BR112012003275B1

BR112012003275B1 - Método de fabricação de um dispositivo de escoamento, dispositivo de controle de escoamento e método de produção de um fluido.

Info

Publication number: BR112012003275B1
Application number: BR112012003275-5A
Authority: BR
Inventors: Martin P. Coronado
Original assignee: Baker Hughes Incorporated.
Priority date: 2009-08-13
Filing date: 2010-08-13
Publication date: 2019-04-09
Also published as: AU2010282387B2; NO20120197A1; AU2010282387A1; US20110036578A1; CN102549235A; GB201201678D0; CN102549235B; RU2012109103A; US8443888B2; GB2483842A; WO2011019989A2; BR112012003275A2; NO340296B1; GB2483842B; WO2011019989A3; RU2540764C2

Abstract

aparelho e método para o controle de fluido passivo em um furo do poço a presente invenção refere-se a sistemas, dispositivos e métodos para controlar o escoamento da água de uma formação subterrânea para dentro de um poço de produção. em uma modalidade, o dispositivo pode incluir um elemento de controle de escoamento formado de um material de adequação de forma e um polímero hidrófilo disposto dentro do elemento de adequação de forma em uma quantidade suficiente para fazer o elemento de controle de escoamento restringir o escoamento da água através dele.

Description

Esse pedido reivindica o benefício da data de depósito do Pedido de Patente dos Estados Unidos Número de Série 12/540.888, depositado em 13 de agosto de 2009 para APPARATUS AND METHOD FOR PASSIVE FLUID CONTROL IN A WELLBORE.

ANTECEDENTES

1. Campo da revelação

A presente invenção refere-se de forma geral a aparelhos e métodos para o controle seletivo de escoamento do fluido para uma coluna de produção em um furo do poço.

2. Descrição da técnica relacionada

Hidrocarbonetos, tais como óleo e gás, são recuperados de uma formação subterrânea usando um furo do poço perfurado dentro da formação. Frequentemente, os hidrocarbonetos são recuperados de múltiplas formações portadoras de hidrocarboneto (ou zonas de produção) ao longo do furo do poço. A água está frequentemente presente nas zonas de produção junto com os hidrocarbonetos. Algumas vezes, a água é injetada em furos do poço adjacentes (também chamados como poços de injeção) para mover os hidrocarbonetos da formação para o furo do poço. Durante estágios posteriores na vida de uma zona de produção, a quantidade de água produzida no furo do poço tende a continuar a aumentar. A irrupção da água ocorre algumas vezes. A irrupção resulta em grandes quantidades de água de formação próxima ou da água injetada nos poços de injeção percorrendo para uma zona de produção e assim para dentro do furo do poço.

Um problema particular surge nas seções de furo do poço horizontais que atravessam uma única zona de produção contendo hidrocarbonetos. Quando fluido de zonas diferentes entra no furo do poço irregularmente, o fluido pode lançar a camada de hidrocarboneto da produção de maneira não uniforme, fazendo com que a água seja puxada para dentro do furo do

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2/14 poço em uma taxa acelerada. A produção de água é indesejável porque, entre outras coisas, a água ocupa o espaço valioso do tubo usado para erguer os hidrocarbonetos para a superfície e, além disso, a água tem que ser separada dos hidrocarbonetos e descartada na superfície antes de transportar os hidrocarbonetos para o seu destino.

Dispositivos de controle de escoamento são usados em associação com peneiras de areia para igualar a taxa de influxo do fluido para a tubagem de produção através do intervalo produtivo. Dispositivos de controle de escoamento, tal como válvulas, são usados para prevenir ou restringir o escoamento do fluido da zona de produção. Os dispositivos de controle de escoamento restringem o escoamento da água junto com o escoamento dos hidrocarbonetos. Também, tais dispositivos de controle de escoamento são complexos, caros e podem exigir manutenção frequente.

A presente revelação proporciona aparelho e método para controlar o escoamento da água para dentro dos furos do poço que tratam algumas das desvantagens acima mencionadas.

SUMÁRIO

Em aspectos, a presente revelação proporciona sistemas, dispositivos e métodos para controlar o escoamento da água de uma formação subterrânea para dentro de um tubular de produção. Em um aspecto, um método de fabricação de um dispositivo de escoamento é fornecido que, em uma modalidade, pode incluir proporcionar um elemento de adequação de forma e formar um elemento de controle de escoamento adicionando um polímero hidrófilo no elemento de adequação de forma em uma quantidade suficiente para fazer o elemento de controle de escoamento restringir o escoamento da água.

Em outro aspecto, um dispositivo de escoamento é fornecido que, de acordo com uma modalidade, pode incluir um elemento de controle de escoamento formado de um material de adequação de forma e um polímero hidrófilo disposto dentro do material de adequação de forma em uma quantidade suficiente para fazer o elemento de controle de escoamento restringir o escoamento da água através dele.

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Exemplos dos aspectos mais importantes da revelação foram resumidos muito amplamente a fim de que a sua descrição detalhada que segue possa ser mais bem entendida, e a fim de que as contribuições para a técnica possam ser verificadas. Naturalmente, existem aspectos adicionais da revelação que serão descritos a seguir e que formarão o tema das reivindicações relacionadas com essa revelação.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

As vantagens e aspectos adicionais da invenção serão prontamente verificados por aqueles versados na técnica à medida que a mesma fica mais bem entendida por referência à descrição detalhada seguinte quando considerada em conjunto com os desenhos acompanhantes nos quais caracteres de referência semelhantes indicam elementos semelhantes ou similares por todas as várias figuras do desenho e nos quais:

A figura 1 é uma vista do corte lateral de uma montagem de produção de furo aberto exemplar que incorpora dispositivos de controle de escoamento de acordo com a presente invenção,

A figura 2 é uma vista do corte lateral de um dispositivo de controle de escoamento exemplar, incluindo um elemento de adequação de forma em uma forma compactada de acordo com uma modalidade da presente invenção,

A figura 3 é uma vista do corte lateral de um dispositivo de controle de escoamento exemplar, incluindo um elemento de adequação de forma em uma forma expandida de acordo com uma modalidade da presente invenção e

A figura 4 é uma vista lateral detalhada de uma porção de um dispositivo de controle de escoamento exemplar, incluindo uma espuma permeável com um polímero hidrófilo, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES

A presente revelação se refere a dispositivos e métodos para controlar a produção de hidrocarbonetos em furos do poço. A presente revelação é suscetível a modalidades de formas diferentes. Modalidades especí

4/14 ficas da presente revelação são mostradas nos desenhos, e aqui serão descritas, com o entendimento que a presente revelação é para ser considerada uma exemplificação dos princípios dos dispositivos e métodos descritos aqui e não é planejada para limitar a revelação às modalidades ilustradas e descritas aqui.

A figura 1 é um diagrama esquemático mostrando um furo do poço exemplar 110 que foi perfurado através da terra 112 e para dentro de um par de formações 114, 116 das quais a produção do hidrocarboneto é desejada. O furo do poço 110 tem uma perna desviada ou substancialmente horizontal 119. O furo do poço 110 tem uma montagem de produção de estágio posterior, geralmente indicada em 120, disposta nele por uma coluna da tubagem 122 que se estende para baixo de uma cabeça de poço 124 na superfície 126 do furo do poço 110. A montagem de produção 120 define um furo de escoamento axial interno ao longo do seu comprimento. Um espaço anular 130 é definido entre a montagem de produção 120 e a superfície interna do furo do poço 131. A montagem de produção 120 é mostrada tendo uma porção horizontal 132 que se estende ao longo da perna 119 do furo do poço 110. Na localização selecionada ao longo da montagem de produção 120 estão os dispositivos de controle de fluido 134 feitos de acordo com modalidades discutidas aqui. Opcionalmente, os dispositivos de controle de fluido 134 são isolados dentro do furo do poço 110 por um par de dispositivos de tampão expansível 136, como mostrado na região 137.

A disposição do furo do poço 110 é mostrada como incluindo uma seção de furo não revestida que fica diretamente aberta para as formações 114, 116. Os fluidos de produção escoam diretamente das formações 114, 116 para dentro do espaço anular 130 definido entre a montagem de produção 120 e uma parede do furo do poço 110. Os dispositivos de controle de fluido 134 governam um ou mais aspectos do escoamento do fluido para dentro da montagem de produção 120. De acordo com a presente invenção, o dispositivo de controle de produção 138 pode ter várias construções alternativas que garantem o escoamento controlado do fluido através dele.

A figura 2 mostra vários dispositivos de controle de fluido 200

5/14 (também chamados como os dispositivos de controle de escoamento) colocados em uma seção do furo do poço 202 para controlar o escoamento dos fluidos de um reservatório ou zona de produção para uma coluna de produção, de acordo com uma modalidade da revelação. A figura 2 mostra uma vista lateral com uma seção dos dispositivos de controle de fluido 200 removida para ilustrar certos detalhes. Em aspectos, o escoamento do fluido de produção para dentro dos dispositivos 200 pode ser uma função de uma ou mais características ou parâmetros do fluido da formação, incluindo o conteúdo de água. Além disso, os dispositivos de controle de fluido 200 podem ser distribuídos em qualquer maneira adequada ao longo de uma seção de um poço de produção para propiciar o controle do fluido em múltiplas localizações. Tal disposição pode ser vantajosa, por exemplo, para igualar o escoamento da produção nas situações em que uma maior taxa de escoamento é esperada em um calcanhar do que em uma biqueira do poço horizontal. A configuração apropriada dos dispositivos de controle de fluido 200, tal como pela equalização da pressão ou pela restrição do influxo da água, pode aumentar a probabilidade que o reservatório portador de óleo escoe para dentro do furo do poço eficientemente. Detalhes de um dispositivo de controle de fluido 200 exemplar são discutidos aqui abaixo.

O dispositivo de controle de fluido 200 exemplar é mostrado incluindo um elemento de controle de escoamento 201 (também chamado o elemento de adequação de forma). Em geral, o elemento de adequação de forma pode ser formado em uma forma comprimida e colocado no furo do poço. Tal elemento com memória de forma expande quando aquecido acima de uma temperatura de transição vítrea, como descrito em mais detalhes mais tarde. Em aspectos, o elemento de adequação de forma 201 é permeável. Em um aspecto, o elemento de adequação de forma 201 inclui um ou mais aditivos que expandem quando expostos a certos fluidos, tal como água, dessa maneira reduzindo a permeabilidade do elemento de adequação de forma 201. A permeabilidade reduzida reduz o escoamento do fluido através dele, incluindo água. A formação de tal elemento de adequação de forma é descrita mais tarde.

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Ainda com referência à figura 2, em um aspecto, o elemento de adequação de forma 201 pode ser colocado em uma superfície externa de um elemento de tela 204. O elemento de adequação de forma 201 é mostrado em um estado comprimido, de modo que ele pode ser transportado para dentro do furo do poço e colocado em uma localização selecionada no furo do poço. Como descrito abaixo, o elemento de adequação de forma 201 pode expandir quando aquecido no furo do poço para contatar uma superfície do furo 206, dessa maneira posicionando e fixando o dispositivo de controle de fluido na localização selecionada do furo do poço. Em aspectos, o elemento de tela 204 pode incluir uma malha de arame adequada ou um dispositivo de filtro de fluido durável similar. Em uma configuração, o elemento de tela 204 pode ficar localizado em uma superfície externa de um tubular ou elemento de tubo 208, que inclui passagens de fluido configuradas para receber o fluido dentro do elemento tubular e direcionar o fluido de produção para a superfície. Na figura 2, o elemento de adequação de forma 201 é mostrado localizado em uma superfície externa do elemento de tela 204. Em outra modalidade, o elemento de adequação de forma 201 pode ficar localizado na superfície externa do elemento tubular 208. Em ainda outra modalidade, uma estrutura de afastamento ou uma trajetória de escoamento de fluido pode ser fornecida ao longo de uma superfície externa do tubular 208 para facilitar o escoamento do fluido de produção do elemento de adequação de forma 201 para o tubular 208.

Na modalidade exemplar da figura 2, uma pluralidade de dispositivos de controle de fluido 200 é mostrada localizada adjacente entre si na perna horizontal de um furo do poço. Podem existir tampões expansíveis ou outros componentes localizados nos espaços 210 entre os dispositivos de controle de fluido 200. Os tampões expansíveis podem ser usados para isolar as zonas de produção ou seções de um furo do poço horizontal. De acordo com modalidades da presente revelação, o dispositivo de controle de escoamento 200 pode ter várias construções alternativas que proporcionam o escoamento controlado desejado do fluido através dele. Como usado aqui, o termo fluido ou fluidos inclui líquidos, gases, hidrocarbonetos, fluidos poli

7/14 fásicos, misturas de dois ou mais fluidos, água, salmoura, fluidos projetados, tal como lama de perfuração, fluidos injetados da superfície, tal como água e fluidos de ocorrência natural, tais como óleo e gás. Adicionalmente, referências a água devem ser interpretadas como também incluindo fluidos baseados em água, por exemplo, salmoura ou água do mar.

Ainda com referência à figura 2, o dispositivo de controle de escoamento 200 pode ter várias construções alternativas para controlar o escoamento do fluido através dele. Vários materiais podem ser usados para construir os componentes do dispositivo de controle de escoamento 200, incluindo ligas de metal, aço, polímeros, espumas, compósitos, qualquer material adequado durável e forte ou qualquer combinação desses. Como representado aqui, as ilustrações mostradas nas figuras não estão em escala. Montagens ou componentes individuais variam no tamanho e/ou forma dependendo da filtragem desejada, escoamento ou outros critérios específicos da aplicação. Além disso, algumas ilustrações podem representar certos componentes removidos para aumentar a clareza e os detalhes.

Em geral, o elemento de adequação de forma 201 pode ser formado de qualquer material adequado que controle o escoamento da água da formação para o furo do poço. Em um aspecto, o elemento de adequação de forma 201 pode ser formado usando uma espuma polimérica de uma estrutura de célula aberta. Tal elemento baseado em célula é permeável e permite que os fluidos passem através das células abertas e assim através do elemento de espuma. Tal elemento de adequação de forma pode ser descrito como um elemento de célula aberta que é substancialmente permeável ou poroso. Os tipos de materiais que podem ser adequados para preparar o elemento de adequação de forma podem incluir qualquer material que seja capaz de suportar condições típicas dentro do poço sem degradação indesejada. Em modalidades não limitadoras, tal material pode ser preparado a partir de um meio termoplástico ou termorrígido. Esse meio pode conter vários aditivos e/ou outros componentes de formulação que alteram ou modificam as propriedades do material de adequação de forma resultante. Por exemplo, em algumas modalidades não limitadoras, o material de adequação

8/14 de forma pode ser termoplástico ou termorrígido por natureza e pode ser selecionado de um grupo compreendendo poliuretanos, poliestirenos, polietilenos, epóxis, borrachas, fluoroelastômeros, nitrilos, monômeros de etileno propileno dieno (EPDM), outros polímeros, combinações desses e assim por diante.

Em certas modalidades não limitadoras, o elemento de adequação de forma 201 pode ter uma propriedade de memória de forma. Portanto, o elemento de adequação de forma 201 pode também ser chamado um elemento com memória de forma. Como usado aqui, o termo memória de forma se refere à capacidade do material ser aquecido acima da temperatura de transição vítrea do material e então ser comprimido e esfriado para uma temperatura mais baixa enquanto mantendo o seu estado comprimido. Entretanto, ele pode a seguir retornar para sua forma e tamanho originais, isto é, seu estado pré-comprimido, pelo seu reaquecimento para perto ou acima da sua temperatura de transição vítrea. Esse subgrupo, que pode incluir certas espumas sintáticas e convencionais, pode ser formulado para atingir uma temperatura de transição vítrea desejada para uma dada aplicação. Por exemplo, um meio espumante pode ser formulado para ter uma temperatura de transição apenas ligeiramente abaixo da temperatura dentro do poço prevista na profundidade na qual ele será usado, e o material então pode ser soprado como uma espuma convencional ou usado como a matriz de uma espuma sintática.

A forma inicial (como formada) do elemento de adequação de forma pode variar, embora uma forma essencialmente tubular seja geralmente bem adequada para a disposição dentro do poço como parte de um dispositivo de controle de fluido, como discutido aqui. O elemento de adequação de forma pode também adotar a forma de uma superfície ou camada, que pode ser enrolada ao redor de um tubo de produção como um componente de um aparelho de controle de areia ou fluido. Extremidades côncavas, áreas esfriadas, etc. podem também ser incluídas no projeto para facilitar a disposição ou para aumentar as características de filtragem da camada. No último caso, o projeto pode servir a uma finalidade de controle de areia.

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Em um aspecto, polímeros hidrófilos podem ser adicionados no elemento de adequação de forma antes da introdução no furo do poço. Os polímeros hidrófilos são adicionados enquanto o elemento de adequação de forma é aquecido acima da sua temperatura de transição vítrea, sendo que o polímero é posicionado dentro de células abertas da espuma que compõe o elemento de adequação de forma. Em um aspecto, os polímeros hidrófilos podem ser adicionados no elemento de adequação de forma quando ele está abaixo da temperatura de transição vítrea. Além disso, o elemento de adequação de forma é então compactado e esfriado para uma segunda forma para um processo de introdução no furo do poço. Para as finalidades dessa revelação, o elemento de adequação de forma pode também ser citado como um elemento ou dispositivo de controle de escoamento, elemento de controle de influxo, elemento de meios reativos ou elemento de controle de escoamento da água.

Nas modalidades, o elemento de controle de escoamento pode incluir meios sensíveis à água. Um exemplo não limitador de meios sensíveis à água é um modificador de permeabilidade relativa (RPM). O modificador de permeabilidade relativa pode ser um polímero hidrófilo. Tal polímero pode ser usado sozinho ou em conjunto com um material de filtragem permeável tendo passagens para o polímero. Para obter uma permeabilidade desejada ou reatividade para uma dada entrada, tal como o fluido influindo com uma quantidade particular de água (corte de água), as propriedades do material sensível à água podem ser variadas mudando o polímero (tipo, composição, combinações, etc.), o material permeável (tipo, tamanho das passagens do fluido, forma, combinações, etc.) ou a composição dos dois (quantidade do polímero, método de união, configurações, etc.). Em um exemplo não limitador, a água escoando para dentro, ao redor ou através do material hidrófilo dentro de um elemento de espuma de célula aberta permeável expande para reduzir a área do escoamento da seção transversal disponível no elemento de adequação de forma. Isso aumenta a resistência ao escoamento do fluido. Quando a quantidade de escoamento de água através dos meios permeáveis diminui, os polímeros hidrófilos encolhem ou contra10/14 em para abrir o canal de escoamento para os fluidos.

Para as finalidades dessa revelação, os polímeros hidrófilos podem ser formados de qualquer componente adequado com uma forte afinidade para água, dessa maneira possibilitando que o polímero se una e dilate em tamanho quando exposto a uma determinada quantidade de água e, por sua vez, contraia quando não exposto a quantidade de água predeterminada. Dessa maneira, o volume dos polímeros hidrófilos aumenta, ou expande, quando em contato com uma quantidade de água predeterminada ou selecionada escoando da formação. A quantidade de água selecionada que causa a expansão dos polímeros hidrófilos pode ser baseada em uma taxa de escoamento, porcentagem de água em um fluido ou outro parâmetro representativo de uma exposição a uma quantidade selecionada de água. Em um aspecto, o tipo e o tamanho do polímero hidrófilo são configurados de acordo com a permeabilidade desejada de uma aplicação. Por exemplo, uma espuma de célula aberta densa pode somente usar uma quantidade limitada de um polímero hidrófilo mais fino para restringir o escoamento da água através dos canais de fluido da espuma.

Como descrito abaixo, depois que o elemento de adequação de forma 201 expande para se adequar a um furo. Quando um elemento de adequação de forma é usado como um dispositivo de controle de fluido, é preferido que o dispositivo permaneça em um estado comprimido durante a introdução até que ele alcance a localização desejada dentro do poço. Geralmente, o transporte de ferramentas para dentro do poço a partir da superfície para a localização desejada dentro do poço exige horas ou dias. Quando as temperaturas experimentadas durante a introdução são suficientemente altas, os dispositivos de filtragem feitos da espuma de poliuretano com memória de forma poderíam começar a expandir. Para evitar a expansão indesejada durante a introdução, métodos de retardo do aquecimento da espuma podem ser utilizados. Em uma modalidade específica, porém não limitadora, uma película de álcool polivinílico (PVA) pode ser usada para envolver ou cobrir a superfície externa dos dispositivos feitos de espuma de poliuretano com memória de forma para prevenir a expansão durante a in

11/14 trodução. Depois que os dispositivos de filtragem estão no local em um furo por uma dada duração de tempo em uma determinada faixa de temperaturas, a película de PVA dissolve na água, emulsões ou outros fluidos dentro do poço e depois de tal exposição, os dispositivos com memória de forma expandem e se adéquam ao furo. Em outra modalidade alternativa, porém não restritiva, os dispositivos de filtragem feitos da espuma de poliuretano com memória de forma podem ser revestidos com um plástico rígido termicamente degradável com fluido, tais como plástico de poliéster poliuretano e plástico de poliéster. O termo plástico termicamente degradável com fluido se refere a qualquer película de polímero sólido rígido, revestimento ou cobertura que é degradável quando submetido a um fluido, por exemplo, água ou hidrocarbonetos ou uma combinação deles e calor. A cobertura é formulada para ser degradável dentro de uma faixa de temperatura particular para satisfazer a aplicação exigida ou temperatura dentro do poço no período de tempo exigido (por exemplo, horas ou dias) durante a introdução. A espessura da cobertura planejada para atrasar a expansão e o tipo dos plásticos degradáveis são parâmetros que podem ser selecionados para prevenir que os dispositivos de filtragem da espuma de poliuretano com memória de forma expandam durante a introdução. Uma vez que o dispositivo de filtragem esteja no local dentro do poço por uma dada duração de tempo em uma determinada faixa de temperatura, esses plásticos degradáveis decompõem. Isso permite que os dispositivos de filtragem expandam para a parede interna do furo. Em outras palavras, a cobertura, que inibe ou previne o retorno do material poroso com memória de forma para sua posição expandida ou a disposição prematura, pode ser removida pela sua dissolução, isto é, em um fluido aquoso ou de hidrocarboneto, ou pela degradação térmica ou hidrólise, com ou sem a aplicação de calor. Em uma modalidade, o polímero hidrófilo, que pode ser adicionado em uma espuma de adequação de forma do elemento de adequação de forma, via injeção ou outro meio adequado, é posicionado dentro das células abertas da espuma.

Polímeros hidrófilos podem também ser chamados como materiais hidrófilos, sendo que qualquer material adequado exibindo características

12/14 hidrófilas pode ser utilizado. Polímeros hidrófilos podem ser compostos de qualquer componente adequado com uma forte afinidade para água, dessa maneira possibilitando que o polímero se una e dilate em tamanho quando exposto a uma determinada quantidade de água e, por sua vez, contraia quando não exposto a quantidade de água predeterminada. Dessa maneira, o volume dos polímeros hidrófilos aumenta, ou expande, quando em contato com uma quantidade predeterminada ou selecionada de água escoando da formação. A quantidade selecionada de água que causa a expansão dos polímeros hidrófilos pode ser baseada em uma taxa de escoamento, a porcentagem de água em um fluido ou outro parâmetro. Em um aspecto, polímeros, tais como álcool polivinílico e sulfonato de vinilo, podem ser usados em uma quantidade adequada. Em uma modalidade, o carregamento do polímero pode ficar entre 2-4%. Em um método, o polímero pode ser injetado na espuma em uma pressão para saturar ou substancialmente saturar os espaços de poro da espuma. O polímero é unido no material da espuma. A taxa de expansão pode ser seletivamente escolhida. Entretanto, como o conteúdo de água no fluido aumenta no fluido de produção, uma quantidade crescente do polímero dilata à medida que mais células no material da espuma entram em contato com a água.

A figura 3 mostra uma vista lateral do corte dos dispositivos de controle de escoamento 200 exemplares depois que os elementos de adequação de forma 201 (mostrados na figura 2) expandiram. Por conveniência, os elementos de adequação de forma expandidos são representados pelo numeral 202. A ilustração mostra cada dispositivo de controle de escoamento 200 em uma localização selecionada dentro do furo do poço, sendo que o elemento de adequação de forma 202 se adéqua com a superfície interna do furo do poço 206. Pelo fato de que os dispositivos de controle de escoamento 200 podem ser geralmente similares por natureza, por conveniência, referência pode ser feita a um único dispositivo de controle de escoamento 200. Dessa maneira, cada dispositivo de controle de escoamento 200 é configurado para possibilitar que o fluido da formação escoe, como mostrado por uma seta 212, através do elemento de adequação de forma 202, do material

13/14 de tela 204 e tubular 208. O fluido da formação então escoa axialmente 214 para a superfície do furo do poço. Em um aspecto, os elementos de adequação de forma 202 são aquecidos em ou acima da temperatura de transição vítrea, dessa maneira induzindo os elementos a expandirem e se adequarem com as paredes do furo do poço 206. Dessa maneira, polímeros hidrófilos dentro dos elementos de adequação de forma 202 possibilitam que o fluido de hidrocarboneto escoe através dos elementos substancialmente permeáveis. Quando a água escoa da formação para dentro dos elementos de adequação de forma 202, o polímero hidrófilo localizado dentro das células expande para aumentar a resistência ao escoamento da água através dos elementos. Os polímeros hidrófilos expandem com o contato com uma quantidade selecionada de água, dessa maneira entupindo as células abertas e as passagens de comunicação de fluido da espuma da célula aberta. Em um aspecto, quando a exposição à água fica abaixo de uma quantidade selecionada, e fluidos de hidrocarboneto, tal como substancialmente somente hidrocarboneto (óleo e/ou gás), escoam através dos elementos de adequação de forma, os polímeros hidrófilos contraem (ou reduzem no volume) para abrir os canais de comunicação de fluido para o escoamento do óleo e/ou gás. Dessa maneira, os polímeros hidrófilos localizados nos elementos de adequação de forma 202 possibilitam o controle do escoamento do fluido para os dispositivos de controle de escoamento 200.

A figura 4 é uma vista de uma porção de um dispositivo de controle de escoamento 400 exemplar, incluindo uma estrutura de espuma permeável 402 e polímero hidrófilo 404. Em um aspecto, o polímero hidrófilo 404 fica localizado em passagens de fluido e células dentro da estrutura da espuma de célula aberta 402 e unido nas paredes da célula. O polímero hidrófilo 404 pode ser adicionado na estrutura da espuma 402 por injeção, durante a formação da espuma ou qualquer outro método adequado. Como representado, o polímero hidrófilo 404 fica localizado em aberturas 406 na estrutura da espuma 402. O polímero hidrófilo 404 expande quando as moléculas de água 408 são sentidas em um escoamento de fluido 410 da formação. Dessa maneira, a combinação do polímero hidrófilo 404 e da estrutu

14/14 ra de espuma 402 proporciona uma resistência ao escoamento seletiva para o dispositivo de controle de escoamento 400. Além disso, a configuração da estrutura de espuma 402 e polímero hidrófilo 404 possibilita uma união durável e uma velocidade de escoamento relativo substancialmente reduzida devido à área de contato relativamente grande com o furo do poço.

Além do que, o dispositivo de controle de escoamento se adequa ao furo do poço, que o elemento de adequação de forma expande ou dispõe para encher o espaço disponível até a parede do furo do poço. A parede do furo do poço limita a forma final expandida do material permeável de adequação de forma e, de fato, não permitirá que ele expanda para sua posição ou forma expandida original. Dessa maneira, entretanto, o elemento de adequação de forma expandido ou disposto como um componente do dispositivo de controle de fluido, sendo poroso, permitirá que os hidrocarbonetos sejam produzidos a partir de uma formação subterrânea através do furo do poço. Em outro aspecto, o elemento de espuma de um dispositivo de controle de fluido pode ser composto de um material permeável sem adequação de forma. O material pode conter canais de comunicação de fluido com polímeros hidrófilos configurados para restringir o escoamento da água, como discutido acima.

A descrição precedente é direcionada para modalidades particulares da presente invenção com a finalidade de ilustração e explicação. Será evidente, entretanto, para um versado na técnica que muitas modificações e mudanças na modalidade apresentada acima são possíveis sem se afastar do escopo e do espírito da invenção.

Claims

1. Método de fabricação de um dispositivo de escoamento, caracterizado pelo fato de que compreende:

fornecer um material de adequação de forma com uma estrutura de célula aberta;

formar um elemento de controle de escoamento adicionando um polímero hidrófilo no material de adequação de forma de modo que esteja posicionado dentro de células abertas e em uma quantidade suficiente para fazer o elemento de controle de escoamento restringir o escoamento da água através dele, em que o polímero hidrófilo é unido às paredes de célula do material de adequação de forma e é localizado em aberturas na estrutura de célula aberta.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ainda compreender:

aquecer o material de adequação de forma para atingir uma primeira forma antes de adicionar o polímero hidrófilo; e compactar e esfriar o elemento de controle de escoamento depois de adicionar o polímero hidrófilo para fazer o elemento de controle de escoamento atingir uma segunda forma.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ainda compreender colocar o elemento de controle de escoamento fora de um elemento tubular tendo passagens nele.

4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de ainda compreender fornecer uma trajetória de escoamento de fluido entre o tubular e o elemento de controle de escoamento.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o polímero hidrófilo se expande dentro do elemento de controle de escoamento em resposta à exposição a uma quantidade de água.

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ainda compreender:

compactar o elemento de controle de escoamento; e adicionar o polímero hidrófilo no elemento de controle de esco

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2/4 amento depois de compactar o elemento de controle de escoamento.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que fornecer um material de adequação de forma compreende fornecer uma espuma substancialmente permeável.

8. Dispositivo de controle de escoamento, caracterizado pelo fato de que compreende:

um elemento de controle de escoamento formado a partir de um material de adequação de forma com uma estrutura de célula aberta e um polímero hidrófilo injetado dentro do material de adequação de forma de modo que esteja posicionado dentro de células abertas e em uma quantidade suficiente para fazer o elemento de controle de escoamento restringir o escoamento da água através dele, em que o polímero hidrófilo é unido às paredes de células do material de adequação de forma e é localizado em aberturas na estrutura de célula aberta.

9. Dispositivo de controle de escoamento, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que ainda compreende um elemento tubular com pelo menos uma passagem de fluido nele.

10. Dispositivo de controle de escoamento, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que ainda compreende uma malha metálica entre o tubular e o elemento de controle de escoamento.

11. Dispositivo de controle de escoamento, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que ainda compreende uma trajetória de fluido entre o tubular e o elemento de controle de escoamento.

12. Dispositivo de controle de escoamento, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o polímero hidrófilo restringe o escoamento da água em resposta à exposição à quantidade de água.

13. Dispositivo de controle de escoamento, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o elemento de controle de escoamento é configurado para se expandir quando colocado em um furo do poço para contato com uma parede do furo do poço.

14. Método de produção de um fluido a partir de uma formação para dentro de um furo do poço, caracterizado pelo fato de que compreenPetição 870190007718, de 24/01/2019, pág. 7/13

3/4 de:

fornecer um elemento de controle de escoamento que inclui um elemento de controle de escoamento formado a partir de um material de adequação de forma com uma estrutura de célula aberta e um quantidade selecionada de polímero hidrófilo injetado dentro do material de adequação de forma de modo que esteja posicionado dentro das células abertas e seja suficiente para fazer o elemento de controle de escoamento restringir o escoamento da água através dele; em que o polímero hidrófilo é unido às paredes de célula do material de adequação de forma e é localizado em aberturas na estrutura de célula aberta;

colocar o dispositivo de controle de escoamento com o elemento de controle de escoamento em uma primeira forma compactada em uma localização selecionada no furo do poço;

permitir que o elemento de controle de escoamento atinja uma segunda forma expandida; e produzir o fluido da formação para dentro do furo do poço escoando o fluido através do dispositivo de controle de escoamento.

15. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que fornecer o dispositivo de controle de escoamento ainda compreende fornecer o elemento de controle de escoamento fora de um tubular tendo pelo menos uma passagem configurada para possibilitar que o fluido entre no tubular.

16. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que fornecer o dispositivo de controle de escoamento ainda compreende fornecer uma trajetória de escoamento do fluido entre o tubular e o elemento de controle de escoamento.

17. Método, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que fornecer o dispositivo de controle de escoamento ainda compreende fornecer uma malha metálica entre o tubular e o elemento de controle de escoamento ou fora do elemento de controle de escoamento.

18. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o polímero hidrófilo se expande dentro do elemento de

Petição 870190007718, de 24/01/2019, pág. 8/13

4/4 controle de escoamento em resposta à exposição a uma quantidade de água para restringir o escoamento da água através dele.

19. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o material de adequação de forma compreende uma es-

5 puma substancialmente permeável.

20. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que permitir que o elemento de controle de escoamento atinja uma segunda forma expandida ainda compreende aquecer o material de adequação de forma acima de uma temperatura de transição vítrea.