e proteger contra corrosão e desgaste prematuro das peças. A formação de filme é um aspecto crítico do desempenho de um lubrificante, pois é a barreira que se forma entre as superfícies, evitando o contato metal-metal e/ou metal-formação que pode levar a desgaste e falhas. Este filme é formado de acordo com a composição química e estrutura molecular do lubrificante utilizado, que se espalha e adere às superfícies, criando uma camada protetora, que pode ser reforçada com aditivos específicos para aumentar sua resistência e durabilidade.

No contexto de perfuração Offshore, particularmente em poços muito extensos ou com alta inclinação, a variação significativa da taxa de cisalhamento e o atrito representam desafios substanciais. A avaliação criteriosa das condições de perfuração, das propriedades almejadas e do impacto ambiental do fluido é imperativa. À medida que a complexidade aumenta, a demanda por lubrificantes em maiores dosagens ou aditivos de alta performance se intensifica.

Tais lubrificantes devem exibir robustez frente a cisalhamento, pH, salinidade e temperatura, garantindo uma formação de filme aderente. A compatibilidade dos aditivos lubrificantes com o fluido de perfuração empregado é fundamental, garantindo a integridade da formação a ser perfurada, evitando a geração de graxa, emulsão ou espuma, o que não afeta as propriedades pré-estabelecidas no programa de fluidos de perfuração da operação.

Na etapa de completação de poços, empregam-se dosagens menores de aditivo lubrificante. Normalmente, usam-se salmouras de completação com baixíssimo ou nenhum teor de sólidos, que requerem lubrificantes solúveis. O cuidado com a compatibilidade nos fluidos de completação é redobrado, especialmente por se tratar de fluidos que estão em contato direto com o reservatório. Quando há formação de precipitado ou graxa -o que não é incomum quando aditivos se misturam em salmouras concentradas -, não só há redução na eficácia do produto, como também a permeabilidade da formação pode ser prejudicada.

A divisão Indovynia da Indorama Ventures possui uma linha de produtos lubrificantes ULTRAFLUID® LB focada em atender a diferentes cenários operacionais, com uma estrutura laboratorial adequada para simulação desses mais diversos cenários de aplicação e com uma equipe de desenvolvimento capacitada para propor a melhor solução para os desafios do mercado de Petróleo e Gás.

Sobre os autores: Rafael Ungarato é gerente de P&D e TS&D para Energy & Resources na divisão Indovinya da Indorama Ventures e Polyana Menezes é pesquisadora de inovação na divisão Indovinya da Indorama Ventures.