ANÁLISE TERMO-POROELÁSICA DA INTEGRIDADE ESTRUTURAL DE BAINHAS DE CIMENTO EM POÇOS DE PETRÓLEO
Bainha de cimento; Integridade estrutural; Termo-poroelasticidade; Modelagem numérica.
Este trabalho investiga a integridade estrutural da bainha de cimento em poços de petróleo, considerando condições termomecânicas e o comportamento poroelástico do cimento e das formações rochosas adjacentes. A bainha é essencial para o suporte mecânico do revestimento e o isolamento hidráulico, mas variações de pressão e temperatura podem comprometer sua integridade, resultando em tensões significativas que devem ser modeladas adequadamente. Embora a teoria da elasticidade seja amplamente utilizada para prever tensões na bainha, estudos recentes indicam que o cimento e as formações sedimentares devem ser tratados como meios poroelásticos, onde as interações entre tensões mecânicas e pressões nos poros são fundamentais. Ignorar esses efeitos pode gerar erros significativos nos estudos de integridade. Devido à complexidade das equações da poroelasticidade, soluções analíticas são limitadas a casos simplificados, tornando a modelagem numérica uma ferramenta essencial para avaliar problemas reais. A metodologia deste estudo envolve quatro etapas principais: i) definição do modelo geométrico e do domínio de estudo; ii) desenvolvimento e implementação do modelo numérico no software Abaqus®; iii) realização de simulações considerando variações térmicas, mecânicas e de poropressão; e iv) análise dos resultados e validação com dados da literatura. Até o momento, desenvolveu-se uma estratégia de modelagem numérica sem considerar a poropressão, realizando algumas validações analíticas. As comparações entre os modelos numéricos e as soluções analíticas mostraram comportamentos semelhantes, mas com divergências nos valores das tensões. Essas diferenças evidenciam a necessidade de ajustes na modelagem para aprimorar a precisão das simulações. Com base nesses resultados preliminares, os próximos passos concentram-se na calibração do modelo no Abaqus® e na incorporação do comportamento poroelástico dos materiais. Espera-se que o desenvolvimento de uma estratégia robusta de modelagem numérica contribua significativamente para a previsão e prevenção de falhas na bainha de cimento, promovendo a segurança e a eficiência nas operações de exploração e produção de petróleo.