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Perfuração de Poços   


Manual de projeto e construção de poços tubulares profundos.

1. Introdução

 

A importância da água subterrânea pode ser medida por suas reservas em relação às das águas superficiais. Estima-se que, de toda a água existente no mundo, os oceanos e mares representam 97,218%, ficando 2,7861%, para toda a água doce existente na terra. Deste último total, 0,01% são as águas superficiais; 0,05% estão na umidade do solo, 0,62% representa as águas subterrâneas e 2,15% as geleiras. Isto é, a água subterrânea representa 98% de toda água doce disponível na Terra.

Na Europa, o sistema de abastecimento de água, depende em 75% da água subterrânea para o abastecimento da população. Em países como a Dinamarca, Suécia, Bélgica, Alemanha e Áustria, representa 90%. A água subterrânea abastece 100% dos núcleos urbanos da Argélia, 58% do Irã, 50% nos Estados Unidos. No Brasil, estima-se que 50% das cidades são abastecidas por água subterrânea. O Estado de São Paulo é o maior usuário nacional, com 70% das cidades e, 90% das indústrias. Capitais de estados brasileiros como Campo Grande-MT, Maceó-AL, Recife-PE, Natal-RN, João Pessoa-PB, Fortaleza-CE, Belém-PA, Manaus-AM, dependem grandemente da água subterrânea para o abastecimento público. Estados que possuem extensas coberturas sedimentares como o Amazonas, Pará, Maranhão, Piauí, Tocantins, Mato Grosso, Mato Grosso do Sul, São Paulo, Paraná, Santa Catarina, Rio Grande do Sul e sul de Goiás têm na água subterrânea, a alternativa mais viável de abastecimento de suas comunidades.

A utilização de água subterrânea remonta há mais de 4.000 anos AC. Nesta época, os antigos chineses já perfuravam poços com centenas de metros de profundidade. A explotação da água subterrânea era conhecida também, dos antigos persas. Os antigos Egípcios há 2.100 AC, já utilizavam poços para se abastecer. Na Bíblia, existem inúmeras citações a respeito, Abraão e Isaac são citados, por exemplo, como famosos por escavar poços.

No século XII, ano de 1.126, foi perfurado na França, na cidade de Artois, o primeiro poço artesiano. No século XVII, ainda na França, foi perfurado o poço artesiano de Grenele, perto de Paris, com 549m de profundidade e concluído o poço de Passy, também em Paris, com 0,70m de diâmetro e 586m de profundidade, vazão de 21.150m³/d e jorro de 16,50m de altura.

Animados com os resultados obtidos na perfuração de poços, os franceses, através dos trabalhos de Vallesière em 1.715 e La Métherie em 1.791, estabeleceram os fundamentos geológicos para a compreensão do movimento e armazenamento das águas subterrâneas. O engenheiro francês Henry Darcy (1.856) estabeleceu a Lei de Darcy que expressa a descarga de água através de um meio poroso e permeável por unidade de superfície em função da condutividade hidráulica e do gradiente hidráulico viabilizando a avaliação quantitativa dos recursos hídricos subterrâneo. A partir daí, cresceu o estudo e o conhecimento da água subterrânea na França, Alemanha, Holanda e Estados Unidos. Na primeira década do século XX, o estudo das águas subterrâneas toma impulso especial nos Estados Unidos com a criação do Setor das Águas Subterrâneas do U.S. Geological Servey-USGS. São dessa época os trabalhos de THEIS e MEINZER, sobre hidráulica dos aqüíferos e de poços que forneceram as bases matemáticas para a quantificação dos aqüíferos. .

A partir da década de 50, a água subterrânea passa a ter uso extensivo e os fatores mais importantes foram:

  • Estudos de hidrogeologia, geologia e hidrodinâmica;
  • Evolução tecnológica das técnicas de perfuração de poços a partir daquelas desenvolvidas para a exploração do petróleol;
  • Desenvolvimento crescente das bombas, sobretudo as submersas.

Desde então, o setor em todo mundo, tem experimentado nos países industrializados, um desenvolvimento contínuo, passando a se dar importância também aos estudos ambientais sobre contaminação dos aqüíferos, além dos estudos gerais de qualidade, quantidade e fluxos hidrodinâmicos das águas subterrâneas.

Entre as inúmeras vantagens da utilização das águas subterrâneas, destacam-se:

  • Os investimentos de captação da água subterrânea são mais baixos se comparada as águas superficiais. Dispensam a construção de obras de barragens, adutoras, recalque e, na maior parte, de estações de tratamento;
  • Menor prazo de execução das obras;
  • Menor custo de manutenção e operação. A água na maioria dos casos, já sai do poço sem necessidade de nenhum tratamento especial, apenas simples cloração.
  • Os sistemas de abastecimento de água com poços são de operação simples utilizando mão-de-obra pouco especializada, viabilizando assim, o abastecimento de água em pequenas vilas e povoados;
  • O impacto ambiental gerado pelo poço é menor do que a ETA;
  • Os investimentos podem ser realizados de maneira parcelada conforme o aumento da demanda;
  • Com exceção do semi-árido nordestino e regiões de rochas cristalinas a maioria das cidades brasileiras com menos de 5.000 habitantes, podem ser atendidas com o manancial subterrâneo.

Os principais fatores que intervêm na quantidade e qualidade das águas subterrâneas são:

  • Precipitação superficial;
  • Constituição geológica e natureza das camadas;
  • Estrutura geológica;
  • Extensão areal contribuinte;
  • Zona de recarga.
Os principais fatores que impedem o uso extensivo das águas subterrâneas são:
  • Conhecimento insuficiente das formações aqüíferas;
  • Falta de estudos, levantamentos e ensaios;
  • Técnica inadequada na execução dos poço;
 
2. Definição
 
2.1 Poço Tubular Profundo

É uma obra de engenharia projetada e construída, visando a explotação de água subterrânea, aberto por máquinas perfuratrizes, de diâmetro raramente superior a 60cm, vertical, de profundidades variáveis, podendo atingir até 2.600m, de grande rendimento para a produção de água, podendo ser totalmente ou parcialmente revestidos, dependendo das condições da geologia local.

O Projeto de Construção de Poços Tubulares Profundos é regido pelas seguintes Normas da ABNT:

NB – 588 è Projeto de poço para captação de água subterrânea

NB – 1290 è Construção de poço para captação de água subterrânea.

 
3. Tipos de poços e aqüíferos
 

3.1. Poços em Rochas Cristalinas – Aqüíferos Fissurados – Construção do Poço

Parcialmente Revestidos

Denomina-se genericamente de rochas cristalinas, aquelas que permitem a construção do poço com a utilização de revestimento somente na parte do capeamento de solo ou de rocha inconsolidada. As rochas cristalinas por terem porosidade e permeabilidade quase nulas a água é transmitida através de descontinuidades, representadas pelas fraturas e fissuras geológicas que se constituem no meio de transmissão e armazenamento da água. São rochas de natureza ígnea, metamórfica e as sedimentares muito duras como os arenitos muito litificados e calcários. Todas estas rochas permitem que as paredes do poço se sustentem drenando a água diretamente para o interior do poço após perfurado.

3.2. Poços em Rocha Sedimentar – Aqüífero Poroso – Construção do Poço Totalmente

Revestido

As rochas sedimentares são rochas de baixa coesão com espaços intergranulares entre os grânulos que a compõem. Esta característica faz com que a água seja transmitida através da intercomunicação entre os espaços vazios ao longo de um gradiente hidráulico – características denominada de permeabilidade – e armazenada quando não há transmissão – propriedade denominada de porosidade. Os poços construídos neste tipo de rocha, desmoronam, não sustentando as paredes do poço por isso, devem ser totalmente revestidos com tubos de revestimento lisos e revestimento ranhurados ou filtros, para haver a transmissão de água para dentro do poço.

3.3. Poços Mistos com Aqüífero Fissurado e Poroso no mesmo Poço – Construção do Poço

Parcialmente Revestido

São aqueles onde a parte superior perfurada são rochas sedimentares e na parte inferior, rochas cristalinas. Por causa dessa característica da geologia, o poço é construído, como, de poço em sedimento com a colocação de revestimentos e filtros no domínio das rochas permeáveis e porosas e sem revestimento na parte inferior, domínio das rochas cristalinas onde o aqüífero é fissural.

 

4. Elaboração de projeto de construção de poços tubulares profundos
 
4.1. Introdução

Um dos aspectos mais importantes na elaboração de um projeto de captação de água subterrânea, diz respeito à abordagem para se viabilizar o empreendimento. As ciências naturais como a biologia, as ciências biomédicas e a geologia, utiliza-se da abordagem investigativa e dedutiva. O técnico deve usar todos os dados e recursos investigativos de campo e escritório disponíveis para permitir a interpretação mais aproximada possível do objeto de estudo, suas abrangências e limitações para elaborar diagnóstico sobre a capacidade, profundidade e métodos construtivos adequados para a explotação do aqüífero. Em outras palavras: não adianta projetar no escrito, um poço com vazão de 40m³/h para abastecer determinada localidade, se a geologia onde está a localidade não possuir aqüífero compatível para fornecer tal quantidade de água.

Por isso, quando se trata de construir poços, cada caso é um caso a ser investigado e estudado, com visitas "in loco", utilizando-se métodos diretos e indiretos de investigação do subsolo, para em seguida elaborar o projeto construtivo do poço com chance de lograr êxito considerando as limitações da geologia do local. É fato comum elaborar-se projetos de abastecimento de água, com o poço, junto ao reservatório elevado, como se o simples fato de se ter marcado o poço ali, após ser perfurado, a uma determinada profundidade e certo diâmetro de completação, venha a fornecer os volumes de água demandados pelo projeto técnico de abastecimento.

A elaboração do projeto de construção de um poço diferencia da elaboração do projeto de construção de uma casa, prédio ou sistema de distribuição de água, por exemplo. A elaboração do projeto básico construtivo deverá ser precedido de ampla pesquisa investigatória, para se determinar as possibilidades de sucesso do empreendimento em função da geologia do local e da demanda requerida. A localização do poço deve ser definida onde as chances para se obter água sejam maximizadas, realizado por profissional especializado em hidrogeologia e geofísica. Cumpridas estas etapas de estudo da geologia da região, potencialidade hidrogeológica e locação tem-se os elementos necessários para elaborar o projeto básico construtivo do poço e planilha orçamentária com os quantitativos aproximados. O projeto executivo só poderá ser realizado após as informações e dados de geologia obtidos, das amostras do furo piloto.

Na execução da obra de engenharia, tem-se acesso físico direto com o local onde será construída a obra, aos materiais a serem utilizados. Pode-se dimensionar a obra conforme a demanda ou vontade do cliente, permitindo a elaboração de planilhas de quantitativos e custos com boa precisão. Outro aspecto relevante a considerar, diz respeito à execução das obras. Nos projetos de engenharia, os operários, engenheiros e fiscais, podem, a qualquer tempo, constatar visualmente falhas e imperfeições que mereçam ser refeitas. Inversamente para se projetar o poço, os parâmetros que servirão para a definição do projeto como: tipo de aqüífero, profundidade do aqüífero ou fratura e capacidade do aqüífero, são obtidos por meios indiretos através da interpolação dos dados geológicos colhidos na superfície e dos dados geofísicos, de forma que a análise desse conjunto é que determinará os parâmetros do projeto. Outra questão específica da construção de poços é que a obra começa na superfície do terreno e cresce terreno adentro, sendo todas as ações de construção do poço, executadas à distância da superfície, não permitindo o acesso direto e visual à coisa construída. As imperfeições de construção na maioria dos casos só serão constatados depois do poço pronto e são de difícil reparação.

A sistemática para a definição do manancial subterrâneo visando a construção de poços para abastecimento de água, pressupõe as seguintes etapas de estudos técnicos prévios para se ter condições de definir a localização do poço e o projeto básico:

  • Estudos de geologia e hidrogeológicos para definição de manancial subterrâneo;
  • Estudos de locação do poço;
  • Elaboração do Projeto Básico do Poço
4.2. Estudos de Geologia e Hidrogeologia para definição do Manancial Subterrâneo

Ao definir-se a opção pelo manancial subterrâneo, necessário se torna conhecê-lo, para verificar a natureza, suas vantagens e limitações para assim definir:

  • A natureza da geologia da superfície;
  • Tipos de aqüíferos existentes, potencialidade, distribuição lateral e vertical, estruturas geológicas;
  • Se a opção pelo manancial subterrâneo é a mais indicada para atender aos parâmetros de demanda do projeto, em função da capacidade dos aqüíferos existentes, com apresentação de relatório abordando os seguintes itens:
    • Aspectos geográficos, fisiográficos e geomorfológicos;
    • Aspectos geológicos regionais com descrição das unidades geológicas, litológicas e arcabouço estrutural;
    • Aspectos geológicos locais, com descrição das formações geológicas, litologias de superfície e subsuperfície, quando se tratar de bacia sedimentar;
    • Aspectos hidrogeológicos com referência especial aos poços existentes na localidade e/ou entorno, indicação da profundidade, vazões, níveis estáticos e dinâmicos, seqüência litológica a ser perfurada;
    • Previsão da quantidade de poços necessários para atender a demanda do projeto, indicando as profundidades, vazões esperadas e dimensionamento;
    • A apresentação desses estudos constitui o documento laudo geológico e hidrogeológico e deverá ser assinado por geólogo, geólogo geofísico e hidrogeólogo, conforme Decisão Normativa do CONFEM nº. 059 de 09/05/97.

4.3. Projeto de Construção de Poços

Compreende o elenco de detalhes técnicos que servirão de parâmetros para a sua construção atendendo a norma ABNT NB-588 - Projeto de Poços para Captação de Água Subterrânea. O Projeto de Poços consta de:

  • Especificações Técnicas de Construção;

  • Planilha Orçamentária de Quantitativo de Serviços e Materiais;
  • Croquis Construtivos.

Com base nos estudos de geologia realizados, o técnico dispõe dos dados necessários à especificação do poço, em função do aqüífero existente e da demanda de água necessária para seguir o sistema.

4. 3.1. Especificações Técnicas

A construção de um poço pressupõe várias fases, que deverão estar perfeitamente descritas e detalhadas de forma que a empresa construtora do poço não tenha dúvida do serviço solicitado.

DTM è Desmontagem, Transporte e Montagem e preparação do canteiro de obra e acessos.

Perfuração è Diz respeito exclusivamente aos trabalhos de perfuração e alargamento do furo.

Perfilagem geofísica è Realizada em seguida a perfuração, por empresas especializadas; visa a determinação do maior número possível de informações acerca das características petrofísicas dos aqüíferos tais como, espessuras, granulometrias, quantidade e qualidade das águas e teores de argila, para que se possa elaborar o Projeto Executivo de Completação do Poço.

Completação è Corresponde aos trabalhos de colocação dos revestimentos pré-filtros, cimentação de aqüíferos indesejáveis; cimentação de proteção sanitária e sapata de proteção sanitária.

Desenvolvimento e Limpeza è São o elenco de trabalhos necessários a colocação do poço em condições de produção.

Teste de Produção è Consiste no bombeamento do poço durante o intervalo de tempo determinado para permitir a determinação dos parâmetros hidrodinâmicos e vazão de explotação do poço.

Trabalhos complementares è Desinfecção, análises físico-químicas e bacteriológicas, licenças e autorizações e Relatório Técnico.

4. 3.2. Planilha Orçamentária de Quantitativos de Serviços e Materiais

A planilha como as especificações técnicas, constituem as peças do projeto básico do poço. Deverá conter a relação de serviços e materiais, unidade, custo unitário, valor unitário e total de cada item.

A planilha de poços considera o custo do material como aplicado. Os custos unitários e totais englobam fornecimento do material e serviço. Tal aspecto permite grandes variações de preço entre as regiões do país para um mesmo item. Em função das dificuldades locais de acesso custo de transporte, disponibilidade de equipamento e características geológicas.

A planilha deverá contemplar pelo menos, os seguintes serviços:

Desmontagem, Transporte e Montagem – DTM

  • Acessos e instalação dos equipamentos;
  • Perfuração;
  • Revestimento;
  • Pré-filtro;
  • Cimentação;
  • Desenvolvimento;
  • Teste de produção;
  • Análise bacteriológica;
  • Exame físico-químico;
  • Licenças;
  • Relatório Técnico

4.3.3. Croquis Construtivo

Trata-se da representação gráfica esquemática do poço em escala gráfica normalmente apresentada em uma única folha, contendo:

  • Profundidade do poço;
  • Diâmetro de perfuração;
  • Diâmetro de conclusão com especificação dos tipos de revestimento a serem aplicados;
  • Cimentações previstas;
  • Localização do pré-filtro;
  • Coluna geológica prevista a ser atravessada.
4.5. Projeto Executivo

O projeto executivo segue a norma ABNT NB-1290 – Construção de Poço para Captação de Água Subterrânea.

O projeto executivo é realizado após a perfuração do furo piloto, análises das amostras de calha e resultado da perfilagem geofísica, ocasião em que o técnico dispõe dos elementos para o estabelecimento dos quantitativos exatos de materiais e serviços necessários à complementação do poço, desenvolvimento, limpeza e trabalhos complementares.

 

5. Construção de poços
 

A construção de poços tubulares profundos é uma atividade especializada na área de engenharia, portanto, todo esforço deve estar centrado na contratação de empresas de perfuração de poços que possuam quadros especializados de funcionários, geólogos, engenheiro de minas e engenheiros com especialização na área reconhecida pelo CREA.

Quando o poço for construído em terrenos sedimentares com profundidades acima de 150m ou de profundidades inferiores, mas com diâmetro de completação maiores ou iguais a 8", aconselha-se, exigir a presença de geólogo da empresa permanentemente no canteiro de obra para acompanhar os trabalhos de construção do poço.

Pela mesma razão, é necessário fiscal da contratante no canteiro de obra acompanhando todas as etapas de construção do poço e o cumprimento fiel das especificações. A fiscalização é muito importante porque o poço é uma obra enterrada e se não houver até um excesso de zelo da fiscalização.

Pedido de Bens e Serviços-PBS – deverá conter observações e exigências às empresas licitantes para se habilitarem à execução dos serviços adequados a cada situação, onde a mais importante é ser empresa de perfuração de poços com equipamentos próprios e, possuir nos seus quadros, responsável técnico, geólogo ou engenheiro de minas, preferencialmente.

O PBS deve fazer-se acompanhar da planilha de serviços e quantitativos previstos para a execução do poço, croquis construtivos e especificações técnicas. O conjunto desses 03 (três) documentos constitui-se no Projeto Básico do Poço. As Especificações Técnicas deverão descrever todas as etapas previstas na planilha de quantitativos, cronograma físico-financeiro, forma de julgamento da proposta ganhadora, condições de recebimento do poço e garantias.

 

6. Especificações técnicas para construção de poços tubulares profundos
 

Na elaboração do Projeto Básico do Poço devem ser considerados nas Especificações Técnicas e na Planilha Orçamentária de Serviços e Materiais, os tópicos a seguir, descritos de maneira explícita e clara, adaptados às condições geológicas e peculiaridades de cada região.

6.1. Objetivo

Exemplo: Este documento tem por objetivo definir e especificar os detalhes técnicos para os serviços de construção de (os) poço (s) tubulares profundos destinados à captação de água subterrânea para abastecimento público.

6.2. Desmontagem Transporte e Montagem (DTM), Preparação do Canteiro de Obra e Acessos

A preparação dos acessos e plataforma para a instalação do equipamento de sondagem, transporte ida e volta, montagem e desmontagem do canteiro de obra é por conta da contratada.

Em relação a disposição das ferramentas, dos materiais e equipamentos.estes, deverão estar arrumados e organizados.

O local do canteiro de obra deve ser isolado para não permitir o acesso de pessoas não autorizadas e adotadas medidas de segurança para evitar acidentes.

A responsabilidade da empresa contratada, a vigilância do canteiro de obra e o fornecimento de energia elétrica.

A empresa será considerada instalada e apta ao início dos serviços após a fiscalização constatar na obra: a perfuratriz, equipamento, ferramental e materiais com capacidade e em quantidade suficientes para assegurar a execução dos trabalhos. Caso o poço seja em sedimento, incluir: construção do circuito para o fluido de perfuração com dimensão e declividade compatíveis com o terreno, profundidade e diâmetro final de furo.

6.3. Método de Perfuração

Deverá ser indicado o método de perfuração:

Exemplos:

  •  Poços Cristalino e Mistos: Por perfuratriz percursora ou perfuratriz rotopneumática.
  •  Poços Sedimento: Por sondagem rotativa com circuito de fluido de perfuração.

OBSERVAÇÕES: * Para poços profundos e de diâmetros de perfuração maiores do que 14", poderá ser exigido sonda rotativa de tracionamento mecânico.

* Para poços rasos até 200ms de profundidade e diâmetro de perfuração final de 12 ½" pode-se admitir também, o equipamento de tracionamento hidráulico da coluna de perfuração, desde que o modelo tenha capacidade compatível com o poço a ser construído.

6.4. Profundidade

A profundidade deverá ser especificada nos moldes abaixo descritos, para se evitar que a contratada alegue problemas técnicos que impeçam a execução do poço.

A profundidade do poço a ser atingida é de, .....m, podendo variar de 25% para mais ou para menos mediante autorização da contratante, dependendo das condições hidrogeológicas locais. O perfurador deverá colocar equipamentos para atender a condição de profundidade máxima, e diâmetros finais de perfuração e completação prevista no projeto básico do poço sob pena de não recebimento do poço pela contratante. Considera-se profundidade máxima, a profundidade 25% maior que prevista no projeto básico do poço. A profundidade de perfuração e completação mínima corresponde a 25% menor da prevista no projeto básico do poço. O pagamento será feito de acordo com os serviços realizados.

6.5. Perfuração

  •  Poços em Cristalino:

Caso o poço justifique a colocação de filtro nas camadas correspondentes ao lençol freático, o diâmetro da perfuração neste trecho deverá obedecer à seguinte expressão matemática empírica para permitir a descida do pré-filtro:

Diâmetro de perfuração deverá ser:

f perfuração em polegada = 1,5 (f nominal do revestimento em polegada) + 3 polegadas

No caso do não aproveitamento do lençol freático, o diâmetro de perfuração poderá obedecer a expressão matemática empírica, a seguir, para permitir a descida do revestimento e manter o espaço anular para a descida da argamassa de cimento ou calda de cimento:

f perfuração em polegada = 1,5 (f externo do revestimento em polegada) + 1 polegada

Na rocha consolidada (cristalina), o diâmetro de perfuração deverá ser compatível com a vazão esperada do poço acrescida das perdas de carga devido a altura de edução e adução. Como orientação apresenta-se tabela que relaciona diâmetro de conclusão do poço e vazão de bombeamento.

Vazão de Bombeamento (l/h)

Diâmetro de Conclusão do Poço

Q £ 5.000

5 7/8"

> 5.000 Q < 20.000

6"

Q > 20.000

8"

  • Poços em Sedimento:

Deverá ser especificado:

Os diâmetros de perfuração deverão obedecer a expressão matemática empírica:

f perfuração em polegada = 1,5 (f externo do revestimento do poço em polegada) + 3 polegadas

OBSERVAÇÕES QUANTO À PERFURAÇÃO:

A perfuração deve se iniciar com o furo piloto (e especificar o diâmetro) para em seguida ser alargado para os diâmetros finais previsto em planilha e croquis construtivo do poço.

O furo piloto ou furo guia, deverá ser executado com diâmetro de 8 ½ " a 12 ½". Aconselha-se que a profundidade do furo piloto seja de 10-20% a mais da profundidade do poço prevista em planilha. A perfuração do furo piloto deverá ser feita após a colocação e cimentação do tubo de boca ou de proteção sanitária, quando o projeto especificar tubo de boca.

O diâmetro de perfuração do tubo de boca deverá ser tal que garanta um espaço anular mínimo de 2" entre a parede do tubo e o furo.

6.6. Fluído de Perfuração

Especificar o tipo de fluido de perfuração: à base de bentonita ou polímero (carboximetil-celulose ou equivalente) naturais, sintéticos ou ainda fluidos compostos da mistura desses produtos. A viscosidade da lama deve ficar entre 35s e 60s marsh e o conteúdo de areia inferior a 3% em volume.

A contratada deverá fazer o tanque de lama com caixas posicionadas antes do tanque de sucção para decantação da areia. A profundidade do tanque de sucção deverá ser tal que a válvula de pé da bomba de lama fique pelo menos a 1,5metros do fundo para garantir o desareamento da lama.

Poderá ser exigido, caso se justifique, a instalação de desarenadores.

A lama à base de bentonita, deverá ser especificada para a perfuração do tubo de proteção sanitária, do furo piloto, e em camadas que estejam posicionadas acima da camada aqüífera.

A camada aqüífera deve ser perfurada com fluidos de perfuração à base de polímeros ou lama mista de bentonita e polímeros.

Quanto a adição de produtos químicos para correção das características físico-químicas da lama só podem ser permitidas desde que sejam produtos não contaminantes do aqüífero, por exemplo, óleo diesel.

A contratada deve manter laboratório para aferir, características físico-química do fluido de perfuração, viscosidade, densidade, pH, teor de areia e filtrado. A verificação desses parâmetros deve ser de rotina ou sempre que solicitado pela fiscalização.

Toda vez que as características físico-químicas do fluido de perfuração apontarem para risco de danos aos aqüíferos, o fluido de perfuração deverá ser substituído.

6.7. Coletas e Acondicionamento das Amostras

Especificar:

As amostras deverão ser coletadas, secas e acondicionadas em sacos plásticos transparentes de paredes resistentes, etiquetadas com identificação do poço, intervalo amostrado e mantidas no canteiro de obra em caixas classificadas em ordem crescente de intervalo amostrado.

  • Para Poço em Cristalino:

No domínio de solo e camadas sedimentares desmoronantes, deverá ser coletada uma amostra a cada 2m e sempre que ocorrer qualquer mudança de comportamento do material perfurado (coloração, granulometria, velocidade de avanço, mudança na composição mineralógica, etc). Na parte correspondente à rocha cristalina, é suficiente a coleta somente quando houver mudança nas características físicas e mineralógicas das litologias penetradas.

  • Para Poço no Sedimento:

Deverá ser coleta uma amostra a cada 2m e sempre que ocorrer qualquer mudança de comportamento dos materiais perfurados (coloração, alteração da velocidade de avanço, mudança na composição mineralógica, maior consumo de lama).

OBSERVAÇÃO:

O espaçamento entre a coleta das amostras poderá ser aumentado ou diminuído a critério da Fiscalização, podendo variar de 1 a10m entre uma amostra e outra.

6.8. Perfilagem Geofísica - maiores informações consulte www.hydrolog.com.br

  • Poço em Sedimento

OBSERVAÇÕES:

Deve ser realizada após a perfuração do furo piloto e com lama de bentonita.

É recomendável sua execução para poços com profundidades acima de 150m e em poços com perfil geológico de camadas intercaladas, poços de alta vazão, e de alta complexidade construtiva. A finalidade da perfilagem geofísica é investigar:

    • A profundidade e espessura das camadas aqüíferas, para posicionamento dos filtros;
    • Avaliação da qualidade da água e do teor de sais totais;
    • Avaliação da permeabilidade das camadas aqüíferas;

Tipos de perfis geofísicos mais usados:

  •  Perfil elétrico – Indução IEL com resistividade profunda normal – curta;
  •  Potencial espontâneo SP;
  •  Perfil raio gama de alta resolução RG;
  • Perfil sonico compensado B.C.S

As ferramentas, calibrações e apresentação dos perfis deverão ser no padrão A.P.I.

Os perfis deverão ser apresentados em padrão A.P.I. em escalas de 1:200 e 1:500 em seções principais e repetidas com cabeçalho e calibração.

Poderá ser solicitado um perfil interpretado.

6.9. Complementação

OBSERVAÇÕES:

A complementação do poço é realizada após os trabalhos de perfuração do furo piloto, perfilagem geofísica, descrição das amostras de calha e informações do diário de perfuração, elementos estes, necessários à elaboração do projeto executivo. Nesta etapa deverão ser definidos os diâmetros finais de alargamento, definição da colocação dos tipos e intervalos dos revestimentos, pré-filtros e cimentações.

Deverá ser especificado:

Caberá à fiscalização, a aprovação do perfil construtivo do poço finalizando o projeto executivo do mesmo.

A colocação da coluna de revestimento liso e filtro deverá ser feita de modo a evitar rupturas ou deformações nos materiais que venha comprometer a finalidade do projeto e instalação do equipamento de bombeamento.

Nos poços totalmente revestidos, a coluna de revestimento liso e filtro não deverá tocar no fundo da perfuração, ficando suspensa e tracionada, com o objetivo de garantir a verticalidade do furo.

Quando se usar tubos de aço com união de luva e roscas, estas devem ser rosqueadas até o último fio para garantir a estanqueidade da coluna, caso haja dúvida, as luvas devem receber reforço de solda.

Quando se usar tubos de PVC aditivado, deverá ser utilizado pasta de silicone nas roscas para garantir a estanqueidade da coluna e as luvas devem ser enroscadas até o último fio. Neste tipo de revestimento, devem ser utilizadas guias centralizadoras espaçadas de 20 em 20m para garantir a equidistância entre o revestimento e as paredes do furo.

Os filtros deverão ter ranhura compatível com a granulometria da formação aqüífera. Para poços de aqüíferos freáticos, a quantidade de filtros deve cobrir acima de 30%. A espessura saturada posicionada da base para o topo da camada aqüífera, em toda camada aqüífera confinada. Para poços de aqüífero confinado, a quantidade de filtro deve cobrir toda a camada aqüífera. Caso a quantidade de filtros previstas no projeto básico, seja inferior à espessura da camada, os mesmos devem ser intercalados com barra de revestimento cego, de maneira que se tenha colunas de filtro em toda camada aqüífera.

Quando a profundidade do poço for superior a 180m e com camada aqüífera profunda e confinante, é recomendável a colocação de filtro aviso para se garantir o perfeito envolvimento de pré-filtro. O filtro aviso consta de uma pequena secção de filtro com o comprimento de 1m, colocado a 10m acima da secção principal de filtros, para indicar que toda coluna filtrante está envolvida pelo pré-filtro.

A descida da coluna de revestimento deve ser realizada na presença da fiscalização e em uma única etapa.

6.9.1. Revestimento

Todo revestimento empregado no poço deverá ser novo, devidamente especificado e de material normatizado.

OBSERVAÇÕES:

Os revestimentos lisos mais comuns são os de PVC aditivado nas categorias leve, standart e reforçados; os de aço carbono da norma DN 2440 2441 e norma ASA/ANSI Scheedule 20 e Scheedule 40. Os revestimentos de filtro mais comum são os de PVC aditivado, categoria standart, reforçado e espiralado de aço inoxidável e ferro galvanizado e estampados tipo nold, tanto de aço carbono como de aço galvanizado. Para que não haja dúvida deve ser especificado o material do revestimento, o diâmetro nominal, espessura da parede e abertura das ranhuras, no caso dos filtros.

A escolha do tipo de revestimento depende do projeto básico do poço. São fatores determinantes nesta escolha, a profundidade, o diâmetro de completação, o tipo de camada aqüífera e composição química da água do aqüífero. Os materiais dos revestimentos possuem limitações quanto à resistência lateral e abrasividade da água. No caso de revestimento de filtro, além das limitações citadas, existem limitações na abertura das ranhuras, e considerações da vazão permitida por unidade linear de filtro.

Especial cuidado deve-se tomar com a especificação de tubos de revestimento de PVC aditivado. Neste caso, recomenda-se a utilização das categorias standart e reforçado com limite de segurança de aplicação de 25% sobre a profundidade máxima recomendada pelo fabricante.

6.9.2. Pré-filtro

Especificar:

O pré-filtro deve ser: livre de impurezas; ter grãos arredondados, ser constituído de 90 a 95% de grãos de quartzo; ter curva granulométrica determinada com coeficiente de uniformidade abaixo de 2,5 e diâmetro efetivo de 95%.

A curva granulométrica do pré-filtro deve ser especificada caso a caso a depender da formação geológica aqüífera e do revestimento de filtro.

As seguintes condições devem ser observadas para a colocação do pré-filtro:

  • O estoque de pré-filtro no canteiro da obra deve ser 20% a mais da quantidade calculada;
  • Antes da colocação do pré-filtro, a viscosidade da lama deverá ser reduzida por introdução de água limpa no fundo do poço e no tanque de lama;
  • Para evitar a formação de ponte e segregação do cascalho, a colocação do pré-filtro deverá ser por gravidade em poços até a profundidade de 100m e por contra-fluxo (pré-filtro injetado) para poços de profundidades superiores;

Antes de se iniciar o processo de descida do material, deverá ser feita circulação com o fluido de perfuração de baixa viscosidade para condicionamento do poço e retirada dos materiais precipitados e em suspensão.

O pré-filtro deverá ficar posicionado a pelo menos 10m acima da seção mais superior de filtro ou filtro aviso e 10m abaixo da boca do poço.

A colocação do pré-filtro deve ser realizada em etapa única.

6.9.3. Cimentação

  •  Poços Parcialmente Revestidos

A cimentação deve ser feita no encaixe do tubo de revestimento com a rocha sã e nos 10m iniciais a partir da superfície do solo. Caso o poço possua tubo de proteção sanitária ou tubo de boca, a cimentação deve ser feita em toda a extensão do tubo de proteção sanitária tanto por fora como entre o espaço do tubo de revestimento e o tubo de proteção sanitária.

O intervalo entre uma cimentação e outra, pode ser preenchida por pré-filtro caso o poço tenha filtro; areia ou cascalho, caso o poço não tenha filtro.

A cimentação de pé deve ser feita por bombeamento, utilizando-se tubulação guia para descida da calda ou pasta de cimento e areia. A cimentação superior pode ser lançada a partir da superfície. Estes cuidados são necessários para garantir a uniformidade da cimentação.

A cimentação deve ser realizada em etapas de 30m, aguardando-se o tempo de pega entre um intervalo e outro.

O tempo de pega é de 24hs ou de 12 hs com utilização de aditivos aceleradores de pega.

Deve-se utilizar calda de cimento com traço 1:1 no pé de revestimento e pasta de cimento e areia 3:1 no restante. Deve-se aguardar pelo menos o tempo de 12 hs entre uma cimentação e outra.

  • Poços Totalmente Revestidos

A cimentação é feita para preencher o espaço anelar entre o poço e o tubo de proteção sanitária ou tubo de boca e para isolar camadas ou aqüíferos indesejáveis.

A cimentação de aqüíferos indesejáveis deve ser feita por bombeamento, em etapas sucessivas com calda de cimento 1:1 que não excedam a 30m lineares de lance com intervalo de 12 hs entre uma etapa e outra. O espaço anelar entre os intervalos não cimentados ,devem ser preenchidos por pré-filtro.

O tubo de boca ou de proteção sanitária deve ser cimentado com pasta de cimento e areia 1:2.

6.9.4. Lajes de Proteção

Lajes de concreto com traço 1:2:3 com 1m de lado, 0,25m de espessura, com ressalto de 0,10m acima da superfície do terreno e declividade de 2% do centro para a borda. Numa das laterais, deverá estar impresso o nome do contratante, do perfurador, o número de identificação e a data de início e conclusão do poço.

6.9.5. Boca do Poço

Deverá ser de 0,60m de altura acima da laje de proteção, podendo ser aumentada em regiões alagadiças ou sujeitas à inundação.

A boca do poço deve ser descontada da profundidade total do poço.

6.10 Desenvolvimento

Poços Parcialmente Revestidos

Especificar:

O desenvolvimento deverá ser executado pelo método ,"air-lift", com utilização de dispersantes químicos para limpeza de filtros e fraturas. Será dado como concluído quando a água estiver isenta de pedras, pedriscos e a turbidez for menor que 1 NTU (unidade nefelométrica de turbidez) e a produção de areia inferior a 10 (dez) mg/l.

O desenvolvimento por pistoneamento deve ser avaliado caso a caso, pelos riscos que apresentam para os filtros.

  • Poços Mistos e Totalmente Revestidos

Especificar:

O desenvolvimento do poço deve ser realizado pelo método "air-lift" ou por super bombeamento.

A colocação do injetor de ar ou de bomba deve ficar acima da seção de filtros.

Nos dois casos, o desenvolvimento deve iniciar com o bombeamento do poço até que a maior parte dos fluidos de perfuração seja retirado. Em seguida, aplica-se dispersantes químicos à base de hexametafosfato de sódio ou ácido tânico em quantidades e tempo de espera recomendados pelo fabricante de cada produto. É aconselhável que se faça o fervilhamento do poço em intervalos determinados pela fiscalização para permitir a ação do produto no pré-filtro, facilitando a remoção da bentonita para em seguida, ser realizado o bombeamento do poço. Este bombeamento poderá ser feito por ar comprimido ou bomba submersa. Caso o fluido de perfuração seja à base de polímeros, proceder de acordo com instruções do fabricante.

As bombas submersas ou injetoras de ar deverão ser posicionada acima dos filtros para evitar danos ou rompimento.

O desenvolvimento será considerado concluído quando a água estiver sem pedras, pedriscos ou areia e a turbidez for £ 1,0 NTU (unidade nefelométrica de turbidez) e produção de areia inferior a 10 (dez) mg/l, conforme normatização pela Portaria 36 do MS.

OBSERVAÇÃO:

O compressor a ser utilizado deverá ser compatível com o diâmetro da profundidade, vazão e com as características hidráulicas e construtivas do poço. Poços com diâmetro até 8" e profundidade até 150m, compressor de pequeno porte com vazão em torno de 200 pés cúbicos/minutos e 100 a 150 psi de pressão é suficiente para o desenvolvimento. Poços mais profundos e de boa vazão poderão requerer compressores com vazões maiores que pés cúbicos/minutos e pressão a 150 psi ou maior.

Durante o desenvolvimento deverá ser avaliada a produção do poço e observado o nível do pré-filtro, a fim de se saber da necessidade de recarga do mesmo.

  • Teste de Produção e Recuperação

6.11.1. Requisitos para Realizaçã0 do Teste de Produção

O teste só poderá ser iniciado após o completo desenvolvimento do poço e depois de efetivo estabelecimento de seu nível estático.

O teste de produção, a critério da empresa contratada, poderá ser executado com compressor ou com bomba submersa. Para se ter a flexibilidade de empregar um ou outro, ou eventualmente ambos, pode-se exigir da mesma, manter no local, esses dois tipos de equipamentos com respectivos implementos dimensionados para as características hidráulicas/construtivas do poço a ser testado.

Especificação:

  •  A água bombeada deve ser lançada à distância tal que não venha mascarar o teste de produção do poço;
  •  Medidores de vazão: para vazões iguais ou superiores a 50.000 litros/hora, deverão ser utilizados medidores contínuos tipo Venturi, de orifício calibrado, vertedouros ou outros que melhor se adaptar à situação. Para vazões menores, poderão ser utilizados recipientes de volume conhecido;
  •  Medidor elétrico de nível, sensível, com plaquetas numeradas metro a metro no próprio cabo, cujo comprimento nunca deverá ser inferior a 75% da profundidade do poço em teste. A descida do cabo do medidor de nível deverá ser por tubulação independente de diâmetro interno ½ " a 1".

DIÂMETROS EM POLEGADAS

REVESTIMENTO DO POÇO

TUBO DE DESCARGA

TUBO DE AR

4

2

1

5

3

1

6

3 ½

1

8

4

1 ¼

8

5

1 ½

8

6

2

10

8

2 ½

As submergências são dadas pelas seguintes relações matemáticas:

hp

% Submergência estática = ___________________ x 100

H + hp

hp

% Submergência dinâmica = ___________________ x 100

H + I

H = Distância geométrica entre o ponto de descarga de água e o injetor de ar;

hp = Distância geométrica ente o nível estático e o injetor de ar;

I = Distância geométrica ente o nível dinâmico e o injetor de ar;

Em função das vazões esperadas para o poço, o teste de produção poderá ser contínuo (em uma só etapa) ou escalonado.

6.11.2. Teste de vazão Contínua

Indicado quando o bombeamento realizado por ocasião do desenvolvimento apontar uma vazão máxima de explotação inferior a 20.000 l/h. O teste deverá ter duração de 24 hs. Caso completadas as 24 hs de teste e o nível dinâmico não esteja estabilizado durante as últimas 6 hs, a vazão deverá ser reduzida de 20% sem que haja interrupção do bombeamento e o teste terá que se prolongar por mais 12 hs. Em qualquer situação, o teste só poderá ser dado por concluído quando a estabilização do nível dinâmico completar 6 hs. Para poços com vazões inferiores a 5.000 l/h a duração do teste poderá ser de 12 hs, desde que o nível do poço se estabilize por pelo menos 6 hs.

6.11.3. Teste Escalonado

Para poços com vazões superiores a 20.000, recomenda-se o teste de produção em três etapas de bombeamento, 30%, 60% e 100% da vazão de explotação esperada para o poço, obtida no bombeamento realizado durante o desenvolvimento do poço. Cada etapa deverá ter duração tal que permita a estabilização do Nível Dinâmico (ND) durante as últimas 6 hs. A passagem de uma etapa para outra, deverá ser executada automaticamente por estrangulamento do registro, sem que o bombeamento seja interrompido. O teste escalonado deverá ser feito com a utilização de bomba submersa.

6.11.4. Teste de Recuperação

Concluído o teste de produção é iniciado imediatamente o teste de recuperação do poço.

O procedimento do teste consiste na medida da velocidade de recuperação do nível estático original do poço.

O teste de recuperação será dado por concluído quando o nível da água retornar à posição original ou próxima do Nível Estático (NE) inicial.

6.12. Ensaio de Verticalidade e Alinhamento

Um poço está na vertical quando o seu eixo coincidir com a linha vertical que passa pelo centro da boca do poço e alinhado quando seu eixo é uma reta.

O nível de exigência do ensaio depende do tipo de equipamento de bombeamento a ser utilizado na explotação do poço. Se for bomba submersa, injetores acionados a ar comprimido e pistão de bomba cavalete, é necessário que o equipamento a ser utilizado desça livremente pelo poço até 12m abaixo da profundidade prevista para o posicionamento da bomba em regime de produção máxima do poço.

Caso o equipamento de produção do poço seja bomba de eixo prolongado ou para poços de alta produção, torna-se necessário, que o alinhamento esteja perfeito. É aceitável um desvio de poço de até 2º até 200m.

A verticalidade é verificada pela descida de um gabarito rígido e justo com 12m de comprimento suspenso por um cabo de aço, neste caso, o desvio aceitável é de 15,24cm para cada 30,5m de revestimento, segundo a AWWA.

O ensaio de verticalidade e alinhamento consiste na descida de um prumo formado por um tubo aberto com 0,50m de comprimento e diâmetro 1cm inferior ao diâmetro do trecho do revestimento em análise. O prumo não deverá desviar da vertical a cada 30m.

A maneira mais moderna e precisa, no entanto, é através da realização do perfil de desvio e verticalidade. Este perfil consiste na descida de uma sonda que irá gerar um log com os graus de inclinação e azimute do poço. Tanto o ensaio de verticalidade e alinhamento realizado com prumo como com sondas eletrônicas deverá ser executado por pessoal especializado.

6.13. Limpeza e Desinfecção do Poço

É realizado após o teste de produção e de verticalidade e alinhamento. A área em volta do poço deverá ser completamente limpa e restaurada retirando-se todos os materiais estranhos tais como: ferramentas, madeiras, cordas, fragmentos de qualquer natureza, tinta de vedação e espuma, antes de ser desinfectado. A desinfecção deve ser feita com solução de cloro que permita se ter um teor residual de 5 ppm de cloro livre, com repouso mínimo de 2 hs.

6.14. Coleta de Amostra de Água para Análise Bacteriológica e Físico-Química

A coleta de amostra deve ser realizada 24 hs após a desinfecção do poço. Os seguintes procedimentos devem ser adotados.

  •  Bombear a água durante aproximadamente 1 hora;
  •  Fazer a desinfecção da saída da bomba com solução de hipoclorito de sódio a 10%, deixando escorrer a água por mais ou menos 5 minutos;
  •  Proceder à coleta da amostra, segurando o frasco próximo à base na posição vertical, efetuando o enchimento;
  •  Deixar espaço vazio para possibilitar a homogeneização da amostra.

As amostragens para análises bacteriológicas devem ser feitas antes da coleta para outro tipo de análise.

A amostragem deve ser feita utilizando-se de frascos de vidro neutro ou plástico autoclável, não tóxico, boca larga e tampa a prova de vazamento.

O período entre a coleta e o início das análises bacteriológicas não deve ultrapassar 24 hs e a sua conservação é feita em refrigeração à temperatura de 4° a 10° C.

A coleta de amostra para análise físico-química deve ser realizada em frascos de polietileno, limpos e secos, com capacidade mínima de um litro, devidamente vedados e identificados, devendo-se enxagüá-los duas a três vezes com a água a ser coletada e completar o volume da amostra.

As amostras devem ser registradas em fichas próprias com as seguintes informações: local, poço, ocorrência de fenômenos que possam interferir na qualidade da água, data, horário da coleta, volume coletado, determinações efetuadas no momento da coleta – temperaturas, condutividades, pH e cloro residual; nome do responsável pela coleta.

O resultado das análises deve ser apresentado obedecendo ao que determina a Portaria 36 MS.

6.15. Tamponamento do Poço

Quando o revestimento for de PVC aditivado, o tamponamento deve ser feito com o cap macho rosqueável, quando for de aço por chapa soldada.

Caso haja necessidade de maior segurança, coloca-se além dos citados, um tubo com a parte superior lacrada e a inferior ancorada no cimento da laje de proteção sanitária. Este tubo deverá ter diâmetro de pelo menos 2 polegadas a mais que a boca do poço.

Fonte de Pesquisa: Manual de construção de poços tubulares profundos. - FUNASA

 


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