BR112013032100A2

BR112013032100A2 - método

Info

Publication number: BR112013032100A2
Application number: BR112013032100-8A
Authority: BR
Inventors: Abdur Rahman Adil; Elena Borisova; Tullio Moscato
Original assignee: Prad Research And Development Limited
Priority date: 2011-06-13
Filing date: 2012-06-13
Publication date: 2020-11-10
Also published as: US10393919B2; WO2012174036A3; EP2718543B1; WO2012174051A2; NO2834239T3; BR112013032103A2; DK2718544T3; BR112013032103B1; EP2718544B1; US20140130591A1; EP2718544A2; EP2718543A2; WO2012174038A2; US9753179B2; WO2012174046A3; US20140150546A1; MX369151B; WO2012174034A3; EP2718543A4; WO2012174048A2

Abstract

MÉTODO. Aparelhos e métodos para determinar parâmetros de fluido de fundo de poço são divulgados neste documento. Um método de exemplo inclui dispor uma ferramenta de fundo de poço em um poço. A ferramenta de fundo de poço tem um sensor incluindo um aquecedor e um sensor de temperatura. O método de exemplo ainda inclui fluir um fluido no poço. O método de exemplo inclui também determinar uma primeira velocidade do fluido em uma primeira profundidade via o sensor e, com base na primeira velocidade do fluido, um primeiro parâmetro do poço na primeira profundidade é determinado.

Description

MÉTODO P ANTECEDENTES

[001] Um poço pode ser perfurado através de uma formação subterrânea para extrair hidrocarbonetos. Uma dimensão (por 5 exemplo, uma área em seção transversal) do poço pode variar com uma profundidade do poço. Adicionalmente, as condições no poço podem ser severas. por exemplo, as temperaturas dentro do poço podern ser de aproximadamente 25°C negativos a aproximadamente 150°C e as pressões podem ser de até 1-2.500 psi ou superiores.

10 SUMÁRIO

[002] Esse sumário é provido para introduzir uma seleção de conceitos que são descritos adicionalmente abaixo na descrição detalhada. Esse sumário não pretende identificar características fundamentais ou essenciais da matéria em estudo reiv'indicada, 15 nem deve ser usado como um meio auxiliar na limitação do escopo da matéria em estudo reivindicada.

[003] Um método exemplar aqui revelado inclui a coIocação de uma ferramenta de fundo de poço em um poço. a ferramenta de fundo de poço inclui um sensor que tem um aquecedor e um sensor 20 de temperatura. O método exemplar inclui ainda fluir um fluido no poço. O método exemplar inclui também determinar uma primeira velocidade do fluido ern uma primeira profundidade por intermédio do sensor e, com base na prirneira velocidade do Eluido, determinar um primeiro parâmetro do poço na primeira 25 profundidade.

[004] Outro método exemplar aqui revelado inclui determinar urna primeira profundidade de um sensor de uma ferramenta de fundo de poço disposto em utn poço. O sensor ínclui um aquecedor e urn sensor de temperatura. O método exemplar inclui ainda 30 determinar uma primeira velocidade de urn fluido no poço por intermédio do sensor e determinar um primeiro parâmetro do poço com base na primeira velocidade do fluido. O método exemplar inclui também associar o primeiro parâmetro corn a primeira profundidade e gerar urri perfil do poço com base no primeiro parâmetro.

[005] Outro método exemplar aqui revelado inclui colocar um aquecedor e um sensor de temperatura em uma primeira 5 profundidade. O método exemplar inclui ainda aquecer o fluido por intermédio do aquececíor e determinar uma temperatura do fluido por intermédio do sensor de temperatura. Com base erri uma propriedade térmica entre o aquecedor e o Eluido, uma primeira velocidade do fluido na primeira profundidacíe é determinada. O método exemplar inclui também determinar um primeiro parâmetro do poço na primeira profundidade com base na primeira velocidade do fluido.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[006] Modalidades dos métodos e aparelhos para determinar parâmetros de fundo de poço são descritas com referência às figuras a seguir. Os mesmos números são usados por todas as figuras para referenciar características e componentes semelhantes.

[007] A Figura ia ilustra um sistema exemplar no qual as modalidades dos métodos e aparelhos para determinar parâmetros de fundo de poço podem ser implementados.

[008] a Figura ib ilustra vários componentes de um dispositivo exemplar que pode implementar modalidades dos métodos e aparelhos para deterrninar parâmetros de fundo de poço.

[009] A Figura IC ilustra vários componentes do dispositivo exemplar da Figura IB que podem implementar modalidades dos métodos e aparelhos exemplares para determinar parâmetros de fundo de poço.

[0010] A Figura ID ilustra vários componentes de outro dispositivo exemplar que pode implementar modalidades dos métodos e aparelhos para determinar parâmetros de fundo de poço.

[0011] A Figura 2A ilustra vários componentes de um dispositivo exemplar que pode implementar modalidades dos métodos e aparelhos para determinar parâmetros de fundo de poço.

[0012] A Figura 2B ilustra vários componentes do dispositivo exernplar da Figura 2A que podem implementar modalidades dos " métodos e aparelhos para determinar parâmetros de fundo de poço.

[0013] A Figura 2C ilustra vários componentes do dispositivo 5 exemplar da Figura 2A que podem implementar modalidades dos métodos e aparelhos para determinar parâmetros de fundo de poço.

[0014] A Figura 2D ilustra vários componentes de outro dispositivo exemplar que podem implementar modalidades dos métodos e aparelhos para determinar parâmetros de fundo de poço. 10 [0015] a Figura 2E ilustra vários componentes de ainda outro dispositivo exemplar que podem implementar modalidades dos métodos e aparelhos para determinar parâmetros de fundo de poço.

[0016] a Figura 3 é urri gráfico ilustrando medições de sensor feitas utilizando o dispositivo exemplar da Figura 2B. 15 [001-7] A Figura 4a ilustra vários componentes de um dispositivo exemplar que podem implementar modalidades dos métodos e aparelhos para determinar parâmetros de fundo de poço.

[0018] A Figura 4b ilustra vários componentes de urn dispositivo exemplar que podem implementar modalidades dos 20 métodos e aparelhos para determinar parâmetros de fundo de poço.

[0019] A Figura 5A é um gráfico ilustrando medições de sensor.

[0020] a Figura 5B é outro gráfico ilustrando medições de sensor.

[0021] A Figura 6 é um gráfico de medições de sensor e Eluxo 25 de fluido com base nas medições de sensor.

[0022] a Figura 7 ilustra vários componentes de um dispositivo exemplar que podem implementar modalidades dos métodos e aparelhos para determinar parâmetros de fundo de poço.

[0023] a Figura 8 ilustra vários componentes do dispositivo 30 exemplar da Figura 2E que podem implementar modalidades dos métodos e aparelhos para determinar parâmetros de fundo ãe poço.

[0024] A Figura 9 ilustra vários componentes do dispositivo exemplar da Figura 8 que podem implementar modalicíades dos métodos e aparelhos para determinar parâmetros de fundo de poço.

4 /35 .. [0025] A Figura 10 ilustra o método(s) exemplar para determinar parâmetros de fundo de poço de acordo com uma ou mais " modalídades.

[0026] A Figura 11 ilustra o método(s) exemplar para 5 determinar parârnetros de fundo de poço de acordo corrí uma ou mais modalidades.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0027] Deve-se entender que a revelação seguinte proporciona muitas modalidades ou exemplos diferentes para implementar 10 diferentes características de várias modalidades. Exemplos específicos de componentes e arranjos são descritos abaixo para sirnplificar a presente revelação. Esses são, evidentemente, apenas exemplos e não têm a finalidade de limitação. Além disso, a presente revelação pode repetir os numerais e/ou letras de 15 referência nos vários exemplos. Essa repetição tem a finalidade de simplicidade e clareza e em si não determina uma relação entre as várias modalidades e/ou configurações discutidas. Além disso, a formação de uma primeira característica em relação ou sobre uma segunda característica na descrição a seguir pode 20 incluir modalidades nas quais a primeira e a segunda características são formadas em contato direto, e também podem incluir modalidades nas quais características adicionais podem ser formadas interpondo a primeira, e segunda, características de tal rnodo que a primeira e a segunda características podem não 25 estar em contato direto.

[0028] Embora alguns sisternas de detecção de fluido, exemplares aqui revelados sejam discutidos como sendo posicionados em ferramentas de tratamento de um sistema de tubulação espiralada, outros exemplos são empregados com e/ou 30 sem Eerramentas de tratamento. Por exemplo, um elemento de detecção de fluido pode ser empregado à parte do sistema de tubulação espiralada. Assim, em alguns exemplos, o sistema de detecção de fluido pode ser instalado por um tubo de perfuração, uma coluna de perfuração OLl qualquer outro dispositivo de

T 5/35 transporte adequado.

[0029] Aparelhos e métodos exemplares aqui revelados podem ser " usados para determinar os parâmetros de fundo de poço. Um método exemplar aqui revelado pode incluir a colocação de uma 5 ferramenta de fundo de poço em um poço. Em alguns exemplos, a ferramenta de fundo de poço inclui um elemento de detecção incluindo um aquecedor e um sensor de temperatura. O método exemplar pode incluir fluir um fluido em um poço e determinar uma profundidade do elernento de detecção. Em alguns exemplos, o 10 aquecedor aquece o fluido e uma ternperatura do fluido é determinada por intermédio do sensor de temperatura. Com base na propriedade térmica entre o aquecedor e o fluido, uma velocidade do fluido na profundidade pode ser determínada. Um parâmetro (por exemplo, uma largura, um diâmetro, uma área em seção 15 transversal, etc.) do poço na profundidade pode ser determinado com base na velocidade. Em alguns exemplos, o parâmetro é associado com a profundidade e registrado (por exemplo, armazenado em um banco de dados). Com base no parâmetro do poço, um perfil (por exemplo, urn diagrama, um gráfico, um mapa, um 20 modelo, urna tabela etc.) do poço pode ser gerado.

[0030] a Figura IA é uma ilustração esquemática de uma locação de poço 100 com um sistema de tubulação espiralada 102 instalado em um poço 104. O sistema de tubulação espiralada 102 inclui equipamento de fornecimento e superfície 106, incluindo um 25 caminhão de tubulação espiralada 108 com carretel 110, posicionado adjacente ao poço 104 no local de poço 100. O sistema de tubulação espiralada 102 inclui também tubulação espiralada 114. Em alguns exemplos, uma bomba 115 é usada para bombear um fluido para dentro do poço 104 por intermédio da 30 tubulação espiralada. Com a tubulação espiralada 114 baixada através de um injetor do tipo pescoço de ganso convencional 116 sustentado por um mastro 118 sobre o poço 104, a tubulação espiralada 11-4 pode ser avançada para dentro ào poço 104. Isto ê, a tubulação espiralada 114 pode ser forçada para baixo através do equipamento de controle de pressão e válvulas 120 e . para dentro do poço 104. No sistema de tubulação espiralada 102, " como mostrado, um dispositivo de tratarnento 122 é provido para fornecer os fluidos no fundo de poço durante uma aplicação de 5 tratamento. O dispositivo de tratamento 122 pode ser instalado no poço 104 para transportar fluidos, tal como um agente de acidificação ou outro fluido de tratamento, e dispersar os fluidos através de pelo menos uma abertura de injeção 124 do dispositivo de tratamento 122.

10 [0031] O dispositivo de tratamento exemplar 122 é opcional e seu uso dependerá de várias aplicações. O sistema de tubulação espiralada 102 da Figura IA é ilustrado como tendo um sistema de detecção de fluido 126 posicionado em torno da abertura de injeção 124 para determinar os parâmetros dos fluidos no poço 15 104. O sistema de detecção de Eluido 126 é configurado para determinar os parâmetros de fluido, tal como direção e/ou velocidade do fluido. Em outros exemplos, outros parâmetros de fundo de poço são determinados.

[0032] Em alguns exemplos, o sisterria de tubulação espiralada 20 102 inclui uma ferrarnenta e perfilagem 128 para coletar os dados de fundo de poço. A ferramenta de perfilagem 128, conforme rnostrada é provida prÓxirria a uma extremidade de fundo de poço da tubulação espiralada 114. A ferramenta de perfilagem 128 adquire uma variedade de dados de perfilagem a partir do poço 104 e 25 camadas de formação adjacentes 130, 132 tais como aquelas ilustradas na Figura 1A. A ferramenta de perfilagem 128 é provida com um hospedeiro do equipamento ou implementos de geração de perfil de poço configurados para produzir perfilagem para adquirir medições de formação e de fluidos de poço a partir 30 das quais urn perfil de produção global pode ser desenvolvido. Outros dispositivos e/ou capacidades de perfilagem, aquisição de dados, monitoramento, formação de imagens e outros podem ser providos para adquirir os dados em relação a uma variedade de características do poço. Informação compilada pode ser adquirida

., na superfície de uma forma em alta velocidade e, onde apropriado, colocada em uso em tempo real imediato (por exemplo, " por intermédio de uma aplicação de tratamento). Alguns exemplos não empregam a ferramenta de perfilagem 128.

5 [0033] Ainda com referência à Figura ia, a tubulação espiralada 114, com o dispositivo de tratamento 122, o sistema de detecção de fluido 126, e a ferramenta de perfilagem 128 na mesma, são instalados no fundo do poço. Quando esses componentes são instalados, aplicações de tratamento, detecção e/ou 10 perfilagem podem ser dirigidas por intermédio de uma unidade de controle 136 na superfície. Por exemplo, o dispositivo de tratamento 122 pode ser ativado para liberar o fluido a partir da abertura de injeção 124; o sisterna de detecção de fluido 126 pode ser ativado para coletar as medições de fluido; e/ou a 15 ferramenta de perfilagem 128 pode ser ativada para registrar os dados de fundo de poço, conforme desejado. o dispositivo de tratamento 122, o sistema de detecção de fluido 126 e a ferramenta de perfilagem 128 estão em comunicação com a unidade de controle 136 por intermédio de um link de comunicação 20 (Figuras IB-ID), o qual transporta os sinais (por exemplo, energia, comunicação, controle etc.) entre os mesmos. Em alguns exemplos, o link de comunicação está localizado na ferrarnenta de perfilagem 128 e/ou qualquer outro local adequado. Conforme descrito em maior detalhe abaixo, o link de comunicação pode ser 25 um link de Iigação física ou um link ótico.

[0034] No exemplo ilustrado, a unidade de controle 136 é equipamento cornputadorizado preso no caminhão 108. Contudo, a unidade de controle 136 pode ser equipamento computadorizado portátil tal como, por exemplo, um smartphone, um computador 30 laptop etc. Adicionalmente, controle mecânico da aplicação pode ser hidráulico, pneumático e/ou elétrico. Em alguns exemplos, a unidade de controle 136 controla a operação, mesmo em circunstâncias onde conjuntos de aplicação, diferentes subsequentes são instalados no fundo de poço. Isto é,

.. mobilização subsequente de equipamento de controle pode não ser incluída. " [0035] A unidade de controle 136 pode ser configurada de forma sem fio para se comunicar com um concentrador de transceptor 138 5 do carretel de tubulação espiralada 110. O concentrador de receptor 138 é configurado para comunicação no local (superfície e/ou fundo de poço) e/ou fora do local conforme desejado. Em alguns exemplos, a unidade de controle 136 se comunica com o dispositivo de detecção 126 e/ou ferramenta de perfiíagem 128 10 para conduzir os dados entre os mesmos. A unidade de controle 136 pode ser provida com, e/ou acoplada aos bancos de dados, processadores e/ou comunicadores para coletar, armazenar, analisar e/ou processador os dados coletados a partir do sistema de detecção e/ou ferrarnenta de perfilagem. 15 [00361 Em um exemplo, o link de comunicação entre o dispositivo de tratamento 122, sistema de detecção de fluido 126 e/ou Eerramenta de perfilagem 128 e a unidade de superfície ou de controle 136 pode ser implementado utilizando um sistema de telemetria cabeado ou de fibra ótica. Como tal, o link/sistema 20 de comunicação pode incluir tubulação que proporciona e/ou possui certo grau de rigidez em compressão, similar à tubulação espiralada. Em alguns tais exemplos, um tubo de fibras õticas é disposto dentro da tubulação espiralada. Em alguns exernplos, uma área em seção transversal do tubo de fibras óticas pode ser 25 pequena em relação a uma área interna definida pela tubulação espiralada para limitar uma influência física do tubo de fibras · óticas em relação ao comportamento mecânico da tubulação espiralada durante instalação e recuperação, desse modo prevenindo o "emaranhamento" ou ajuntamento dentro da tubulação 30 espiralaàa. Em alguns exemplos, a tubulação espiralada equipada com fíbras õtica é instalada em um poço e recuperada a partir do mesmo em uma velocidade maior do que a tubulação espiralada com cabo.

[0037] a Figura ib ilustra um link de comunicação exemplar 200

. entre o dispositivo de tratamento 122, o sistema de detecção de fluido 126, a ferramenta de perfilagem 1-28 e/ou a unidade de " superfície ou de controle 136. No exemplo ilustrado, o link de comunicação 200 inclui um elemento tubular 105 dentro do qual é 5 disposto um âuto ou tubo 203. No exemplo ilustrado, uma fibra ótica 201 é disposta no tubo 203. Em alguns exemplos, mais do que uma fibra ótica é disposta no tubo 203. No exemplo ilustrado, uma terminação de superfície 301 e uma terminação de fundo de poço 207 são providas para acoplar a fibra ótica 201 a 10 um ou mais dispositivos ou sensores 209. Em alguns exemplos, a fibra ótica 201 é uma fibra ótica de múltiplos modos. Erri outros exemplos, a fibra ótica 201 é uma fibra ótica de modo único. Os dispositivos ou sensores 209 são, por exernplo, medidores, vãlvulas, dispositivos de amostragem, sensores de temperatura, 15 sensores de pressão, sensores de temperatura distribuída, sensores de pressão distribuída, dispositivos de controle de fluxo, dispositivos de medição de regime de fluxo, dispositivos de medição de relação de óleo/água/gás, detectores de crosta, acionadores, travas, mecânica de Iiberação, sensores de 20 equipamento (por exemplo, sensores de vibração), sensores de detecção de areia, sensores de detecção de água, registradores de dados, sensores de viscosidade, sensores de densidade, sensores de ponto de borbulhamento, sensores de composição, dispositivos e sensores de arranjo de resistividade, 25 dispositivos e sensores acústicos, outros dispositivos de telemetria, sensores de quase infravermeího, detectores de raios gama, detectores de H2S, detectores de CO2, unidades de memória de fundo de poço, controladores àe fundo de poço, dispositivos de perfuração, cargas de formato, cabeças de disparo, 30 localizadores, e outros dispositivos.

[0038] A Figura IC é uma vista em seção transversal do link de comunicação 200 da Figura IB. Dentro do tubo 203, um gás inerte tal como nitrogênio pode ser usado para preencher c) espaço entre a fibra ou fibras óticas 201 e o interior do tubo 203. Em alguns

.. exemplos, o fluido é pressurizado para impedir que o tubo 203 seja abaulado. Em alguns exemplos, uma técnica de soldagem a Iaser é realizada em um ambiente fechado preenchido com um gás inerte tal como, por exemplo, nitrogênio para evitar a exposição 5 da fibra ótica 201 à água ou hidrogênio durante a fabricação. Em alguns exemplos, o tubo 203 é construído mediante curvatura de uma tira de metal em torno da fibra ótica 201 e então soIdando essa tira para formar o tubo 203. Uma técnica de soldagem a laser exemplar é descrita na Patente Norte-Americana US 10 4.852.790, que é aqui incorporacío integralmente mediante referência. Em alguns exemplos, gel incluindo paládio ou tântalo é inserido em uma extremidade do tubo 203 para separar os íons de hidrogênio a partir da fibra ótica 201 durante transporte do link de comunicação 200.

15 [0039] Materiais adequados para uso no tubo 203 proporcionam rigidez ao tubo 203, são resistentes aos Eluidos encontrados nas aplicações de campo de petróleo e/ou são cIassificados para resistir às condições de alta temperatura e alta pressão encontradas em alguns arnbientes de poço. Em alguns exemplos, o 20 tubo 203 é um material metálico e o tubo 203 pode incluir materiais metálicos tais como, por exemplo, InconelTM, aço inoxidável ou HasetloyTM.

[0040] Erri alguns exemplos, o tubo 203 terri urn diâmetro externo de aproximadamente 0,071 polegada a aproximadamente 0,125 25 polegada. Em alguns exemplos, o tubo 203 é menor do que ou igual a aproximadamente 0,020 polegada (0,508 mm) de espessura. As dimensões mencionadas acima são apenas exemplares e, assim, outras dimensões podem ser usadas sem se afastar do escopo dessa revelação.

30 [0041] A Figura ID ilustra outro link de comunicação exemplar

212. No exemplo ilustrado, o link de comunicação 212 inclui um elemento tubular 105 e um primeiro tubo 203 e um segundo tubo

203. Uma primeira fibra ótica 201 é disposta no primeiro tubo. Uma segunda fibra ótica 201 e uma terceira fibra ótica 201 são

"7 11/35 ,. dispostas no segundo tubo 203. Em um exemplo, a primeira fibra ótica 201 é acoplada a um dos disposítivos 209, e a segunda fibra õtica 201 e a terceira fibra ótica 201 são acopladas a um ou mais do que um dos dispositivos 209. Em alguns exemplos, mais 5 do que um dos dispositivos 209 podem ser acoplados a uma única fibra ótica 201. [0042) As Figuras 2A-2C são vistas esquemáticas de uma porção de um sistema de tubulação espiralada 202 com um dispositivo de tratamento 222 e sistema de detecção de fluido 226 em uma sua 10 tubulação espiralada 214, que pode ser usada para implementar o sistema de tubulação espiralada 102, o dispositivo de tratamento 122 e/ou o sistema de detecção de Eíuido 126 da Figura IA. A Figura 2A é uma vista longitudinal, parcialmente em seção transversal, ilustrando o sistema de detecção de fluido 226 15 posicionado em torno do dispositivo de tratamento 222. Conforme rnostrado, o dispositivo de tratamento 222 tem aberturas de injeção 224 para dispersar os fluidos de injeção dentro de um poço 204 como ilustrado esquematicamente pelas setas tracejadas.

[0043] O fluiào de injeção pode ser disposto para tratar uma 20 porção de um poço 204, tal como a zona de produção 240 para otimizar a produção do Eluido a partir da mesma. Conforme ilustrado na Figura 2A, fluido de estimulação, tal como ácido, pode ser injetado no poço 204 próximo à zona de produção (ou de produção de petróleo) 240 por intermédio da ferramenta de 25 tratamento 222. O ácido é destinado à zona de produção 240, mas é mostrado posicionado no fundo de poço a partir ãesse lugar. O posicionamento exato das aberturas de injeção 224 contra uma zona de interesse pode ser uma tarefa que apresenta desafio devido às incertezas que podem existir em relação à profundidade 30 alvo e/ou posição da ferramenta. O sistema de detecção 226 em torno da abertura de injeção 224 pode ser feito especificamente para medir um fluxo dividido a montante e a jusante das aberturas de injeção 224 no pcjço 204. O movimento do fluido pode ser usado para indicar onde a zona de produção 240 está localizada em relação à abertura de injeção 224. Quando conhecida, a posição do dispositivo de tratamento 222 e das aberturas de injeção 224 pode ser localizada para realizar o . tratamento conforme desejado. 5 [0044) Quando o fluido é liberado a partir do dispositivo de tratamento 222, o fluxo do fluido é dividido com uma porção a montante do fluido se deslocando a montante e uma porção a jusante do fluido de injeção se movendo a jusante. a porção a montante do fluido de injeção se desloca a montante em uma 10 determinada velocidade como indicado pelas setas rotuladas V1. A porção a jusante do fluido de injeção se desíoca a jusante em uma determinada velocidade conforme indicado pelas setas rotuladas V2. Embora o fluido seja ilustrado como Eluindo em uma direção específica, será consicíerado que o fluxo do fluido pode 15 variar com as condições de operação.

[0045] Embora o sistema de detecção exemplar 226 ilustrado nas Figuras I e 2a-2c seja descrito em conjunto com o sistema de tubulação espiralada 102 para determinar os parâmetros de fluido, o sistema âe detecção 226 também pode ser usado em 20 outras aplicações de fluxo de fluido tal como, por exemplo, detecção de fluxo transversal de fluido entre zonas, perfilagem de produção (por exemplo, para velocidade de fase única ou em conjunto com Formação de Imagem de Scanner de Fluxo (na sigla em inglês para FIOw Scanner Imaging, FSI) complementar a uma 25 centrífuga em uma Eaixa de baixa velocidade), testes de fundo de poço ou de superfície em conjunto com o uso de um fluxímetro . (por exemplo, aplicações de fluxímetro baseadas em Venturi de baixa velocidade), detecção de vazamento (por exemplo, com vedações dinâmicas), com outras ferramentas onde medições de 30 velocidade de fluxo são desejadas, dentre outros. O sistema de detecção 226 pode ser posicionado em qualquer superfície, fundo de poço e/ou outro equipamento rríóvel, tal como uma ferramenta de fundo de poço, e/ou em equipamento fixo, tal como um revestimento (não mostrado).

[0046] O sistema de detecção 226 é ilustrado na Figura 2A como tendo uma pluralidade de elementos de sensor 242a,b posicionados - em torno do dispositivo de tratamento 222. Em alguns exemplos, um ou mais elementos de sensor 242a,b são posicionados em torno 5 do sistema de tubulação espiralada 102 para realizar medições de fluido e/ou outras medições de fundo de poço. Em aíguns tais exemplos, os elementos de sensor 242a,b são posicionados em torno da abertura(s) de injeção 224 para medir os parâmetros de fluido. O fluido medido é o fluido de injeção disperso a partir 10 do dispositivo de tratamento 222, mas também pode incluir outros fluidos no poço (por exemplo, água, hidrocarbonetos, gases etc.) que se misturam com o fluido de injeção quando ele é disperso.

[0047] Uma porção a montante dos elementos de sensor 242a é ilustrada como sendo posicionada no dispositivo de tratamento 15 222 a uma distância a montante desse lugar. Uma porção de fundo de poço dos elementos de sensor 242b é ilustrada como sendo posicionada no dispositivo de tratamento 222 a uma distância a jusante desse lugar. Os elementos de sensor a montante 242a e/ou os elementos de sensor a jusante 242b podem ser dispostos 20 radialmente em torno do aparelho de tratamento 222. No exemplo ilustrado da Figura 2B, os elementos de sensor 242a,b são posicionados em vários Iocais radiais x,y,z em torno do aparelho de tratamento 222. Embora uma configuração específica para os elementos de sensor 242a,b seja ilustrada nas Figuras 2A e 2B, 25 será considerado que urri ou mais elementos de sensor podem ser posicionados em vários locais (longitudinalmente e/ou radialmente) em torno do sistema de tubulação espiralada 202 e/ou poço 204.

[0048] Pelo menos alguns dos elementos de sensor 242a,b são 30 capazes de detectar os parâmetros de fluido, tal como a direção e velocidade de fluido. Em alguns exemplos, mais do que um dos elementos de sensor 242a,b pode ser capaz de medir os parâmetros de fluido. Em alguns exemplos, pelo menos um dos elementos de sensor 242a para medir os parâmetros de fluido é posicionado a montante da abertura de injeção 224, e pelo menos um dos -. elementos de sensor 242b para medição dos parâmetros de fluido é posicionado a jusante da abertura de injeção 224. Nessa configuração, as medições dos sensores cíe fluido a montante e a 5 jusante 242a,b podem ser comparadas para se determinar os parâmetros de fluido, tal como a direção do fluido e/ou a velocidade do fluido. A razão entre as velocidades superior e inferior e a direção do fluido obtido a partir das medições dos elementos de detecção a montante e a jusante 242a,b pode ser 10 usada para gerar q monitoramento em tempo real de onde o fluido está fluindo durante o tratamento, conforme será descrito aqui adicionalmente. Outros parârnetros de Eundo de poço também podem ser opcionalmente medidos com o sisterna de detecção de fluido 226 e/ou outros sensores posicionados em torno do poço.

15 [0049] A cornparação de múltiplos elernentos de detecção 242a,b pode ser usada para considerar as diferenças em medições feitas pelos vários elementos de detecção 242a,b. Em alguns exemplos, múltiplos elementos de detecção 242a,b são usados para prover redundância e certeza suficiente nos resultados de medição. Essa 20 redundância tambérn pode reduzir a gravidade do impacto onde um ou mais elementos de sensores 242a,b falham, tal como em ambientes severos de fundo de poço envolvendo o uso de ácidos.

Os múltiplos elementos de detecção 242a,b tarnbém podem ser usados para gerar informação de direção de fluiào e/ou de 25 velocidade. Em tais casos, ao menos um elemento de sensor a montante 242a e ao menos um elemento de sensor a jusante 242b pode ser usado. Em alguns exemplos, elementos de sensor adicionais 242a,b são providos para aperfeiçoar a confiabiíidade dos valores gerados.

30 [0050] Em alguns exemplos, pode ser útil considerar a posição do elemento de detecção 242a,b em torno da ferramenta de tratamento 222. O número de arranjos (ou conjuntos de elementos de detecção 242a,b), assim como o número de elementos de detecção 242a,b por arranjo, pode variar. Conforme mostrado na

Figura 2A, os elernentos de detecção 242a,b são posicionados a montante e a jusante para medir o fluido quando ele passa a montante e a jusante dos pilares de injeção 224. Em alguns exemplos, ao utilizar elementos de detecção a montante e a 5 jusante correspondentes 242a,b, os elementos de detecção correspondentes 242a,b, são posicionados em distâncias iguais a partir da abertura de injeção 224. Em alguns exemplos, elementos de detecção correspondentes 242a,b são combinados de forma idêntica. Elementos de detecção cornbinados podem ser espaçados em distâncias iguais.

[0051] No exemplo ilustrado, múltiplos elementos de detecção 242a,b também são posicionados em torno cía circunferência da ferramenta em intervalos de 90 graus x, y e z, conforme mostrado na Figura 2B. Conforme mostrado na Figura 2B, os elementos de detecção 242b são posicionados em locais radiais x, y e z em torno do dispositivo de tratamento 222. O elemento de detecção 242b na posição x está contra uma parede 205 do poço 204. o arranjo azimutal dos elementos de detecção 242a,b nas posições x, y e z proporciona redundância no caso de um lado das medições ser impedido.

[0052] pode surgir urrt problema quando o corpo de ferramenta (por exemplo, a ferramenta de tratamento 222) é excêntrico (ou não concêntrico) com o poço 204 como mostrado na Figura 2B. No exemplo ilustrado, o elemento de detecção 242bx localizado mais próxirno da parede 205 do poço 204 pode ler um valor de fluxo inferior do que os elementos de detecção 242by, 242b, posicionados mais distantes a partir da parede. Erri tais casos, pode ser desejável ignorar ou remover as medições a partir dos elementos de detecção potencialmente obstruídos, tal como o elemento de detecção 242km

[0053] Conforme mostrado na Figura 2B, os elementos de detecção 242b são posicionados em uma superfície externa 223 da ferramenta de tratamento 222. Os elementos de detecção 242b podem estar nivelados corn a superfície externa 223, rebaixados abaixo da superfície externa 223 ou estendidos por uma distância " * a partir desse lugar. Erri alguns exemplos, os elementos de . detecção 242b são posicionados de tal modo que cada elemento de detecção 242b contata o fluido para a sua medição, mas permanece 5 protegido. Para prevenir dano em condições de fundo de poço severas, protrusão dos elementos de detecção 242b a partir da ferramenta de tratamento pode ser reduzida. Conforme rrtostrado na Figura 2C, os elementos de detecção 242b também podem ser posicionados dentro da ferramenta de tratamento 222, por 10 exemplo, ou em uma sua superfície interna 225.

[0054] As Figuras 2D e 2E ilustram outras porções do sistema de tubulação espiralada 202 incluindo o sistema de detecção de fluido 226, o qual pode ser usado para implementar o sistema de tubulação espiralada exemplar 102 da Figura 1A. Na Figura 2D, o 15 sisterna de detecção exemplar 226 é disposto em uma extremidade inferior da tubulação espiralada 114.

[0055] Na Figura 2E, o sistema de detecção exemplar 226 é disposto entre a ferramenta de perfilagem 128 e a ferramenta de tratarnento 122. No exemplo ilustrado, a ferramenta de perfilagem 20 128 é disposta acirna do sistema de detecção 226 e a ferramenta de tratamento 122 é disposta abaixo do sistema de detecção 226 na orientação da Figura 2E. Ern alguns exemplos, o fluido entra no poço 104 como mostrado pelas setas V3. Ern outros exemplos, o sistema de detecção 226 é disposto em um ou mais de outros 25 locais na tubulação espiralada 114.

[0056] A Figura 3 é um gráfico 350 ilustrando os dados de sensor colhidos a partir dos elementos de detecção, exemplares 242b da Figura 2B. O gráfico 350 mostra a velocidade de fluxo (eixo x) como urria função da saída do sensor (eixo y) para os 30 elementos de detecção 242bx, 242by e 242b, nas posições x, y e z, respectivamente. Conforme ilustrado pelo gráfico 350, a velocidade de fluxo dos elementos de detecção 242by e 242b, nas posições y e z é diferente da velocidade de fluxo do elemento de detecção 242bx na posição x. Em outras palavras, as leituras do

.. elemento de detecção superior 242b, e do elemento de detecção de 90 graus 242by são substancialmente consistentes na determinação da velocidade de fluxo. Contudo, o elemento de detecção inferior 242bx tem uma velocidade de fluxo que é inferior.

5 [0057] O gráfico 350 indica que o elemento de detecção 242bx na posição x é prensado contra a parede 205 do poço 204 e é incapaz de obter leituras apropriadas. Assim, as medições ilustradas pela linha 242bx feitas pelo elemento de detecção 242b na posição x podem ser desconsideradas. As medições ilustradas 10 corrto Iinhas 242by e 242b, feitas pelos elementos de detecção 242b nas posições y e z, respectivamente, podem ser cornbinadas utilizando-se técnicas analíticas convencionais (por exemplo, ajuste de curva, cálculo de média etc.) para gerar o fluxo imposto 244. Assim, mediante colocação de vários etementos de 15 detecção 242a,b de forma azimutal em torno da circunferência de uma ferramenta e detectando o elemento de detecção de leitura mais baixa (por exemplo, 242bj, o azimute de uma obstrução de fluxo pode ser determinado. O elemento de detecção localizado oposto acj elemento de detecção de leitura mais baixa (por 20 exernplo, 242by), ou combinações de outros elementos de detecção, pode ser então usado para realizar a medíção de fluxo.

[0058] As Figuras 4A e 4B são vistas esquemáticas dos elementos de detecção 442p e 442q utilizáveis como os elementos de detecção 242a,b das Figuras 2A e 2B. Cada um dos elementos de 25 detecção 442p,q tem um aquecedor 454p,q e um sensor 456p,q, respectivamente, posicionada em uma base de sensor 452. No exemplo ilustrado, o sensor 456p,q é um sensor de temperatura (OLl sensor de temperatura) capaz de medir a temperatura do fluido.

30 [0059] Em alguns exemplos, os elementos de sensor 442p,q são sensores de fluxo do tipo calorimétrico (ou medidores de fluxo) que têm dois elementos de detecção tais como, por exemplo, um sensor para medição de velocidaàe (sensor escalar) e um sensor para medição direcional (sensor de vetor). O aquecedor 454p,q e

., o sensor de temperatura 456p,q interagem para operar corno sensores de velocidade (ou escalar) e direcional (ou vetor).

[0060] Para determinar a velocidade do fluido, os elementos de detecção 442p,q atuam como sensores calorimétricos. O aquecedor 5 454p,q (ou corpo quente) de cada elemento de sensor 442p,q é colocado em contato térmico corn o fluido no poço 104. a taxa de perda de calor do aquecedor 454p,q para o fluido é uma função da velocidade do fluido assim como propriedades térmicas. Uma taxa de dissipação de calor do aquecedor 454p,q pode ser medida, e 10 uma velocidade de fluxo pode ser determinada para um fluido conhecido. o aquecedor 45àp,q gera calor (por exemplo, a partir da eletricidade), e dissipa o calor para o fluido em contato. a taxa de geração de calor e a temperatura podem ser prontamente mensuráveis durante operação.

15 [0061] O sensor de temperatura 456p,q pode ser usado para rrionitorar a temperatura ambiente do fluido, enquanto o aquecedor 454p,q mede sua própria temperatura durante aquecimentcn A diferença entre a temperatura do aquecedor 454p,q e a temperatura ambiente do fluido é definido como excursão de 20 temperatura. a excursão de temperatura, ,AT, pode ser escrita como a seguir: Equação (1), L\T=Th-T,.

[0062] Na Equação i, Ta representa a temperatura ambiente do fluido conforme medida pelo sensor de temperatura, Th representa 25 a temperatura do aquecedor, e a excursão de temperatura é proporcional à capacidade do aquecedor em uma determinada condição de fluxo. Uma propriedade térmica entre o aquecedor e o fluido tal corno, por exemplo, a condutância térmica, se Gth pode ser calculada de acordo com a seguinte expressão: p p 30 Equação (2). G'h=T,-T, Tt'

[0063] Na Equação 2, P representa a capacidade do aquecedor no estado constante. O inverso dessa proporcionalidade (ou a

.. condutância térmica) correlaciona a velocidade de fluxo Wiow porque Vflow é uma função de Gth. Conforme provido pela Equação 1, · a condutância térmica é determinada a partir de três quantidades: P (a capacidade do aquecedor), Th (a temperatura do 5 aquecedor) e T, (a temperatura do ambiente de fluido). As quantidades podem ser medidas no estado constante. Teoricamente, a quantidade de energia ou excursão de temperatura usada durante a rrtedição não é importante para a condutância térmica resultante. Contudo, a excursão de temperatura e energia pode 10 afetar a exatidão porque as medições físicas têm limites. Em alguns casos, tal como a configuração da Figura 4B, um AT e uns poucos graus em Kelvin(k) podem ser considerados apropriados.

[0064] Ern outros exemplos, são calculadas outras propriedades térmicas tais como, por exemplo, uma dissipação de energia 15 normalizada para se determinar a velocidade de fluxo. a dissipação de energia normalizada pode ser calculada de acordo com a seguinte expressão:

P Equação (3) : S(Th-Ta)" 20

[0065] Na Equação 3, a dissipação de energia normalizada é calculada mediante divisão da energia do aquecedor pela excursão de temperatura e uma área de uma superfície de aquecimento do sensor, S. 25 [0066] As medições feitas pelos elementos de detecção calorimétrica 454p,q podem ser usadas para se obter a condutância térmica de aquecedor-fluido, a energia dissipada normaíizada, e/ou outras propriedades téruiicas. Uma técnica de . medição pocíe envolver cju a excursão constante ou energia 30 constante. Para a técnica de excursão constante, a energia enviada pelo aquecedor pode ser regulada mediante eletrônica (por exernplo, a unidade de controle 136) de tal modo que a temperatura do aquecedor pode ser mantida em uma excursão constante acima da temperatura ambiente do fluido. No estado constante, a energia medida é relacionada de forma moncjtônica à . . condutância térmica, a dissipação de energia normalizada, e/ou outras propriedades térrnicas. Para a técnica de energia constante, o aquecedor pode ser suprido com uma energia 5 constante e predeterminada, enquanto que a temperatura do aquecedor Th varia e pode ser determinada pela velocidade de fluxo.

[0067] A Figura 5A é um gráfico 657 ilustrando uma resposta de fluxo de urri sensor calorimétrico, tal como os elementos de IO detecção 442a,b ilustrados nas Figuras 4A e 4b. A curva de condutância térmica versus fluxo resultante 658 demonstra que a condutância térmica é não linear em relação à velocidade de fluxo. Contudo, a curva de condutância térmica versus fluxos 658 é monotônica. Portanto, pode ser estabelecida uma correlação 15 para ínverter a medição, e a velocidade de fluxo pode ser obtida conforme descrito em conjunto com as Equações 1-2.

[0068] A medição da velocidade de fluxo é uma medição da condutância térmica, da dissipação de energia normalizada, e/ou de outras propriedades térmicas entre o aquecedor 454p,q e o 20 fluido. A medição da condutância térmica e/ou da dissipação de energia normalizada pode ser determinada com excursão de ternperatura constante (At) ou energia de aquecedor constante. A excursão de temperatura constante pode regular a temperatura. A energia de aquecedor constante pode regular a energia. Qualquer 25 uma técnica de medição pode envolver o aquecedor 454p,q e o sensor de temperatura 456p,q.

[0069] Com referência de voIta às Figuras 4A e 4b, os elementos de detecção 442p,q também podem atuar como sensores escalares para determinar a direção de fluido. No exerriplo 30 ilustrado, os elementos de detecção 442p,q são capazes de atuar como sensores calorimétricos para determinar a velocidade de fluido e tarnbém como sensores de vetor para medir a direção de fluxo. Os sensores calorimétricos podem ser incapazes de determinar a direção de fluido. Em tais exemplos, os sensores calorímétricos podem responder 21/35 à ""T velocidade de fluido independentemente da direção. A direção de fluido pode ser exigida por uma segunda medição, tal como mediante uso de sensores de vetor capazes de detecção da direção de fluido. A 5 direção de fluido também pode ser adquirida, por exemplo, pelos elementos de detecção 442p,q das Figuras 4A e 4B configurados para rnedição da velocidade de fluido e tambérn da direção. a física que possibilita a detecção direcional também pode envolver a detecção de assimetria erri temperatura entre ds 10 elementos de detecção a montante e a jusante (por exemplo, causada pelo calor a partir do aquecedor 454p do elemento de detecção a montante), tal como os elementos de detecção a montante 242a e os elementos de detecção a jusante 242b da Figura 2A.

15 [0070] As Figuras 4A e 4B ilustram configurações do elemento de detecção 442p,q capazes de detectar a taxa de fluxo de fluido e a direção. A Figura 4A ilustra um elemento de detecção de par térmico (na sigla em inglês para thermocouple, TC) 442p. a Figura 4B ilustra urn elemento de detecção dual 442q. A base 452 20 para cada elemento de detecção 442p,q é dimensionada para hospedar o aquecedor 454p,q, o sensor 456p,q e/ou outros dispositivos nesse lugar.

[0071] Ern alguns exernplos, a base 452 tem uma espessura mínima, ou é rebaixada na ferramenta de fundo de poço, para 25 evitar dano no poço 104. A base de sensor 452 pode ser posicionada no fundo de poçq, por exemplo, no dispositivo de · tratamento 122, 222 e/ou na tubulação espiralada 114, 214 {Figuras 1, 2A, 2B). A base 452 pode ser redonda como mostrado . na Figura 4A ou retangular como mostrado na Figura 4B. a base 30 452 pode ser feita de epóxi, moldagem PEEK e/ou qualquer outro material.

[0072] O aquecedor 454p,q e o sensor de temperatura 456p,q podem ser posicionadas em proximidade estreita na base 452, mas são isolados termicamente entre si. No exemplo ilustrado, como o

""_T aquecedor 454p,q cria um gradiente de temperatura no fluido, o . . sensor de temperatura 456p,q é provido com isolamento térmico suficiente a partir do aquecedor 4,54p,q para prevenir que o sensor de temperatura 456p,q seja perturbado pelo fluxo de calor 5 do aquecedor 454p,q ou acoplamento térmico com o aquecedor 454p,q, que pode resultar erri um valor de medição errôneo. O sensor de temperatura 456p,q opcionalmente pode ser posicionado em um pacote separado espaçado do aquecedor 454p,q.

[0073] O elemento de detecção TC 442p da Figura 4A é ilustrado 10 corno tendo um par de junções tc (ou sensores) 456p1,2 em qualquer lado de um elemento de aquecimento (ou aquecedor) 454p. As junções tc 456p,,, são ligadas por um fio de metal 460. Cada junção tc 456pi,2 tem um elemento TC com condutores 462a,b que se estendem a partir desse lugar. Em alguns exemplos, os condutores 15 462 tambérn são fios acoplados de forrria operativa a um controlador 436 para operação com o mesmo.

[0074] As junções tc 456p posicionadas em qualquer Iado do aquecedor 454p podem ser usadas para detectar um desequilíbrio de temperatura entre os rnesmos, e converter o mesmo em uma 20 voltagem TC. Uma pequena voltagern está presente se as duas junções tc 456Pl,2 estiverem em temperaturas diferentes. As junções tc 456p1,2 são posicionadas muito próximas ao aquecedor 454p (um em cada lado) para contraste rnáximo de temperatura. Em fluxo zero, o aquecedor 454p pode aquecer as duas junções tc 25 456p,,,. Contudo, o aquecimento não produz voltagem.

[0075] Dois elementos de metal 464p são ilustrados como . sustentando as junções tc 456p,,,. Os elementos de metal 464p podern ser providos para aperfeiçoar o contato térmico entre as junções tc 456p,,, e o fluido. Os elementos de metal 464p podem 30 ser úteis nos casos onde as junções tc 456p,,, são de um tamanho pequeno. Os elementos de metal 464p e as junções tc 456p1,2 podem ser mantidos juntos mediante adesivos térmicos tais ccjmo epóxis de prata e quaisquer outros adesivos termicamente condutores. Os elementos de metal 464p são posicionados ern alínhamento com o aquecedor 454p, definindo assim uma linha de fluxo 466p ao longo do elemento de detecção 442p como indicado pela seta.

[0076] a voltagem TC (eixo y) como uma função da velocidade de fluxo (eixo x) é mostrada em um gráfico 659 da Figura 5B. O 5 gráfico 659 apresenta uma função ímpar da velocidade de fluxo medida pelas junções tc 456p,,,. A magnitude de urrt fluxo quase zero máximo é afilada gradualmente com velocidade crescente. Em cruzamento zero, a saída de sinal TC sofre urna mudança súbita em polaridade a partir de negativa para positiva como indicado pelas curvas 661a,b, respectivamente. Essa mudança em polaridade de sinal pode ser usada para detectar a direção de fluido como descrito em maior detalhe abaixo.

[0077] O perfil de temperatura ao longo de uma corrente de fluxo do, por exemplo, elemento de detecção 442p é mostrado esquernaticamente na Figura 6. A Figura 6 é um gráfico 663 ilustrando temperatura (eixo y) versus velocidade (eixo X). Conforme ilustrado por esse gráfico, o aquecedor 454p gera um calor constante Th mensurável pela junção tc 456P1,2 em qualquer Iado do mesmo. O calor a partir do aquecedor 454p ê carregado a jusante pelo fluido formando um fluxo quente. As velocidades VI, V2 e V3 são medidas, por exemplo, em diferentes íntervalos de tempo. A visibilidade do gradiente térmico pode depender cía velocidade. O gradiente térmico entre a rnontante e a jusante pode ser detectado com o elemento de sensor 442p. Isso cria um contraste de temperatura entre as junções tc a montante e a jusante 456Pl,2. Isso indica que o fluxo estã se movendo em direção às junções tc 456p,, desse modo indicando a direção de fluxo de fluido. Mediante detecção de assimetria entre as junções tc 456p,,,, a direção de fluido pode ser deterrninada como indicado pela seta.

[0078] O elemento de detecção de elemento dual 442q da Figura 4B é ilustrado como tendo dois elementos idênticos (sensores/aquecedores) 446q/454q. Os sensores/aquecedores 456q/45'iq são ilustrados como Elemento M e Elemento N no

"1 24/35 elemento de detecção 442q. Em alguns exemplos, o aquecedor 454q . . e o sensor 456q (e, portanto, elementos M e N) são permutáveis em função e operação. Em alguns desses casos, o sensor 456q é capaz de realizar as funções do aquecedor e o aquecedor 454cj é 5 capaz de realizar as funçCies do sensor. Os elementos M e N são ligados operativamente por intermédio de Iigações 455 ao controlador 436 para operação com os mesmos.

[0079] Em alguns exemplos, uma medição desejada pode ser operada no modo autorreferenciado no qual um único elemento M ou 10 N desempenha uma função dual, arnbos como aquecedor e como sensor de temperatura. Em alguns desses casos, o aquecedor e o sensor de temperatura podem utilizar uma técnica de multiplexação de tempo. Em alguns exemplos, a função do aquecedor 454q e do sensor de temperatura 456q pode ser reatribuída a qualquer 15 tempo. Esse esquema de medição pode ser usado para prover flexibilidade no projeto e/ou operação do elemento de sensor 442q, o qual pode ser feito especificamente para uma aplicação específica.

[0080] Uma assimetria de temperatura entre os elementos 20 idênticos m e n é detectável pelo sensor de elemento dual 442q. Os dois elementos idênticos M e N são posicionados ao longo de uma linha de fluxo do fluido como indicado pela seta. Os elementos M e N podem ser posicionados em proximidade estreita, por exemplo, dentro da mesma base (ou pacote) 452.

25 [0081] A medição pelo elemento de sensor da Figura 4B pode ser obtida utilizando vários métodos. Um primeiro método envolve . medir a energia do aquecedor em fluxo utiíizanào o Elemento M como q aquecedor e o Elemento N como o sensor de temperatura. a Após uma leitura estável ser obtida, as funções dos Elementos M 30 e N são permutadas e a medição é repetida. Comparando a energia das duas medições, a direção de fluxo pode ser averiguada. O aquecedor que consome mais energia está localizado a montante, desde que o fluxo não varie enquanto isso. Um segundo método que pode ser usado envolve a medição mediante aquecimento de ambos os elementos, M e n, simultaneamente com a mesma quantidade de . . energia. As medições de cada elemento podem ser comparadas.

· Qualquer que seja o elernento que revele uma temperatura superior está a jusante na direção do fluxo de fluido. Um terceiro método 5 que pode ser usado envolve observar a temperatura do Elemento m enquanto ligando e desligando o Elemento N em certo nível de energia. Se uma alteração de temperatura for percebida, se pode supor que o elemento N esteja a montante do elemento M. Nenhuma mudança pode sugerir o contrário.

10 [0082] Com os primeiros dois métodos, onde as quantidades são comparadas através dos elementos M e n, uma boa combinação de características dos dois elementos M, N reduz potenciais erros. A combinação de elementos pode ser obtida mediante calibragem e norrnalização. O terceiro método, por outro Iacío, pode ser usado 15 sem urna combinação tão boa. Sensores de elemento dual são util-izáveis, por exemplo, para fluxo bidirecional.

[0083] Quando o sensor de temperatura 456p,q e o aquecedor 454p,q das Figuras 4A e 4B residem no mesmo pacote (por exemplo, devido à limitação de espaço), o sensor de temperatura 456p,q é 20 posicionado a montante do aquecedor 454p,q (ou o elemento m está a montante do elemento N). Se o fluxo segue nas duas direções, o sensor de temperatura 456p,q e o aquecedor 454p,q (ou elementos M e N) podem ser posicionados em uma configuração Iado a lado (ou linha de fluxo) em linha com o fluxo do fluido como mostrado 25 nos elementos de detecção 442p,q das Figuras 4A e 4B.

[0084] Embora a Figura 4A ilustre urn único aquecedor 454p com um par de junções tc 456p e a Figura 4B ilustre um único aquecedor 454p com um único sensor de temperatura 456q, outros exemplos empregarn múltiplos aquecedores 454p,q e/ou sensores 30 456p,q. Sensores adicionais e/ou outros dispositivos podem ser incorporados nos elementos de detecção 442p,q e/ou usados em combinação com os mesmos. Nos sistemas de sensor incluindo múltiplos aquecedores 454p,q, um sensor de temperatura 456p,q pode servir múltiplos aquecedores 454p,q. Alguns sensores de

.. múltiplos elementos têm mais do que dois elementos (por exemplo, M, N, P, D...). Conforme mostrado na Figura 4B, um terceiro · elemento O pode ser provido. Em outro método de medição, os três ou mais elementos (por exemplo, M, N, O) podem ser usados para 5 detectar a direção de fluido mediante aquecimento de um elemento interrnediário e corrtparando a temperatura entre os elementos a montante e a jusante ern torno do mesmo.

[0085] Conforme mostrado, os elementos de detecção 442p,q das Figuras 4A e 4B (e/ou os sensores, aquecedores, elementos e/ou 10 outros componentes usados nesse lugar e/ou com o mesmo) são acoplados operativamente ao controlador 436 para prover energia, coIetar dados, controlar e/ou de outro modo operar o elemento de detecção 442p,q. O controlador 436 pode ser, por exemplo, a ferrarnenta de perfilagem 128, a unidade de controle 136 e/ou 15 outra eletrônica capaz de prover energia, coletar dados, controlar e/ou de outro modo operar os sensores de temperatura 456p,q, aquecedor 456p,q e/ou outros elementos dos elementos de detecção 442p,q. As fontes de energia podern ser baterias, fornecimentos de energia e/ou outros dispositivos internos e/ou 20 externos aos elementos de detecção. Em alguns casos, outros dispositivos tais como a ferramenta de perfilagem 128 da Figura IA pode prover energia aos mesmos. Tais dispositivos eletrônicos podem ser internos e/ou externos aos elementos de detecção. Os dispositivos de comunicação podem ser providos para acoplarnento 25 cabeado e/ou sem fio dos elementos de detecção aos dispositivos de comunicação de fundo de poço e/ou de superfície para . comunicação com os mesrnos. Em alguns casos, dispositivos de comunicação tais como transceptores podem ser providos nos elementos de detecção. Em outros casos, os elementos de detecção 30 podem ser ligados à ferramenta de perfilagem 128 (Figura IA) ou outros dispositivos para comunicação conforme desejado.

[0086] Os elementos de detecção também são acoplados operativamente aos, e/ou em comunicação com os bancos de dados, processadores, analisadores, e/ou outros dispositivos

"1

27/35 eletrônicos para manipular os dados assim coletados.

Os dispositivos de energia, eletrônicos e/ou de comunicação podem

. ser usados para manipular os dados a partir dos elementos de detecção, assim como outras fontes.

Os dados analisados podem

5 ser usados para tomada de decisões com relação ao local de poço e sua operação.

Em alguns casos, os dados podern ser usados para controlar a operação de poço.

Alguns tais controles podem ser feitos de forrna automática e/ou manual conforme desejado. [0087} Embora os elementos do aquecedor e do sensor de

10 temperatura possam ser fisicamente idênticos, o sensor pode ter diversos tipos, formas e/ou formatos.

A Figura 7 ilustra o sensor 770 utilizável como um elemento dos elementos de sensor 454p,q das Figuras 4A e/ou 4B.

A Figura 7 ilustra o sensor 770 utilizável como o aquecedor 454q e/ou ç} sensor de temperatura

15 456q, como elementos M, N e/ou O, ou em corribinação com os rnesrnos.

Conforme mostrado, o sensor 770 pode ser posicionado na base 452. O sensor 770 pode ser acoplado operativamente ao controlador 436 por intermédio de fios 774 para operação com o mesmo da mesma maneira como previamente descrito para os 20 elementos de sensor 442p,q. [0088} O sensor exemplar 770 da Figura 7 é um sensor do tipo RTD com uma resistência que varia com a temperatura.

Em alguns exemplos, c) sensor 770 é usado com q propõsito de detecção de temperatura.

Contudo, o sensor 770 pode gerar calor quando a 25 corrente passa através do sensor 770. Assim, um sensor exemplar 770 pode ser usado como um aquecedor e como um sensor de temperatura (por exemplo, 454p,q e 456p,q da Figura 4B). [0089} Urrí RTD do tipo película fina capaz de uso como ambos, um sensor de temperatura e aquecedor, pode ser usado de modo que

30 ele pode operar de modo permutável como o elemento m, N e/ou O da Figura 4B.

Conforme mostrado na Figura 7, o sensor 770 posicionado na base 452 tem uma superfície frontal (ou superfície de contato) 772 que pode ser posicionada adjacente ao fluido para realizar as medições a partir do mesmo.

Em alguns exemplos, o sensor 770 emprega platina na forma de fio ou película fina (ou resistor) 774 depositada em um substrato · condutor de calor 776, tal como safira ou cerâmica. O fio 774 é posicionado na película 776 e se estende a partir da mesma para 5 ligação operativa com o controlaàor 436. O substrato condutor de calor 776 pode ser aderido ou ligado a um elemento fino 778 (feito, por exemplo, de Inconel ou substrato cerâmico) mediante um adesivo termicamente condutivo 780, tal como epóxi de prata ou mediante caldeamento. Em alguns exemplos, tal ligação 10 proporciona baixa resistência térmica.

[0090] No exemplo ilustrado, o sensor 770 é envolto em embalagem de proteção, porém eles podem diferir em massa térmica e, portanto, tempo de resposta. O formato do elemento 778 pode ser quadrado, circular ou qualquer outro formato capaz de 15 suportar o RTD na base 452. Em alguns exemplos, o elemento 778 tem uma dimensão de aproximadamente 10 mm (ou mais ou menos), e uma espessura suficiente para viabilidade mecânica. A espessura e o material selecionado podem determinar o desempenho de contato térmico de fluido de aquecedor.

20 [0091] O sensor exemplar 770 pode ser configurado com uma grande área de superfície para contato com o fluido e/ou grande massa térmica para passagem de calor através da mesma. Uma massa térrnica maior pode resultar em resposta de medição relativamente mais lenta. Contudo, a massa térmica tambêm pode auxiliar na 25 redução (por exerriplo, cálculo de média) de variações espúrias em leituras causadas pela turbulência. Eletrônica de sensor também pode ser provida para reduzir as variações espúrias.

[0092] O sensor 770 e/ou o elemento de detecção 442q podem ser configurados em uma forma de superfície (ou não intrusiva) com 30 um perfil baixo (ou espessura) conforme mostrado nas Figuras 7 e 4B. O sensor 770 e/ou o elemento de detecção 442q pode ser posicionada no fundo de poço por intermédio de uma ferramenta de fundo de poço (por exemplo, sistema de tubulação espiralada 102 da Figura IA) se estendendo por uma pequena distância (se houver) a partir desse lugar. Esse perfil baixo ou forma de superfície não intrusiva pode ser provido para reduzir a . perturbação do fluido fluindo através do sensor, enquanto permitindo ainda a medição do fluido. Além disso, a forma de 5 superfície de baixo perfil também pode ser configurada para limitar a quantidade de protuberância a partir da ferramenta de fundo de poço e, portanto, potencial dano à mesma.

[0093] A Figura 8 ilustra o sistema de detecção exemplar 226, o qual pode ser usado para determinar um parâmetro do poço 104 10 (por exemplo, uma área em seção transversal do poço 104, uma largura do poço 104, uma distância a partir do sisterna de detecção exemplar 226 até a parede 205 do poço 104, um diâmetro do poço 104, etc.) em uma determinada profundidade. Em alguns exemplos, uma forma (por exemplo, um formato do poço tal como, 15 por exemplo, redondo, oblongo, assimétrico, irregularmente formado, etc.) do poço 104 varia com a pro£undidade. Como um resultado, as dimensões do poçcj podem variar com a profundidade.

No exemplo ilustrado, uma primeira área em seção transversal do poço 104 em uma prirneira profundidade 800 é maior do que uma 20 segunda área ern seção transversal do poço 104 em uma segunda profundidade 802.

[0094] Em alguns exemplos, a bomba 115 bombeia o fluido atravês do poço 104. No exemplo ilustrado, o fluido flui através do poço 104 em uma direção da seta 804. Em outros exemplos, o 25 fluido flui em outras direções (por exemplo, em direção a uma superfície da Terra). Em alguns exemplos, a bomba 115 bombeia o fluido através do poço 104 em uma taxa de fluxo substancialmente constante. Em alguns exemplos, o fluido é bombeado para dentro do poço por intermédio da tubulação espiralada 806 e/ou qualquer 30 outra ferramenta de transporte. Em alguns tais exemplos, o fluido é bombeado através de uma porção vedada do poço 104 (por exernplo, uma porção do poço 104 na qual o fluido não está escapando para uma zona de produção). Como um resultado, a velocidade do fluido fluindo através do poço 104 varia como uma função da forma e/ou de uma ou mais dimensões do poço 104 tal . como, por exemplo, a área em seção transversal do poço 104. Por exemplo, como a área em seção transversal do poço 104 na primeira profundidade 800 é maior do que a área em seção 5 transversal do poço 104 na segunda profundidade, a velocidade do fluido na primeira profundidade 800 é menor do que a velocidade do fluido na segunda profundidade 802.

[0095] A Figura 9 é uma vista em seção transversal do poço exempíar 104 da Figura 8 na primeira profundidade 800. No 10 exemplo ilustrado, o poço 104 tem um formato em seção transversal amébico. Outros exemplos têm outros formatos (por exemplo, circular). O sisterna de detecção exemplar 226 inclui quatro dos elementos de detecção 242a dispostos em torno de uma circunferência do sistema de tubulação espiralada 102. Outros 15 exemplos incluem outros números dos elementos de detecção 242a (por exemplo, 1, 2, 3, 5, 6, etc.), os quais podem ser dispostos em torno da circunferência do sistema de tubulação espiralada 102 em outras posições.

[0096] O parâmetro do poço 104 em uma determinaàa profundidade 20 pode ser determinado por intermédio de um ou mais dos elementos de detecção 242a,b do sistema de detecção exemplar 226 da Figura

8. Por exernplo, o sisterna de detecção 226 pode ser abaixado para dentro do poço 104 de tal modo que o elemento de detecção 242a seja posicionado na primeira profundidade 800. Em alguns 25 exemplos, o elerríento de detecção 242a inclui um aquecedor e um sensor de temperatura (por exemplo, o aquecedor exemplar 454 da Figura 4, o sensor de temperatura exemplar 456 da Figura 4, o sensor rtd exemplar 770 da Figura 7), os quais são usados para * determinar uma primeira velocidade do fluido na primeira 30 profundidade 800. Com base na primeira velocidade do fluido, um primeiro parâmetro do poço 104 na primeira profundidade 800 é determinado. Em alguns exemplos, cj primeiro parâmetro do poço é associado com a primeira profundidade 800. A primeíra profundidade 800 do elemento de detecção exemplar 242a pode ser determinada com base em uma quantidade (por exemplo, cornprimento) da tubulação espiralada 114 instalada no poço 104 . e/ou por intermédio de qualquer dispositivo de medição de profundidade, adequado.

5 [0097] Em alguns exemplos, o sistema de detecção exemplar 226 pocíe ser usado para determinar uma pIuralidade de parâmetros do poço 104 em uma pluralidade de profundidades. Corrí base na pluralidade de parâmetros na pluralidade de profundidades, um perfil, (por exemplo, uma imagem, um mapa, um modelo, um 10 gráfico, um diagrama, um registro, uma tabela, etc.) de uma porção do poço 104 pode ser gerado.

[0098] As Figuras 10-11 são fluxogramas representativos de rnétodos exernplares aqui revelados. Ao menos alguns dos métodos exemplares das Figuras 10-11 podem ser realizados por um 15 processador, pela ferramenta de perfilagem 128, pelo controlador 436 e/ou por qualquer outro dispositivo de processamento adequado. Em alguns exemplos, ao menos alguns dos métodos exempíares das Figuras 10-11 são incorporados em instruções codificadas armazenadas erri um meio acessível ou legível por 20 máquina, tangível tal como uma memória flash, uma ROM e/ou memória de acesso aleatõrio ram associada com urri processador. Alguns dos métodos exemplares das Figuras 10-11 podem ser implementados utilizando qualquer combinação(ões) de circuito(s) integrado de aplicação específica (ASIC(s)), dispositivo(s) 25 lógico programável (PLD(S)), dispositivo(s) lógico programável no campo (FPLD(S)), lógica discreta, hardware, firmware, etc. Além disso, uma ou mais das operações ilustradas nas Figuras 10- 11 podem ser implementadas manualmente ou como qualquer combinação de qualquer uma das técnicas precedentes, por 30 exernplo, qualquer combinação de firmware, software, lógica discreta e/ou hardware.

[0099] Adicionalmente, embora os métodos exemplares sejam descritos com referência aos fluxogramas ilustrados nas Figuras 10-11, rnuitos outros métodos de implementação dos métodos exemplares podem ser empregados. Por exemplo, a ordem de execução dos blocos pode ser alterada, e/ou alguns dos blocos descritos podern ser trocados, removidos, subdivididos, ou e combinados. Adicionalmente, qualquer um dos métodos exemplares 5 das Figuras 10-11 pode ser realizado sequencialmente e/ou realizado em paralelo, por exemplo, mediante fluxos de execução de processamento separado, processadores, dispositivos, lógica discreta, circuitos, etc.

[00100] A Figura 10 ilustra um método exemplar 1000 revelado 10 aqui que pode ser usado para determinar um ou mais parâmetros de fluido. No bloco 1002, um sistema de fundo de poço tal como, por exemplo, o sistema de tubulação espiralada 100 da Figura IA é instalado em um poço com um sensor (por exemplo, um dos elementos de sensor, exemplares 242a,b da Figura 2A) sobre o 15 mesmo. Ern alguns exemplos, o sensor inclui um aquecedor (por exemplo, o aquecedor exemplar 454 da Figura 4, o sensor RTD exemplar 770 da Figura 7) e um sensor de temperatura (por exerrtplo, o sensor de temperatura exemplar 456 da Figura 4, o sensor RTD exemplar 770 da Figura 7). No bloco 1004, fluido é 20 injetado a partir do sistema de fundo de poço para dentro ão poço por intermédio de uma abertura de injeção (por exemplo, abertura de injeção exemplar 224 da Figura 2) do sistema de fundo de poço.

[00101] No bloco 1006, uma primeira medição (por exemplo, uma 25 temperatura do fluido) é feita com o sensor de temperatura. No bloco 1008, uma segunda medição (por exemplo, energia dissipada por intermédio do aquecedor, uma temperatura do aquecedor, etc.) é realizada com o aquecedor. No bloco 1010, um parâmetro de fluido (por exemplo, uma velocidade de fluido, uma direção de 30 fluxo de fluido) é determinado com base na primeira medição e na segunda medição. No bloco 1012, o parâmetro de fluido é analisado. Em alguns exemplos, as medições e/ou o parâmetro são armazenados, processados, reportados e/ou manipulados, etc.

[00102] A Figura 11 ilustra outro método exemplar 1100, aqui revelado, o qual pode ser usado para gerar um perfií do poço

104. O rnétodo exemplar 1100 da Figura 11 corneça meãiante disposição de um sensor (por exernplo, o elemento de sensor exemplar 242a) de uma ferramenta de fundo de poço (por exemplo, 5 o sistema de tubulação espiralada exemplar 102) em um poço (bloco 1102). O sensor inclui um aquecedor (por exemplo, o aquecedor exemplar 454 da Figura 4) e um sensor de temperatura (por exemplo, o sensor de temperatura exemplar 456 da Figura 4).

No bloco 1104, o fluido é escoado no furo de poço. Em alguns 10 exemplos, o fluido é escoado (por exemplo, por intermédio da bomba 115) em um regime de fluxo substancialmente constante. No bloco 1106, uma profundidade do sensor é determinada. Em alguns exemplos, a profundidade do sensor é determinada com base em uma quantidade (por exemplo, comprimento) da tubulação espiralada 15 instalada no poço e/ou por intermédio de qualquer dispositivo de medição de profundidade, adequado. No bloco 1108, o fluido é aquecido por intermédio do aquecedor e, no bloco 1110, a temperatura do fluido é determinada por intermédio do sensor de ternperatura. Uma propriedade térmica (por exemplo, dissipação de 20 energia normalizada, condutância térmica, resistência térmica, etc.) entre o aquecedor e o fluido é determinada (bloco 1112) e, com base na propriedade térmica, uma velocidade do fluido na profundidade é deterrninada (bloco 1114).

[00103] A velocidade do fluido varia como uma função de uma 25 forma (por exemplo, formato) do poço e/ou uma ou mais dimensões (por exemplo, uma área em seção transversal) do poço. Assim, no bloco 1116, um parâmetro do poço (por exemplo, uma seção transversal, a área em seção transversal, uma largura, um . diâmetro, etc.) na profundidade é determinado com base na 30 velocidade. O parâmetro do poço é associado com a profundidade (bloco 1118). Por exemplo, se uma largura do poço for de um pé em mil pés abaixo da superfície, a Iargura de um pé é associada com a profundidade de mil pés. No bloco 1120, o parâmetro associado com a profundidade é registrado. Por exemplo, o parâmetro associado com a profundidade pode ser armazenado em um banco de dados. No bloco 1122, um perfil do poço é gerado com . base no parâmetro. Em alguns exemplos, uma imagem, um mapa, um modelo, um gráfico, um diagrama, uma tabela e/ou qualquer outro 5 perfil do poço é geracío com base no parârnetro associado com a profundidade armazenada no banco de dados e/ou qualquer outra informação. No bloco 1124, a ferramenta de fundo de poço é movida para posicionar o elemento de detecção em outra profundidade no poço, e o método exemplar retorna ao bloco 1106.

10 Assim, a ferramenta de fundo de poço pode ser deslocada por uma porção do poço e usada para determinar um primeiro parâmetro do poço em urna primeira profundidade, um segundo parâmetro do poço em uma segunda profundidade, um terceiro parâmetro do poço em uma terceira profundidade, etc. Como resultado, um perfil da 15 porção do poço através do qual a ferramenta de fundo de poço é atravessada pode ser gerado.

[00104] Embora apenas umas poucas modalidades exemplares tenham sido descritas em detalhes acima, aqueles versados na técnica prontamente considerarão que muitas modificações são possíveis 20 nas modalidades exemplares sem se afastar materialmente dessa revelação. Consequentemente, tais modificações devem ser incluídas no escopo da revelação conforme definido nas reivindicações a seguir. Nas reivindicações, cláusulas de meio- mais-função devem abranger as estruturas ãescritas aqui como 25 realizando a função citada e não apenas equivalentes estruturais, mas também estruturas equivalentes. Assim, ernbora um prego e um parafuso possam não ser equivalentes estruturais em que um prego emprega uma superfície cilíndrica para fixar juntas peças de madeira, enquanto que um parafuso emprega uma 30 superfície helicoidal, no ambiente de fixar peças de madeira, um prego e um parafuso podem ser estruturas equivalentes. A intenção expressa do requerente é a de não invocar 35 U.S.C.

§112, parágrafo 6 para quaisquer limitações de quaisquer das reivindicações aqui apresentadas, exceto aquelas nas quais a reivindicação expressamente utiliza os termos "meios para" em conjunto com uma função associada.

[00105] O Resumo no fim dessa revelação é provido em conformidade com 37 C.F.R. §1.72(b) para permitir que o leitor rapidamente averigúe a natureza da revelação técnica. Ele é submetido com o entendimento de que não será usado para interpretar ou lirnitar cj escopo ou significado das reivindicações.

Claims

- REIVINDICAÇÕES -

1. MÉTODO, caracterizado pelo fato de que compreende: dispor uma ferramenta de fundo de poço em um poço, 5 a ferramenta de fundo de poço incluindo um sensor tendo um aquecedor e um sensor de temperatura; fluir um fluido no poço; determinar uma primeira velocidade do fluido em uma primeira profundidade via o sensor; e determinar um primeiro parâmetro do poço na primeira profundidade com base na primeira velocidade do fluido.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a determinação da primeira velocidade do fluido na primeira profundidade compreende aquecer o fluido e determinar uma temperatura do fluido.

3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que ainda compreende determinar uma propriedade térmica entre o aquecedor e o fluido.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda determinar a primeira profundidade e associar a primeira profundidade com o primeiro parâmetro.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda compreende: mover a ferramenta de fundo de poço para mover o sensor da primeira profundidade para uma segunda profundidade; determinar uma segunda velocidade do fluido na segunda profundidade; determinar um segundo parâmetro do poço na segunda profundidade com base na segunda velocidade do fluido; determinar a segunda profundidade; e associar a segunda profundidade com o segundo parâmetro.

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda compreende gerar um perfil do poço com base no primeiro parâmetro.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro parâmetro é uma seção transversal do poço.