Poço de petróleo é o termo usado para qualquer perfuração na superfície terrestre utilizada para produzir petróleo e/ou gás natural. Usualmente algum gás natural é produzido juntamente com o óleo, além de água. Um poço que seja projetado e executado para produzir principal ou somente gás deve ser denominado poço de gás.
A criação e vida de um poço pode ser dividida em cinco etapas principais:
O poço é criado por perfuração de um poço de 5 a 50 polegadas (as unidades de medida típicas do ramo são as unidades inglesas, o que corresponde a 127,0 mm a 914,4 mm) em diâmetro na terra com uma perfuratriz que gira uma coluna de perfuração (drill string) com uma broca acoplada. Após o poço ser perfurado, seções de tubos de aço (tubo de revestimento) (casing), levemente menores em diâmetro que a perfuração, são colocadas no buraco. Cimento pode ser colocado entre a face externa do tubo de revestimento e o poço. O tubo de revestimento provê integridade estrutural ao poço recém perfurado, em adição à zonas de alta pressão potencialmente perigosas e da superfície, suportando ainda as cargas axiais, incluindo o BOP (Blowout Preventer).
Com estas zonas isoladas com segurança e a formação protegida pelo tubo de revestimento, o poço pode ser perfurado mais profundamente (em formações potencialmente mais instáveis e violentas) com uma broca menor, e também com um tubo de revestimento de menor tamanho. Poços modernos tem dois a cinco conjuntos de tamanhos de perfuração subsequentemente menores umas dentro das outras, cada uma cimentada com tubo de revestimento.
A broca de perfuração, auxiliada pelo peso de tubos de parede espessa chamados "drill collars" acima dela, corta a rocha. Existem diferentes tipos de broca de perfuração; algumas levam a rocha a se desintegrar por fratura compressiva (como as brocas tricônicas de dentes de aço), enquanto outras cisalham porções da rocha na medida que giram (como as brocas PDC (Pollycrystalline Diamond Compact, diamante policristalino compacto ou compactado).
Fluido de perfuração, chamada no jargão do ramo "lama", é bombeado para baixo pelo interior do tubo de perfuração (drill pipe) e sai pela broca de perfuração. A lama de perfuração é uma mistura complexa de fluidos, sólidos e produtos químicos que devem ser cuidadosamente dosados para prover as características físicas e químicas corretas para perfurar o poço com segurança. Funções particulares da lama de perfuração incluem refrigerar a broca, elevar rochas cortadas até a superfície, prevenir a desestabilização da rocha das paredes do poço e sobrepor-se à pressão dos fluidos dentro da rocha de maneira que estes fluidos não entrem no espaço do poço.
As "aparas" de rocha gerada são arrastados pelo fluido de perfuração à medida que esse circula de volta para a superfície exterior do tubo de perfuração. O fluido passa então através de "batedores" os quais separam as aparas do fluido bom que será devolvido ao poço. A observação das anormalidades nos cortes que retornam e o monitoramento do volume do poço ou a taxa de retorno de fluido são fundamentais para detectar-se "kicks" ("chutes") mais cedo. Um "kick" é quando a pressão de formação com a profundidade do bit é mais do que a cabeça hidrostática da lama acima, que se não for controlada temporariamente, fechando os BOPs (blowout preventers, aproximadamente "preventor de ruptura" ) e, finalmente, através do aumento da densidade do fluido de perfuração que permitiria formação de fluidos e lama que chegariam ao tubo de perfuração de forma incontrolável.
O tubo ou coluna de perfuração ao que a broca (bit) está ligado é gradualmente aumentado na medida o poço fica mais profundo pela conexão por aparafusamento de seções adicionais de aprox. 9 m (30 pés) ou "juntas" do tubo sob o tubo de parede extern poligonal, o kelly ou mesa rotativa (topdrive) na superfície. Este processo é chamado de fazer uma conexão. Normalmente, as articulações são combinadas em três articulações igualando uma posição. Algumas plataformas menores usam apenas duas articulações e alguns equipamentos podem lidar com dispositivos de quatro articulações.
Este processo é todo facilitado por uma sonda de perfuração ("drilling rig") que contém todos os equipamentos necessários para fazer circular o fluido de perfuração, a grua e movimentos do tubo, controle da descidas de equipamentos ao poço, retirar aparas e resíduos do fluido de perfuração, e geração de energia no local para essas operações.
Após a perfuração e revestimento do poço, ele deve ser "completado". A "completação" (no jargão do ramo) é o processo em que o poço está habilitado a produzir óleo ou gás.
Em uma completação de poços revestidos, pequenos orifícios chamados perfurações são feitas na parte do tubo de revestimento que passando pela zona de produção, fornecem um caminho para que o óleo flua a partir da rocha circundante através da tubagem de produção. Em completação de buraco aberto, muitas vezes 'telas de areia' ou um 'pacote de brita' é instalado na última perfuração, seção do reservatório não revestido. Estes mantém a integridade estrutural do poço na ausência de invólucro, enquanto continua a permitir o fluir a partir do reservatório dentro do poço. Telas também controlam a migração de areias da formação em tubulações e equipamentos para produção de superfície, o que pode causar desmoronamentos e outros problemas, especialmente a partir de formações de areia não consolidadas de campos marítimos.
Depois de um percurso de fluxo ser feito, ácidos e fluidos de fraturamento são bombeados para dentro do poço para produzir "fracking" (fraturamento hidráulico), limpeza, ou de outra forma preparar e estimular a rocha reservatório para otimizar a produção de hidrocarbonetos no poço. Finalmente, a área acima da seção de reservatório do poço é embalada fora no interior do revestimento, e ligado à superfície por meio de um tubo de diâmetro menor, chamado simplesmente tubulação (tubing). Este arranjo proporciona uma barreira redundante para vazamento de hidrocarbonetos, bem como permitindo seções danificadas ser substituídas. Além disso, a menor área de seção transversal da tubulação produz fluidos do reservatório com uma maior velocidade, a fim de minimizar o retorno de líquido que iria criar uma pressão adicional para trás, e protege a carcaça a partir de fluidos corrosivos do poço.
Em muitos poços, a pressão natural do reservatório de subsuperfície é alta o suficiente para o óleo ou a gás fluir para a superfície. No entanto, isso nem sempre é o caso, especialmente em campos esgotados, onde as pressões têm sido reduzidos por outros poços produtores, ou em reservatórios de petróleo de baixa permeabilidade. A instalação de uma tubulação de diâmetro menor pode ser o suficiente para ajudar a produção, mas também podem ser necessários métodos de elevação artificial. Soluções comuns incluem bombas de poços, elevação de gás, ou bombas de vareta de superfície. Muitos sistemas novos nos últimos dez anos foram introduzidos para a completação de poços. Sistemas de empacotador de produção (production packer) múltiplos com portas de fraturamento ou colares de escotilha em um tudo em um sistema cortaram os custos de execução e melhoraram a produção, especialmente no caso de poços horizontais. Esses novos sistemas permitem que revestimento desloquem-se para a zona lateral com a colocação correta da escotilha do empacotador / fratura para recuperação ótima de hidrocarbonetos.
A fase de produção é a fase mais importante da vida de um poço, quando o petróleo e o gás são produzidos. neste período, os equipamentos produtores de petróleo e sonda de perfuração (workover) usadas para perfurar e completar o poço se afastaram do poço, e a parte superior é geralmente equipada com um conjunto de válvulas chamado de árvore de Natal ou de árvore de produção. Estas válvulas regulam pressões, fluxos de controle e permitem o acesso ao poço no caso de continuação dos trabalhos de conclusão serem necessárias. A partir da válvula de saída da árvore de produção, o fluxo pode ser ligado a uma rede de distribuição de tubos e tanques para fornecer o produto para refinarias, estações de compressão de gás natural, ou terminais de exportação de petróleo.