BR112013010529B1 - método e sistema para utilizar fluxo de retorno de traçador para estimar volumes de influxo de fluidos de diferentes zonas de influxo - Google Patents
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Abstract
MÉTODO PARA UTILIZAR FLUXO DE RETORNO DE TRAÇADOR PARA ESTIMAR VOLUMES DE INFLUXO DE FLUIDOS DE DIFERENTES ZONAS DE INFLUXO A invenção refere-se a um método para estimar um perfil de influxo (qi) para pelo menos um dos fluidos de poço (óleo, gás, ou água) para um poço de petróleo (1) com localizações de influxo (3, 31, 32, 33) para um fluxo de produção (F), que compreende: - dispor fontes de traçador (4, 41, 42, 43) com materiais de traçador (4m, 41m, 43m) em níveis conhecidos do poço, pelo menos a jusante e expostas aos fluidos dentro das ditas zonas de influxo (3, 31, 32, 33), - cada dita fonte de traçador (4, 41, 42, 43) tendo uma taxa de liberação uniforme (qt41, qt42, qt43...) para o dito fluido de poço, - induzir um transiente na taxa de produção (q) do fluxo de produção inteiro (30) desligando uma válvula na superfície, mudando os tempos de exposição locais das fontes de traçador (4, 41, 42, 43) para fluido, - coletar as amostras (c), a jusante em tempos de amostragem (t1, t2,...) conhecidos, - analisar as ditas amostras (c N, c N+1, ...) quanto à concentração (4c) e tipo de material de traçador (4m) para as ditas fontes possíveis (4), - com base nas ditas concentrações (4c) e sua sequência de amostragem e a geometria de poço, calcular os volumes de (...).
Description
[001] A invenção está no campo de monitoramento de reservató rios estimando os perfis de influxo de fundo de poço explorando os transientes de retorno de fluxo de traçador em poços de óleo e gás. As informações podem ser extraídas no início de transientes de traçador (umas poucas amostras) ou de uma transição total de um para o próximonível de traçador (diversas amostras ao longo de um período de tempo mais longo).
[002] Mais especificamente a invenção refere-se a qualquer uma das situações seguintes:
[003] A situação de transientes de concentração de traçador que ocorrem durante as mudanças na taxa de produção de poço, quando existe uma taxa de liberação de traçador de fundo de poço relativamente constante. Qualquer mudança de taxa de fluxo em tal situação criará mudanças na concentração de fundo de poço de traçadores e marcadores que são liberados em taxas relativamente constantes ao longo do tempo. Este também será o caso para uma situação em que o traçador é liberado em taxas de liberação constantes ao longo de um período de tempo mais longo do que a constante de tempo característica de uma mudança no fluxo. Um exemplo desta característica são fontes que liberam os traçadores por difusão de um sólido, tal como de um polímero disposto em contato com os fluidos em uma zona de influxo para um poço. Outro exemplo é um objeto que libera o traçador através de uma restrição, por exemplo, para um vazio fora do tubo de produção no completamento. Os transportadores de liberação de tra- çador de difusão da requerente têm esta característica, que após um jato inicial de traçadores possível, estes mais ou menos terão um período longo de liberação de traçador aproximadamente constante. Outras fontes de traçador, como obturadores, vedações, cimento, etc. podem não liberar traçadores únicos e a sua posição dentro do poço pode ser incerta, tal como é o caso para o cimento distribuído. Esta taxa de liberação de traçador constante por difusão pode mostrar-se vantajosa se as diferentes zonas de influxo tiverem pressões de influxo geralmente iguais ou pressões em equilíbrio. Então é factível criar os "disparos" ilustrados nas figuras 1.2 e 1.3 fechando o poço porque nenhum ou muito pouco fluxo cruzado entre as zonas pode surgir.
[004] Uma outra situação é uma em que uma taxa de liberação de traçador de fundo de poço muda enquanto a taxa de fluxo de poço é relativamente constante ao longo do tempo. Câmaras de liberação de traçador mecânicas podem ser a fonte para tal. Se diversas câmaras liberarem sincronizadamente dentro de um poço a situação pode ser boa como uma base para extrair o perfil de influxo de fundo de poço. Um caso especial está abaixo descrito apesar deste estar coberto por um dos pontos acima:
[005] Os disparos de concentração de traçador de fundo de poço de acordo com uma modalidade da invenção são feitos de posições definidas no completamento ao longo do furo de poço fechando ou significativamente reduzindo as superfícies de fluxo, assim permitindo um acúmulo local de concentração de traçador próximo de cada transportador de traçador. A amostragem é conduzida na superfície, e a mudança de concentração do traçador e o tempo correspondente de sua chegada como picos são registrados. Em uma modalidade este método baseia-se em "disparos" de traçador, isto é, os traçadores criando pequenos volumes de concentração de traçador igualmente alta dentro do fluido local. Em uma modalidade isto é obtido utilizando a liberação do traçador de um polímero disposto dentro da zona de influxo real. O óleo produzido é amostrado na superfície e analisado quanto a variações de concentração e mudanças em tempos entre os picos. Se existir um alto influxo de fluido de furo de poço entre duas localizações de traçador, dois efeitos aparecerão: Primeiro, o pico entre os dois disparos de traçador será mais longo do que o predito para um influxo que é uniforme ao longo de todo o completamento. Segundamente, o disparo de traçador que libera o material de traçador estando a montante da zona de alto influxo passará pela zona de alto influxo no seu caminho para o local de amostragem de superfície, assim esta concentração será diluída comparada com o material de disparo de traçador sendo liberado a jusante.
[006] Os transientes de traçador formados pelo fechamento ou de outro modo mudanças no fluxo propagarão para a superfície como projéteis ou disparos de concentração. Os transientes de traçador são acionados pelo campo de velocidade dentro do poço. As chegadas na superfície do início dos diferentes traçadores, ou do transiente total dos diferentes traçadores, podem ser utilizadas para estimar o campo de velocidade de fundo de poço. Do campo de velocidade o perfil de influxo pode ser calculado.
[007] Na presente invenção pode-se utilizar transportadores de traçador que liberam o material de traçador por difusão dentro de poços e assim atendendo os requisitos de ter uma liberação de traçador que terá taxas de liberação quase constantes ao longo do tempo ou em taxas com uma taxa de liberação constante ao longo de um período significativamente mais longo do que o tempo característico de uma mudança a ser detectada dentro do poço.
[008] Os sistemas de traçador da técnica anterior, outros que o sistema da requerente, têm períodos de liberação ativa mais curtos e têm uma liberação baseada em erosão ou dissolução dos produtos químicos de traçador. Isto requer uma aproximação fundamentalmente diferente durante a interpretação do que para a presente invenção já que a liberação de tais sistemas da técnica anterior está mais diretamente ligada às taxas de produção. A longevidade em poços pode em tais casos geralmente não ser predita já que o traçador será utilizado mais de acordo com o volume de produção cumulativo do que sendo liberado em uma taxa constante com o tempo.
[009] Em uma modalidade da invenção é sugerido dispor uma rede de câmaras mecânicas que é colocada ao longo da zona de produção e dará um disparo de traçador por localização em dados pontos sincronizados no tempo. Os disparos de traçador que são criados se deslocarão para a superfície com os fluidos produzidos. Os perfis de fluxo podem ser estimados das medições de concentração dos diferentes materiais de traçador conduzidos na superfície ou em outro local a jusante.
[010] A invenção é um método para explorar os transientes de traçador de poços em produção. Isto pode envolver toda ou parte da cadeia de valores de liberação, amostragem e análise de traçador de fundo de poço e finalmente extraindo as informações necessárias dos transientes de traçador.
[011] A invenção definida na reivindicação 1 é um método para estimar um perfil de influxo qi para pelo menos um dos fluidos de poço (óleo, gás, ou água) para um poço de petróleo em produção 1 com duas ou mais zonas de influxo ou localizações de influxo 3, 31, 32, 33 para um fluxo de produção F, que compreende as seguintes etapas: - dispor novas ou fontes de traçador existentes selecionadas 4, 41, 42, 43 com materiais de traçador distintos 4m, 41m, 42m, 43m em níveis conhecidos do poço, pelo menos uma das ditas fontes de traçador disposta a jusante e exposta aos fluidos dentro de pelo menos uma das ditas zonas de influxo 3, 31, 32, 33, - cada dita fonte de traçador 4, 41, 42, 43 tendo uma taxa de liberação uniforme qt41, qt42, qt43 ... para o dito fluido de poço, - induzir um transiente na taxa de produção q do fluxo de produção inteiro 30, de preferência fechando por uma válvula na superfície, ou para pelo menos uma das ditas zonas de influxo 3, por meio disto mudando os tempos de exposição locais das fontes de tra- çador 4 para o fluido, - coletar as amostras c, a jusante em tempos de amostragem t conhecidos, - analisar as ditas amostras c quanto à concentração 4c e tipo de material de traçador 4m das ditas fontes possíveis 4, 41, 42, 43, - com base nas ditas concentrações 4c, 41c, 42c, 43c e sua sequência de amostragem e a geometria de poço, calcular os ditos volumes de influxo qi de modelos de fluxo de transiente, - utilizar os volumes de influxo qi calculados como parâmetros para controlar o fluxo de produção ou para caracterizar o reservatório.
[012] Se uma série de amostras for retirada durante um tempo ou produção cumulativa suficientemente longo para os disparos estabelecidos de desligamento terem sido lavados e produzidos para a superfície, pode-se ter certeza que um nível de base de concentração associado com o fluxo de estado estável foi atingido, favor ver o termo fluxo de traçador direto na figura 9.
[013] Em uma modalidade da invenção, as seguintes etapas po dem ser utilizadas para estabelecer um nível de concentração de tra- çador de fluxo de poço de estado estável por amostragem e análise antes do desligamento: - coletar amostras c do dito fluxo de produção Fa jusante das ditas localizações de influxo, em tempos de amostragem conhecidos ou volumes de fluxo cumulativos antes do desligamento, - analisar as ditas amostras c quanto à concentração e tipo de material de traçador das ditas fontes possíveis.
[014] O método pode também ser definido como um sistema para estimar um perfil de influxo qi para pelo menos um dos fluidos de poço (óleo, gás, ou água) para um poço de petróleo em produção 1 com duas ou mais zonas de influxo ou localizações de influxo 3, 31, 32, 33 para um fluxo de produção F, que compreende: - fontes de traçador 4, 41, 42, 43 com materiais de traçador distintos 4m, 41m, 42m, 43m dispostos em níveis conhecidos do poço, pelo menos uma das ditas fontes de traçador disposta a jusante e exposta aos fluidos dentro de pelo menos uma das ditas zonas de influxo 3, 31, 32, 33, - cada dita fonte de traçador 4, 41, 42, 43 tendo uma taxa de liberação uniforme qt41, qt42, qt43 ... para o dito fluido de poço, - uma válvula disposta dentro do dito fluxo de produção 30 para induzir um transiente na taxa de produção (q do fluxo de produção 30, por meio disto mudando os tempos de exposição locais das fontes de traçador 4 para o fluido, - um dispositivo de amostragem para coletar as amostras c, a jusante em tempos de amostragem t conhecidos, - um analisador de traçador para as ditas amostras c para analisar a concentração 4c e o tipo de material de traçador 4m das ditas fontes possíveis 4, 41, 42, 43, - um algoritmo com um modelo de fluxo de transiente para calcular, com base nas ditas concentrações 4c, 41c, 42c, 43c e a sua sequência de amostragem e a geometria de poço, os ditos volumes de influxo qi, - os ditos volumes de influxo qi calculados para serem utilizados como parâmetros para controlar o fluxo de produção ou para caracterizar o reservatório.
[015] Figura 1 mostra uma série de diagramas para visualizar como as concentrações de traçador mudam conforme estes são transportados através do intervalo de reservatório. O sistema de tubulação a jusante e o equipamento de superfície não estão ilustrados.
[016] Na Figura 1 nove quadros estão mostrados, Figuras 1-1 até 1-9 que ilustram a técnica. Cada quadro é uma etapa de tempo e descreve como os disparos de traçador movem após serem acumulados como um resultado de um fechamento de superfície do poço ou uma redução significativa do fluxo de poço. Os diagramas representam um poço horizontal, aqui mostrado com quatro traçadores de liberação por unidade de tempo geralmente constante, instalados em quatro posições identificadas A, B, C, D. Para simplicidade neste exemplo as distâncias entre cada posição de traçador subsequente ao longo do furo de poço são iguais. Em um caso real podem existir muito mais diferentes traçadores instalados dentro de um poço em um número de localizações correspondente. Os dispositivos de matriz de traçador estão expostos aos fluidos de poço ou do exterior do completamente ou dentro dependendo do sistema de transporte. Os traçadores são liberados para os fluidos a uma taxa uniforme com o tempo. Quando o fluxo de poço é desligado, os traçadores estão concentrados acima localmente como ilustrado na figura 1-2. Os fluidos que imediatamente circundam o traçador desenvolvem uma alta concentração do traçador. Tais volumes são referidos como um "disparo de traçador" e tipicamente iniciam como volumes iguais.
[017] Na Figura 1-3 o fluxo de poço é aberto na superfície, e o influxo começou e cada seta vertical neste exemplo, representa um dado fluxo, por exemplo, 1000 bopd (barris de óleo por dia).
[018] Como visto o influxo da zona entre os traçadores C e D é três vezes mais alto do que o influxo entre as zonas A e B.
[019] Quando os projéteis de traçador começam a mover com os fluidos de poço como visto na figura 1-5 estas variações em influxo entre as zonas afetará o volume de fluidos entre cada projétil de traça- dor e a concentração de cada projétil conforme estes passam através das zonas.
[020] O volume e com isto a diferença de tempo entre a chegada dos projéteis C e D será mais longo do que entre A e B devido ao fato que existirá três vezes mais fluido de furo de poço que estão entrando entre os projéteis de traçador C e D. Isto está visualmente representado nas figuras 1-6, 1-7, 1-8, e 1-9. Também a concentração do projétil de traçador D ficará mais diluída e dispersa como um resultado deste influxo mais alto, isto está também visualizado nas figuras 1-6 a 1-9.
[021] Figura 2 é uma ilustração idealizada de concentração de traçadores identificados amostrados na superfície, com o tempo o volume de produção cumulativo (desde a liberação do fluxo) como a abscissa.
[022] Figura 3 é uma ilustração de uma proposta para casar as taxas de influxo de fundo de poço desconhecidas nas zonas de produção de fundo de poço com as taxas de influxo modeladas. As taxas de influxo de modelo são ajustadas até que as concentrações calculadas de traçadores de modelo comparem bem com as concentrações medidas de traçadores identificados.
[023] Figura 4 mostra diferentes configurações para os comple- tamentos de fundo de poço e como os sistemas de traçador são colocados dentro destes, favor ver as hastes vermelhas.
[024] Figura 5a é uma seção simplificada através de um poço de petróleo. Os volumes de influxo de fluidos entram das rochas de reservatório para uma extremidade acima em um fluxo de produção dentro de um tubo de produção central dentro do poço provido com duas ou mais localizações de influxo separadas. Nesta situação as zonas de influxo podem não ser precisamente conhecidas e não é tomado como certo que os traçadores estão colocados onde o influxo ocorre exatamente.
[025] Figura 5b é uma seção simplificada através de um poço de petróleo onde obturadores estão dispostos para isolar mutuamente as zonas de influxo. Nesta situação os traçadores estão também colocados cada um dentro de sua zona de influxo separada. Podem existir mais zonas de influxo e transportador de traçador do que está ilustrado nas figuras 5a e b.
[026] Figura 6 mostra um sub de dispositivo de controle de influxo disposto para ser disposto em linha com a tubulação de produção e está provido com uma tela parcialmente cortada na direção das rochas circundantes (não mostradas) dentro do furo de poço em uma zona de influxo, e com barras de polímero com materiais de traçador dispostas dentro do espaço anular sob a tela, e com furos de saída para o fluido dispostos na extremidade a jusante do sub. Favor ver a figura 8 para uma seção através de tal disposição. Nenhum traçador vazado está indicado. A Figura 7 ilustra o mesmo sub de dispositivo de controle de influxo que na figura 6, mas em que o material de traçador (indicado como pequenas partículas, apesar dos traçadores realmente não serempartículas) acumulou dentro dos fluidos presentes dentro do espaço anular dentro do sub, e em que o fluxo é parado temporariamente de modo a acumular a concentração de traçador como um "disparo de traçador"dentro do sub.
[027] Figura 8 compreende ilustrações de uma situação de acor do com a invenção em que o disparo de traçador é acumulado ao longo do tempo do vazamento de traçador de polímeros em fluidos ainda desligados. O fluxo de retorno do disparo para a superfície é então feito durante o reinício de produção. Neste exemplo, o desligamento do fluxo é um transiente no tempo com um acúmulo resultante do disparo.
[028] Figura 8a ilustra uma zona de influxo isolada, isolada por um obturador inferior (direito) e um superior (esquerdo) que definem uma zona de influxo de fluidos de petróleo (e/ou água) que entram no espaço anular ao redor do tubo de produção, os fluidos passando por um traçador carregado com polímero, e os fluidos com mais ou menos material de traçador saindo do espaço anular através de aberturas no tubo de produção central para o fluxo de produção o qual passa na direção da superfície. A Figura 8a ilustra uma situação em que o fluxo de superfície está fluindo, e em que o traçador é liberado mais ou menos a uma taxa constante ao longo do tempo, por exemplo, traçadores de uma barra de polímero disposta dentro do espaço anular fora do tubo de produção central. O fluido carrega o traçador com este a uma taxa geralmente uniforme com o fluxo de produção.
[029] Figura 8b ilustra o resultado de um desligamento a jusante (superfície) de modo a acumular uma concentração dentro do espaço anular, denominada acumular um "disparo". Um disparo de traçador de curta extensão espacial é criado. A dispersão do material de traçador será uma função da turbulência e da geometria de fluxo dentro do espaço anular, e se o fluido de superfície for parado, se esperaria que a dispersão dentro do vazio fosse muito pequena.
[030] Figura 8c ilustra que o fluido concentrado de traçador (o "disparo") é lavado com o reinício da produção abrindo a válvula de superfície, e o disparo acumulado será lavado como um pulso mais longo do que teria sido obtido se o traçador fosse acumulado diretamente no fluxo de produção ainda parado. A concentração do traçador como mostrada e medida na superfície será similar a uma das curvas da figura 2.
[031] Figura 9 mostra curvas ideais de uma liberação de disparo de traçador dentro do tubo de base do vazio de espaço anular da figura 8C para dentro do tubo de produção central (tubo de base) como uma função de tempo ou fluxo cumulativo, na situação de desligamento com libe- ração de longo prazo de traçador, e a liberação subsequente. Favor notar que ambas as curvas não podem ser aproximar de uma concentração nula já que as doses são continuamente liberadas. A taxa mais alta lavará mais rápido e desaparecerá mais rápido, enquanto que a taxa de influxo mais baixa lavará a uma taxa mais baixa, mas ambas podem estar em um nível detectável por um tempo muito longo.
[032] Figura 10 refere-se a uma configuração com disparos de tra- çador acumulados sendo lavados para dentro do tubo de base central, ou já acumulados dentro do tubo de base central, como também explicado na figura 1. Na figura 10 mostra as curvas de concentrações de traçador como uma função de volume de produção cumulativo na superfície. Na porção superior do desenho estão ilustradas ilustrações altamente simplificadas de duas zonas de produção paralelas denominadas "zona 1" e "zona 1 & 5" (as quais podem produzir para dentro do mesmo poço principal) ou dois poços na mesma ligação por extensão, levando ao mesmo local de amostragem de superfície. As linhas coloridas verticais são as posições de traçadores em zonas de influxo isoladas para as duas ramificações. As linhas coloridas diferentes nas curvas indicam as concentrações medidas (interpoladas). As barras verticais das mesmas cores indicam chegadas de pico (como uma função de volume cumulativo) se mesmo taxas de influxo tivessem existido e isto é calculado dos modelos. Será visto que a primeira produção (calcanhar) da zona 1 e da zona 1 & 5 chegam quase como predito do modelo de taxa uniforme, mas que o marcador de polegar da zona 1 chega muito mais cedo e seu influxo deve ser mais alto do que o presumido, e o polegar mais próximo da zona 1 & 5 chega muito tarde e pode ser devido a um influxo mais baixo do que presumido. Isto indica que o modelo de influxo deve ser ajustado signifi-cativamente.
[033] Figura 11 mostra as mesmas curvas medidas e modelos de poço que para a figura 10 acima. Um esquema geral de comparação entre o Mundo Real e o mundo de modelo como mostrado na figura 3 pode ser utilizado. A diferença é que aqui o modelo de influxo de "zona 1" e "zona 1 & 5"é pesadamente corrigido para indicar as taxas de influxo de fundo de poço "zona 1" de 18%, somente 1%, e tão altas como 43% de contribuições para o fluxo total combinado de superfície, e para as contribuições de zona 1 & 5 de 9% no calcanhar, 10%, e 18% do polegar. Aqui vemos que a zona de produção média da "zona 1" contribui significativamente e pode ser desligada ou considerada como um candidato para uma revisão geral. Será agora visto que as chegadas de pico preditas coincidem com os picos reais.
[034] Como um aperfeiçoamento, uma análise de curva adicional poderia ser conduzida de modo a determinar as chegadas de pico de curva contínuas dos resultados de medição não contínuos, já que o pico de uma série não contínua não é necessariamente o pico real. De qualquer modo, o casamento ilustrado é muito melhor do que para a figura 10.
[035] O diagrama de blocos de processo mostrado na figura 3 provê uma descrição geral de como um sistema de interpretação de transiente de traçador pode ser projetado. O objetivo principal é produzir relatórios de interpretação que informam ao operador de poço sobre os perfis de influxo de fundo de poço. Estes podem então plugar nos processos de decisão do cliente. Cruciais são os diferentes modelos e o modelo deve ser sintonizável de modo que os desvios de casamento históricos possam ser reduzidos.
[036] Para ser capaz de estimar os perfis de influxo de fundo de poço é de importância ter uma boa visão geral de toas as constantes de tempo características que governam a assinatura do fluxo de retorno de traçador. Seria desejável que a constante de tempo característica da mudança real fosse significativamente mais curta do que outras constantes de tempo de modo que alguns dos processos impactantes sobre o período de monitoramento pudessem ser considerados como constantes.
[037] A invenção é um método para estimar um perfil de influxo qi para pelo menos um dos fluidos de poço (óleo, gás, ou água) para um poço de petróleo em produção 1 com duas ou mais zonas de influxo ou localizações de influxo 3, 31, 32, 33 para um fluxo de produção F. O método compreende as seguintes etapas: - Dispor novas ou fontes de traçador existentes selecionadas 4, 41, 42, 43 com materiais de traçador distintos 4m, 41m, 42m, 43m em níveis conhecidos do poço. As fontes de traçador estão dispostas nas, ou imediatamente a jusante das ditas zonas de influxo 3, 31, 32, 33, em contato de fluido. Cada dita fonte de traçador 4, 41, 42, 43 tem uma taxa de vazamento geralmente uniforme qt41, qt42, qt43 ... tal como por difusão para o fluido de poço, sob molhamento. Isto é feito de preferência por molhamento pelo fluido. - Induzir um transiente na taxa de produção q do fluxo de produção inteiro 30, tal como utilizando um sistema de válvula na superfície, ou para pelo menos uma das ditas zonas de influxo 3, 31, 32, 33, por meio disto mudando os tempos de exposição locais das fontes de traçador 4, 41, 42, 43 para o fluido. Na prática, isto pode ser feito abrindo os fluxos de superfície após um desligamento do poço. - Coletar as amostras c1, c1, ..., a jusante em tempos de amostragem t1, t1, ... conhecidos, e
[038] Analisar as ditas amostras c1, c1, ... quanto à concentração 4c, 41c, 42c, 43c e tipo de material de traçador 4m, 41m, 42m, 43m das fontes possíveis 4, 41, 42, 43, - Subsequentemente, calcular o perfil de influxo qi com base em uma resposta nas concentrações 4c, 41c, 42c, 43c e tipo de materiais de traçador nas amostras como uma função dos tempos de amostragem.
[039] Se uma série de amostras forem tomadas durante um tem po ou produção cumulativa suficientemente longo para os disparos es-tabelecidos no desligamento terem sido lavados e produzidos para a superfície, pode-se ter certeza que um nível de base de concentração associado com o fluxo de estado estável foi alcançado, favor ver o termo fluxo de traçador direto na figura 9.
[040] Em uma modalidade da invenção, as seguintes etapas po dem ser utilizadas para estabelecer um nível de concentração de tra- çador de fluxo de poço de estado estável amostrando e analisando antes do desligamento: b) Coletar amostras c1, c2, c3, ... do fluxo de produção F a jusante da localização de influxo3, 32, 32, 33, em tempos de amostragem t1, t2, t3, ... conhecidos. c) Analisar as amostras c1, c2, c3, ..., cN quanto à concentração 4c, 41c, 42c, 43c e tipo de material de traçador 4m, 41m, 42m, 43m das fontes possíveis 4, 41, 42, 43.
[041] Dito de outro modo o método acima poderia ser apresenta do alternativamente como: - Coletar em tempos de amostragem t1, t2, t3, ..., tN, tN+1, ... conhecidos (ou coletar em volumes de produção cumulativos) uma série de amostras c1, c2, c3, ..., cN do fluxo de produção F a jusante da localização de influxo 3, 32, 32, 33. - Analisar a série de amostras c1, c2, c3, ..., cN quanto à concentração 4c, 41c, 42c, 43c e tipo de material de traçador 4m, 41m, 42m, 43m das fontes possíveis 4, 41, 42, 43. - Com base nas ditas concentrações 4c, 41c, 42c, 43c e sua sequência de amostragem e a geometria de poço, calcular os ditos volumes de influxo qi de modelos de fluxo de transiente. - Os volumes de influxo qi calculados são utilizados como parâmetros para controlar o fluxo de produção ou para caracterizar o reservatório. - Durante a série de tempo de amostragem, induzir pelo menos um transiente na taxa de produção q do fluxo de produção 30 inteiro, tal como utilizando um sistema de válvula na superfície, ou para pelo menos uma das ditas zonas de influxo 3, 31, 32, 33, por meio disto mudando os tempos de exposição locais das fontes de traçador 4, 41, 42, 43 para o fluido.
[042] O transiente de fluido pode ser induzido, por exemplo, fa zendo uma mudança de etapa, por exemplo, um aumento ou redução, na taxa de produção total do poço, desligando o poço por um tempo e reabrindo-o. Uma série de mudanças de etapas podem ser introduzidas. Outros transientes do que mudanças de etapas podem ser imaginados, mas o transiente deve ter uma suficiente amplitude e signifi- cância temporal de modo a ser detectado a jusante através do frequentemente longo sistema de tubulação de material.
[043] É importante que quantidades suficientes de traçadores se jam acumuladas, isto é, que o tempo de desligamento seja suficientemente longo de modo que o transiente seja detectável a jusante.
[044] Assim pode-se induzir ou utilizar transientes de traçador induzidos feitos por um fluxo de transiente para ver a resposta do sistema para o transiente no resultado de análise química a jusante. Esta pode ser comparada com um modelo de influxo em um modo abaixo descrito, e assim ser utilizada para determinar o padrão de influxo do reservatório.
[045] Em uma modalidade da invenção, pode-se, antes de con duzir a etapa (d), isto é, de induzir um transiente na taxa de produção assumir, por simulação ou experiência, esperar ou confirmar através de medições, que uma condição de estado estável foi atingida e as concentrações 4c, 41c, 42c, 43c, ... de materiais de traçador 4m, 41m, 42m, 43m nas amostras c1, c2, c3, ..., cN, antes do transiente ser in- troduzido. Uma melhor alternativa é assumir que o fluxo de estado estável foi atingido após o desligamento e reinício do fluxo após um dado tempo, usualmente indicado nas curvas quando as concentrações de traçadores se aproximaram de seus níveis de base novamente.
[046] Em uma modalidade da invenção, o transiente na taxa de produção q pode ser induzido desligando o dito fluxo de produção F, tal como desligando na superfície em um primeiro instante. O desligamentoresultará em um acúmulo local do material de traçador 4m, 41m, 42m, 43m próximo das fontes de traçador. Subsequentemente a taxa de produção q é aumentada abrindo o fluxo de produção em um instante conhecido desejado. Isto pode ser denominado criar um "disparo de traçador"artificial, onde as próprias fontes de traçador não precisam ser manipuladas.
[047] Em uma modalidade, poluentes locais quimicamente rastreá- veis tal como gaxetas ou cimento em decomposição podem ser utilizados, mas um método que utiliza traçadores conhecidos com propriedades conhecidas e dispostos em localizações conhecidas é preferido.
[048] De acordo com uma modalidade da invenção, um transien te na taxa de produção q é induzido localmente desligando uma ou mais das ditas taxas de influxo locais q21, q22, q23, ... tal como fechandoválvulas locais, em um primeiro instante, para acumulação local de pelo menos parte do material de traçador do traçador 4m, 41m, 42m, 43m próximo das fontes de traçador, e para subsequentemente aumentar a taxa de produção q aumentando aquelas uma ou mais das ditas taxas de influxo q21, q22, q23, ..., tal como abrindo as válvulas locais para abertura total (ou a sua abertura de operação comum, a qual pode ser menor do que total para algumas válvulas), em um instante conhecido desejado.
[049] De acordo com uma modalidade da invenção, a análise das amostras c1, c2, c3, ... cN para as concentrações 4c, 41c, 42c, 43c, ... e tipo de material de traçador 4m, 41m, 42m, 43m para as fontes possíveis 4, 41, 42, 43 é conduzida geralmente após a amostragem ser feita em um ou mais dos ditos tempos de amostragem. Isto é especificamenteválido se as concentrações forem muito baixas e a análise é demorada e requer alta precisão em um laboratório.
[050] Em uma modalidade da invenção, a análise das concentra ções 4c, 41c, 42c, 43c, ... de materiais de traçador 4m, 41m, 42m, 43m nas amostras c1, c2, c3, ... cN pode ser conduzida no local, geralmente simultaneamente, imediatamente durante ou após a amostragem conduzida em um ou mais dos ditos tempos de amostragem. Esta modalidade do método pode ser relevante se a concentração de traçador e assim a detectabilidade for suficientemente alta de modo a permitir uma análise imediata, rápida, tal como utilizando um sensor químico no fluxo de produção, ou extraindo amostras que são analisadas automaticamente ali e então na localização na superfície. Tal sensor pode prover medições de concentração mais ou menos continuamente. Tal sensor pode ainda prover um sinal de medição online.
[051] De acordo com uma modalidade da invenção uma ou mais das fontes de traçador 4, 41, 42, 43 estão dispostas em uma ou mais câmaras de retardo 7 correspondentes, favor ver figura 6 e figura 7, a câmara de retardo tendo uma ou mais aberturas 71 para o fluxo de fluido, a câmara de retardo 7disposta para ventilar o fluido com material de traçador vazado a uma constante de tempo a qual é significativamente mais longa do que a taxa de difusão da fonte de traçador 4, 41, 42, 43 para o líquido.
[052] Tal câmara de retardo 7 pode ser constituída por um com ponente comum do poço, tal como um tubo de completamento sobre o qual as uma ou mais fontes de traçador 4, 41, 42, 43 estão dispostas dentro do espaço anular formado entre o dito tubo de completamento e a parede de furo de poço, favor ver figuras 6, 7, e 8.
[053] O transiente no fluxo de produção utilizado em uma modali dade da invenção não necessariamente é induzido somente para o propósito do presente método, mas pode ocorrer no sistema de qualquer modo. O transiente utilizado na invenção pode ser um transiente que ocorre naturalmente ou tecnicamente na taxa de produção, tal como um desligamento temporário da produção por minutos ou horas, o fechamento e/ou abertura de válvulas de porções marcadas de tra- çador do tubo de produção, o qual pode ser utilizado como o transiente real na taxa de produção.
[054] Geralmente o perfil de influxo qi compreende duas ou mais taxas de influxo q21, q22, q23, ... em duas ou mais zonas de influxo ou localizações de influxo 31, 32, 33, ... correspondentes.
[055] Em uma modalidade da invenção, o cálculo do perfil de in fluxo qi, um poço de modelo abstrato 1' que corresponde ao poço de produção 1 real é estabelecido, incluindo um percurso de transporte de modelo P' que corresponde ao percurso de transporte P do dito poço 1 a jusante do, isto é, após o dito perfil de influxo qi, mais próximo da cabeça de poço. - O poço de modelo 1' deve ter taxas de influxo de modelo q'21, q'22, q'23, ... para as localizações de influxo de modelo 31', 32', 33', ... correspondentes que correspondem às localizações de influxo reais 31, 32, 33, ... assumidas, e ser provido com as fontes de traçador de modelo 4', 41', 42', 43' com materiais de traçador modelados distintos 4'm, 41'm, 42'm, 43'm em níveis conhecidos do poço de modelo 1' que correspondem às fontes de traçador reais 4, 41, 42, 43. - Cada fonte de traçador de modelo 4', 41', 42', 43' deve ser modelada de acordo com se esta é uma liberação (vazamento) com uma taxa geralmente uniforme (nas escalas de tempo consideradas de um polímero se este for o mecanismo de liberação relevante. - No modelo, a concentração 4'c, 41'c, 42'c, 43'c para o tipo de material de traçador modelado 4'm, 41'm, 42'm, 43'm é então calculada em um percurso de transporte de fluxo de poço modelado P' da e incluindo a primeira zona de influxo de "polegar" para a cabeça de poço, como uma função de tempo sob um transiente modelado que ocorre no modelo. - Então pode-se comparar as concentrações 4c, 41c, 42c, 43c realmente medidas e o tipo de material de traçador 4m, 41m, 42m, 43m ao longo do tempo, com as concentrações de modelo calculadas 4'c, 41'c, 42'c, 43'c para o tipo de material de traçador modelado 4'm, 41'm, 42'm, 43'm, e ajustar as taxas de influxo de modelo q'21, q'22, q'23, ... de modo a aperfeiçoar a consistência entre o perfil de influxo de modelo qi, q'21, q'22, q'23, ... e o perfil de influxo real qi.
[056] Na figura 1, uma série de diagramas está provida para aju dar a visualizar como as concentrações de traçador mudam conforme estes são transportados através do intervalo de reservatório.
[057] Nove quadros estão mostrados, figuras 1-1 a 1-9, ilustrando a técnica, cada quadro é uma etapa de tempo e descreve como os disparos de traçador movem após serem acumulados como um resultado ou de um desligamento do fluxo de poço ou uma mudança no fluxo de poço. O diagrama representa um poço horizontal com quatro traçadores de liberação por unidade de tempo geralmente constante, instalados em posições identificadas A, B, C, D. Para simplicidade neste exemplo as distâncias entre cada posição de traçador subsequente ao longo do furo de poço são iguais.
[058] Os dispositivos de matriz de traçador estão expostos para os fluidos de poço ou do exterior do completamento ou dentro dependendo do sistema de transporte. Quando estes entram em contato com o óleo (ou a água se estes forem um sistema de traçador de água) os produtos químicos do traçador são emitidos da matriz em uma taxa bastante constante. Se não existir nenhum fluxo como ilustrado na figura 1-2, então os fluidos que circundam imediatamente o traçador desenvolvem uma alta concentração do traçador. Tais volumes são referidos como um "disparo de traçador"e tipicamente iniciam como volumes iguais.
[059] Na figura 1-3 o influxo de poço começou e cada seta verti cal neste exemplo representa um dado fluxo, por exemplo, 1000 bopd (barris de óleo por dia).
[060] Como visto o influxo da zona entre o traçador C e D é três vezes mais alto do que o influxo entre as zonas A e B. Quando os projéteis de traçador começam a mover com os fluidos de poço como visto na figura 1-5 estas variações em influxo entre as zonas afetará o volume de fluidos entre cada projétil de traçador e a concentração de cada projétil conforme estes passam através das zonas. O volume e com isto a diferença de tempo entre a chegada dos projéteis C e D será mais longo do que entre A e B devido ao fato que existirá três vezes mais fluido de furo de poço que estão entrando entre os projéteis de traçador C e D. Isto está visualmente representado nas figuras 1-6, 17, 1-8, e 1-9. Também a concentração do projétil de traçador D ficará mais diluída e dispersa como um resultado deste influxo mais alto, isto está também visualizado nas figuras 1-6 a 1-9.
[061] Quando os traçadores chegam a jusante na superfície (ver figura direita) e estes são analisados e modelados em relação a um modelo de simulação de fluido de furo de poço utilizando o princípio de influxo descrito então uma resposta pode ser dada, utilizando o método da presente invenção sobre quanto fluxo está vindo de cada zona entre as localizações de traçador dentro do poço.
Claims (21)
1. Método para estimar um perfil de influxo (qi) para pelo menos um dos fluidos de poço (óleo, gás, ou água) para um poço de petróleo em produção (1) com duas ou mais zonas de influxo ou localizações de influxo (3, 31, 32, 33) para um fluxo de produção (F), que compreende as seguintes etapas: - dispor fontes de traçador (4, 41, 42, 43) com materiais de traçador distintos (4m, 41m, 42m, 43m) em níveis conhecidos do poço, pelo menos uma das ditas fontes de traçador disposta a jusante e exposta aos fluidos dentro de pelo menos uma das ditas zonas de influxo (3, 31, 32, 33), - cada dita fonte de traçador (4, 41, 42, 43) tendo uma taxa de liberação uniforme (qt41, qt42, qt43 ...) para o dito fluido de poço, - induzir um transiente na taxa de produção (q) do fluxo de produção inteiro (30), por meio disto mudando os tempos de exposição locais das fontes de traçador (4) para o fluido, - coletar as amostras (c), a jusante em tempos de amostragem (t) conhecidos, - analisar as ditas amostras (c) quanto à concentração (4c) e tipo de material de traçador (4m) das ditas fontes de traçador possíveis (4, 41, 42, 43), - com base nas ditas concentrações medidas (4c, 41c, 42c, 43c) e sua sequência de amostragem e a geometria de poço, calcular os ditos volumes de influxo (qi) de modelos de fluxo de transiente, caracterizado pelo fato de que - o dito cálculo do dito perfil de influxo (qi), um poço de modelo (1') do dito poço (1) é estabelecido, incluindo um percurso de transporte de modelo (P') que corresponde ao percurso de transporte (P) do dito poço (1) a jusante do dito perfil de influxo (qi), o dito poço de modelo (1') tendo taxas de influxo de modelo (q'21, q'22, q'23, ...) para as localizações de influxo de modelo (31', 32', 33', ...) correspondentes que correspondem às ditas localizações de influxo reais (31, 32, 33) com as fontes de traçador de modelo (4', 41', 42', 43') com materiais de traçador distintos (4'm, 41'm, 42'm, 43'm) em níveis conhecidos do dito poço de modelo (1') que correspondemàs ditas fontes de traçador reais (4, 41, 42, 43), - cada dita fonte de traçador de modelo (4', 41', 42', 43') tendo uma taxa de vazamento de modelo uniforme (q't41, q't42, q't43, ...) (difusão) para um fluido de modelo do dito poço de modelo (1'), - por meio de que a concentração de modelo (4'c, 41'c, 42'c, 43'c) para cada material de traçador (4'm, 41'm, 42'm, 43'm) é calculada no dito percurso de transporte de fluxo de poço (P') modelado a jusante como uma função de tempo sob um transiente modelado que ocorre no dito modelo, - comparar a dita concentração medida (4c, 41c, 42c, 43c) e o tipo de material de traçador (4m, 41m, 42m, 43m) com a dita concentração de modelo calculada (4'c, 41'c, 42'c, 43'c) para um tipo de modelo correspondente de material de traçador (4'm, 41'm, 42'm, 43'm), e ajustar as ditas taxas de influxo de modelo (q'21, q'22, q'23, ...) de modo a aperfeiçoar a consistência entre o dito perfil de influxo de modelo (qi, q'21, q'22, q'23, ...) e o dito perfil de influxo real (qi) - utilizar os volumes de influxo (qi) calculados como parâmetros para controlar o fluxo de produção ou para caracterizar o reservatório.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que antes da etapa de induzir um transiente na taxa de produção ser conduzida, estabelece um estado estável do fluxo de produção e as concentrações (4c, 41c, 42c, 43c,...) medidas de materiais de traçador (4m, 41m, 42m, 43m) nas amostras (c1, c2, c3, ... cN).
3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracte- rizado pelo fato de que o dito transiente na dita taxa de produção (q) é induzido geralmente desligando o dito fluxo de produção (F), tal como desligando na superfície, em um primeiro instante, para acumulação local do material de traçador (4m, 41m, 42m, 43m) próximo das ditas fontes de traçador, e para posteriormente aumentar a taxa de produção (q) abrindo o dito fluxo de produção em um instante conhecido desejado.
4. Método, de acordo com a reivindicação 1, 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que o dito transiente na dita taxa de produção (q) é induzido localmente desligando uma ou mais das ditas taxas de influxo locais (q21, q22, q23, ...) tal como fechando válvulas locais, em um primeiro instante, para acumulação local do dito material de traça- dor (4m, 41m, 42m, 43m) próximo das ditas fontes de traçador, e para posteriormente aumentar a taxa de produção (q) aumentando as ditas uma ou mais das ditas taxas de influxo (q21, q22, q23, ...), tal como para total, abrindo as ditas válvulas locais, em um instante conhecido desejado.
5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a dita análise das amostras (4c, 41c, 42c, 43c, ...) de materiais de traçador (4m, 41m, 42m, 43m) nas amostras (c1, c2, c3, ... cN) é conduzida geralmente após a dita amostragem ser conduzida em um ou mais dos ditos tempos de amostragem.
6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a dita análise das amostras (4c, 41c, 42c, 43c, ...) de materiais de traçador (4m, 41m, 42m, 43m) nas amostras (c1, c2, c3, ... cN) é conduzida geralmente no local, imediatamenteapós a dita amostragem conduzida nos ditos um ou mais dos ditos tempos de amostragem.
7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que uma ou mais das ditas fontes de traçador (4, 41, 42, 43) estão dispostas em uma ou mais câmaras de retardo (7) correspondentes separadas, a dita câmara de retardo (7) tendo uma ou mais aberturas (71) para o fluxo de fluido (F) dentro do tubo central (8).
8. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a dita câmara de retardo (7) disposta para conduzir seus fluidos de influxo para passar da parede de furo de poço local, passando pela dita fonte de traçador local (4) e para sair através da dita abertura (71) para o dito tubo central (8).
9. Método, de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizado pelo fato de que a dita câmara de retardo (7) constituída como um componente de completamento do poço para montar dentro de um tubo de completamento (8) por meio de que as ditas uma ou mais fontes de traçador (4, 41, 42, 43) ficam dispostas dentro do espaço anular formado entre o dito tubo de completamento (8) e a parede de furo de poço.
10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que um transiente que de outro modo ocorre naturalmente ou tecnicamente na taxa de produção é utilizado como o dito transiente na taxa de produção.
11. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que o dito perfil de influxo (qi) compreende duas ou mais taxas de influxo (q21, q22, q23, ...) em duas ou mais zonas de influxo ou localizações de influxo (31, 32, 33, ...) correspondentes.
12. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita sequência de etapas é repetida de modo a aperfeiçoar uma razão de sinal para ruído das ditas medições.
13. Sistema para estimar um perfil de influxo (qi) para pelo menos um dos fluidos de poço (óleo, gás, ou água) para um poço de petróleo em produção (1) com duas ou mais zonas de influxo ou localizações de influxo (3, 31, 32, 33) para um fluxo de produção (F), que compreende: - fontes de traçador (4, 41, 42, 43) com materiais de traça- dor distintos (4m, 41m, 42m, 43m) dispostos em níveis conhecidos do poço, pelo menos uma das ditas fontes de traçador disposta a jusante e exposta aos fluidos dentro de pelo menos uma das ditas zonas de influxo (3, 31, 32, 33), - cada dita fonte de traçador (4, 41, 42, 43) tendo uma taxa de liberação uniforme (qt41, qt42, qt43 ...) para o dito fluido de poço, caracterizado por - uma válvula disposta dentro do dito fluxo de produção (30) para induzir um transiente na taxa de produção (q) do fluxo de produção (30), por meio disto mudando os tempos de exposição locais das fontes de traçador (4) para o fluido, - um dispositivo de amostragem para coletar as amostras (c), a jusante em tempos de amostragem (t) conhecidos, - um analisador de traçador para as ditas amostras (c) para analisar a concentração (4c) e o tipo de material de traçador (4m) das ditas fontes possíveis (4, 41, 42, 43), - um algoritmo com um modelo de fluxo de transiente para calcular, com base nas ditas concentrações (4c, 41c, 42c, 43c) e a sua sequência de amostragem e a geometria de poço, os ditos volumes de influxo (qi), - os ditos volumes de influxo (qi) calculados para serem utilizados como parâmetros para controlar o fluxo de produção ou para caracterizar o reservatório.
14. Sistema, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que um estado estável do fluxo de produção e as concentrações (4c, 41c, 42c, 43c,...) medidas de materiais de traça- dor (4m, 41m, 42m, 43m) nas amostras (c1, c2, c3, ... cN) é estabelecido antes da etapa de induzir um transiente na taxa de produção ser conduzida.
15. Sistema, de acordo com a reivindicação 13 ou 14, ca-racterizado pelo fato de que disposto para induzir o dito transiente na dita taxa de produção (q) é desligando o dito fluxo de produção (F), tal como desligando uma válvula de superfície, em um primeiro instante, para acumulação local do dito material de traçador (4m, 41m, 42m, 43m) próximo das ditas fontes de traçador, e ainda disposto para posteriormente aumentar a taxa de produção (q) abrindo o dito fluxo de produção em um instante predeterminado desejado.
16. Sistema, de acordo com a reivindicação 13, 14, ou 15, caracterizado pelo fato de que compreende válvulas locais para desligar uma ou mais das ditas taxas de influxo locais (q21, q22, q23, ...) em um primeiro instante para acumulação local do dito material de tra- çador (4m, 41m, 42m, 43m) para posteriormente aumentar a taxa de produção (q) aumentando as ditas uma ou mais das ditas taxas de influxo (q21, q22, q23, ...), tal como para total, abrindo as ditas válvulas locais, em um instante conhecido desejado, criando o dito transiente na dita taxa de produção (q).
17. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 16, caracterizado pelo fato de que disposto para conduzir a dita análise das amostras (4c, 41c, 42c, 43c, ...) de materiais de tra- çador (4m, 41m, 42m, 43m) nas amostras (c1, c2, c3, ... cN) geralmenteapós a dita amostragem ser conduzida em um ou mais dos ditos tempos de amostragem.
18. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 17, caracterizado pelo fato de que disposto para conduzir a dita análise das amostras (4c, 41c, 42c, 43c, ...) de materiais de tra- çador (4m, 41m, 42m, 43m) nas amostras (c1, c2, c3, ... cN) geralmen- te no local, imediatamente após a dita amostragem conduzida nos ditos um ou mais dos ditos tempos de amostragem.
19. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 18, caracterizado pelo fato de que uma ou mais das ditas fontes de traçador (4, 41, 42, 43) estão dispostas em uma ou mais câmaras de retardo (7) correspondentes separadas, a dita câmara de retardo (7) tendo uma ou mais aberturas (71) para o fluxo de fluido (F) dentro do tubo central (8).
20. Sistema, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que a dita câmara de retardo (7) disposta para conduzir geralmente todos os seus fluidos de influxo para passar da parede de furo de poço local, passando pela dita fonte de traçador local (4) e para sair através da dita abertura (71) para o dito tubo central (8).
21. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 19 a 20, caracterizado pelo fato de que a dita câmara de retardo (7) constituída como um componente de completamento do poço e para montar dentro de um tubo de completamento (8) por meio de que as ditas uma ou mais fontes de traçador (4, 41, 42, 43) ficam dispostas dentro de um espaço anular formado entre o dito tubo de completa- mento (8) e a parede de furo de poço.
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