CANHONEIO DE POÇOS (PARTE 2): A DETONAÇÃO É INSTANTÂNEA. O ESCOAMENTO É PERMANENTE.

No primeiro texto desta série, discutimos porque a importância do canhoneio ainda é subestimada, sendo muitas vezes tratada como um mero detalhe operacional, e não como parte integrante da completação. Agora, vamos aprofundar uma das decisões mais recorrentes — e mais negligenciadas em sua complexidade — do projeto de um poço: a configuração do canhoneio

É comum ouvir que aumentar a densidade de jatos melhora a produtividade, uma vez que aumenta a área de contato entre poço e reservatório. Em muitos casos, essa decisão é tomada quase automaticamente: mais jatos por metro, melhor é o caminho de fluxo entre reservatório e poço, logo, maior vazão.  Mas a física do escoamento em meio poroso não depende exclusivamente de área aberta ao fluxo.

Modelos clássicos de escoamento em intervalos canhoneados mostram que o skin associado ao canhoneio resulta da combinação de três efeitos distintos:

·         Convergência de fluxo horizontal;

·         Convergência de fluxo vertical;

·         Convergência tridimensional associada ao ângulo entre os túneis.

Ou seja: o skin de canhoneio é composto por três diferentes componentes, sendo cada um função de diferentes parâmetros de projeto.

 Figura 1 – Geometria do túnel de canhoneio e zonas de dano associadas

Densidade de jatos: ganhos marginais decrescentes

 Cada jato gerado pela carga moldada cria um túnel de penetração na formação. A densidade de jatos, portanto, define o número de túneis por unidade de comprimento do intervalo canhoneado. 

 Aumentar a densidade reduz o espaçamento entre túneis. Isso, de fato, diminui o efeito de convergência vertical do fluxo. Porém, essa redução apresenta ganhos marginais decrescentes.

 Depois de determinado ponto, dobrar o número de jatos por metro não reduz o skin na mesma proporção. O fluxo passa a competir entre túneis adjacentes, e a melhoria adicional se torna limitada.

 Em termos práticos: aumentar de 4 para 8 jatos por pé pode gerar um ganho muito menor do que se imagina — especialmente se o comprimento efetivo do túnel for insuficiente ou se houver dano significativo ao redor do poço.

 Fase entre jatos: interferência não é detalhe

A fase define o arranjo angular dos jatos ao redor do poço e, consequentemente, a distribuição espacial dos túneis formados. Ela controla como os túneis interagem entre si e como o fluxo converge para cada abertura.

 Fases multidirecionais podem parecer intuitivamente superiores, mas nem sempre produzem o melhor desempenho. Dependendo da geometria e do regime de fluxo, determinadas configurações aumentam a interferência entre túneis, elevando o componente tridimensional do skin.

 Em outras palavras: fase entre jatos não é distribuição estética de furos no revestimento. É variável de engenharia de escoamento.

 Comprimento do túnel: penetrar além do dano importa

 O comprimento efetivo do túnel controla o quanto a penetração avança além da zona danificada próxima ao poço. Se o túnel não ultrapassa essa região, a efetividade do canhoneio pode ser baixa, mesmo com elevada densidade de jatos.

 Em muitos cenários, aumentar a penetração produz impacto maior na produtividade do que simplesmente elevar a densidade. No entanto, a penetração nominal informada pelo fabricante é usualmente obtida em testes padronizados (API), realizados em arenito Berea. A profundidade efetiva de penetração em campo depende das propriedades mecânicas da formação. Relações clássicas, como a proposta por Richards, indicam que a penetração do jato é função da resistência dinâmica da rocha, de modo que formações mais resistentes tendem a apresentar comprimentos de túnel inferiores aos observados em Berea.  Isso implica que a adoção direta da penetração nominal da carga pode levar a estimativas excessivamente otimistas de desempenho, especialmente em formações mais consolidadas.

 À medida que a permeabilidade da formação diminui, cresce a influência das condições de escoamento na região próxima ao poço sobre a produtividade, tornando o comprimento efetivo de penetração um parâmetro de maior impacto no fator skin associado ao canhoneio.

Diâmetro do túnel: área de entrada e perdas locais

 O diâmetro do túnel afeta diretamente a área de entrada do fluxo e a velocidade local na interface formação–poço.

 Túneis de pequeno diâmetro elevam a velocidade do fluido na entrada, ampliando perdas adicionais e contribuindo para maior componente de skin. Em formações inconsolidadas, diâmetros reduzidos também podem aumentar a propensão à produção de areia.

 Embora o diâmetro não seja, isoladamente, a variável mais sensível, ele interage com comprimento e densidade, influenciando o resultado final do projeto. 

 O que isso significa na prática?

 Projetar canhoneio não é uma escolha operacional isolada.  É modelagem do escoamento na região próxima ao poço.  Trata-se de definir um caminho de fluxo entre reservatório e poço, considerando simultaneamente:

 • Densidade de jatos

• Fase

• Comprimento efetivo do túnel

• Diâmetro

• Características petrofísicas da formação

 Dobrar a densidade pode ter efeito limitado se a penetração for insuficiente.  Uma fase entre jatos inadequada pode comprometer o ganho obtido com maior densidade, ao passo que um túnel curto pode tornar irrelevante o restante do projeto.

 Propriedades da Carga

Até aqui discutimos predominantemente a geometria do canhoneio. No entanto, o desempenho hidráulico do túnel também depende da sua qualidade interna e do grau de dano induzido pelo processo de detonação. 

O parâmetro Core Flow Efficiency (CFE) representa a eficiência efetiva de escoamento no interior do túnel, refletindo a presença de debris e alterações na permeabilidade ao longo do seu núcleo.

Já o parâmetro  Permeability Reduction Factor (PRF) expressa a redução de permeabilidade na região ao redor do túnel, decorrente da compactação e dos efeitos mecânicos da detonação. Em conjunto, esses parâmetros evidenciam que o desempenho final não é apenas função da geometria, mas também da interação entre carga e formação.

Figura 2 - Decomposição conceitual do fator skin associado ao canhoneio

Modelos de estimativa do fator skin associado ao canhoneio

A influência do canhoneio sobre o desempenho do poço não é apenas intuitiva. Ela pode ser descrita por modelos matemáticos que decompõem o fator skin em componentes associadas à geometria e ao dano.

Entre os trabalhos mais relevantes nessa área destaca-se o modelo semianalítico proposto por Karakas & Tariq, que formalizou a contribuição da convergência de fluxo horizontal, vertical e tridimensional em intervalos canhoneados. O modelo demonstra que o skin associado ao canhoneio pode ser expresso como a soma de componentes geométricas, cada uma sensível a parâmetros como densidade, fase e comprimento do túnel.

Posteriormente, formulações desenvolvidas por Furui et al expandiram essa abordagem ao incorporar com maior detalhe os efeitos do dano ao redor do túnel e da interação entre propriedades da formação e geometria de penetração. Esses modelos evidenciam que o desempenho final resulta do acoplamento entre configuração geométrica, qualidade hidráulica do túnel e características petrofísicas da rocha.

De forma geral, tais modelos mostram que:

·      O aumento da densidade de jatos reduz o componente vertical de convergência, mas com ganhos marginais decrescentes;

·      A fase influencia o componente tridimensional do escoamento;

·      O comprimento efetivo do túnel atua como mecanismo de bypass do dano;

·      O desempenho é altamente sensível às propriedades da formação.

Mais do que fornecer equações, esses modelos oferecem uma estrutura conceitual para compreender como cada variável de projeto contribui para o skin total do sistema canhoneado.

No próximo texto desta série, aplicaremos essas formulações para comparar diferentes estratégias de canhoneio em um reservatório tipo, avaliando o impacto direto sobre o fator skin e a produtividade do poço.