BHA de Perfuração
Antes de falar em broca, lama ou coluna de perfuração, é importante entender que o sucesso de um poço começa no fundo. É lá, em contato direto com a formação, que decisões técnicas se transformam em desempenho, segurança e custo controlado. Pequenas escolhas nessa etapa podem significar avanço eficiente ou horas de retrabalho. É nesse contexto que entra um dos conjuntos mais importantes da perfuração: o BHA.
O que é o BHA?
O BHA (Bottom Hole Assembly) é o conjunto de ferramentas localizado na extremidade inferior da coluna de perfuração e tem papel fundamental na estabilidade do poço, controle direcional e eficiência da perfuração.
O BHA é composto por elementos como drill collars, HWDP, estabilizadores, motores de fundo e broca, responsável por:
– Aplicar o peso sobre a broca (WOB)
– Transmitir torque e energia hidráulica
– Controlar a trajetória do poço (vertical, direcional ou horizontal)
– Fornecer dados do fundo do poço (quando instrumentado)
– Garantir estabilidade e eficiência na perfuração
Em termos simples: a broca corta, mas o BHA é quem manda no comportamento do poço.
Principais componentes do BHA
Um BHA pode variar bastante conforme o objetivo do poço, mas normalmente inclui:
| Broca: | Elemento de corte da rocha. |
| Motor de fundo (PDM) (quando aplicável): | Permite rotação da broca sem girar toda a coluna, comum em poços direcionais. |
| Estabilizadores: | Mantêm o alinhamento do poço e reduzem vibrações. |
| Drill Collars (DC): | Tubos pesados que fornecem peso à broca (WOB – Weight on Bit) e rigidez ao BHA. |
| Ferramentas de medição (MWD/LWD) (quando aplicável): | Medem inclinação, azimute, pressão, resistividade, propriedades da formação, entre outros parâmetros. |
| Heavy Weight Drill Pipes (HWDP): | Fazem a transição de peso e rigidez entre os drill collars e os drill pipes convencionais. |
| Subs e ferramentas especiais: | Incluem crossover subs, float subs, PBL e outros acessórios funcionais. |
| Drill Pipes (DP): | Tubos que compõem a maior parte da coluna de perfuração, responsáveis por transmitir rotação, torque e circulação de fluido da superfície até o BHA. Conectam o BHA ao sistema de superfície (top drive/mesa rotativa) |
Controle direcional: define se o poço será vertical, desviado ou horizontal
Aplicação de peso na broca: melhora a taxa de penetração (ROP)
Estabilidade mecânica: reduz vibração, stick-slip e desgaste
Aquisição de dados: permite decisões em tempo real (em BHAs instrumentados)
BHA convencional (vertical): Focado em estabilidade e simplicidade.
BHA direcional: Projetado para construir, manter ou reduzir inclinação.
BHA rotativo (RSS): Usa sistemas rotativos direcionais para maior precisão.
Desvio indesejado do poço
Baixa taxa de perfuração
Vibrações excessivas
Falhas de ferramenta e NPT (tempo não produtivo)
A correta configuração do BHA por fases do poço é determinante para o sucesso da perfuração, reduzindo riscos operacionais, otimizando custos e garantindo a qualidade do poço. Por isso, o projeto do BHA é sempre feito com base na geologia, objetivo do poço e limitações operacionais.
Algumas definições usadas na perfuração.
| Termo | Descrição |
| BH – Bent Housing | Componente com deflexão angular em relação ao eixo longitudinal, utilizado em ferramentas defletoras para permitir a orientação da face da ferramenta e o controle direcional do poço. |
| Dog Leg | Desvio acentuado da trajetória do poço, caracterizado por uma mudança brusca de inclinação e/ou azimute, semelhante ao contorno de uma perna de cachorro. |
| Dog Leg Severity (DLS) | Medida da intensidade do dog leg, expressa em graus por unidade de comprimento, normalmente referenciada a 30 metros ou 100 pés. |
| Evenwall | Tipo de estator de motor de fundo em que a espessura do elastômero é uniforme ao longo de todo o corpo, proporcionando melhor desempenho hidráulico. |
| FIRBP | Ferramenta de Instalação e Recuperação da Bucha de Proteção, utilizada para instalar ou remover buchas protetoras durante operações específicas. |
| PDC – Polycrystalline Diamond Compact | Tipo de broca ou elemento de corte fabricado com diamante policristalino, caracterizado por alta durabilidade e eficiência de perfuração. |
| RSS – Rotary Steerable System | Sistema direcional da coluna de perfuração que permite a construção e o controle contínuo da trajetória do poço, mantendo a rotação constante da coluna. |
Sobre L/MWD
Fazem parte do BHA de perfuração, e são usadas para medir parâmetros do poço e obter dados geológicos em tempo real durante a perfuração. Ferramentas MWD podem ou não estar combinadas com LWD (logging while drilling). Muitas vezes os serviços são pacotes integrados.
As tecnologias variam em telemetria (mud pulse, EM, etc.), sensores giroscópicos, e sensores adicionais (pressão, vibração) dependendo do fornecedor e do ambiente de perfuração (temperaturas, profundidades, interferências magnéticas).
A escolha depende do tipo de poço: vertical, direcional ou horizontal.
| Categoria / Função | MWD (Measurement While Drilling) | LWD (Logging While Drilling) |
| Função principal | Medir parâmetros direcionais e mecânicos do poço em tempo real | Medir propriedades da formação em tempo real |
| Parâmetros medidos | Inclinação, azimute, toolface, peso na broca (WOB), RPM, taxa máxima de perfuração, vazão de trabalho, perda de carga, pressão e temperatura do fundo, vibração. | Gamma Ray, resistividade, densidade, porosidade (neutrão), sonic, propriedades mecânicas da rocha |
| Objetivo | Controle da trajetória do poço, otimização do ROP, proteção do BHA, Controle da taxa de penetração devido a aquisição dos dados do LWD, perda de circulação ou coletas de amostras,etc. | Identificação de camadas de rocha, reservas de hidrocarbonetos, auxílio à cimentação e completamento |
| Transmissão de dados | Telemetria em tempo real para a superfície (mud pulse, EM, etc.) | Pode ser em tempo real ou armazenado para análise posterior |
| Posição no BHA | Logo acima do motor de fundo, entre broca e drill collars | Integrado ao MWD ou logo acima do motor de fundo |
| Principais fornecedores | SLB: PowerPulse, TruLink, GyroLink | SLB: EcoScope, xBolt G2 |
| Halliburton: PulseStar™, GuideStar™ | Halliburton: Quasar Trio™ | |
| Baker Hughes: NaviTrak, GyroTrak, Rotational Continuous Survey | Baker Hughes: OnTrak, AccuFIT |
Sobre L/MWD
Fazem parte do BHA de perfuração, e são usadas para medir parâmetros do poço e obter dados geológicos em tempo real durante a perfuração. Ferramentas MWD podem ou não estar combinadas com LWD (logging while drilling). Muitas vezes os serviços são pacotes integrados.
As tecnologias variam em telemetria (mud pulse, EM, etc.), sensores giroscópicos, e sensores adicionais (pressão, vibração) dependendo do fornecedor e do ambiente de perfuração (temperaturas, profundidades, interferências magnéticas).
A escolha depende do tipo de poço: vertical, direcional ou horizontal.
MWD: Medir parâmetros direcionais e mecânicos do poço em tempo real
LWD: Medir propriedades da formação em tempo real
MWD: Inclinação, azimute, toolface, peso na broca (WOB), RPM, taxa máxima de perfuração, vazão de trabalho, perda de carga, pressão e temperatura do fundo, vibração.
LWD: Gamma Ray, resistividade, densidade, porosidade (neutrão), sonic, propriedades mecânicas da rocha.
MWD: Controle da trajetória do poço, otimização do ROP, proteção do BHA, Controle da taxa de penetração devido a aquisição dos dados do LWD, perda de circulação ou coletas de amostras,etc.
LWD: Identificação de camadas de rocha, reservas de hidrocarbonetos, auxílio à cimentação e completamento.
MWD: Telemetria em tempo real para a superfície (mud pulse, EM, etc.)
LWD: Pode ser em tempo real ou armazenado para análise posterior.
MWD: Logo acima do motor de fundo, entre broca e drill collars.
LWD: Integrado ao MWD ou logo acima do motor de fundo.
SLB: PowerPulse, TruLink, GyroLink SLB: EcoScope, xBolt G2
Halliburton: PulseStar™, GuideStar™ Halliburton: Quasar Trio™
Baker Hughes: NaviTrak, GyroTrak, Rotational Continuous Survey Baker Hughes: OnTrak, AccuFIT
Fases de perfuração x BHA
A perfuração de um poço é organizada em duas grandes etapas: THD (Top Hole Drilling) e BHD (Bottom Hole Drilling). Essa divisão facilita o planejamento operacional, o controle de riscos e a definição dos equipamentos mais adequados para cada profundidade.
|
THD (Top Hole Drilling)
BHD (Bottom Hole Drilling)
| Fase de Perfuração | Tipo de Seção | Configuração de BHA | Objetivo do BHA |
| Fase 1 – Superficial | THD | Broca tricônica ou PDC; BHA simples; drill collars; estabilizadores próximos à broca | Garantir estabilidade inicial do poço e proteção de aquíferos |
| Fase 2 – Intermediária | THD | Broca PDC; drill collars; estabilizadores espaçados; HWDP para transição de rigidez | Manter qualidade do furo e preparar para seções mais profundas |
| Fase 3 – Intermediária Direcional | BHD | Motor de fundo com Bent Housing ou RSS; estabilizadores direcionais; DCs e HWDP | Construir e controlar a trajetória do poço |
| Fase 4 – Produção / Reservatório | BHD | Broca PDC de alta performance; BHA estável; motor ou RSS; menor número de DCs | Alta qualidade do furo e eficiência na perfuração do reservatório |
| Fase 5 – Seção Final / Ajustes | BHD | BHA especializado para correções finas; motor ou RSS de alta precisão | Ajustes finais de trajetória e preservação da integridade do poço |
THD
Composição do BHA: Broca tricônica ou PDC; BHA simples; drill collars; estabilizadores próximos à broca.
Objetivo: Garantir estabilidade inicial do poço e proteção de aquíferos.
THD
Composição do BHA: Broca PDC; drill collars; estabilizadores espaçados; HWDP para transição de rigidez.
Objetivo: Manter qualidade do furo e preparar para seções mais profundas.
BHD
Composição do BHA: Motor de fundo com Bent Housing ou RSS; estabilizadores direcionais; DCs e HWDP.
Objetivo: Construir e controlar a trajetória do poço.
BHD
Composição do BHA: Broca PDC de alta performance; BHA estável; motor ou RSS; menor número de DCs.
Objetivo: Alta qualidade do furo e eficiência na perfuração do reservatório.
BHD
Composição do BHA: BHA especializado para correções finas; motor ou RSS de alta precisão.
Objetivo: Ajustes finais de trajetória e preservação da integridade do poço.
Exemplos de BHAs x Fases do poço.
| Fases | BHA (Topo → Fundo) |
|---|---|
| Fase 1 | DP > HWDP > DC > MWD > Float Sub > MF > Broca |
| Fase 2 | DP > HWDP > DC > MWD > Float Sub > MF > Broca |
| Fase 3 | DP > HWDP > DC > MWD > Float Sub > MF > Broca |
| Fase 4 | DP > HWDP > DC > MWD/LWD > Dog Sub (se necessário) > MF (ou RSS) > Broca |
| Fase 5 | DP > HWDP > DC > MWD/LWD (imagem) > RSS > Broca |
Abreviações
- DP – Drill Pipe
- HWDP – Heavy Weight Drill Pipe
- DC – Drill Collar
- LWD- Logging While Drilling
- MWD- Measurement While Drilling
- RSS – Rotary Steerable System
- MF – Motor de Fundo
Tips: Parâmetros
- – PSB , Vazão / Pressão, Rotação, Torque, ECD, ROP
- – Unidades utilizadas na perfuração
- * PSB: klbf
- * Vazão: gpm
- * Pressoa: psi
- * Rotação: rpm
- * Torque: klbf.ft
- * ECD: ppg
- * ROP: m/h