BR112013024462A2

BR112013024462A2 - método para manter pressão em um furo de poço perfurado a partir de uma plataforma de perfuração flutuante,e método para controlar pressão de furo de poço durante a realização de operações de perfuração em uma plataforma de perfuração flutuante

Info

Publication number: BR112013024462A2
Application number: BR112013024462-3A
Authority: BR
Inventors: Donald G. Reitsma; Ossama R. Sehsah; Yawan Couturier
Original assignee: Prad Research And Development Limited
Priority date: 2011-03-24
Filing date: 2012-03-23
Publication date: 2021-06-29
Also published as: US20160348452A1; BR112013024462B8; GB2504623B; GB2562192A; NO346910B1; GB2562192B; US9429007B2; WO2012129506A3; GB201813277D0; GB201317567D0; GB2504623A8; US20120241163A1; MX2013010864A; WO2012129506A2; NO20131338A1; NO20221249A1; BR112013024462B1; MX338446B; GB2504623A; US10132129B2

Abstract

MÉTODO PARA MANTER PRESSÃO EM UM FURO DE POÇO PERFURADO A PARTIR DE UMA PLATAFORMA DE PERFURAÇÃO FLUTUANTE, E MÉTODO PARA CONTROLAR PRESSÃO DE FURO DE POÇO DURANTE A REALIZAÇÃO DE OPERAÇÕES DE PERFURAÇÃO EM UMA PLATAFORMA DE PERFURAÇÃO FLUTUANTE. Um método para manter pressão em um furo de poço perfurado de uma plataforma de perfuração flutuante em um corpo de água inclui as etapas de bombear fluido a uma determinada taxa de fluxo para uma coluna de perfuração disposta em um furo de poço e medir pressão de fluido dentro de uma linha de descarga de fluido de fluido retornando do furo de poço. A linha de descarga de fluido tem um comprimento variável correspondente a uma elevação da plataforma flutuante acima do fundo do corpo de água. A pressão do furo de poço é determinada em uma profundidade selecionada no furo de poço ou em uma posição selecionada ao longo de um riser de perfuração ou porção de comprimento O variável da linha de descarga de fluido usando parâmetros/métodos conhecidos. A pressão de furo de poço determinada é ajustada para mudanças no comprimento da linha de descarga de fluido correspondentes às mudanças na elevação da plataforma flutuante em relação ao fundo do corpo de água. Um sistema de contrapressão pode ser operado para manter a pressão de furo de poço determinada ajustada em um valor selecionado (ou ponto de ajuste) aplicando contrapressão ao furo de poço.

Description

MÉTODO PARA MANTER PRESSÃO EM UM FURO DE POÇO PERFURADO A PARTIR DE UMA PLATAFORMA DE PERFURAÇÃO FLUTUANTE, E MÉTODO PARA CONTROLAR PRESSÃO DE FURO DE POÇO DURANTE A REALIZAÇÃO

DE OPERAÇOES DE PERFURAÇAO EM UMA PLATAFORMA DE PERFURAÇAO 5 FLUTUANTE Fundarnentos A perfuração de pressão gerenciada no sentido mais geral é um processo para perfuração de furos de poços através de formações rochosas de subsuperfici-e nas quais pressões de fluido no furo de poço são mantidas a valores selecionados durante o uso do fluido de perfuração que é menos denso do que c) necessário para produzir uma pressão de fluido hidrostática suficiente para evitar entrada de fluido no furo de poço a partir de formações rochosas permeáveis, como um resultado da pressão de fluido que ocorre naturalmente. A pressão hidrostãtica equivalente suficiente para evitar entrada de fluido é fornecida em perfuração de pressão gerenciada ccjmo um resultado de bombear fluido de perfuração a uma taxa selecionada através de uma coluna de perfuração para aumentar a sua pressão hidrostática equivalente no furo de poço, e controlar seletivamente a taxa de descarga de fluido a partir do anular do furo de poço (q espaço entre a parede do furo de poço e o exterior da coluna de perfuração). Tal método e sistema são descrítos na Patente Norte Americana US

6.904.981 expedida para van Riet e de propriedade comum com — a presente divulgação. Geralmente, o sistema descrito na patente '981 van Riet (chamado de "controle de pressão anular dinâmica" ou "sistema de DAPC" , sigla em inglês para S "dynamic annular pressure control") usa uma cabeça de controle rotativa ou diverter rotativo para fechar o espaço anular entre a coluna de perfuração e a parede do furo de poço no topo do furo de poço. O fluido que flui para fora do poço é automaticamente controlado de modo que o

1.0 gradiente de pressão no fluido no poço seja mantido a uma quantidade selecionada. Isto é, a pressão de fluido real em qualquer profundidade vertical selecionaãa ncj furo de poço é controlada pelo mesmo processo de bombearnento seletivo do fluido no furo de poço e controle da descarga do furo de poço.

Certos tipos de pIataformas de perfuração marinha flutuam na superfície da água, por exemplo, sondas semissúbmersíveis e navios de perfuraçãc'. Tais plataformas de perfuração estão sujeitas a uma mudança na elevação da plataforma em relação ao fundo do corpo de água no qual um furo de poço estã sendo perfurado, devido à ação de onda e maré. A fim de manter a força axial selecionada na broca de perfuração durante operações de perfuração, entre outras operações, é necessário ajustar a elevação do equipamento de perfuração na plataforma flutuante ou operação correspondente. Um exernplo de urn compensador de rnoviinento de arfagem é descrito na Patente Norte Americana US

5.894.895 expedida para Welsh.

A cornpensação de movimento de arfagem muda o comprimento efetivo tanto da coluna de perfuração quanto da 5 linha de retorno de fluido de perfuração; portanto, sistemas de perfuração de pressão gerenciada, tal como aquele descrito na patente Norte Americana US 6.904.981 de van Riet, podem operar incorretamente em plataformas de perfuração flutuantes, porque as medições de pressão feitas IO por tais sistemas de perfuração de pressão gerenciada ,inferern a pressão do fluido do furo de poço e o gradiente de pressão do fluido em qualquer profundidade no poço a partir de medições de pressão feitas na proximidade da saída dr fluido do furo de poço. Assim, uma mudança no comprimento da via de retorno dr fluido ao longo do furo de poço mudará a pressão do anular do furo de poço calculada.

Tendo em vista o acima exposto, existe uma necessidade de um método de operação e disposição do sistema de perfuração de pressão gerenciada que leve em conta adequadamente a compensação de movimento de arfagem nas pIataformas de perfuração flutuantes.

Sumário Um método para manter a pressão em urn furo de poço perfurado a partir de uma plataforma de perfuração flutuante em um corpo de água inclui as etapas de bombear fluido a uma taxa de fluxo determinada para urna coluna de perfuração disposta em um furo de poço e medir a pressão de fluido dentro de uma linha de descarga de fluido do fluido retornando do furo de poço. A linha de descarga de fluido tem um comprimento variável correspondente a uma elevação 5 da plataforma flutuante acima do fundo do corpo de água. Em outra etapa, a pressão do furo de poço é determinada a uma profundidade selecionada no furo de poço ou em uma posição selecionada ao longo de um riser de perfuração ou porção de comprimento variável da linha de descarga de fluido usando uma ou mais de: a taxa de fiuxo determinada, a pressão de fluido medida, um modelo de hidráulica ou as propriedades reológicas do fluido em um furo de poço. A pressão do furo de poço determinada é ajustada para ter em conta as mudanças no comprimento da linha de descarga de fluido correspondentes a mudanças na elevação da plataforma flutuante em relação ao fundo do corpo de água.

Um sistema de contrapressão pode ser operado para manter a pressão do furo de poço determinada ajustada em um valor selecionado (ou o ponto de ajuste), mediante a aplicação de contrapressão ao furo de poço. As etapas para a operação do sisterna de contrapressão em uma ou mais modalidades incluem a medição de uma pressão de fluido no furo de poço próximo a um conjunto preventor e medição de uma pressão de fluido na linha de descarga de fluido em uma posição antes de uma restrição de orifício variável, isto é, um estrangulamento de orifício controlável, disposta na linha de descarga de fluido. Derivadas de tempo de pressões de fluido medidas no furo de poço próximas ao conjunto preventor e a linha de descarga de fluido na posição antes da restrição de orifício variável são determinadas. A 5 restrição de orifício variável pode, então, ser controlada ou operada, pelo menos no que diz respeito às derivadas de tempo das pressões medidas, para aplicar a contrapressão necessária ao furo de poço, desse modo operando o sistema de contrapressão para rnanter a pressão de furo de poço determinada ajustada no valor selecionado ou ponto de ajuste.

Um ou mais arranjos são ainda aqui divulgados para facilitar os métodos descritos acima. Outros aspectos e vantagens de uma ou mais modalidades da divulgação serão evidentes a partir da descrição seguinte e das reivindicações anexas.

Breve Descrição dos Desenhos A FIG. 1 mostra sensQres de pressão e um sensor de elevação dispostos dentro ou em torno de uma Iinha de descarga de fluido.

A FIG. 2a mostra uma porção de untao telescópica/comprimento variável de um sistema de compensação de movimento de arfagem em uma posição estendida com medição de mudança de elevação entre uma linha de descarga de fluido e um sensor de pressão.

A FIG. 2b mostra a mesma porção de "união telescópica/comprimento variável na posição colapsada ou comprimida com medição de mudança de elevação entre a linha de descarga de fluido e o sensor de pressão.

A FIG. 3a mostra uma porção de união 5 telescópica/comprimento variável de um sistema de compensação de movimento de arfagem em uma posição estendida em que a elevação/altura do sensor de pressão é medida continuamente com relação a qualquer mudança de altitude.

A 3b mos tra uma porçao de união telescópica/comprimento variável de um sistema de compensação de movimento de arfagem na posição comprimida em que a elevação/altura do sensor de pressão é medida continuamente com relação a qualquer mudança de altitude.

A FIG. 4a mostra um porçao de telescópica/comprimento variável de um sistema de compensação de movimento de arfagem em uma posição estendida, em que um medidor de fluxo está incluído na linha de descarga de fluido.

A FIG. 4b mostra uma vista dos componentes na FIG.

4a, em que a porção de união telescópica/comprimento variável está na posição comprimida.

A FIG. 5a mostra urria disposição semelhante à mostrada na FIG. 2a na qual a porção de união telescópica/comprimento variável está na posição estendida e a disposição inclui um mcjnitor de nível de depósito.

A FIG. 5b mostra a disposição da fig. 5a em que porção de união telescópica/comprimênto variável está na posição comprimida.

A FIG. 6 mostra uma implementação de arranjo que 5 usa um sistema de DAPC.

A FIG. 7 é uma representação gráfica da mudança de pressão, tal como medida pelos sensores de pressão mostrados na FIG. 6, em função do tempo . A contrapressão/pressão de controle calculada necessária para lO amortecer a mudança de pressão versus tempo, por exemplo, através de um estrangulamento do sistema DAPC da FIG. 6, também está representada.

Descrição detalhada Uma plataforrna de perfuração flutuante, que inclui equipamento de compensação de movimento de arfagem, é mais completamente descrita na Patente Norte-Americana US

5.894.895 expedida para Welsh, aqui incorporada por referência. Tal plataforma de perfuração flutuante, unidade de perfuração e compensação de movimento ãe arfagem podem ser usadas em conjunto com um sistema de perfuração de pressão gerenciada o qual inclui um diverter rotatívo ou cabeça de controle rotativa (na sigla em inglês para "rotating control head or rotating diverter", RCD), dispositivo de controle de descarga de fluido variável e vários sensores de pressão, taxa de fluxo e volume, como descrito mais detalhadamente na Patente Norte-Americana US

6.904.981 expedida para van Riet e aqui incorporada por referência. Em uma ou mais modalidades, a cabeça de controle rotativa pode ser omitida. Em ainda outras modalidades, o sistema mostrado na patente de van Riet pode 5 ser omitido e a perfuração realizada sem usar técnicas/métodos de perfuração com pressão gerenciada.

Um exemplo de irnplementação de um sistema de circulação de fluido é mostrado na FIG. 6. Uma plataforma de perfuração flutuante 10 pode incluir uma sonda 115 ou dispositivo de elevação semelhante para suportar/suspender rotativamente uma coluna de perfuração 108 que é usada para perfurar um furo de poço 104 através de uma ou mais formações 111 abaixo do fundo de um corpo de água. O fluido de perfuração pode ser bombeado de um tanque 117 para uma passagem interior através da coluna de perfuração 108, conforme mostrado pelas setas na FIG. 6. O fluido de perfuração flui através da coluna de perfuração 108 a uma taxa selecionada, ínediante o que ele descarrega através de uma broca de perfuração 110 no fundo da coluna de perfuração 108. O fluido de perfuração, em seguida, entra em um espaço anular 106 entre o furo do poço 104 e a coluna de perfuração 108. O fluido de perfuração flui para cirna através do espaço anular 106, através de um conjunto de elementos de fechamento de Euro de poço operáveis remotamente, por exemplo, um conjunto preventor (na sigla em inglês para blowout preventer, BOP) 102 disposto no topo de um revestimento disposto no furo de poço 104.

o fluido de perfuração pode entrar em um riser 121 o qual é um conduto que se estende a partir do BOP 102 para a plataforma 10. No exemplo mostrado na FIG. 6, um diverter 5 ou "carretel de fluxo" 103 pode ser inserido no riser 121 a uma profundidade selecionada abaixo da plataforma 10. Um diverter de controle rotativo 101 pode ser usado para vedar o riser 121 para desviar fluxo através do carretel de fluxo 103 para uma linha de retorno 50. A linha de retorno 50 pode ser acoplada a um estrangulamento de orifício variável controlável 112- Depois de sair do estrangulador 112, cj fluido pode ser distribuído para um "agitador" 113 ou outros equipamentos para limpar o fluido de retorno de fragmentos e cascalhos de perfuração, gãs e outros contaminantes, mediante o que ele é retornado para o tanque 117 para reuso. O estrangulador 112 pode ser controlado por um sistema DAPC 100, substancialmente como explicado na patente de van Riet acima referenciada. O sistema DAPC 100 pode incluir um processador IOOA, por exemplo, um controlador lõgico programável (na sigla em inglês para programmable logic controller, PLC), para aceitar como sinais de entrada, por exemplo, pressão na linha de descarga de fluido (incluindo linha de retorno 50) e/ou a taxa de fluxo do fluido borríbeado para a coluna de perfuração 108 (a qual pode ser calculada medindo uma taxa de operação da bomba no tanque 117), e usar urn modelo de hidráulica e Propriedades reológicas da lama para gerar um sinal de controle para operar o estrangulador 112. Uma junção de comprimento variável, por exemplo, uma junta telescópica a qual inclui uma porção móvel 12 e, 5 opcionalm.ente, uma porção fíxa 13, pode ser disposta em uma posição axial conveniente ao longo do riser 121.

Nas descrições detalhadas das FIGS. 1 a 5b que seguem, o equipamento descrito nas duas patentes anteriores mencionadas e tal como explicado com referência à FIG. 6, pode ser assumido como incluído. Tal equipamento e métodos incluem bombear seletivamente fluido de perfuração para uma coluna de perfuração, determinar uma taxa de bombeamento do fluido para a coluna de perfuração e medir pressão de fluido próxima a uma linha de descarga de fluido a partir do anular do furo de poço. Tal equiparnento e métodos também são dirigidos a manter pressão no anular do furo de poço usando a taxa de bombeamento, pressão medida, um modelo de hidráulica da coluna de perfuração e do furo de poço (íncluindo propriedades reolõgicas do Eluido de perfuração) e controlar um sistema de contrapressão na linha de descarga de fluido. Tal sistema de contrapressão pode incluir a restrição de fluxo de orifício variável (por exernplo, um estrangulador de orifício controlável, como mostrado na FIG. 6), uma bomba de contrapressão acoplada ao anular do furo de poço, ou ambos. A pressão de fluido no anul-ar do furo de poço ern qualquer posição axial ao longo do mesmo pode ser controlada, não só pela operação do orifício controlável e do sistema de contrapressão, mas também pelo controj-e da taxa à qual o fluido é bombeado para o furo de poço através da coluna de perfuraçãc'. A 5 pressão pode ser mantida a um valor selecionado a qualquer profundidade selecionada no furo de poço; no entanto, é típico que a profundidade selecionada esteja próxima do fundo do furo de poço mantendo, assim, a "pressão no fundo do poço" (na sigla em inglês para "bottom hole pressure" , BHP). Os desenhos aqui descritos são muito simplificados para fins de ilustrar claramente um ou mais métodos de acordo com a divulgação. Em algumas implementações, o RDC 101, o carretel de fluxo 103 e a linha de retorno separada 50 podem ser omitidos. Em outras implementações, o sistema DAPC 100 e q estrangulador controlável 112 podem ser omitidos. Tais implementações são apresentadas e explicadas abaixo com referência às FIGS.I a 5b.

A FIG. 1 mostra transdutores ou sensores de pressão PTI, PT2, PT3 dispostos em localizações longitudinalmente espaçadas dentro de/em uma linha de retorno de fluido do furo de poço 14 e utilizados para o propósito de detecção de "kick" , ou seja, entrada de fluido no furo de poço de uma formação através da qual o furo de poço foi perfurado.

A parte suscetível à arfagem (isto é, a plataforma de perfuração) na qual uma unidade de perfuração (115 na FIG.

6.) é posicionada é indicada pelo número de referência 10.

Um riser telescópico 12, 13 (isto é, uma porção de comprirnento variável do riser) o qual além de uma porção móvel (isto é, elevável) 12 pode também incluir uma porção não móvel 13, é usado para manter fechamento hidráulico do 5 anular do furo de poço, não obstante o movimento de arfagem. Um sensor de elevação A disposto em uma posição na porção mõvel 12 do riser telescópico 12, 13 pode ser usado em qualquer momento para determinar a distância vertical (16 na FIG. 2) entre um sensor de pressão de saída de fluido de furo de poço (PT na FIG. 2a) e a linha de retorno/saída de fluido de furo de poço 14. Deve-se notar que o sensor de elevação A mede a mudança de elevação relativa a partir de um ponto fixo, por exemplo, PT (FIG.

2); portanto, a mudança na el-evação na linha de retorno de fluido de furo de poço 14 pode ser facilmente determinada.

Dependendo da pressão medida por cada um dos sensores anteriores, PTI, PT2, PT3, as seguintes inferências podem ser feitas. Uma mudança de pressão medida apenas entre PTI e PT2 corresponde a uma mudança de densidade do fluido descarregado, porque PTI e PT2 estão em uma elevação diferente como mostrado na FIG. 1. Uma mudança na pressão m.edida entre PTI e PT2 e entre PT2 e PT3 pode indicar uma mudança na viscosidade de fluido ou um evento de controle de pressão de furo de poço, tal como influxo de fluido para o furo de poço (ou seja, um "kick") ou a perda de fluido de perfuração para uma formação (ou seja, "circulação perdida" ) . A observação de uma elevação ou diminuição substancialmente contínua na pressão medida por todos os três sensores PTl, PT2, PT3 pode ser esperada para um kick ou circulação perdida, respectivamente. A mudança da 5 viscosidade do fluido de perfuração pode ser indicada por um desvio de duração limitada na pressão medida por todos os três sensores, PTl, PT2, PT3.

Na FIG. 2a, o sensor de elevação A é disposto e projetado para determinar em qualquer momento a elevação da linha de retorno de fluido de furo de poço 14 (por exemplo, a distância vertical 16 entre a linha de retorno de fluido de furo de poço 14 a qual muda a elevação, e o sensor de pressão de saída de fluido de furo de poço de elevação fixa PT ou outra ej-evação fixa). De preferência, o sensor de pressão PT está disposto em uma porção não móvel 13 do riser telescópico 12, 13 ou disposto em um membro/parte de elevação fixa do riser (por exemplo, 121 na FIG. 6) acoplado ao riser telescópico 12, 13, de tal modo que sua medição está relacionada apenas com a pressão do anular do furo de poço. As mudanças na elevação podem resultar em mudanças na altura da coluna de fluido no riser telescópico 12 disposto acima do sensor de pressão PT. Tais mudanças na altura da coluna de fluido podem afetar e ser refletidas como uma inudança na pressão do fluido de furo de poço conforme deterrninada na linha de retorno de fluido de furo de poço 14. Essa mudança na pressão poderá ser utilizada para determinar com mais precisão uma pressão no anular quando ernpregando um sistema DAPC (100 na FIG. 6). Na FIG.

2a, a porção/junção móvel 12 do riser telescópico 12, 13 se estende da porção/parte fixa ou não móvel 13. A FIG. 2b 5 mostra o mesrno sistema, mas com o riser telescópico 12, 13 cornprirnido (isto é, porção móvel 12 , sendo retraída/comprimida).

Para os fins desta e de outras modalidades, a linha de descarga de fluido 18 pode ser definida como tendo um "comprimento" que muda correspondentemente às mudanças na elevação da plataforma flutuante 10 acima do fundo da água, tais mudanças de elevação sendo possibilitadas pelo riser/junção telescópica 12, 13. Tal linha de descarga de fluido 18 incluiria pelo menos a linha de retorno de fluido de furo de poço 14 e a porção móvel (isto é, elevável) 12 do riser telescópico 12, 13. Embora a porção de comprimento variável da linha de descarga de fluido 18 (a qual permite a linha de descarga de fluido 18 ser elevável) tenha sido associada com uma porção elevável ou móvel de um riser telescópico, aqueles versados na técnica prontamente reconhecerão que outros dispositivos/rnecanismos podem ser igualmente empregados para estender o comprimento ou elevar a linha de descarga de fluido 18 para corresponder a uma mudança na elevação da plataforma de perfuração acima do fundo de um corpo de água, por exemplo, devido à ação de onda e/ou marê. Ainda adicionalmente, a porç'ão de comprimento variável da linha de descarga de fluido 18 pode ser simplesmente uma porção da linha de retorno ou do riser que é alongada além do seu estado normal.

As FIGS. 3a e 3b mostram uma configuração 5 alternativa na qual a pressão de saída do fluido de furo de poço e a elevação da porção móvel 12 do riser telescõpico 12, 13 sãcj medidas na mesma elevação. A mudança no comprimento da porção/junção móvel 12 do riser telescópico 12, 13 pode ser usada para corrigir as medições de pressão feitas pelo sensor de pressão PT para levar em conta a mudança na altura da coluna de fluido resultante da extensão e compressão da junção telescópica 12, 13. Além disso, as mudanças na pressão como medidas pelo sensor de pressão pt podem ser comparadas com as mudanças de pressão relativamente a mudanças na altura de coluna de fluido para determinar se um evento de controle de furo de poço, por exemplo, um kick ou perda de fluido, ocorreu. por exemplo, uma mudança na pressão de saída de fluido de furo de poço rnedida que é maior do que a mudança na altura de coluna de fluido (tal como deterrninada através do sensor de elevação A) seria indicativa de um kick de fluido.

Princípios semelhantes podem ser utilizados para corrigir medições feitas por um rnedidor de fluxo disposto na linha de retorno de fluido de furo de poço 14.

Referindo-se à FIG. 4a, um medidor de fluxo FM está disposto na linha de retorno de fluido 14 e mede a taxa de fluxo de fluido através da mesma. A linha de retorno de fluido 14 pode terminar em um tanque ou depósito 20. Se a taxa de fluxo de fluido bombeado para ç} furo de poço é a mesma, ou substancialmente a mesma, que a taxa de fluxo de 5 fluxo de fluido para fora do furo de poço, então, as medições de pressão feitas pelo transdutor de pressão PT disposto dentro da porção/parte fixa 13 do riser telescópico 12, 13 podem ser utilizadas para calcular mudanças no volume do sistema, entre a porção/parte fixa 13 IO e a linha de retorno de fluido 14. As mudanças na medição de pressão se relacionam a mudanças no volume do sistema ern virtude da mudança de comprimento do riser telescópico 12, 13 como medida pelo transdutor de pressão PT e/ou sensor de elevação A. As mudanças no volume do sistema desta porção do sistema de circulação de fluido de perfuração (isto é, a porção móvel 12 do riser telescópico 12, 13) afetará a taxa de fluxo medida pelo medidor de fluxo FM. As mudanças calculadas no volume do sistema podem ser usadas para corrigir as medições feitas pelo medidor de fl'uxo FM. A FIG. 4b mostra o riser telescópico 12, 13 na posição comprimida. A inclusão de um medidor de fluxo FM, como mostrado nas FIGS. 4a e 4b pode ser feita em adição às implementações de sensor de pressão mostradas e descritas com referência às FIGS. Ia a 3b.

Ainda em outra implementação, e referindo-se à FIG.

5a, um indicador de nível de depósito LM pode ser incluído no tanque ou depósito 20 para monitorar quaisquer mudanças no nível de fluido no mesmo. As mudanças no nível de líquido podem ser utilizadas, por exernplo, como indicação de circulação perdida para uma formação subterrânea, ou 5 entrada no furo de poço do fluido a partir de uma formação subterrânea, por exemplo, um kick. Será apreciado que as medições feitas pelo indicador de nível LM podem ser afetadas pela taxa à qual o fluido sai da linha de retorno de fluido 14. Tal como com os outros exemplos aqui explicados, tal taxa pode ser afetada por mudanças no volume do sistema resultantes de extensão ou compressão do riser telescópico 12, 13 como resultado do movimento de arfagerrí da plataforma 10. As medições do transdutor de pressão PT montado na porção fixa 13 do riser telescópico 12, 13 em um membro/parte não móvel (isto é, elevação fixa) (por exemplo, riser 121 na FIG. 6) acoplado ao riser telescópico 12, 13 podem ser usadas para determinar mudanças no volume de sistema e, assim, corrigir as rnedições feitas pelo indicador de nível de poço LM. A FIG.

5b mostra o sistema da FIG. 5a com q riser telescópico 12, 13 comprimido.

A FIG. 6 mostra outra implementação, como explicada anteriormente, na qual um sistema DAPC pode ser utilizado.

O sistema DAPC 100 pode ser substancialmente como explicado na patente de van Riet aqui descrita acima. Um ou mais sensores de pressão P1 podem ser posicianados para medir a pressão do anular do furo de poço em uma posição tão próxima quanto possível da porção da extremidade de saída do BOP 102 ( "sensor de pressão perto do BOP" ) ou na proximidade do fundo do corpo de água (conforme mostrado em 5 B). Um ou mais sensores de pressão adicionais P2 podem ser posicionados próximos e imediatamente a montante do estrangulador 112. O RCD 101 pode ser incluído no riser de perfuração 121 para criar um sistema fechado para perfuração, enquanto um carretel de fluxo (FS) 103 pode ser usado para desviar o fluido de perfuração do anular 106 para a linha de fluxo de retorno 50.

Uma ou mais das presentes modalidades usam o sensor de pressão PI perto do BOP para medir pressão de fluido no anular 106 próximo do BOP 102. A pressão medida também pode ter a sua primeira derivada de tempo determinada (isto é, mudança na pressão versus mudança no tempo) e tal derivada pode ser fornecida corno entrada de sinal para o sistema DAPC 100. Os um ou mais outros sensores de pressão P2 podern ser utilizados, corrio substancialmente explicado acima, para monitorar pressões próximo à linha de retorno de fluido de furo de poço 50, de preferência, a montante do estrangulador de orifício variãvel 112 e/ou a primeira derivada de pressão no tempo pode ser determinada. Tal como ainda divulgado a seguir, as pressões necessárias para compensar a arfagem da plataforma e o movimento da coluna de perfuração podem ser entrada no sistema DAPC 100 comparando as primeiras derivadas das pressões medidas etn Pl e P2.

Como será compreendido a partir da FIG. 7, o sistema DAPC (100 na Fig. 6.) pelo uso das derivadas de 5 tempo das rnedições de pressão em Pl e P2, faz com que o estrangulador de orifício variável (112 na FIG. 6) aplique de forrna dinâmica as pressões de correção necessárias, como mostrado em P3. Tais contrapressões/pressões de controle corretivas compensam o movimento da plataforma de perfuração e da coluna de perfuração em tempo real, embora tendo em consideração o ponto de ajuste de pressão de fundo de poço desejada, corno mostrado em 123. Em uma modalidade de exemplo, uma entrada de sinal para o sistema DAPC (100 na FIG. 6) pode incluir urna diferença entre as primeiras derivadas das pressões medidas em Pl e P2. Usando uma ou mais das modalidades aqui divulgadas, a pressão de fundo de poço pode ser vantajosamente e precisamente gerenciada em aplicações de águas profundas, por exemplo, superiores a

5.000 pés (8.000 metros).

Embora a invenção tenha sido descrita com respeito a urn número lirnitado de modalidades, os versados na técnica, tendo o benefício desta divulgação, apreciarão que outras modalidades podern ser contempladas as quais não se afastam do escopo da invenção tal corno aquí dívulgado.

Claims

Ç k 1 - REIVINDICAÇÕES -

1. MÉTODO PARA MANTER PRESSÃO EM UM FURO DE POÇO

PERFURADO A PARTIR DE UMA PLATAFORMA DE PERFURAÇAO FLUTUANTE, o método caracterizado pelo fato de que 5 compreende as etapas de: bombear fluido a uma taxa de fluxo determinada para uma coluna de perfuração disposta em um furo de poço; a coluna de perfuração sendo suspensa a partir de uma plataforma de perfuração flutuante em urn corpo de água; 10 medir pressão de fluido do fluido retornando do furo de poço dentro de uma linha de descarga de fluido, a linha de descarga de fluido tendo de uma porção de comprimento variável disposta e projetada para variar o comprimento da linha de descarga de fluido para 15 corresponder a urna mudança na elevação da plataforma de perfuração acima de um fundo do corpo de água; determinar urna pressão de furo de poço em uma posição selecionada do grupo consistindo em uma posição de profundidade selecionada no furo de poço, uma posição ao 20 longo de um riser de perfuração e uma posição de perfuração ao longo da porção de comprimento variável da linha de descarga de fluido, a pressão de furo de poço sendo determinada utilizando pelo menos uma da taxa de fluxo determinada, da pressão de fluido medida, um modelo de 25 hidráulica ou propriedades reológicas do fluido; e ajustar a pressão de furo de poço determinada para

Íí 4' 2 levar em conta mudanças em comprimento da linha de descarga de fluido correspondendo a mudanças na elevação da plataforma de perfuração acima do fundo do corpo de água.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, 5 caracterizado pelo fato de que a etapa de ajustar a pressão de furo de poço determinada compreende as etapas de determinar uma mudança em comprimento da linha de descarga de fluido e calcular uma mudança na pressão hidrostática do fluido na linha de 10 descarga de fluido causada pela mudança no comprimento da linha de descarga de fluido.

3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a etapa de determinar a mudança em comprimento da 15 linha de descarga de fluido é conduzida utilizando um sensor de elevação disposto na porção de comprimento variável da linha de descarga de fluido.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda a etapa de 20 operar um sistema de contrapressão para manter a

Z pressão de furo de poço determinada ajustada em um valor

W selecionado.

5. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que 25 a etapa de operar o sistema de contrapressão compreende as etapas de medir uma pressão de fluido no furo

[' 3 de pqço próxima a um conjunto de preventor e medir uma pressão de fluido na linha de descarga de fluido em uma posição antes de um estrangulador de orifício controlável disposto no mesmo.

5 6. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que compreende ainda a etapa de determinar derivadas de tempo da pressão de fluido medida no furo de poço próxima do conjunto de preventor e da pressão de fluido medida na linha de descarga de fluido 10 na posição antes do estrangulador de orifício controlável disposto no mesmo.

7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que compreende ainda a etapa de operar o estrangulador para manter a pressão de 15 furo de poço ajustada em um valor selecionado, a operação do estrangulador sendo guiada pelo menos pelas derivadas de tempo deterrninadas.

8. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda as etapas 20 de medir pressão de fluido em uma porção elevável da linha de descarga de fluido em pelo menos duas posições longitudinalmente espaçadas substancialmente em uma mesma elevação acima do fundo do corpo de água, e 25 determinar pelo menos uma de uma mudança na viscosidade do fluido, uma entrada de fluido no furo de poçcj de uma formação de subsuperfície ou a uma perda de fluido bombeado para a formação de subsuperfície com base em diferenças entre a pressão de fluido medida nas posições espaçadas entre si.

5 9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que compreende ainda as etapas de medir pressão de fluido na porção elevável da linha de descarga de fluido em uma terceira posição em uma 10 elevação diferente daquela das pelo menos duas posições longitudinalmente espaçadas entre si, e determinar uma mudança na densidade de fluido de fluido sendo descarregado do furo de poço com base na pressão de fluido medida da terceira localização e na 15 pressão de fluido medida de pelo menos uma das pelo menos duas posições longitudinalmente espaçadas entre si.

10. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda as etapas de 20 rnedir a taxa de fluxo de fluido através da linha de descarga de fluido, e ajustar "a taxa de fluxo de fluido medida para mudanças em volume resultantes de mudanças no comprimento da linha de descarga de fluido.

25 11. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda as etapas

·: de Õ' medir um nível de fluido em um tanque recebendo fluido do furo de poçcj, e ajustar o nível de fluido medido para mudanças em 5 volume resultantes de mudanças no comprimento da linha de descarga de fluido.

12. MÉTODO PARA CONTROLAR PRESSÃO DE FURO DE POÇO

DURANTE A REALIZAÇÃO DE OPERAÇÕES DE PERFURAÇÃO EM UMA PLATAFORMA DE PERFURAÇÃO FLUTUANTE, o método caracterizado 10 pelo fato de que compreende as etapas de: bombear fluido através de uma coluna de perfuração estendida de uma plataforma de perfuração para um furo de poço perfurado através de uma formação de subsuperfície; medir uma taxa de fluxo do fluido bombeado; 15 medir uma primeira pressão de fluido ern urn espaço anular entre a coluna de perfuração e a parede do furo de poço em uma posição próxima de um fundo de um corpo de água no qual a plataforma de perfuração flutua; medir uma segunda pressão de fluido próxima de uma 20 restrição de fluxo de orifício variável disposta em uma .4 t saída de fluido do espaço anular, o espaço anular disposto % V: \ .k W e projetado para mudar de comprimento como um resultado de e 3

W arfagem da plataforma de perfuração flutuante; determinar derivadas de tempo da primeira e da 25 segunda pressões de fluido, e controlar a restrição de fluxo de orifício variável

'> C, para manter uma pressão selecionada no furo de poço com

P base em pelo menos as derivados de tempo da primeira e da à segunda pressões.

A ,i, .L n r' E' r Petição 870210049174, de 31/05/2021, pág. 18/19 · a-· " . -" «u ''