BR112012007732A2

BR112012007732A2 - Sistema de completação inteligente, e método para remover ou reduzir um depósito ou acumulação em um dispositivo de poço, em uma completação inteligente tendo múltiplas zonas de produção

Info

Publication number: BR112012007732A2
Application number: BR112012007732-5A
Authority: BR
Inventors: Dinesh R. Patel; Christopher Taor; Kenneth Rohde
Original assignee: Prad Research And Development Limited
Priority date: 2009-10-06
Filing date: 2010-08-26
Publication date: 2021-08-31
Also published as: NO20120423A1; US20110079398A1; US8408314B2; WO2011043872A3; WO2011043872A2

Abstract

sistema de completação inteligente, e método para remover ou reduzir um depósito ou acumulação em um dispositivo de poço, em uma completação inteligente tendo múltiplas zonas de produção. um sistema de completação inteligente inclui uma tubagem de produção, configurada para produção a partir de zonas múltiplas em um poço; pelo menos, uma válvula de controle de fluxo disposta na tubagem de produção para cada uma das zonas múltiplas, em que pelo menos uma válvula de controle de fluxo regula o fluxo de um fluido de poço para dentro da tubagem de produção; um mandril de injeção de produto químico disposto na tubagem de produção adjacente a, pelo menos, uma válvula de controle de fluxo em cada uma das zonas múltiplas, em que o mandril de injeção de produto químico está ligado a pelo menos uma linha de injeção de produto químico para injetar um ou mais produtos químicos no poço; e um mecanismo de controle ligado a pelo menos uma válvula de controle de fluxo e ao mandril de injeção de produto químico, de modo que o mandril de injeção e pelo menos uma válvula de controle de fluxo sejam operados de forma coordenada.

Description

y SISTEMA DE COMPLETAÇÃO INTELIGENTE, E MÉTODO PARA REMOVER

OU REDUZIR UM DEPÓSITO OU ACUMULAÇÃO EM UM DISPOSITIVO DE ã POÇO, EM UMA COMPLETAÇÃO INTELIGENTE TENDO MÚLTIPLAS ZONAS

DE PRODUÇÃO Antecedentes da Invenção Campo da Invenção A presente invenção se refere, em geral, às operações de poços e, mais particularmente, à injeção de produto químico em poços para completações inteligentes. Técnica Anterior Fluidos de hidrocarbonetos, como óleo e gás, são produzidos a partir de formações subterrâneas pela perfuração de um poço para penetrar na formação contendo hidrocarbonetos. Após a perfuração, os poços são tipicamente completados com vários dispositivos de poços, para facilitar a produção dos hidrocarbonetos. Em um sistema de completação inteligente, vários sensores, bombas e válvulas de controle de fluxo são incluídos. Além disso, um sistema de completação inteligente pode incluir sistemas de medição e controle totalmente automatizados, que ' otimizam a economia do reservatório, sem intervenção humana. Quando uma ampla zona produtora ou várias zonas produtoras é completada, o sistema de completação inteligente pode incluir várias zonas de produção. A FIG. 1

. mostra um exemplo de duas zonas produtoras adjacentes 10 e

12. O poço é revestido com o revestimento 16, que tem ' perfurações 18 e 19, respectivamente, nas zonas 10 e 12. Um conjunto de furo inferior 11 inclui um obturador superior 13€e um obturador inferior 14. Há uma tela superior 15, uma tela inferior 17, e um obturador isolador de zona 10a separando as zonas 10 e 12. Um espaço anular lla é definido entre o revestimento 16 e a tubagem l12a e entre os obturadores 13 e 14.

Quando fluidos de formações entram em contacto com um tubo, válvula, ou outro equipamento de produção em um poço, ou quando há uma diminuição na temperatura, pressão, ou mudança de outras condições, ceras e/ou asfaltenos nos fluidos de formação podem se precipitar ou se separar. Ao longo do tempo, depósitos, tais como carepa, cera, OU asfalteno etc., podem se acumular sobre superfícies dos úUúÚ componentes de poços e impedir seu funcionamento e/ou eficiência. Para resolver a questão da acumulação de depósitos, produtos químicos podem ser injetados na tubagem de produção para remover, reduzir ou inibir o material de depósito no interior da tubagem ou sobre dispositivos de ' poços. Por exemplo, uma linha de controle pode ser descida a partir da superfície até um ponto de injeção localizado na completação, para conduzir o produto químico injetado ao fundo do poço dentro de um fluxo de produção. Uma prática comum é ter um ou mais pontos de injeção fornecidos a DSI ARE DDR SATA IS tds AAA AAA ada a a Da a aaa aa iii

| ; | , montante de um obturador de produção.

Em sistemas de poços de completação inteligente, i várias válvulas de controle de fluxo são descidas para controlar a produção, a partir de várias zonas. No entanto, essas diferentes válvulas podem não funcionar, em caso de acumulação de carepa em torno das superfícies móveis. A descida de linhas de controle a partir da superfície para remediar estas situações pode não ser prática, quando várias zonas forem incluídas em uma completação. Portanto, são necessários sistemas de injeção de produto químico adequados para prevenir e/ou reduzir a acumulação de depósitos em completação inteligente. Sumário da Invenção Um aspecto da invenção se refere a sistemas de completação inteligente. Um sistema de completação inteligente, de acordo com uma forma. de. realização da invenção, inclui uma tubagem de produção configurada para produção de zonas múltiplas em um poço; pelo menos, uma válvula de controle de fluxo disposta na tubagem de . 20 produção para cada uma das zonas múltiplas, em que pelo menos uma válvula de controle de fluxo regula o fluxo de um Í fluido de poço dentro da tubagem de produção; um mandril de injeção de produto químico disposto na tubagem de produção adjacente a, pelo menos, uma válvula de controle de fluxo em cada uma das zonas múltiplas, em que o mandril de injeção de produto químico está ligado a pelo menos uma

' linha de injeção de produto químico para injetar um ou mais produtos químicos no poço; e um mecanismo de controle ' ligado a, pelo menos, uma válvula de controle um fluxo e ao mandril de injeção de produto químico, de modo que o mandril de injeção e pelo menos uma válvula de controle de fluxo sejam operados de forma coordenada.

Outro aspecto da invenção diz respeito a métodos para a remoção ou redução de um depósito ou acumulação em um dispositivo de poço, em uma completação inteligente, tendo múltiplas zonas de produção. Um método, de acordo com uma forma de realização da invenção, inclui: abertura de uma válvula de controle de fluxo disposta sobre uma tubagem de produção, em que a abertura ativa, ao mesmo tempo, um mandril de injeção de produto químico disposto na tubagem de produção, adjacente à válvula de controle de fluxo na mesma zona; injeção de pelo menos um produto químico usando =|| o mandril de injeção de produto químico; e permissão para que pelo menos um produto químico escoe através da válvula de controle de fluxo.

Outros aspectos e vantagens da invenção ficarão evidentes a partir da seguinte descrição e das ' reivindicações anexas. Breve Descrição dos Desenhos A FIG. l mostra uma completação multizonal convencional em um poço.

A FIG. 2 mostra uma ilustração esquemática de um b sistema de injeção de produto químico para uma completação multizonal inteligente, de acordo com uma forma de ' realização da invenção.

A FIG. 3 mostra uma ilustração esquemática de um 5 estado operacional de uma completação inteligente com um sistema de injeção de produto químico, de acordo com uma forma de realização da invenção.

A FIG. 4 mostra uma ilustração esquemática de outro estado operacional de uma completação inteligente com um sistema de injeção de produto químico, de acordo com uma forma de realização da invenção.

A FIG. 5 mostra uma ilustração esquemática de outro estado operacional de uma completação inteligente com um sistema de injeção de produto químico, de acordo com uma forma de realização da invenção.

: É | A FIG. 6 mostra uma ilustração esquemática de outro = estado operacional de uma completação inteligente com um sistema de injeção de produto químico, de acordo com uma forma de realização da invenção.

A FIG. 7 mostra uma ilustração esquemática de outro i estado operacional de uma completação inteligente com um : sistema de injeção de produto químico, de acordo com uma forma de realização da invenção.

A FIG. 8 mostra uma ilustração esquemática de outro estado operacional de uma completação inteligente com um sistema de injeção de produto químico, de acordo com uma

TES OSSOS forma de realização da invenção.

A FIG. 9 mostra uma ilustração esquemática de outro ' estado operacional de uma completação inteligente com um sistema de injeção de produto químico, de acordo com uma forma de realização da invenção.

A FIG. 10 mostra uma ilustração esquemática de outro estado operacional de uma completação inteligente com um sistema de injeção de produto químico, de acordo com uma forma de realização da invenção.

As FIGs. 11(A) - 11(D) mostram exemplos de mandris de injeção de produto químico, que podem ser usados com formas de realização da invenção, e seus estados aberto e fechado.

A FIG. 12A mostra uma vista em corte transversal de um mandril de injeção de produto químico ao longo da linha AA na fig. 5, de acordo com uma forma de realização da = invenção, e a fig. 12B mostra uma vista em secção transversal ao longo da linha BB na FIG. 12A.

A FIG. 13 mostra uma vista em corte transversal de uma válvula dosadora de fluxo constante, que pode ser usada com formas de realização da invenção.

" A FIG. 14 mostra uma completação inteligente com um sistema de injeção de produto químico e um dispositivo de misturação, de acordo com uma forma de realização da invenção.

A FIG. 15 mostra um método para remover ou reduzir

ENO A h acumulações em um dispositivo de poço, de acordo com uma forma de realização da invenção.

Descrição Detalhada Formas de realização da invenção se referem a sistemas e métodos para remoção ou prevenção de acumulações sobre dispositivos de poços, em sistemas de completação inteligente, em poços multizonais.

Formas de realização da invenção podem ser utilizadas para injeções multiponto de produtos químicos em completações inteligentes multizonais, em terra firme ou no mar.

Um perito na arte irá perceber que formas de realização da invenção também podem ser usadas com outros tipos de completações, com modificações e variações apropriadas.

Algumas formas de realização da invenção se referem a sistemas de injeção multiponto de produtos químicos para uso com completações inteligentes —“multizonais Esses - sistemas de injeção de produtos químicos podem ser utilizados para evitar depósitos ou acumulações de carepa, cera, etc.. Tais acúmulos podem interferir com as operações .: 20 apropriadas ou eficiências de vários dispositivos de poços, tais como bombas ou válvulas de controle de fluxo.

Por injeção de produtos químicos nas correntes de produção a montante de tais dispositivos (por exemplo, válvulas de controle de fluxo), estes aditivos químicos serão transportados pelos fluxos de produção para fluir através dos (ou fluir pelos) dispositivos particulares, dissolvendo assim as acumulações indesejáveis, ou impedindo a formação desses acúmulos. 7 O tipo de produtos químicos utilizado com formas de realização da invenção pode variar com as condições a serem corrigidas ou prevenidas (parafinas, carepas, etc.). Por exemplo, para acumulações de asfalteno, o produto químico injetado pode ser constituído de compostos aromáticos, tais como tolueno, querosene, ou nafta. Para acumulações de parafina, o produto químico injetado pode ser xileno ou tolueno. Para acumulações de hidrato, o produto químico injetado pode ser surfactantes (por exemplo, polivinilcaprolactana) ou metanol. Para acumulações de carepa, o produto químico pode ser EDTA (ácido etileno tetracético) ou HCl (ácido clorídrico). O acima descrito são exemplos usados apenas para ilustração, e não se nm destinam a ser exaustivos. E EEE Em conformidade com formas de realização da presente invenção, os sistemas de injeção de produtos químicos podem ser configurados para ser operados com controles existentes, que já estão presentes em uma completação inteligente. Tais controles podem ser controles . hidráulicos ou controles elétricos. Por exemplo, linhas de controle hidráulico (para abrir e fechar) são normalmente incluídas em completações para controlar as válvulas de controle de fluxo em várias zonas. Ao partilhar os mecanismos de controle existentes nas completações

ESSO

: inteligentes, formas de realização da invenção podem ser facilmente incorporadas a qualquer sistema de completação inteligente. Além disso, utilizando tais sistemas, injeções de produtos químicos podem ser sincronizadas com a operação das válvulas de controle de fluxo, isto é, a injeção de produto químico será desligada, quando as válvulas de controle de fluxo em uma zona determinada forem fechadas, e a injeção de produto químico será apenas executada, quando as válvulas de controle de fluxo forem abertas.

Na descrição seguinte, numerosos detalhes são apresentados para proporcionar uma compreensão do presente invento. No entanto, deve ser apreciado pelos peritos na arte, que a presente invenção pode ser praticada sem esses detalhes, e que numerosas variações ou modificações das formas de realização descritas podem ser possíveis, sem se : == afastar do âmbito da invenção. nm A FIG. 2 mostra um exemplo de um sistema de injeção de produto químico para uso com uma completação multizonal inteligente, de acordo com uma forma de realização da invenção. O poço 21 pode ser revestido com um revestimento 22 tendo perfurações para se comunicar com perfurações de ' formação 24, 242 nas zonas de produção 26, 26a, respectivamente. As zonas de produção 26, 26a podem ser isoladas por obturadores, tal como um obturador de produção 28 e um obturador de isolamento zonal 28a.

Numa completação inteligente típica, uma ou mais

NESSA

| 10 . válvulas de controle de fluxo podem ser incluídas em cada zona de produção.

Por exemplo, como mostrado na FIG. 2, as i válvulas de controle de fluxo 23 e 23a são fornecidas na tubagem de produção 25, nas zonas de produção 26 e 26a, respectivamente.

Essas válvulas de controle de fluxo podem ser utilizadas para regular, qual zona produz os hidrocarbonetos, e elas também podem ser usadas para regular as vazões.

Essas válvulas de controle de fluxo são tipicamente controladas por linhas de comando hidráulico, embora algumas sejam controladas por meios elétricos.

Por exemplo, como mostrado na FIG. 2, três linhas de controle hidráulico são ilustradas.

Linhas de controle “para fechar” separadas 20a e 20b são individualmente ligadas às válvulas de controle de fluxo 23 e 23a, respectivamente.

Além disso, uma linha comum "para abrir" 22a está ligada a ambas as " válvulas de controle de fluxo 23 e 23a.

As operações dessas válvulas, por exemplo, podem ser controladas pelos diferenciais de pressão entre as linhas "para fechar" e "para abrir" associadas a cada válvula específica de controle de fluxo.

Por exemplo, todas as válvulas de í controle de fluxo ligadas à linha de controle "para abrir" 22a podem ser abertas, quando essa linha de controle "para abrir" 22a for pressurizada.

No entanto, qualquer válvula individual pode ser fechada por aplicação de uma pressão semelhante (para se opor ao diferencial de pressão) para a linha de controle específica "para fechar" ligada àquela válvula de controle de fluxo em particular. Portanto, as í válvulas de controle de fluxo individuais podem ser reguladas independentemente em um sistema de completação inteligente.

Em conformidade com formas de realização da invenção, sistemas de injeção multiponto de produtos químicos podem ser concebidos para tirar vantagem destes mecanismos de controle de fluxo existentes em uma completação inteligente, minimizando assim o desafio e os custos de engenharia. Em certas completações inteligentes, as válvulas de controle de fluxo podem ser reguladas por meios elétricos. Nessa situação, as formas de realização do invento também podem tirar vantagem dos controles elétricos existentes para minimizar o desafio e os custos de engenharia. Para maior clareza, a descrição que se segue irá utilizar comandos hidráulicos para ilustrar formas de realização da invenção. No entanto, um perito na arte irá perceber que formas de realização da invenção podem ser também usadas com comando elétrico.

À Tal como mostrado na FIG. 2, um sistema de injeção f de produto químico 20, de acordo com uma forma de realização da invenção, pode incluir mandris de injeção 27, 27a ligados à tubagem de produção 25 adjacentes às válvulas de controle do fluxo 23, 23a. Cada um dos mandris de injeção 27, 27a pode ser ligado a uma ou mais linhas de injeção de produto químico (duas linhas de injeção de produto químico 29, 29a são mostrados neste exemplo). : Em conformidade com formas de realização da invenção, se mais de uma linha de injeção de produto químico for ligada a um mandril de injeção, essas várias linhas de injeção de produto químico podem ser separadamente injetadas pelo mandril de injeção, ou podem ser misturadas no mandril de injeção, antes desses produtos químicos serem injetados em um poço. Um dispositivo dosador adequado pode ser ligado a cada linha de injeção de produto químicos e/ou a uma saída do mandril de injeção de produto químico. Além disso, uma ou mais válvulas de retenção podem ser utilizadas com cada linha de injeção de produto químico, para impedir o refluxo de fluidos. Por exemplo, cada uma das linhas de injeção de produto químico 29 e 29a é fornecida com válvulas de retenção duplas 21a no exemplo B mostrado na FIG. 2. Em conformidade com certa forma de realização da invenção, as injeções de produto químico são de preferência realizadas de uma maneira coordenada com a operação das válvulas de controle de fluxo nas respectivas zonas, por 7 exemplo, injeção de produto químico é apenas realizada na zona, onde a válvula de controle de fluxo está aberta. Esta forma coordenada de operação pode evitar o desperdício de produtos químicos no poço, quando a válvula de controle de fluxo nessa zona não estiver aberta.

TESS

A FIG. 2 mostra um sistema de injeção de produto químico, de acordo com uma forma de realização da invenção, ] em que a injeção de produto químico pode ser sincronizada com a abertura de uma válvula de controle de fluxo. Como mostrado, a linha de fechamento hidráulico 20a está ligada à válvula de controle do fluxo 23 e ao mandril de injeção 27, enquanto a linha de fechamento hidráulico 20b está ligada à válvula de controle de fluxo 23a e ao mandril de injeção 27a. Uma linha de abertura comum 22a está ligada a todas as válvulas de controle de fluxo 23, 23a e a todos os mandris de injeção 27, 27a.

Esta configuração permite a regulação dos mandris de injeção 27 e 27a para estar em sincronia com a regulação das válvulas de controle de fluxo adjacentes 23 e 23a, respectivamente. Isto é, o mandril de injeção 27 funciona apenas, quando a válvula de controle de fluxo 23 está aberta, e o mandril de injeção 27a funciona apenas, quando a válvula de controle de fluxo 23a está aberta. O termo "em sincronia" ou "sincronização" se refere ao estado de funcionamento coordenado das válvulas de controle de fluxo e injeções de produtos químicos em uma zona específica, que 1 não requer que à abertura ou fechamento das válvulas ocorram exatamente ao mesmo tempo. Devido a diferentes configurações de várias válvulas e da natureza das operações hidráulicas, um pequeno tempo de atraso pode ocorrer para uma válvula ou mandril de injeção, um em

ESA relação ao outro.

Como acima notado, uma ou mais linhas de injeção de : produto químico podem ser ligadas a um mandril de injeção.

Além disso, se mais do que uma linha de injeção de produto químico estiver ligada a um mandril, essas linhas de injeção de produto químico podem ser injetadas em separado pelo mandril.

Alternativamente, essas linhas de injeção de produto químico podem ser misturadas no mandril, antes delas serem injetadas em um poço.

A descrição que se segue irá utilizar alguns exemplos para ilustrar formas de realização da invenção.

Um perito na arte irá perceber que estes exemplos são apenas para ilustração, e não se destinam a limitar o âmbito da invenção.

Exemplo 1 O primeiro exemplo ilustra um sistema de injeção de Nm produto químico, de acordo com uma forma de realização da invenção, em que duas ou mais linhas de injeção de produto químico (por exemplo, produto químico A e produto químico B) são misturadas, antes de serem injetadas em um poço por ! 20 um mandril de injeção.

As Figs. 3-6 ilustram vários estados de operações Í de tal sistema de injeção de produto químico, em conjunto com as operações de válvulas de controle de fluxo, em operações multizonais.

Para esta ilustração, um sistema de injeção de produto químico é mostrado tendo duas linhas de injeção de produto químico e dois mandris de injeção para a operação em duas zonas de produção (zona 1 e zona 2), separadas por um obturador de isolamento zonal.

Uma pessoa : com conhecimentos comuns na arte irá perceber que formas de realização da presente invenção podem ser utilizadas com qualquer número adequado de linhas de injeção de produto químico em qualquer número adequado de zonas.

O sistema de injeção de produto químico mostrado na FIG. 3 inclui uma primeira linha de injeção de produto químico 31 e uma segunda linha de injeção de produto químico 33, ligadas a um primeiro mandril de injeção 35. Produtos químicos a partir da primeira linha de injeção de produto químico 31 e da segunda linha de injeção de produto químico 33 podem ser misturados no primeiro mandril de injeção 35. Do mesmo modo, a primeira linha de injeção de produto químico 31 e a segunda linha de injeção de produto químico 33 podem ser ligadas a um segundo mandril de Em injeção 35a.

Produtos químicos a partir da primeira linha de injeção de produto químico 31 e da segunda linha de injeção de produto químico 33 podem ser misturados no segundo mandril de injeção 35a.

Í Os produtos químicos, a partir das duas linhas de r injeção de produto químico, podem ser misturados dentro de uma câmara em cada um dos mandris de injeção.

Os mandris de injeção incluem saídas para injetar esses produtos químicos em poços.

As entradas (a partir das linhas de injeção de produto químico) e/ou saídas sobre o mandril de injeção podem incluir válvulas dosadoras. Estados de operação específicos do presente sistema de injeção de produto i químico são ilustrados, como se segue. A FIG. 3 mostra um estado do sistema de injeção de produto químico, em que válvulas de controle de fluxo (FCV1 e FCV2) e mandris de injeção de produto químico 35, 35a estão fechados em ambas as zonas 1 e 2, as quais são separadas por um obturador de isolamento zonal 306. Nesse estado, os fluídos do poço na zona 1 e zona 2 não podem entrar na tubagem de produção 36, e produtos químicos não serão injetados no poço. Este pode ser um estado de "descanso", em que ambas as zonas não estão produzindo. O estado de "descanso" pode ser alcançado, quando todas as linhas de controle hidráulico não estiverem pressurizadas, ou seja, todas as linhas de controle hidráulico foram sangradas. Portanto, o diferencial de ms pressão entre as linhas de "abertura" e “fechamento” conectadas a cada válvula de controle de fluxo, ou mandril injeção, é insignificante (ou zero) e, portanto, todas as válvulas estão fechadas. A FIG. 4 mostra um estado do sistema de injeção de ' produto químico, em que à zona 1 está em produção, enquanto que à zona 2 não está. Nesse estado, a primeira válvula de controle de fluxo (FCV1) está aberta, e o primeiro mandril está operacional. Isto permite que os produtos químicos das primeira e segunda linhas de injeção de produto químico

TE AS

31, 32 sejam injetados no poço, na zona 1. Esses produtos químicos, em seguida, se misturam com os fluidos do poço e | entram, através da primeira válvula de controle de fluxo (FCVl1), na tubagem de produção 36. Enquanto esses produtos químicos passam através da primeira válvula de controle de fluxo (FCVl), esses produtos químicos podem remover Ou prevenir quaisquer acumulações na FCVl. Além disso, esses produtos químicos podem lubrificar a FCVl. Esse estado pode ser alcançado, através da aplicação de pressão sobre a linha de controle de abertura 304 e a segunda linha de controle de fechamento 302, enquanto permite que a primeira linha de fechamento 300 permaneça sangrada (isto é, com baixa ou nenhuma pressão). Sob estas condições, o diferencial de pressão entre as linhas de controle 304 e 302 é pequeno ou inexistente, enquanto que o diferencial de pressão entre as linhas de EEE controle 304 e 300 é substancial (ou acima de um limite). Portanto, apenas os dispositivos (FCVl e segundo mandril de injeção 35) conectados na linha de controle 300 são operacionais. Í A FIG. 5 mostra outro estado do sistema de injeção Tn de produto químico, em que a zona 2 está produzindo, enquanto a zona 1 não. Isto pode permitir que os produtos químicos sejam injetados no poço, na zona 2. Em seguida, os fluidos do poço, na zona 2, serão misturados com os produtos químicos injetados, antes de passar através da

SO

FCV2 e entrar na tubagem de produção 36. Ao passar pela FCV2, o produto químico injetado pode ajudar a prevenir ou Í remover acúmulos na FCV2. Este estado pode ser alcançado, através da aplicação de pressão sobre a linha de controle de abertura 304 e a primeira linha de controle de fechamento 300, permitindo simultaneamente que a segunda linha de fechamento 302 permaneça sangrada (isto é, com baixa ou nenhuma pressão). Sob estas condições, o diferencial de pressão entre as linhas de controle 304 e 300 é pequeno ou inexistente, enquanto que o diferencial de pressão entre as linhas de controle 304 e 302 é substancial. Portanto, eponas dispositivos (FCV2 e segundo mandril de injeção 35a) conectados na linha de controle 302 são operacionais. A FIG. 6 mostra outro estado do sistema de injeção de produto químico, em que ambas as zonas 1 e 2 estão em E produção. Esse estado permite que os produtos químicos injetados passem pelas válvulas de controle de fluxo FCV1 e FCV2, removendo ou evitando, assim, acúmulos nocivos sobre essas válvulas. Esse estado pode ser alcançado, através da , aplicação de pressão sobre a linha de controle de abertura 304, enquanto que mantendo as primeira e segunda linhas de controle de fechamento 300, 302, no estado sangrado. Exemplo 2 O exemplo acima usa um sistema de injeção de

TS SAS produto químico, que mistura diferentes produtos químicos no mandril de injeção. De acordo com algumas formas de ' realização da invenção, mandris de injeção podem também ser concebidos para permitir a injeção independente de diferentes produtos químicos sem misturação.

Por exemplo, as figs. 7-10 mostram um sistema de injeção de produtos químicos, capaz de efetuar injeções independentes de produtos químicos sem misturação. Nesta ilustração, um sistema de injeção de produto químico pode ter duas linhas de injeção de produto químico 31, 33 ligadas a dois mandris 35, 35a para operação em duas zonas de produção (zona 1 e zona 2), separadas por um obturador de isolamento zonal 306. Duas linhas de injeção de produto químico são apenas para ilustração. Uma pessoa com conhecimentos comuns na arte irá perceber que formas de realização da presente invenção podem incluir qualquer número adequado de linhas de injeção de produtos químicos.

Como acima notado, cada uma das linhas de injeção de produto químico 31, 33 pode conter uma ou mais válvulas de retenção. Além disso, cada uma das linhas de injeção de produto químico 31, 33 pode ser independentemente ligada a R câmaras separadas 70, 72 nos primeiros mandris de injeção 35 e às câmaras separadas 70a, 72a no segundo mandril de injeção 35a, respectivamente. Assim, os produtos químicos a partir das linhas de injeção de produto químico 31, 33 podem ser mantidos em separado dentro dos mandris de

EEE injeção, que pode, em seguida, injetar esses produtos químicos através de saídas independentes em poços. " Além disso, as linhas de controle hidráulico 300, 302 e 304 estão ligadas às duas válvulas de controle de fluxo (FCVl, FCV2), e a dois mandris 35, 35a, tal como na forma de realização mostrada na FIG. 3. Essas linhas de controle hidráulico são utilizadas para operar as válvulas de controle de fluxo e os mandris, de uma maneira conhecida na arte, por exemplo, as válvulas são abertas, quando as linhas hidráulicas ligadas a esse dispositivo particular tiverem um diferencial de pressão superior a um limite.

A FIG. 7 mostra um estado do sistema de injeção de produto químico, em que todas as válvulas de controle de fluxo são fechadas e todos os mandris de injeção de produto químico não são ativados nas zonas 1 e 2. Nesse estado, os fluidos do poço na zona 1 e na zona 2 não podem entrar na tubagem de produção 36, e os produtos químicos não serão injetados no poço. Esse pode ser um estado de "descanso". Esse estado de descanso, por exemplo, pode ser conseguido pela falta de aplicação de qualquer pressão em todas as linhas de controle hidráulico, isto é, todas as linhas de ' controle hidráulico foram sangradas.

A FIG. 8 mostra outro estado do sistema de injeção de produto químico, em que a zona 1 está em funcionamento, enquanto que a zona 2 está fechada. Isto pode permitir que os produtos químicos nas câmaras 70, 72, no primeiro mandril de injeção 35, sejam injetados no poço. Os produtos químicos injetados irão se misturar com fluidos de poço na " zona 1, passando pela válvula de controle de fluxo FCV1, e entrando na tubulação de produção 36. Esses produtos químicos podem ajudar a remover ou evitar acúmulos na FCV1l.

Esse estado pode ser alcançado por aplicação de pressão na linha de controle de abertura 304 e na segunda linha hidráulica de fechamento 302, permitindo simultaneamente que a primeira linha hidráulica de fechamento 300 permaneça sangrada.

A FIG. 9 mostra outro estado do sistema de injeção de produto químico, em que a zona 2 está produzindo, ao passo que a zona 1 está fechada. Isso pode permitir que os produtos químicos na câmara 70a, 72a, no segundo mandril de injeção 35a, sejam injetados no poço. Os produtos químicos injetados irão se misturar com os fluidos do poço na zona 2 e passar através da FCV2, antes de entrar na tubagem de produção 36, ajudando assim a remover ou prevenir acumulações na FCV2.

Esse estado pode ser alcançado por aplicação de pressão na linha de controle de abertura 304 e na primeira q linha hidráulica de fechamento 300, permitindo simultaneamente que a segunda linha hidráulica de fechamento 302 permaneça sangrada.

A FIG. 10 mostra outro estado do sistema de injeção de produto químico, em que a zona l e a zona 2 estão produzindo. Esse estado pode permitir que os produtos químicos sejam injetados por mandris 35, 35a em um poço. Os , produtos químicos injetados irão se misturar com os fluidos do poço na zona 1 e na zona 2, e passar através das FCV1 e FCV2, antes de entrar na tubagem de produção 36, ajudando assim a remover ou prevenir acumulações nas FCV1 e FCV2.

Esse estado pode ser alcançado por aplicação de pressão na linha de controle de abertura 304, permitindo simultaneamente que as primeira e segunda linhas de fechamento hidráulico 300, 302 permaneçam sangradas.

Os mandris de injeção para uso com formas de realização da invenção podem ser qualquer mandril de injeção adequado, conhecido na arte, tais como aqueles que utilizam válvulas de controle de pistão. Por exemplo, a FIG. 11(A) ea FIG. 11(B) ilustram um mandril de uma câmara nos estados fechado e aberto, respectivamente. Os estados = aberto e fechado podem ser controlados pela pressão relativa das linhas de controle 300 e 304 para empurrar o pistão 30 (para a direita ou para a esquerda, como mostrado na figura). Como mostrado, as linhas de injeção de produto ' químico 31 e 33 estão ligadas à mesma câmara 70 no mandril. ] Tal mandril de injeção irá misturar os produtos químicos, antes de injetá-los em um poço.

A FIG. 11(C) e a FIG. 11(D) ilustram um mandril de injeção com câmaras separadas para injeção de produto químico nos estados fechado e aberto, respectivamente. Como

TESES mostrado, a linha de injeção de produto químico 31 está Í ligada à câmara 70, enquanto a linha de injeção de produto º químico 33 está ligada à câmara 72. Tal mandril de injeção não irá misturar os produtos químicos, antes de injetá-los em um poço.

Os mandris injeção podem ser configurados para injetar os produtos químicos em todas as configurações desejadas. Por exemplo, um mandril de injeção pode descarregar os fluidos em um conduto, que está disposto em torno da circunferência do corpo da ferramenta, e um número de orifícios pode ser fornecido nesse conduto, tal como ilustrado na FIG. 12A. Tal configuração ajuda a distribuir os produtos químicos injetados em torno do poço, em muitas direções azimutais.

A FIG. 12A mostra uma vista em seção transversal ao longo da linha AA na Fig. 5, e a Fig. 12B mostra uma vista em seção transversal ao longo da linha BB na FIG. 11A. Como mostrado na Fig. 12A, um mandril 120 pode ter um pistão 30 operável por sistemas hidráulicos para abrir e fechar a saída de produto químico 124 em um bloco de injeção 126. A abertura da saída 124 pode permitir que os produtos , químicos escoem a partir da câmara através de um conduto 121 ao longo da circunferência do mandril 120. O conduto 121 pode ter uma pluralidade de orifícios 123 e uma porta de saída de produto químico 127. Os produtos químicos podem ser injetados no poço através da pluralidade de orifícios

123. A quantidade e a taxa de fluxo dos produtos químicos injetados podem ser controladas por uma válvula dosadora ' 125, por exemplo, disposta na saída 124. A válvula dosadora 125 pode ser uma válvula dosadora de fluxo constante, ou quaisquer dispositivos dosadores adequados.

Todas as válvulas dosadoras apropriadas podem ser utilizadas com formas de realização da invenção. Por exemplo, a FIG. 13 mostra um exemplo de uma válvula dosadora de fluxo constante 130, que é fornecida comercialmente pela Lee Company (Westbrook, CT). Essa válvula dosadora de fluxo constante 130 inclui um orifício variável 131 e um orifício constante 132, o qual repousa de encontro a uma mola 133. Se mais pressão for aplicada a partir da entrada 134, a mola 133 será comprimida, resultando em menor abertura no orifício variável 131. Por outro lado, quando menos pressão for aplicada a partir da = entrada 134, a mola 133 pode se expandir e empurrar o orifício variável 131 para que esse seja mais aberto. Como resultado, tal válvula pode fornecer um fluxo relativamente constante, independentemente das variações de pressão.

Exemplo 3 i Embora formas de realização acima ilustradas sejam capazes de distribuir os produtos químicos injetados em torno do poço de uma forma relativa constante, por vezes uma mistura completa dos produtos químicos injetados com os fluidos do poço é desejada. Neste caso, formas de realização da invenção, tais como acima ilustradas, podem ser ainda equipadas com um ou mais dispositivos Ú misturadores de fluxo. Por exemplo, a FIG. 14 mostra um sistema de injeção de produto químico, de acordo com uma forma de realização da invenção, que inclui um ou mais dispositivos de mistura. O sistema de injeção de produto químico é semelhante àquele mostrado nas Figs. 7-10, mas com dispositivos misturadores de fluxo adicionais 140. Embora essa figura mostre que os dispositivos de mistura 140 sejam apenas fornecidos na zona 2, um perito na arte irá perceber que outras modificações e variações são possíveis, sem de afastar do âmbito da invenção. Algumas formas de realização da invenção se referem a métodos para reduzir ou remover depósitos ou acumulações sobre ferramentas ou dispositivos no fundo do poço. A FIG. 15 mostra um método para reduzir ou remover depósitos ou acumulações nas ferramentas ou dispositivos de poços, de acordo com uma forma de realização da invenção. O método 150 pode incluir a etapa 152 de abertura de uma | válvula de controle de fluxo, que ao mesmo tempo ativa um E mandril de injeção adjacente. Quando a válvula de controle de fluxo é aberta, ela realiza injeções de produto químico, e permite que os produtos químicos injetados passem através de uma válvula de controle de fluxo (etapa 154). As vantagens das formas de realização da invenção

SS EA podem incluir um ou mais dos seguintes. Os sistemas e métodos da invenção podem ser utilizados para evitar : depósitos e acumulações de produtos químicos em poços de completação inteligente, em que várias válvulas de controle de fluxo são descidas para controlar a produção de zonas múltiplas. Os sistemas de injeção de produto químico podem ser concebidos para utilizar o mecanismo de controle existente, reduzindo assim os desafios e custos de engenharia. De acordo com algumas formas de realização da invenção, as injeções de produto químico são realizadas apenas quando as válvulas de controle de fluxo nas mesmas zonas estiverem abertas. Isso ajuda a evitar o desperdício de produtos químicos, quando eles não são necessários.

Assim, as formas de realização da invenção podem proporcionar maneiras para economizar custo e tempo, para assegurar válvulas limpas e funcionais utilizadas emo sistemas de poço com completação inteligente.

Embora a invenção tenha sido descrita com respeito a um número limitado de formas de realização, os peritos na arte, tendo o benefício dessa divulgação, irão perceber que | outras formas de realização podem ser concebidas, as quais 7 não se afastam do âmbito da invenção, tal como divulgado neste documento. Por exemplo, o controle hidráulico acima descrito pode ser substituído pelo mecanismo de controle elétrico. Nesse caso, as linhas hidráulicas ilustradas nos desenhos podem ser substituídas por linhas de controle

AA ES OT elétrico (fios). Por conseguinte, o âmbito da invenção deve ser limitado apenas pelas reivindicações anexas.

Claims

—- RETVINDICAÇÕES -

1. SISTEMA DF. COMPLETAÇÃO INTELIGENTE, caracterizado pelo fato de compreender: tubagem de produção configurada para produção de zonas múltiplas em um poço; pelo menos uma válvula de controle de fluxo disposta na tubagem de produção para cada uma das zonas múltiplas, em que pelo menos uma válvula de controle de fluxo regula o fluxo de um fluido do poço para dentro da tubagem de produção; mandril de injeção de produto químico disposto na tubagem de produção adjacente a, pelo menos, uma válvula de controle de fluxo em cada uma das zonas múltiplas, em que o mandril de injeção de produto químico está ligado a, pelo menos, uma linha de injeção de produto químico para injetar um ou mais produtos químicos no poço; e mecanismo de controle ligado a, pelo menos, uma válvula de controle um fluxo e ao mandril de injeção de produto químico, de modo que o mandril de injeção e pelo menos uma válvula de controle de fluxo sejam operados de forma coordenada.

2. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de, pelo menos, uma linha de injeção de produto químico compreender uma válvula de retenção.

3. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1,

caracterizado pelo tato de ainda compreender um dispositivo de misturação disposto adjacente ao mandril de injeção de produto químico ou a, pelo menos, uma válvula de controle de fluxo.

4, SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do mecanismo de controle compreender um mecanismo hidráulico tendo uma pluralidade de linhas de controle hidráulico.

5. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do mecanismo de controle compreender um mecanismo de controle elétrico.

6. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato da forma coordenada ser tal, que o mandril de injeção de produto químico esteja operacional, somente quando pelo menos uma válvula de controle de fluxo na mesma zona estiver aberta.

7. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do mandril de injeção de produto químico compreender uma válvula dosadora.

8. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato da válvula dosadora ser uma válvula de fluxo constante.

9. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de pelo menos uma linha de injeção de produto químico compreender duas ou mais linhas ligadas ao mandril de injeção de produto químico.

10. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de duas ou mais linhas serem ligadas a uma câmara, no mandril de injeção de produto químico, de forma que produtos químicos das duas ou mais linhas sejam misturados na câmara.

11. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de ainda compreender um dispositivo de misturação disposto adjacente ao mandril de injeção de produto químico, ou a pelo menos uma válvula de controle de fluxo.

12. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de duas ou mais linhas serem independentemente ligadas a diferentes câmaras no mandril de injeção de produto químico.

13. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de ainda compreender um dispositivo de misturação disposto adjacente ao mandril de injeção de produto químico, ou a pelo menos uma válvula de controle de fluxo.

14. MÉTODO PARA REMOVER OU REDUZIR UM DEPÓSITO OU ACUMULAÇÃO EM UM DISPOSITIVO DE POÇO, EM UMA COMPLETAÇÃO INTELIGENTE TENDO MÚLTIPLAS ZONAS DE PRODUÇÃO, caracterizado pelo fato dele compreender: abertura de uma válvula de controle de fluxo disposta sobre uma tubagem de produção, em que a abertura ativa, ao mesmo tempo, um mandril de injeção de produto químico disposto na tubagem de produção adjacente à válvula de controle de fluxo, numa mesma zona; injeção de, pelo menos, um produto químico usando o mandril de injeção de produto químico; e permissão para que pelo menos um produto químico escoe através da válvula de controle de fluxo.

15. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato da abertura da válvula de controle de fluxo ser através de linhas de controle hidráulico.

16. MÉTODO, de acordo com à reivindicação 14, caracterizado pelo fato da abertura da válvula de controle de fluxo ser através de um controle elétrico.