O volume de deslocamento é o volume de fluido bombeado depois da pasta para empurrá-la até o anular, desde a cabeça de cimentação até o colar flutuante. Ele é a soma das capacidades internas da coluna de assentamento e do revestimento até o colar, mais as linhas de superfície. Quando o plug de topo assenta no colar, ocorre a batida: o aumento de pressão que marca o fim do deslocamento.

Por que o deslocamento precisa ser calculado com precisão?

Deslocar de menos deixa pasta dentro do revestimento acima do colar. O resultado é cimento para cortar e risco de anular sem a altura de cimento planejada.
Deslocar demais (overdisplacement) empurra o fluido de deslocamento para fora da sapata e deixa a sapata molhada, sem cimento ao redor. É uma das causas clássicas de teste de absorção ruim na fase seguinte.

Por isso o deslocamento é acompanhado por volume e por strokes, com os eventos intermediários conferidos durante o bombeio.

Como calcular o volume de deslocamento

Capacidade de cada trecho (bbl/m) = ID² ÷ 313,77, com o ID em polegadas. Com capacidade em bbl/ft, multiplique por 3,2808.
Volume de cada trecho = capacidade × comprimento.
Volume até o colar = soma dos trechos, da cabeça de cimentação até o colar, na ordem: coluna de assentamento (ou DP), depois o revestimento.
Volume de deslocamento = volume até o colar + linhas de superfície.
Compressibilidade do fluido (opcional): soma um pequeno volume extra, porque o fluido de deslocamento comprime sob pressão.
Strokes = volume ÷ (bbl/stk × eficiência da bomba).

O volume de pasta segue a mesma lógica: anular = (D_externo² − OD²) ÷ 313,77 × comprimento × (1 + excesso), mais o shoe track (ID² ÷ 313,77 × comprimento entre o colar e a sapata).

Os eventos do deslocamento (sistema subsea com darts)

Em revestimentos assentados na cabeça do poço submarina, os plugs ficam na ferramenta de assentamento, no fundo do mar, e são liberados por darts lançados da superfície:

o dart de fundo vai à frente da pasta e libera o plug de fundo;
o dart de topo vai atrás da pasta e libera o plug de topo.

Os volumes de cada evento são contados a partir do fim do bombeio da pasta (início do deslocamento), incluindo as linhas de superfície. A lógica é simples: o dart de fundo já percorreu um volume igual ao da pasta quando o deslocamento começa, então todo evento ligado a ele acontece volume de pasta antes do evento equivalente do dart de topo.

Evento	Volume (a partir do início do deslocamento)
Liberação do plug de fundo	linhas + volume da coluna − volume de pasta
Liberação do plug de topo	linhas + volume da coluna
Colchão entrando no anular	linhas + volume até o colar + shoe track − pasta − colchão
Plug de fundo no colar (ruptura do disco)	linhas + volume até o colar − volume de pasta
Pasta entrando no anular	linhas + volume até o colar + shoe track − volume de pasta
Batida do plug de topo	linhas + volume até o colar

Se algum evento resultar em volume negativo, ele acontece ainda durante o bombeio da pasta ou do colchão, antes do início do deslocamento.

Exemplo resolvido (valores ilustrativos)

Dados:

Coluna de assentamento: DP 5-1/2", ID 4,778", 2.025,000 m até a cabeça do poço.
Revestimento 9-5/8", ID 8,535", da cabeça do poço até o colar: 1.945,000 m (colar a 3.970,000 m e sapata a 3.995,000 m, shoe track de 25,000 m).
Poço aberto de 12-1/4", topo do cimento 500,000 m acima da sapata, com 30% de excesso no poço aberto.
Colchão de 50 bbl à frente da pasta. Linhas de superfície de 5 bbl.
Bomba de 0,1 bbl/stk com 97% de eficiência. Compressibilidade do fluido base água de 6,79 bbl (ver o post sobre compressibilidade).

Volume de pasta:

Trecho	Capacidade (bbl/m)	Comprimento (m)	Volume (bbl)
Anular 12-1/4" × 9-5/8" (+30%)	0,18301	500,000	91,50 → 118,95
Shoe track (ID 8,535")	0,23216	25,000	5,80
Total de pasta			124,76

Volume de deslocamento:

Trecho	Capacidade (bbl/m)	Comprimento (m)	Volume (bbl)
Coluna de assentamento DP 5-1/2"	0,07276	2.025,000	147,33
Revestimento 9-5/8" até o colar	0,23216	1.945,000	451,56
Linhas de superfície			5,00
Deslocamento teórico			603,89 bbl (6.226 strokes)
Com compressibilidade (+6,79 bbl)			610,68 bbl (6.296 strokes)

Eventos do deslocamento:

Evento	Volume (bbl)	Strokes
Liberação do plug de fundo	27,6	284
Liberação do plug de topo	152,3	1.570
Colchão entrando no anular	434,9	4.484
Plug de fundo no colar (ruptura do disco)	479,1	4.940
Pasta entrando no anular	484,9	4.999
Batida do plug de topo (teórica)	603,9	6.226
Batida com compressibilidade	610,7	6.296

Valores ilustrativos para demonstrar o método. Use sempre os IDs reais do datasheet, a profundidade do colar do tally e a eficiência real da bomba.

Diferencial hidrostático no fim do deslocamento

No fim do deslocamento, o anular tem colchão e pasta, mais pesados que o fluido dentro do revestimento. Os dois lados funcionam como um tubo em U: a pressão de bombeio na batida é aproximadamente esse diferencial mais as perdas de carga.

Continuando o exemplo (fluido de 10,5 ppg, colchão de 12,0 ppg ocupando 273,2 m do anular e pasta de 15,8 ppg com 500 m; poço vertical):

Lado	Composição	Pressão no fundo (psi)
Interno	fluido até o colar + pasta no shoe track	7.178,8
Anular	fluido + colchão + pasta	7.678,2
Diferencial		≈ 499 psi

P (psi) = 0,1706 × altura (m) × ppg em cada camada. A constante 0,1704, também comum, muda o resultado em cerca de 0,1%.

Esse diferencial também é a pressão que o equipamento de flutuação precisa segurar depois que o bombeio para. Se a válvula do colar falhar, a pasta volta para dentro do revestimento (U-tube).

Erros comuns

Usar o ID nominal em vez do ID real do revestimento ou da coluna, o que gera erro acumulado de vários barris.
Esquecer as linhas de superfície ou contar duas vezes.
Contar os eventos a partir do início do bombeio da pasta, e não do início do deslocamento.
Ignorar a eficiência da bomba: com 97% de eficiência, 6.000 strokes correspondem a 582 bbl, não 600.
Não definir um limite de overdisplacement: a operação precisa saber até quanto além do volume teórico continuar bombeando se a batida não vier.
Não considerar a compressibilidade em revestimentos longos com fluido base óleo.

Boas práticas

Monte a tabela de eventos em bbl e strokes antes da operação e confira cada evento durante o bombeio.
Registre a pressão na liberação dos plugs e na ruptura do disco do plug de fundo; elas confirmam a posição dos plugs.
Defina previamente o volume máximo de overdisplacement aceitável.
Depois da batida, alivie a pressão e confira o retorno para validar o equipamento de flutuação.

Como calcular no OffshoreGPT

A calculadora de cimentação do OffshoreGPT faz tudo isso em código: volumes de pasta por trecho com excesso e shoe track, volume de deslocamento até o colar, tabela de eventos em bbl e strokes (darts subsea ou plugs de superfície), diferencial hidrostático e projeto da pasta. Com o tally do revestimento anexado, colar, sapata, shoe track e trechos saem do próprio tally. A compressibilidade do fluido pode ser calculada na mesma conversa e somada ao deslocamento.

Calcule o deslocamento no OffshoreGPT

Perguntas frequentes

Como calcular o volume de deslocamento na cimentação?

Some o volume interno da coluna de assentamento e do revestimento, da cabeça de cimentação até o colar (capacidade = ID² ÷ 313,77 bbl/m × comprimento), mais as linhas de superfície.

O que é a batida do plug?

É o aumento de pressão quando o plug de topo assenta no plug de fundo, já parado no colar flutuante. Ela marca o fim do deslocamento.

Como converter o volume de deslocamento em strokes?

Strokes = volume (bbl) ÷ (rendimento da bomba em bbl/stk × eficiência). Com 0,1 bbl/stk e 97% de eficiência, cada stroke desloca 0,097 bbl.

Por que o plug de fundo é liberado antes do plug de topo?

O dart de fundo vai à frente da pasta e o de topo vai atrás. O dart de fundo chega aos plugs um volume de pasta antes do dart de topo.

O que acontece se deslocar demais?

O fluido de deslocamento sai pela sapata e deixa a região da sapata sem cimento (sapata molhada). Isso compromete a vedação e o teste de absorção da fase seguinte.

Por que a pressão sobe no fim do deslocamento?

O anular fica com pasta e colchão, mais pesados que o fluido interno. O diferencial hidrostático (efeito tubo em U), somado às perdas de carga, aparece como pressão de bombeio na superfície.

Deslocamento na Cimentação: Volume, Eventos dos Plugs e Batida