BR112014007245B1

BR112014007245B1 - dispositivos de controle de fluxo do furo do poço compreendendo montagens acopladas regulando o fluxo e métodos para uso destas

Info

Publication number: BR112014007245B1
Application number: BR112014007245-0A
Authority: BR
Inventors: Matthew Earl Franklin; Jean-Marc Lopez
Original assignee: Halliburton Energy Services, Inc.
Priority date: 2011-09-27
Filing date: 2011-09-27
Publication date: 2020-11-17
Also published as: WO2013048370A1; EP2761125A4; EP2761125B1; EP2761125A1; CN103857871B; CA2847678A1; CA2847678C; US8757252B2; SG11201400998RA; CN103857871A; AU2011378270B2; US20130284452A1; BR112014007245A2; BR112014007245B8; AU2011378270A1; WO2013048370A9

Abstract

DISPOSITIVOS DE CONTROLE DE FLUXO DO FURO DO POÇO COMPREENDENDO MONTAGENS ACOPLADAS REGULANDO O FLUXO E MÉTODOS PARA USO DESTAS. Os dispositivos de controle do fluxo do furo do poço podem ser usados em várias operações subterrâneas para regular o acesso de fluidos de formação para o interior de uma tubulação do poço e/ou para limitar o acesso de fluidos indesejáveis da mesma. Acoplamento de conjuntos regulando o fluxo uns aos outros nos dispositivos de controle de fluxo do furo do poço pode resultar em um melhor desempenho operacional na regulação do fluxo de fluido de formação para o interior da tubulação do furo do poço em comparação com o uso dos conjuntos regulando o fluxo em um estado desacoplado. Dispositivos de controle de fluxo do furo do poço podem compreender um conjunto de válvula de gaveta que está em comunicação de fluxo de fluido com um conjunto de restrição de fluxo, em que cada conjunto está localizado na parte externa de uma tubulação do furo do poço e conjunto de restrição de fluxo está em comunicação de fluxo de fluido com o interior da tubulação de furo do poço.

Description

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se, geralmente, aos dispositivos de controle de fluxo do furo do poço e seu uso na produção de um fluido a partir de uma formação subterrânea e, mais especificamente, ao acoplamento de conjuntos de regulação do fluxo para um melhor controle de acesso do fluido para o interior de uma tubulação do furo de poço.

[002] Muitas vezes pode ser benéfico para regular o fluxo de fluidos de formação dentro de um furo do poço penetrando uma formação subterrânea. A variedade de razões ou propósitos pode exigir tal regulamento, incluindo, por exemplo, a prevenção de água e/ou barreira de gás, minimizando água e/ou produção de gás, minimizando a produção de areia, maximizando a produção de petróleo, equilibrando a produção de várias zonas subterrâneas, igualando a pressão entre as várias zonas subterrâneas, e/ou similares.

[003] Um número de aparelhos e estruturas está disponíveis para regular o fluxo de fluidos no interior de um furo de poço. Alguns desses aparelhos e estruturas são não discriminantes para diferentes tipos de fluidos de formação e podem simplesmente funcionar como um "guardião" para regular o acesso ao interior de uma tubulação do furo do poço, tal como uma coluna do poço. Tais aparelhos e estruturas guardiães podem ser simples em válvulas liga/desliga, ou eles podem ser medidos para regular o fluxo de fluido ao longo do final de uma sequência continua de taxas de fluxos. Outros tipos de aparelhos e de estruturas para regular o fluxo de fluidos de formação podem atingir, pelo menos, algum grau de discriminação entre diferentes tipos de fluidos de formação. Aparelhos e estruturas que podem alcançar pelo menos algum nivel de discriminação entre diferentes tipos de fluidos de formação podem incluir, por exemplo, limitadores de fluxo tubulares, dispositivos de controle de entrada de fluxos autônomos, dispositivos de controle de entrada de fluxos não autônomos, orificios, bicos, rotas tortuosas, e similares. Dispositivos autônomos de controle de entrada podem, particularmente, ser vantajosos em operações subterrâneas, uma vez que eles podem regular automaticamente o fluxo de fluido sem a necessidade de um controle do operador devido ao seu projeto. Neste sentido, os dispositivos de controle de entrada de fluxo autônomos podem ser projetados de tal modo que eles proporcionam uma maior resistência ao fluxo de fluidos indesejáveis (por exemplo, gás e/ou água) do que o fazem os fluidos desejados (por exemplo, óleo), particularmente, à medida que a percentagem dos fluidos indesejáveis aumenta. Certos números de projetos de dispositivo de controle de entrada de fluxo autónomo que são adequados para uso em operações subterrâneas são conhecidos na técnica.

[004] Embora os aparelhos e as estruturas descritas acima possam ser desejavelmente usados para regular o fluxo de fluidos no interior de um furo do poço, pode haver certas dificuldades encontradas ao fazer isso. No caso de válvulas de ligar/desligar ou válvulas de medição, quantidades significativas de fluidos indesejados pode entrar na tubulação do furo do poço. Se a produção de fluidos indesejáveis se torna demasiadamente grande, esta pode, por vezes, necessitar de fechamento da válvula para interromper a produção a partir da zona subterrânea, em que a válvula está localizada. No caso dos aparelhos e estruturas que podem discriminar entre os vários tipos de formação (por exemplo, dispositivos de controle de entrada de fluxo autônomos), os projetos dos aparelhos e estruturas pode ser tal que, se forem expostos a tipos particulares de fluidos de formação ou matéria particulada (por exemplo, areia), eles podem tornar-se ligados ou despertar tal que já não funcionam como esperado. A ligação do aparelho ou estrutura pode resultar na produção incompleta de uma zona subterrânea. Similarmente, se o aparelho ou a estrutura ficar danificado de alguma maneira, por vezes, pode permitir um maior acesso dos fluidos indesejados para o interior da tubulação do furo do poço que se destina.

[005] Embora o orificio de saida de um dispositivo de controle de entrada de fluxo possa ser bloqueada intencionalmente para cortar o fluxo de fluido a partir do dispositivo, essa ação, na maioria das vezes, tem sido realizada com uma estrutura adicionada quer no interior da tubulação do furo do poço ou disposta entre o dispositivo de controle de entrada de fluxo e o exterior da tubulação do furo do poço. Em ambos os casos, a redução do volume de acompanhamento pode ser prejudicial para as taxas de produção. Além disso, tal regulamentação a jusante do dispositivo de controle de fluxo fornece um mecanismo pelo qual o dispositivo pode ser protegido de condições potencialmente prejudiciais.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[006] A presente invenção refere-se, geralmente, aos dispositivos de controle de fluxo do furo do poço e seu uso na produção de um fluido a partir de uma formação subterrânea e, mais especificamente, para o acoplamento de conjuntos de regulação do fluxo para um melhor controle do acesso do fluido para o interior de uma tubulação de poço.

[007] Em algumas modalidades, a presente invenção proporciona um dispositivo de controle de fluxo do furo do poço compreendendo: um conjunto de válvula de gaveta que está em comunicação de fluxo de fluido com um conjunto de restrição de fluxo, cada conjunto estando localizado no exterior de uma tubulação do furo do poço; em que o conjunto de fluxo de restrição está em comunicação de fluxo de fluido com o interior da tubulação do furo do poço.

[008] Em algumas modalidades, a presente invenção proporciona um dispositivo de controle de fluxo do furo do poço compreendendo: um conjunto de luva deslizante que está em comunicação de fluxo de fluido com uma primeira rota de fluxo a montante do conjunto de luva deslizante, o conjunto de luva deslizante e a primeira rota de fluxo de fluido estando localizados no exterior de uma tubulação do furo do poço; e um conjunto de restrição de fluxo que está em comunicação de fluxo de fluidos com o conjunto de luva deslizante através de uma segunda rota de fluxo, o conjunto de restrição de fluxo e a segunda rota de fluxo estando localizada na parte externa da tubulação do furo do poço; em que o conjunto de restrição do fluxo de montagem está em comunicação de fluxo de fluido com o interior da tubulação do furo do poço.

[009] Em algumas modalidades, a presente invenção proporciona um método compreendendo: instalar uma tubulação de furo do poço em um poço incompleto; em que a tubulação do furo do poço compreende pelo menos um dispositivo de controle do fluxo do furo do poço no seu exterior, cada dispositivo de controle de fluxo do furo do poço compreendendo um conjunto de luva de deslizante que está em comunicação de fluxo de fluido com um conjunto de restrição de fluxo, e o conjunto de restrição do fluxo estando em comunicação de fluxo de fluido com o interior da tubulação do furo do poço.

[010] As características e vantagens da presente invenção serão facilmente aparentes para um perito na técnica quando da leitura da descrição das modalidades preferidas que seguem.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[011] As figuras seguintes estão incluídas para ilustrar certos aspectos da presente invenção, e não devem ser vistas como modalidades exclusivas ou preferidas. O assunto descrito é capaz de consideráveis modificações, alterações e equivalentes na forma e na função, tal como irá ocorrer para um perito na técnica e tendo o beneficio desta descrição.

[012] A Figura 1 mostra uma representação esquemática em corte transversal parcial do furo do poço, em que os dispositivos de controle de fluxo do furo do poço da presente divulgação podem ser usados;

[013] As Figuras 2A e 2B mostram uma representação esquemática em corte transversal de um dispositivo de controle de fluxo do furo do poço ilustrativo de acordo com a presente divulgação;

[014] A Figura 2C mostra uma ampliação do conjunto de luva de deslizante do dispositivo de controle de fluxo do furo do poço quando o conjunto de luva de deslizante está na posição de fechado;

[015] A Figura 2D mostra uma ampliação do conjunto de luva de deslizante do dispositivo de controle de fluxo do furo do poço, quando o conjunto de luva de deslizante está na a posição aberta; e

[016] As Figuras 3A - 3C mostram esquemas em vista expandida de um conjunto de luva de deslizante em três posições ilustrativas em um dispositivo de controle de fluxo do furo do poço da presente descrição, onde o conjunto de luva de deslizante pode bloquear o fluxo de fluido (Figura 3A), o fluxo de fluido direto para um restritor de fluxo (Figura 3B) , ou fluxo de fluido direto diretamente para o interior de uma tubulação de poço (Figura 3C) .

DESCRIÇÃO DETALHADA

[017] A presente invenção refere-se, geralmente, aos dispositivos de controle de fluxo do furo do poço e seu uso na produção de um fluido a partir de uma formação subterrânea e, mais especificamente, para o acoplamento de conjuntos de regulação de fluxo para o controle melhorado de acesso de fluidos para o interior de uma tubulação do furo do poço.

[018] Embora o uso de aparelhos e estruturas para regular o fluxo de fluido dentro de um furo de poço possa ser vantajoso para as operações de produção, particularmente, para regular o acesso de fluidos de formação para o interior de uma tubulação do furo do poço, pode haver certas dificuldades do processo encontradas quando da realização, incluindo aqueles descritos acima. Os dispositivos de controle de fluxo do furo do poço e métodos associados aqui descritos podem vantajosamente resolver algumas dessas dificuldades de processo de modo a melhor regular o fluxo de fluido dentro de um furo de poço. Usando os presentes dispositivos de controle de fluxo do furo do poço, a produção mais eficiente de fluidos desejados a partir de uma formação subterrânea pode ser realizada.

[019] Nas várias modalidades aqui descritas, dois conjuntos que são comumente usados para a regulação do fluxo de fluido dentro de um furo do poço podem ser colocados em comunicação de fluxo de fluido uns com os outros, em contraste ao seu uso mais comum sozinho ou independentemente de outro sem comunicação de fluxo de fluido existente entre os mesmos. O acoplamento dos conjuntos juntos dessa maneira pode regular melhor o fluxo de fluidos no interior da tubulação do furo do poço, particularmente, um fluido de formação durante a produção. Como usado na descrição que se segue, o termo "acoplado" irá ser usado como sinônimo do termo "em comunicação de fluxo de fluido uns com os outros" para indicar uma ligação dessa maneira entre dois conjuntos de controle de fluxo do furo do poço. O uso do termo "acoplado" não implica necessariamente que um acoplamento direto existe entre os dois conjuntos, nem é um acoplamento direto impedido. Em vez disso, o uso desse termo indica que os conjuntos são configurados de tal modo que o fluido pode fluir entre os mesmos.

[020] Especificamente, descobriu-se que o acoplamento de um conjunto de válvula de gaveta (por exemplo, um conjunto de luva deslizante) para um conjunto de restrição de fluxo (por exemplo, um dispositivo de controle de entrada de fluxo autônomo) pode resultar em um melhor controle do fluxo de fluido dentro de um furo de poço. A combinação de um conjunto de válvula de gaveta e um conjunto de fluxo de restrição, como descrito nas presentes modalidades pode proporcionar vantagens particulares que nem o conjunto pode proporcionar quando usado isoladamente ou individualmente em um estado desacoplado. Regulação do fluxo de fluido de um dispositivo de controle de entrada de fluxo autônomo ou conjunto restringindo fluxo similar que ocorre antes que o fluido entre, o conjunto permitiria que o fluxo de fluido através do conjunto seja regulado sem uma redução do volume ocorrendo, simultaneamente, reduzindo o risco de danos para o conjunto. Acreditamos que não houve reconhecimento na técnica de como regular satisfatoriamente o fluxo de fluido final a partir de um dispositivo de controle de entrada de fluxo autônomo, em particular, desta maneira usando as técnicas descritas nas presentes modalidades.

[021] Além disso, às vantagens precedentes que podem ser realizadas por acoplar um conjunto de válvula gaveta para um conjunto com restrição de fluxo, o conjunto da válvula gaveta pode ser adicionalmente configurado para desviar o conjunto de restrição de fluxo por completo, se o conjunto de restrição de fluxo torna-se conectado, danificado ou, de outra forma, inoperável. Similarmente, o conjunto de restrição de fluxo também pode ser desviado se não houver necessidade de restringir seletivamente o fluxo de fluido no interior da tubulação do furo do poço (por exemplo, se uma quantidade significativa de um fluido indesejado não esteja presente). Especificamente, o conjunto de válvula de gaveta pode ser configurado de tal modo que está em comunicação com o fluido tanto no interior da tubulação do furo do poço e conjunto de restrição de fluxo, mas não os dois ao mesmo tempo. Ao configurar o conjunto de válvula de gaveta, desse modo, o conjunto de restrição de fluxo pode ser desviado de modo que a produção a partir do furo do poço possa continuar, mesmo se o conjunto de fluxo de restrição falhe. Embora desviar o conjunto de fluxo de restrição possa, em alguns casos, resultar na produção de um fluido indesejado do furo do poço, esse resultado pode ser mais desejável do que interromper a produção completamente devido a um conjunto de restrição de fluxo ter falhado.

[022] Em algumas modalidades, os dispositivos de controle de fluxo do furo do poço aqui descritos podem compreender um conjunto de válvula de gaveta que está em comunicação de fluxo de fluido com um conjunto de restrição de fluxo, onde cada conjunto está localizado na parte externa de uma tubulação do furo do poço e o conjunto de restrição do fluxo está em comunicação com o fluxo de fluido com o interior da tubulação do furo do poço. Como usado aqui, o termo "conjunto de válvula de gaveta" refere- se a uma válvula de ligar/desligar ou válvula de medição que não limita seletivamente a taxa de passagem de todos os tipos de fluidos através desta.

[023] Em algumas modalidades, o conjunto de válvula de gaveta pode ser um conjunto de luva deslizante. Os conjuntos ilustrativos de luva deslizante estão descritos nos Pedidos de Patentes Americanos 12/378.932; 12/566.467 e 12/617.405 de propriedade comum, cada um dos quais é aqui incorporado por referência na sua totalidade. Conjuntos de luva deslizante são bem conhecidos na técnica e não serão aqui descrito adiante.

[024] O projeto do conjunto com restrição de fluxo não é, particularmente, limitado. Em geral, o conjunto de restrição de fluxo pode ser de qualquer estrutura que limita a taxa de passagem de fluido através de uma rota do fluxo do fluido. Em algumas modalidades, o conjunto de fluxo de restrição pode ser não seletivo, de modo que limite a taxa de passagem de todos os tipos de fluidos, embora não necessariamente iguais. Em outras modalidades, o conjunto de restrição de fluxo pode ser seletivo, tal que limita a taxa de passagem de certos fluidos mais do que a taxa de passagem de outros fluidos. Em várias modalidades, o conjunto de restrição de fluxo pode regular o fluxo de fluido seletivamente ou não seletivamente em resposta à velocidade do fluido, viscosidade e/ou densidade quando um ou mais dos valores ultrapassarem ou cairem abaixo de um determinado nivel. O projeto do conjunto de restrição de fluxo pode determinar o(s) valor (es) em que o conjunto começa a regular o fluxo de fluido através dele ou os valores em que o fluxo do fluido se torna seletivo.

[025] Os conjuntos adequados de restrição do fluxo podem incluir, por exemplo, dispositivos autônomos de controle de entrada de fluxo, dispositivos não autônomos de controle de entrada do fluxo, canais de volume reduzido ou tubulação, bicos, orificios, qualquer combinação dos mesmos, e similares. Em algumas modalidades, o conjunto de restrição de fluxo pode compreender uma rota tortuosa de tal modo que uma passagem do fluido através do mesmo é impedida no seu progresso. Em algumas modalidades, o conjunto de restrição de fluxo pode induzir o movimento de rotação no fluido de modo a impedir o seu progresso. Os conjuntos ilustrativos de restrição de fluxo que induzem um movimento de rotação no fluido podem incluir, mas não estão limitados a, aqueles descritos nos Pedidos de Patentes Americanos 12/635.612; 12/700.685; 12/792.117; 12/791.993; 12/792.146; e 12/869.836 designados comumente, cada um dos quais é aqui incorporado por referência na sua totalidade.

[026] Em algumas modalidades, os dispositivos de controle de fluxo do poço podem ainda compreender um alojamento para o conjunto da válvula de gaveta, e o conjunto de restrição de fluxo. Em algumas modalidades, o alojamento pode ser acoplado operacionalmente para a tubulação do furo do poço, por exemplo, para a parte externa da tubulação de furo do poço. Como usado aqui, o termo "operativamente acoplado" é usado para designar uma conexão fisica entre o alojamento e a tubulação do furo do poço. No entanto, o uso do termo "acoplado operativamente" não implica qualquer tipo particular de conexão ou a força de conexão entre as mesmas. Em algumas modalidades, o alojamento pode ainda compreender várias rotas de fluxo, tal como descrito em maiores detalhes a seguir.

[027] Em algumas modalidades, os dispositivos de controle de fluxo do furo do poço pode ainda compreender uma peneira no poço que está em comunicação de fluxo de fluido com o conjunto da válvula de gaveta através de uma rota de fluxo que está a montante do conjunto de válvula de gaveta. Peneiras ilustrativas de poços são bem conhecidas de quem tem habilidade na técnica e podem incluir, por exemplo, peneiras de poços embrulhadas por arames, peneiras de poços sinterizadas, peneiras de poços expandidas, peneiras de poços pré-embaladas, peneiras de poços de malha de arame, e similares. Os componentes adicionais, tais como, por exemplo, envoltórios, tubos de desvio, linhas, sensores, instrumentação e similares podem ser usados em combinação com a peneira do poço, se desejado. Em algumas modalidades, a peneira também pode ser uma peneira de controle de areia, o que pode proteger o conjunto de válvula de gaveta e o conjunto de restrição de fluxo, bem como de limitar a produção de areia a partir de uma formação subterrânea.

[028] Em algumas modalidades, o interior da rota de fluxo entre a peneira de poço e o conjunto de válvula de gaveta pode ser definido, pelo menos em parte, por pelo menos uma tubulação do furo do poço e/ou o alojamento para a montagem de válvula de gaveta e o conjunto de restrição do fluxo. Em algumas modalidades, esta rota de fluxo pode ser definida por tubulação perfurada no exterior da tubulação do furo do poço. Em algumas modalidades, a parte externa da rota de fluxo entre a peneira do poço e o conjunto de válvula de gaveta pode ser definida, pelo menos em parte, por um envoltório que contém uma vedação substancialmente impermeável à areia e conecta a peneira do poço ao alojamento. Consequentemente, em algumas modalidades, os fluidos podem passar através da peneira do poço nesta rota de fluxo e ser transportada para o conjunto da válvula de gaveta.

[029] Em algumas modalidades, o conjunto da válvula de gaveta e o conjunto de restrição de fluxo podem estar em comunicação de fluxo de fluido uns com os outros através de uma passagem de fluxo que é separada a partir da rota de fluxo que conecta a peneira do poço e o conjunto de válvula de gaveta. Quando aberto, o conjunto da válvula de gaveta pode conectar as duas rotas de fluxo e permitir que um fluido flua através do mesmo. Ou seja, o conjunto da válvula de gaveta, quando aberta, pode fazer a ponte entre as rotas de fluxo. Portanto, o conjunto de válvula de gaveta pode ser usado para regular o fluxo de um fluido ao conjunto de restrição de fluxo.

[030] Em algumas modalidades, o conjunto de válvula de gaveta pode ser ainda configurado para desviar o fluxo de fluido para fora a partir do conjunto de restrição do fluxo e diretamente no interior da tubulação de do furo do poço. Ou seja, o conjunto da válvula de gaveta pode ser, pelo menos, um controlador de fluxo de três posições, em tais modalidades. Como descrito anteriormente, a configuração adicional do conjunto da válvula da gaveta para direcionar o fluxo de fluido para fora a partir do conjunto de restrição de fluxo pode ser vantajoso, se o conjunto de fluxo de restrição necessita ser desviado por qualquer razão. Em algumas modalidades, uma posição de operação normal do conjunto de válvula de gaveta durante a produção poderia ser de tal forma que uma rota de fluxo entre o conjunto da válvula de gaveta e o conjunto de restrição de fluxo está aberta, e uma rota de fluxo entre o conjunto de válvula de gaveta e o interior da tubulação do furo do poço é fechado. Se o conjunto de restrição de fluxo precisa ser desviado e é ainda desejável a produção de um fluido a partir da zona subterrânea, em que o dispositivo de controle de fluxo do furo do poço está localizado, o conjunto de válvula de gaveta pode ser movido a partir da sua posição normal de operação para outra posição de operação que ainda permite a produção ocorrer. Especificamente, em algumas modalidades, o conjunto de válvula de gaveta pode ser movido de tal modo que uma rota de fluxo entre o conjunto de válvula de gaveta e o interior da tubulação do furo do poço é aberto e uma rota de fluxo entre o conjunto da válvula da gaveta e o conjunto de restrição de fluxo está fechado.

[031] Em algumas modalidades, os dispositivos de controle de fluxo do furo do poço aqui descritos podem estender-se pelo menos parcialmente circunferencialmente em torno do exterior da tubulação do furo poço. Em algumas modalidades, apenas uma porção da circunferência da tubulação do furo do poço pode ser coberto com os dispositivos de controle de fluxo do furo do poço, enquanto, em outras modalidades, os dispositivos de controle de fluxo do furo do poço podem estender sobre toda a circunferência. O número de dispositivos de controle de fluxo do furo do poço estendendo pelo menos parcialmente em torno da circunferência da tubulação do furo do poço não é, particularmente, limitada, e é tipicamente um ou mais de uma determinada seção circunferencial da tubulação do furo do poço. Em algumas modalidades, entre cerca de 2 e cerca de 20 dispositivos de controle de fluxo do furo do poço pode estender-se pelo menos parcialmente perifericamente em torno de uma determinada seção do tubulação do furo do poço. Como um perito na técnica reconhecerá, através do aumento do número de dispositivos de controle de fluxo do furo do poço que se estende, pelo menos parcialmente, circunferencialmente em torno da parte externa da tubulação do furo do poço, a quantidade de fluido sendo transportado para o interior da tubulação do poço pode ser aumentada, aumentando, assim, a taxa de produção.

[032] Em modalidades alternativas, os dispositivos de controle de fluxo do poço aqui descritos podem ser alojados na parede exterior da tubulação do furo do poço, em vez de se estender pelo menos parcialmente em torno da circunferência da tubulação do furo do poço na sua parte externa. Ou seja, em vez dos dispositivos de controle de fluxo do furo do poço sendo contidos dentro de um alojamento que se estende ao longo da tubulação do furo do poço, a tubulação do furo do poço pode ser configurada para armazenar diretamente os dispositivos de controle de fluxo do furo do poço. Um perito na técnica reconhecerá que as modalidades aqui descritas podem ser facilmente modificadas para acomodar os dispositivos de controle de fluxo do furo do poço dentro da parede exterior da tubulação do furo do poço, enquanto mantendo a comunicação de fluxo de fluido com o interior da tubulação do furo do poço. Tais modificações estarão dentro das capacidades de um perito na técnica. Nas modalidades em que os dispositivos de controle de fluxo do furo do poço estão alojados na parede externa da tubulação do furo do poço, os dispositivos de controle de fluxo do furo do poço podem estender novamente, parcialmente ou completamente em torno da circunferência da tubulação do furo do poço.

[033] Ainda, deve ser reconhecido que a orientação dos dispositivos de controle de fluxo do furo do poço não é, particularmente, limitada. Em algumas modalidades, os dispositivos de controle de fluxo do furo do poço podem ser orientados de modo substancialmente paralelo ao eixo da tubulação do furo do poço. Em outras modalidades, os dispositivos de controle de fluxo do furo do poço podem ser orientados substancialmente perpendiculares ao eixo da tubulação do furo do poço. Isto é, a rota de fluxo estabelecida por dispositivos de controle de fluxo do furo do poço pode ser substancialmente paralela ou substancialmente perpendicular à tubulação do furo do poço em várias modalidades. Por isso, as modalidades descritas e representadas a seguir, em que os dispositivos de controle de fluxo do furo do poço são substancialmente paralelos ao eixo da tubulação do furo do poço não devem ser consideradas como limitante.

[034] Em algumas modalidades, os dispositivos de controle de fluxo do furo do poço aqui descritos podem compreender um conjunto de luva deslizante que está em comunicação de fluxo de fluidos com uma rota de fluxo que está a montante do conjunto de luva deslizante, onde o conjunto de luva deslizante e a rota de fluxo de fluido estão localizados no exterior de uma tubulação do furo do poço, e um conjunto de restrição de fluxo que está em comunicação de fluxo de fluidos com o conjunto de luva deslizante através de outra rota de fluxo, onde o conjunto de restrição de fluxo e a rota de fluxo estão localizados na parte externa da tubulação do furo do poço, e onde o conjunto de restrição de fluxo está em comunicação de fluido com o interior da tubulação do furo do poço.

[035] As modalidades do dispositivo de controle de fluxo do furo do poço aqui definidas irão agora ser descritas com referência aos desenhos. A Figura 1 mostra uma representação esquemática em corte transversal parcial do furo do poço, em que os dispositivos de controle de fluxo do furo do poço, da presente divulgação, podem ser usados. Como mostrado na Figura 1, o poço 10 contém o furo do poço 12 tendo, geralmente, seção vertical não revestida 14, estendendo-se a partir da seção revestida 16, e geralmente seção não revestida horizontal 18 estendendo-se através da formação subterrânea 20. A tubulação do furo do poço 22 estende-se através do furo de poço 12, onde a tubulação do furo do poço 22 pode ser qualquer canal de fluido que permite que os fluidos sejam transportados para e a partir do furo do poço 12. Em algumas modalidades, a tubulação do furo do poço 22 pode ser uma coluna tubular, tal como uma coluna da tubulação de produção.

[036] Continuando com a Figura 1, múltiplas peneiras do poço 24, cada uma em comunicação de fluxo de fluido com o dispositivo de controle de fluxo do furo do poço 25, pode estar ligada à tubulação do furo do poço 22. Embaladores 26 podem selar espaço anular 28 definidos pela tubulação do furo do poço 22 e a superfície interna da seção horizontal não revestida 18. Embaladores 26 podem proporcionar isolamento zonal de várias zonas subterrâneas penetradas pela tubulação do furo do poço 22, permitindo assim que os fluidos 30 devam ser produzidos a partir de algumas ou de todas as zonas de formação subterrânea 20. Peneiras do poço 2 4 podem filtrar fluidos 30 à medida que eles se movem em direção ao interior da tubulação do poço 22. Cada dispositivo de controle de fluxo do furo do poço 25 pode regular o acesso de fluidos 30 para o interior da tubulação do furo do poço 22 e/ou restringir o fluxo de certos tipos de fluidos 30 com base em certas características dos mesmos.

[037] É para ser notado que os dispositivos de controle de fluxo do furo do poço aqui descritos não se limitam à configuração apresentada na Figura 1, a qual foi apresentada apenas para fins de ilustração. Por exemplo, o tipo de furo do poço, em que os presentes dispositivos de controle de fluxo do furo do poço podem ser usados não é, particularmente, limitado, e não é necessário que o furo do poço 12 contenha ou seção vertical não revestida 14 ou seção não revestida horizontal 18. Além disso, qualquer seção do furo do poço 12 pode ser revestida ou não revestida, e a tubulação do furo do poço 22 pode ser colocada em qualquer ponto do poço encamisado ou não revestido. Ainda adicionalmente, os dispositivos de controle de fluxo do furo do poço podem ser usados em um furo do poço contendo uma embalagem de cascalho, se desejado.

[038] Além disso, não é necessariamente o caso em que os fluidos 30 são apenas produzidos a partir de formação subterrânea 20, uma vez que os fluidos podem ser injetados em formação subterrânea 20 e produzidos a partir deles, em algumas modalidades. Além disso, os vários elementos acoplados à tubulação do furo do poço 22 que são apresentados na Figura 1 são opcionais, e não podem necessariamente ser usados em cada zona subterrânea. Em algumas modalidades, contudo, os vários elementos acoplados à tubulação do furo do poço 22 podem ser duplicados em cada zona subterrânea. Ainda adicionalmente, o isolamento zonal usando embaladores 26 não precisa necessariamente ser realizado, ou outros tipos de técnicas familiares de isolamento zonal para um perito na técnica pode ser usado.

[039] Em várias modalidades não limitativas, os presentes dispositivos de controle de fluxo do furo do poço podem ser usados para impedir que a barreira de água ou barreira de gás de formação subterrânea 20. Em algumas modalidades, os presentes dispositivos de controle de fluxo do furo do poço podem ser usados para equalizer a pressão e balancear a produção entre a inclinação 10 e a ponta 11 do furo do poço 12. Em outras modalidades, os presentes dispositivos de controle de fluxo do furo do poço podem ser usados para minimizar a produção de fluidos indesejados e maximizar a produção dos fluidos desejados. É também reconhecido que os dispositivos de controle de fluxo do furo do poço podem ser usados para operações de injeção, assim como para realizar as vantagens similares para aqueles descritos acima.

[040] Se um fluido é um fluido desejado ou um fluido indesejado, geralmente, será determinado pela natureza da operação subterrânea sendo conduzida. Por exemplo, se o objetivo de uma operação subterrânea é para produzir óleo, mas não gás natural ou água, o óleo pode ser considerado como um fluido desejado e o gás natural e a água pode ser considerada fluidos indesejados. Similarmente, em algumas modalidades, o gás pode ser um fluido desejado, e a água pode ser um fluido indesejável. Deve ser notado que as temperaturas e pressões dos poços, o gás natural pode ser, pelo menos, parcialmente liquefeito, e nas descrições aqui apresentadas, os termos "gás natural" ou mais simplesmente "gás" irá se referir a um hidrocarboneto gasoso (por exemplo, metano) que está normalmente na fase gasosa em pressão atmosférica e temperatura ambiente.

[041] As Figuras 2A e 2B mostram uma representação esquemática em corte transversal de um dispositivo de controlo de fluxo do furo do poço ilustrativo 40 de acordo com a presente divulgação, onde o conjunto de válvula de gaveta está na posição fechada na Figura 2A e na posição aberta na Figura 2B. Na modalidade mostrada nas Figuras 2A e 2B, o conjunto da válvula de gaveta é um conjunto de luva deslizante. É para ser reconhecido em vista da descrição fornecida acima que um conjunto de luva de deslizante deve ser considerado um conjunto de válvula de gaveta ilustrativa, e qualquer estrutura capaz de direcionar similarmente o fluxo de fluido para o conjunto de restrição de fluxo, e, opcionalmente, o interior da tubulação do furo do poço pode ser usado dentro do escopo e do âmbito da presente descrição. Assim, qualquer modalidade especificamente aqui descrita usando um conjunto de luva deslizante pode ser praticada de forma semelhante com um tipo diferente do conjunto de válvula de gaveta.

[042] Como mostrado nas Figuras 2A e 2B, a tubulação do furo do poço 50 está operativamente acoplada ao alojamento 51, o qual contém o conjunto de luva deslizante 60 e conjunto de restrição do fluxo 70 que estão em comunicação de fluxo de fluido uns com os outros por meio da rota de fluxo 75. O dispositivo de controle de fluxo de furo do fluxo 40 contém ainda peneira de controle de areia 52, a qual está em comunicação de fluxo de fluido com conjunto de luva deslizante 60 por rota de fluxo 80. Como mostrado nas Figuras 2A e 2B, a superficie na parte interna da rota de fluxo 80 está parcialmente definida por uma tubulação do furo do poço 50, alojamento 51 e envoltório 53, o qual pode inibir ainda mais a entrada de areia e outros detritos na rota do fluxo 80.

[043] Como mostrado nas Figuras 2A e 2C, quando o conjunto de luva deslizante 60 está na posição fechada, um fluido movendo-se através da rota de fluxo 80 é impedido de alcançar o conjunto de restrição fluxo 70, uma vez que o acesso à rota de fluxo 75 está bloqueado. A Figura 2C mostra uma ampliação de conjunto da luva deslizante 60 do dispositivo de controle de fluxo do furo do poço 40 quando o conjunto de luva deslizante está na posição fechada, e a Figura 2D mostra uma ampliação do conjunto de luva deslizante 60 de dispositivo de controle de fluxo do furo do poço 4 0 quando o conjunto de luva deslizante está na posição aberta. Como mostrado na Figura 2C, quando o conjunto de luva deslizante 60 está fechado, a saida 81 da rota de fluxo 80 está bloqueada por conjunto de luva deslizante 60, e o fluido pode progredir não mais através do dispositivo de controle de fluxo do furo do poço 40. Em contraste, como mostrado na Figura 2D, ao conjunto de luva deslizante 60 é aberto, a saida 81 da rota de fluxo 80 não está mais bloqueada, e o fluido pode fluir ao longo do conjunto de luva deslizante 60 para a entrada 76 de rota de fluxo 75. Ou seja, o conjunto de luva deslizante 60 estabelece uma rota de fluxo entre a saida 81 e a entrada 76.

[044] Ao entrar na rota de fluxo 75, o fluido pode, em seguida, progredir através do conjunto de restrição de fluxo 7 0 antes de entrar no interior da tubulação do furo do poço 50 através do furo 90, o qual está em comunicação de fluxo de fluidos com o conjunto de restrição de fluxo 70. Como descrito anteriormente, o conjunto de restrição do fluxo 7 0 pode ser configurado de tal modo que restringe seletivamente o acesso de fluidos desejados para o interior da tubulação do furo do poço 50 a fim de facilitar a produção de fluidos desejados. Em algumas modificações, o conjunto de restrição de fluxo 70 pode ser um dispositivo de controle de entrada de fluxo autônomo.

[045] Em algumas modalidades, conjunto de luva deslizante 60 das Figuras 2A - 2D pode ser ainda configurado para desviar o fluxo de fluido para fora do conjunto de restrição de fluxo 70 e diretamente no interior da tubulação do furo do poço 50. Conforme apresentado nas Figuras 2A - 2D, o conjunto de luva deslizante 60 tem duas posições, onde o conjunto é ou aberto ou fechado. Em algumas modalidades, um conjunto de luva deslizante pode ser configurado para desviar o fluxo de fluido também para o conjunto de restrição de fluxo 70 ou o interior da tubulação do furo do poço 50, tornando a luva deslizante pelo menos uma luva deslizante com três posições. As Figuras 3A - 3C mostram vista esquemáticas expandidas de um conjunto de luva deslizante com três posições ilustrativas em um dispositivo de controle de fluxo do furo do poço da presente divulgação, onde o conjunto pode bloquear o fluxo de fluido (Figura 3A) , o fluxo de fluido direto para o conjunto de restrição do fluxo 70 (Figura 3B), ou fluxo de fluido direto diretamente para o interior da tubulação do furo do poço 50 (Figura 3C).

[046] Referindo agora a Figura 3A, o conjunto de luva deslizante 60 pode estar fechado quando ele está localizado em uma primeira posição na qual nenhuma das entradas 61 ou 63 em conjunto da luva deslizante 60 alinha com a saida 81 da rota de fluxo 80. Assim, quando o conjunto da luva deslizante 60 está na primeira posição, o fluxo de fluido é bloqueado pelo conjunto.

[047] Referindo agora a Figura 3B, o conjunto de luva deslizante 60 pode ser localizado em uma segunda posição na qual se dirige o fluxo de fluido para conjunto de restrição de fluxo 70 (não mostrado), mas não para a parte interna da tubulação do furo do poço 50. Quando o conjunto de luva deslizante 60 está localizado na segunda posição, a entrada 61 no conjunto de luva deslizante 60 alinha com a saida 81 da rota de fluxo 80, e a saida 64 alinhada com uma entrada 76 na rota de fluxo 75 para permitir um fluido para fluir entre os mesmos. De rota de fluxo 75, um fluido pode progredir para restringir o conjunto de fluxo 70. Como mostrado na Figura 3B, quando o fluxo de fluido ocorre na entrada 7 6, a saida 62 no conjunto de luva deslizante 60 não está alinhada com a entrada 91 na tubulação do furo do poço 50, de tal modo que o fluido não flui para o interior da tubulação do furo do poço 50.

[048] Referindo-nos agora à Figura 3C, o conjunto de luva deslizante 60 pode estar localizado em uma terceira posição na qual se direciona o fluxo de fluido para o interior da tubulação do furo do poço 50, mas não faz fluxo de fluido direto para o conjunto de restrição do fluido 70 (não mostrado) . Quando o conjunto de luva deslizante 60 está localizado na terceira posição, a entrada 63 no conjunto de luva deslizante 60 alinha com a saida 81 da rota de fluxo 80 e saida 62 no conjunto de luva deslizante 60 alinha com entrada 91 na tubulação do furo do poço 50 para permitir um fluido para fluir para o interior da tubulação do furo do poço 50. Assim, quando conjunto de luva deslizante 60 está na terceira posição, conjunto de restrição de fluxo 70 pode ser desviado ao acessar o interior da tubulação do furo do poço 50.

[049] Em algumas modalidades, os dispositivos de controle de fluxo do furo do poço aqui descritos podem ser usados em diversas operações subterrâneas, em particular, para a produção de um fluido a partir de uma formação subterrânea. Em particular, os dispositivos de controle de fluxo do furo do poço podem ser usados durante a produção de um fluido de formação a partir de uma formação subterrânea.

[050] Em algumas modalidades, os métodos para usar os dispositivos de controle de fluxo do furo do poço podem compreender: instalar em um furo do poço incompleto uma tubulação do furo do poço que compreende pelo menos um dispositivo de controle de fluxo do furo do poço, onde cada dispositivo de controle de fluxo do furo do poço compreende um conjunto de luva deslizante que está em comunicação com fluxo de fluido com um conjunto de restrição de fluxo e cada conjunto está localizado na parte externa da tubulação do furo do poço, e onde o conjunto de restrição de fluxo está em comunicação de fluxo de fluido com a parte interna da tubulação do furo do poço.

[051] Em algumas modalidades, os presentes dispositivos de controle de fluxo do furo do poço podem ser usados para controlar a produção de várias zonas subterrâneas em que os dispositivos de controle de fluxo do poço são implantados. Em algumas modalidades, os presentes métodos podem ainda compreender a abertura do conjunto de luva deslizante de pelo menos alguns dos dispositivos de controle de fluxo do furo do poço de modo a que um fluido de formação possa fluir através de cada um dos conjuntos de restrição de fluxo que está em comunicação de fluxo de fluido com cada abertura do conjunto de luva deslizante. Esse procedimento pode permitir o acesso do fluido de formação para a parte interna da tubulação do furo do poço de modo a que a produção pode ocorrer da mesma. Em algumas modalidades, os presentes métodos podem ainda compreender a produção de um fluido de formação da tubulação do furo do poço.

[052] Em algumas modalidades, os presentes métodos podem ainda compreender fechar o conjunto de luva deslizante de pelo menos alguns dos dispositivos de controle de fluxo do furo do poço a fim de isolar uma zona subterrânea. Em algumas modalidades, os métodos podem ainda compreender abrir o conjunto de luva deslizante dos dispositivos de controle de fluxo do furo do poço em pelo menos algumas das zonas subterrâneas que não foram isoladas, e em seguida produzir um fluido de formação da tubulação do furo do poço.

[053] Durante o uso dos dispositivos de controle de fluxo do furo do poço, várias técnicas podem ser usadas para abrir ou fechar o conjunto da válvula de gaveta de acordo com as presentes modalidades. A operação do conjunto de válvula de gaveta pode ser feita manualmente, eletricamente, hidraulicamente, ou por meios similares em várias modalidades. Em algumas modalidades, a operação do conjunto de válvula de gaveta, em particular, um conjunto de luva deslizante, pode ser realizada usando uma ferramenta inserida a partir da superfície para baixo da coluna do poço. Ferramentas adequadas para a realização dessas operações serão familiares para um perito na técnica.

[054] Portanto, a presente invenção está bem adaptada para atingir as finalidades e vantagens mencionadas, assim como aquelas que são inerentes às mesmas. As modalidades particulares descritas acima são apenas ilustrativas, uma vez que a presente invenção pode ser modificada e praticada em diferentes, mas equivalentes maneiras evidentes para os peritos na técnica tendo o beneficio dos ensinamentos aqui contidos. Adicionalmente, não há limitações destinadas aos detalhes de construção ou projeto aqui apresentados, exceto tal como descrito nas reivindicações abaixo. Portanto, é evidente que as modalidades ilustrativas especificas descritas acima podem ser alteradas, combinadas, ou modificadas e todas essas variações são consideradas dentro do âmbito e do escopo da presente invenção. A invenção aqui descrita de forma ilustrativa pode ser adequadamente praticada na ausência de qualquer elemento que não seja especificamente revelado aqui e/ou qualquer elemento opcional aqui divulgado. Embora as composições e métodos sejam descritos em termos de "compreendendo", "contendo", ou "incluindo" vários componentes ou etapas, as composições e os métodos também podem "consistir essencialmente em" ou "consistem por" os vários componentes e etapas. Todos os números e faixas divulgadas acima podem variar de acordo com alguma quantidade. Sempre que uma faixa numérica com um limite inferior e um limite superior são divulgados, qualquer número e qualquer faixa incluida dentro da faixa são especificamente divulgados. Em particular, cada faixa de valores (da forma, "a partir de cerca de a até cerca de b", ou, de modo equivalente, "a partir de, aproximadamente, a até b," ou, de modo equivalente, "a partir de aproximadamente a-b") aqui descrito é para ser entendido para estabelecer cada número e faixa englobados dentro da faixa mais ampla de valores. Além disso, os termos nas reivindicações têm o seu significado normal, comum, salvo disposição expressa e claramente definida pelo titular da patente. Além disso, os artigos indefinidos "um" ou "uma", como usado nas reivindicações, são aqui definidos para significar um ou mais do que um dos elementos que se introduz. Se houver algum conflito nos usos de uma palavra ou termo neste relatório descritivo e uma ou mais patentes ou outros documentos que possam estar aqui incorporados por referência, as definições que são consistentes com este relatório descritivo devem ser adotadas.

Claims

1. Dispositivo de controle de fluxo do furo de poço (40), que compreendendo: um conjunto de luva deslizante (60) disposto de forma móvel dentro de um alojamento (51) acoplado a uma tubulação de furo de poço (50) e estando em comunicação de fluxo de fluido com uma ou mais peneiras de poço (52) através de uma primeira rota de fluxo (80) que se estende a montante do conjunto de luva deslizante (60); e CARACTERIZADO por compreender ainda um conjunto de restrição de fluxo (70) que está em comunicação de fluxo de fluido com o conjunto de luva de deslizante (60) através de uma segunda rota de fluxo (75) , em que o conjunto de restrição de fluxo (70) está em comunicação com o fluxo de fluido com a parte interna da tubulação do furo do poço (50) ; em que o conjunto de luva deslizante (60) é móvel entre uma primeira posição, onde um fluido de formação na primeira rota de fluxo (80) é impedido de acessar a segunda rota de fluxo (75) e uma segunda posição, onde o fluido de formação é capaz de passar através do conjunto de luva deslizante e entrar no interior da tubulação de furo de poço (50) através da segunda rota de fluxo (75).

2. Dispositivo de controle de fluxo do furo de poço (40) , de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o conjunto de luva deslizante (60) é ainda móvel para uma terceira posição onde os fluidos na primeira rota de fluxo (80) são desviados do conjunto de restrição de fluxo (70) e diretamente para o interior do furo de poço (50) .

3. Dispositivo de controle de fluxo do furo de poço, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que conjunto de restrição de fluxo (70) compreende uma estrutura selecionada a partir do grupo consistindo em um dispositivo de controle de entrada de fluxo autônomo, um dispositivo de controle de entrada de fluxo não autônomo, uma tubulação, um bocal, um orificio, uma rota tortuosa, e qualquer combinação dos mesmos.

4. Dispositivo de controle de fluxo do furo de poço, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de queo conjunto de luva deslizante (60) é acionado para mover-se hidraulicamente ou eletricamente .

5. Dispositivo de controle de fluxo do furo de poço, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o conjunto de luva deslizante (60) é acionado para mover-se usando uma ferramenta inserida a partir de uma superfície para dentro da tubulação de furo de poço (50) .

6. Método que compreende: instalar uma tubulação do furo do poço (50) em um furo do poço incompleto, em que a tubulação do furo do poço (50) compreende; pelo menos um dispositivo de controle de fluxo do furo do poço (40) compreendendo um conjunto de luva deslizante (60) disposto de forma móvel dentro de um alojamento acoplado à tubulação de furo de poço (50) e estando em comunicação de fluxo de fluido com uma ou mais peneiras de poço (52) através de uma primeira rota de fluxo (80) que se estende a montante do conjunto de luva deslizante (60) CARACTERIZADO pelo fato de que um conjunto de restrição de fluxo (70) em comunicação de fluxo de fluido com o conjunto de luva deslizante (60) através de uma segunda rota de fluxo e por um interior da tubulação de furo de poço; mover o conjunto de luva deslizante (60) a partir de uma primeira posição, onde um fluido de formação na primeira rota de fluxo é impedido de alcançar a segunda rota de fluxo (75), para uma segunda posição, onde o fluido de formação é capaz de passar através do conjunto de luva deslizante (60) e entrar no interior da tubulação de furo de poço (50) através do segundo caminho de fluxo (75); e produzir o fluido de formação a partir da tubulação de furo de poço (50).

7. Método, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que ainda compreende mover o conjunto de luva deslizante (60) de volta para a primeira posição para isolar uma zona subterrânea.

8. Método, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que ainda compreende injetar um fluido em uma formação subterrânea ao redor do furo de poço usando o dispositivo de controle de fluxo de furo de poço quando o conjunto de luva deslizante estiver na segunda posição.

9. Método, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que mover o conjunto de luva deslizante (60) compreende acionar o conjunto de luva deslizante (60) hidraulicamente ou eletricamente.

10. Método, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que mover o conjunto de luva deslizante (60) compreende acionar o conjunto de luva deslizante (60) com uma ferramenta inserida a partir de um localização de superfície para dentro da tubulação de furo de poço (50).

11. Método, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda mover o conjunto de luva deslizante (60) para uma terceira posição, em que o fluido de formação na primeira rota de fluxo é desviado para longe do conjunto de restrição de fluxo (70) e diretamente para o interior da tubulação de furo de poço (50) .

12. Método, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de compreender ainda injetar um fluído em uma formação subterrânea ao redor do furo de poço usando o dispositivo de controle de fluxo de furo de poço quando o conjunto de luva deslizante estiver na terceira posição.

13. Método, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de compreender ainda regular um fluxo do fluido de formação para dentro do interior da tubulação de furo de poço (50) com o conjunto de restrição de fluxo (70), o conjunto de restrição de fluxo (70) compreende uma estrutura selecionada a partir do grupo consistindo em um dispositivo de controle de entrada de fluxo autônomo, um dispositivo de controle de entrada de fluxo não autônomo, uma tubulação, um bocal, um orifício, uma rota tortuosa, e qualquer combinação dos mesmos.