Pesquisa sobre o mecanismo de dano e o sistema de fluido de perfuração para proteção do reservatório do Jurássico no campo petrolífero de Zhenbei

Por que proteger as rochas oleosas ocultas é importante

Bem abaixo do centro-norte da China, espessas camadas de rocha do período Jurássico abrigam silenciosamente grandes reservas de petróleo. Aproveitar esses recursos é vital para suprir as necessidades energéticas, mas o próprio ato de perfurar pode danificar as rochas e deixar o óleo aprisionado. Este estudo do campo petrolífero de Zhenbei, na Bacia de Ordos, investiga por que esses reservatórios são tão suscetíveis a danos e descreve um novo tipo de fluido de perfuração projetado para protegê-los, manter seus minúsculos caminhos abertos e aumentar a produção de óleo em poços reais.

O desafio das rodovias subterrâneas apertadas

As rochas desses reservatórios jurássicos assemelham-se a esponjas naturais de pedra. Elas contêm pequenos espaços, ou poros, e canais estreitos entre eles que permitem o fluxo de óleo. Medições em centenas de amostras mostram que essas rochas tipicamente têm espaço poroso moderado e capacidade média de transmissividade de fluidos. Essa combinação as torna valiosas, porém frágeis: existe espaço poroso conectado suficiente para produzir óleo, mas os canais são tão estreitos que quaisquer partículas extras ou água trazidas pelo fluido de perfuração podem facilmente entupir esses caminhos e interromper o fluxo.

Poeria de argila e água: uma fonte oculta de dano

Ao examinar a rocha com microscópios e testes de raios X, os pesquisadores descobriram que o reservatório é composto principalmente por grãos de quartzo e feldspato unidos por minerais argilosos como caulinita. A caulinita é mecanicamente fraca e se fragmenta facilmente em lascas minúsculas quando um fluido rápido a arrasta. Testes de sensibilidade mostraram que a rocha é mais vulnerável a variações na velocidade do fluxo e à água doce. Quando os fluidos de perfuração invadem a rocha, podem arrancar partículas de argila e arrastá-las para as constrições estreitas, onde ficam alojadas e bloqueiam o caminho. A água doce também pode fazer as argilas incharem. Juntos, esses efeitos transformam microvias abertas em gargalos entupidos, reduzindo drasticamente a facilidade com que o óleo se desloca.

Projetando uma receita protetora de perfuração

Para enfrentar esse dano, a equipe desenvolveu um sistema de fluido de perfuração que age mais como um curativo temporário do que como um bloqueio permanente. Eles selecionaram vários aditivos e optaram por um material de vedação temporária solúvel em óleo chamado G325 e um agente “auto-degradável” que limita a perda de fluido. Os grãos desses materiais foram cuidadosamente dimensionados para corresponder às aberturas médias dos poros nas rochas jurássicas, de modo que formem uma camada fina e compacta na face da rocha em vez de invadir profundamente. Testes de laboratório mostraram que essa combinação reduziu fortemente a quantidade de fluido que vazava para as amostras de rocha e vedou mais de 70% dos caminhos potenciais de fuga, ao mesmo tempo em que permitiu que a camada selante se degradasse depois em óleo. Quando testemunhos tratados com esse fluido foram enxaguados com óleo, sua capacidade de transmitir fluxo retornou a cerca de 98% do nível original, indicando que as vias internas da rocha permaneceram em grande parte intactas.

Do banco de laboratório aos poços reais

O teste definitivo foi em campo. O novo sistema de fluido de perfuração foi usado nos reservatórios jurássicos da 11ª planta de produção de óleo de Zhenbei e comparado com poços anteriores perfurados com fluidos convencionais. Após a mudança, a produção média de teste da camada jurássica nessa área saltou de aproximadamente 12 para quase 19 metros cúbicos de óleo por dia — um ganho de mais de 50%. Em poços horizontais onde a mesma camada rochosa foi atingida em locais semelhantes, os poços perfurados com o fluido protetor superaram os vizinhos em cerca de 50–80%. Esses resultados sugerem que prevenir danos microscópicos durante a perfuração pode ter um impacto muito visível na superfície.

Manter os poros abertos a longo prazo

Em termos simples, este trabalho mostra que as rochas portadoras de óleo podem ser menos danificadas se as tratarmos com cuidado desde o início. Ao entender que argilas facilmente fragmentáveis e poros estreitos tornam os reservatórios jurássicos sensíveis a fluxo rápido e água doce, os pesquisadores foram capazes de formular um fluido de perfuração que sela brevemente a rocha, limita a invasão e depois se dissolve no óleo. A abordagem mantém os pequenos canais da rocha abertos, para que mais óleo possa fluir livremente até o poço. Para os produtores de energia, isso significa rendimentos melhores em campos existentes; para o público em geral, significa uso mais eficiente dos recursos subterrâneos com menos poços desperdiçados.

Citação: Wang, J., He, W., Zhang, M. et al. Research on the damage mechanism and reservoir protection drilling fluid system of Jurassic reservoir in Zhenbei oilfield. Sci Rep 16, 6887 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-35924-5

Palavras-chave: reservatório de óleo jurássico, fluido de perfuração, dano ao reservatório, migração de finos de argila, bacia de Ordos