BR112014010067B1

BR112014010067B1 - método e sistema para usar disparos de rastreador para estimar volumes de influxo de fluidos a partir de diferentes zonas de influxo para um fluxo de produção em um poço

Info

Publication number: BR112014010067B1
Application number: BR112014010067-5A
Authority: BR
Inventors: Fridtjof Nyhavn
Original assignee: Resman As
Priority date: 2011-10-28
Filing date: 2011-10-28
Publication date: 2020-11-24
Also published as: WO2013062417A1; NO2771543T3; AU2011380070A1; EP2771543A1; BR112014010067A8; EP2771543B1; CA2852630A1; BR112014010067A2; MX2014004899A; US20140343908A1

Abstract

MÉTODO E SISTEMA PARA USAR DISPAROS DE RASTREADOR PARA ESTIMAR VOLUMES DE INFLUXO DE FLUIDOS A PARTIR DE DIFERENTES ZONAS DE INFLUXO PARA UM FLUXO DE PRODUÇÃO EM UM POÇO. A presente invenção refere-se a um método para estimar volumes de influxo (qi) de fluidos para um fluxo de produção (F) em um poço (Wr) com dois ou mais locais de influxo (3), dispor fontes de rastreador (4) com materiais de rastreador exclusivos (4m) em comunicação fluida com duas ou mais zonas de influxo (3), cada material de rastreador (4m) tem uma dose de liberação de duração curta predefinida (Vt4), permitir que as fontes de rastreador (4) liberem o material de rastreador (4m) em um determinado instante de liberação (tR), após este instante (tR), coletar amostras consecutivamente (cl, c2, c3,...) do fluxo de produção (F) no convés, analisar as amostras (c1, c2, c3,...) para identificar tipos de material de rastreador (4m) e a concentração dos materiais de rastreador identificados (4c), baseado nas concentrações (4c, 41c, 42c, 43c) e na sequência de amostragem das mesmas e na geometria do poço, e nas zonas de influxo separadas, calcular os volumes de influxo (qi), usar esses volumes (qi).

Description

MÉTODO E SISTEMA PARA USAR DISPAROS DE RASTREADOR PARA ESTIMAR VOLUMES DE INFLUXO DE FLUIDOS A PARTIR DE DIFERENTES ZONAS DE INFLUXO PARA UM FLUXO DE PRODUÇÃO EM UM POÇO

TÉCNICA ANTERIOR

[0001] Resman tem uma patente sobre um método e dispositivo específicos para instalar um carreador de polímero para um material de rastreador químico em que o carreador de polímero é formado como hastes finas colocadas em uma cavidade dentro da tubulação de completação de poço fora do tubo central. Tal carreador de polímero é disposto para uma liberação em longo prazo dos materiais de rastreador e não é desejável usar o mesmo no presente método, visto que é vantajoso ter uma liberação de "tiro certeiro" do material de rastreador químico. Entretanto, a experiência acumulada com o fluxo de retorno de rastreador a partir de mais de 50 poços com tais carreadores de polímero tem sido uma questão básica necessária para esta nova invenção.

PROBLEMAS RELACIONADOS À TÉCNICA ANTERIOR

[0002] Os carreadores de rastreador ilustrados na Fig. 4 podem ser carreadores de polímero com liberação em longo prazo de material de rastreador. A umidificação de espaço anular corresponde a fluidos a partir do espaço anular que entram através de uma tela, umidificam o carreador de rastreador e deixam o espaço anular sem passagem local para o tubo de produção central. A umidificação de tubulação é o fluido que chega através tubo central e é desviado através de uma tela na tubulação para fora para um substituto fechado que envolve um carreador de rastreador e que retorna com o material de rastreador através da tela interna para a tubulação de produção. Uma umidificação combinada pode ser obtida com o uso de um substituto com uma tela para permitir o influxo a partir do espaço anular e que permite, ainda, a passagem através de uma tela a partir do tubo de produção central e para o mesmo, com um carreador de rastreador disposto entre a tela de tubulação central e a tela de espaço anular.

[0003] Na presente invenção, uma taxa de liberação de rastreador de fundo de poço é alterada, preferencial mente em pulsos curtos, enquanto a taxa de fluxo de poço é constante ao longo do tempo (ou em que a taxa de fluxo de poço muda lentamente em relação aos pulsos curtos da liberação do rastreador. Câmaras de liberação mecânica de rastreador podem ser a fonte dos mesmos. Se diversas câmaras liberam de modo síncrono em um poço, a situação pode ser boa como base para extrair um perfil de influxo de fundo de poço. Isso pode corresponder à situação da Fig. 1.2, com um rastreador de liberação controlada mecanicamente ou de outra maneira em um determinado ponto de tempo. Isso pode revelar-se vantajoso se as diferentes zonas de influxo tiverem pressões de influxo diferentes. Se diferentes pressões de influxo existirem, não é viável criar os "tiros" ilustrados nas Figuras 1.2 e 1.3 fechando-se o poço visto de um fluxo cruzado entre as zonas pode surgir durante o fechamento.

[0004] Pode haver 20 a 30 zonas de influxo em um poço. A tendência no campo da técnica é que o número de zonas de influxo esta aumentando e que é possível chega a 50 ou mais zonas de influxo separadas. A razão para esse aumento em zonas de influxo deve-se a poços de produção de perfuração mais longa e que usam geralmente porções perfuradas horizontalmente do poço, e deve-se, ainda, à exploração de mais reservatórios complexos.

[0005] De acordo com uma modalidade da invenção é possível utilizar assim chamados disparos de rastreador liberados mecanicamente. Grupos de materiais de rastreador distintos são liberados em zonas de influxo selecionadas, por exemplo, 4 rastreadores diferentes a cada vez disparados em cada zona separada dos mesmos. Então, é possível calcular uma imagem das taxas de influxo relativas com base na amostragem de um fluxo de poço que pode ter surgido tal como ilustrado na Fig. 1. Espera-se que o fluxo total seja medido no convés. Subsequentemente, o mesmo conjunto de rastreadores, ou um conjunto diferente de rastreadores, pode ser disparado a partir de outras posições no poço em um momento posterior. Isso resulta no fato de que é possível usar um número reduzido de rastreadores exclusivos em relação ao número de zonas de influxo. É possível usar mecanismos de liberação de rastreador que são instalados na zona de produção, por exemplo, durante a completação do poço. Pode ser inapropriado ou impossível reduzir o rastreador quando produção já foi iniciada, por exemplo, em poços submarinos em que uma intervenção é altamente restrita devido ao preço ou à ausência de acesso.

[0006] Outra vantagem do uso de uma liberação mecânica de acordo com a invenção é que a mesma pode acontecer em um ponto de tempo desejado em um lugar desejado no poço. A instalação da completação pode levar vários dias. Um carreador de polímero normalmente começará a liberar o rastreador imediatamente quando em contato com os poços fluidos, e o rastreador será espalhado ao longo de todo o poço durante a instalação de completação.

[0007] Problemas relacionados à liberação em longo prazo nesse contexto

- nenhum pulso agudo.
- fechamento da produção requerido
- fluxo cruzado entre as zonas no caso de um fluxo de produção de estado não estável.

BREVE SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0008] A invenção é um método para estimar volumes de influxo (qi) de fluidos para um fluxo de produção (F) em um poço (Wr) com dois ou mais locais de influxo (3) ao longo do poço que compreende

[0009] - dispor fontes de rastreador (4) com materiais de rastreador distintos (4m) em comunicação fluida com as ditas zonas de influxo (3),

[00010] - sendo que cada dito material de rastreador (4m) tem um poço definido, com uma dose de liberação de duração relativamente curta (Vt4) para os fluidos no poço,

[00011] - permitir que as ditas fontes de rastreador (4) liberem o dito material de rastreador (4m) para os ditos fluidos em um determinado instante de liberação (tR),

[00012] - após o dito instante de liberação (tR), coletar consecutivamente as amostras (C1, C2, C3,...) do dito fluxo de produção (F) no convés,

[00013] - analisar as ditas amostras (C1, C2, C3,...) para identificar os tipos de material de rastreador (4m) e a concentração dos ditos materiais de rastreador identificados (4c),

[00014] - com base nas ditas concentrações (4c, 41c, 42c, 43c) e na sequência de amostragem das mesmas e na geometria de poço, e na sequência das ditas zonas de influxo separadas, calcular os ditos volumes de influxo (qi) a partir de modelos de fluxo de rastreador transientes

[00015] - usar os volumes de influxo (qi) calculados como parâmetros para controlar o fluxo de produção ou para caracterizar o reservatório.

[00016] A invenção pode ser definida, ainda, como um sistema para estimar volumes de influxo (qi) de fluidos para um fluxo de produção (F) em um poço (Wr) com dois ou mais locais de influxo (3) ao longo do poço, que compreende

[00017] - fontes de rastreador (4) com materiais de rastreador exclusivos (4m) dispostos em comunicação fluida com as ditas zonas de influxo (3),

[00018] - sendo que cada material de rastreador (4m) tem uma dose de liberação de curta duração predefinida (Vt4) para os fluidos no poço,

[00019] - sendo que as ditas fontes de rastreador (4) são dotadas de um temporizador para liberar o dito material de rastreador (4m) para os ditos fluidos em um determinado instante de liberação (tR),

[00020] - um dispositivo de amostragem para coletar consecutivamente as amostras (C1, C2, C3,...) do dito fluxo de produção (F) no convés após o dito instante de liberação (tR),

[00021] - um aparelho de análise para as ditas amostras (C1, C2, C3,...) para identificar os tipos de material de rastreador (4m) e a concentração dos ditos materiais de rastreador identificados (4c),

[00022] - um algoritmo para calcular os ditos volumes de influxo (qi) a partir de modelos de fluxo de rastreador transientes com base nas ditas concentrações (4c, 41c, 42c, 43c) e na sequência de amostragem das mesmas e na geometria de poço, e na sequência das ditas zonas de influxo separadas,

[00023] - sendo que os ditos volumes de influxo calculados (qi) são para serem usados como parâmetros para controlar o fluxo de produção ou para caracterizar o reservatório.

[00024] Modalidades vantajosas da invenção são dadas nas reivindicações independentes.

VANTAGENS DA INVENÇÃO

[00025] Uma vantagem da invenção sobre a técnica anterior é que como o rastreador químico de acordo com a invenção é liberado ao longo de um período curto de tempo em comparação com as constantes de tempo características da física a ser monitorada ou da física a ser explorada durante o processo de monitoramento. O rastreador é liberado ao longo de um período curto geralmente menor que um minuto e na prática provavelmente em cerca de 10 segundos. O rastreador pode ser vantajosamente liberado sob um fluxo de estado estável dos fluidos no poço e, assim, o método da invenção causa pouco ou nenhum transtorno ao fluxo de poço e aquela extração de informações pode ser realizada durante uma condição de taxa de operação relevante. Desse modo, é mais fácil entender os detalhes do fluxo de poço tais como a estimativa das diferenças entre contribuições das diferentes zonas de influxo para o fluxo total. Se o cálculo das diferentes contribuições para o fluxo de poço difere do que é um padrão de fluxo desejado no poço, o operador pode usar as contribuições calculadas a partir de cada zona de influxo com um dentre diversos parâmetros para determinar os ajustes ao controle do poço.

LEGENDAS DE FIGURA

[00026] As modalidades do método e do dispositivo da invenção são ilustradas nos desenhos anexos, em que

[00027] A Fig. 1 mostra uma série de diagramas para visualizar como os tiros de concentrações de rastreador podem ser introduzidos na corrente de produção e como os tiros mudam à medida que são transportados através do intervalo de reservatório. O sistema de tubulação a jusante e a trajetória de poço para o equipamento de convés não são ilustrados.

[00028] Nove quadros são mostrados, sendo que as Figuras 1-1 a 1-9 ilustram o conjunto de procedimentos. Cada quadro é uma etapa de tempo e descreve como os disparos de rastreador se movem após serem concentrados como resultado de um disparo de rastreador. Os diagramas representam um poço horizontal com quatro rastreadores de liberação geralmente instantânea, instalados nas posições rotuladas como A, B, C e D. Para fins de simplicidade, isso exemplifica que as distâncias entre cada posição subsequente do rastreador ao longo do furo de poço são iguais.

[00029] Os dispositivos de liberação de rastreador são expostos aos fluidos de poço a partir do lado externo da completação ou do lado interno dependendo do sistema de carreador. Os rastreadores são liberados para os fluidos em um instante determinado. Quando liberados conforme ilustrado na Fig. 1-2, então os fluidos que circundam imediatamente o rastreador desenvolvem uma concentração alta do rastreador. Tais volumes são chamados de um "disparo de rastreador" e tipicamente começam com volumes iguais.

[00030] Na Fig. 1-3 o influxo de poço começou e cada seta vertical nesse exemplo representa um determinado fluxo, por exemplo, 1000 barris/dia (bopd).

[00031] Conforme observado, o influxo a partir da zona entre o rastreador C e D é três vezes mais alto do que o influxo entre as zonas A e B.

[00032] Quando o tampão de lama pesada de rastreador começa a se mover com os fluidos do poço conforme observado na Fig. 1-5, essas variações no influxo entre as zonas afetarão o volume de fluidos entre cada tampão de lama pesada de rastreador e a concentração de cada tampão de lama pesada à medida que passam através das zonas.

[00033] O volume e, consequentemente, a diferença de tempo entre a chegada do tampão de lama pesada C e D serão maiores que entre A e B devido ao fato de que haverá três vezes mais fluidos de furo de poço que estão entrando entre os dois tampões de lama pesada de rastreador C e D. Isso é representado visualmente nas Figuras 1-6, 1-7, 1-8 e 1-9. Além disso, a concentração de tampão de lama pesada de rastreador D se tornará mais diluída e espalhada como resultada desse influxo mais alto, o que também e visualizado nas Figuras 1-6 a 1-9.

[00034] A Fig. 2 é uma ilustração idealizada da concentração de rastreadores identificados amostrados no convés, com o tempo ou volume de produção cumulativo (desde a injeção) como a abscissa.

[00035] A Fig. 3 é uma ilustração uma abordagem para corresponder as taxas de influxo de fundo de poço desconhecidas nas zonas de produção de fundo de poço com as taxas de influxo modeladas. As taxas de influxo de modelo são ajustadas até que as concentrações calculadas de rastreadores de modelo comparem o poço com as concentrações medidas de rastreadores identificados.

[00036] A Fig. 4 proporciona alguns exemplos aproximados de rastreadores de umidificação de fluidos de poço geralmente de acordo com a técnica anterior.

[00037] A Fig. 5a é um corte simplificado através de um poço de petróleo. Os volumes de influxo de fluidos entram a partir das rochas do reservatório para terminar em um fluxo de produção em um tubo de produção central no poço dotado de dois ou mais locais de influxo separados. Nessa situação, as zonas de influxo podem não ser precisamente conhecidas e é presumido que os rastreadores são colocados exatamente onde o influxo ocorre.

[00038] A Fig. 5b é um corte simplificado através um poço de petróleo em que obturadores são dispostos para isolar mutuamente as zonas de influxo. Nessa situação, cada um dos rastreadores também são colocados na zona de influxo separada do mesmo. Pode haver muito mais zonas de influxo e carreador de rastreadores do que é ilustrado nas Figuras 5a e 5b.

[00039] A Fig. 6 compreende ilustrações de modalidades da invenção. Nesse exemplo, a injeção do disparo de rastreador realizada durante um fluxo de estado estável para que apenas o rastreador forme um transiente no tempo, e os fluidos com o rastreador são eventualmente removidos por lavagem do vazio de completação da zona isolada.

[00040] A Fig. 6a ilustra uma zona de influxo isolada que é isolada através de um inferior (direito) e um packer superior (esquerdo) que definem uma zona de influxo de fluidos de petróleo (e ou água) que entram no espaço anular ao redor da tubulação de produção, sendo que os fluidos passam por um substituto de liberação mecânica de rastreador (ainda não liberado) e os fluidos com mais ou menos material de rastreador deixam o espaço anular através de aberturas no tubo de produção central para o fluxo de produção que passa em direção ao convés. Uma taxa de fluxo de estado estável é vantajosa.

[00041] A Fig. 6b ilustra a mesma configuração, agora com a liberação mecânica de rastreador disparada e o material de rastreador librado no interior do espaço anular. Um disparo de rastreador de duração temporal curta e criado. A dispersão do material de rastreador será em função da turbulência e da geometria de fluxo no espaço anular.

[00042] A Fig. 6c ilustra a etapa subsequente em que os fluidos com o disparo de rastreador com um material de rastreador mais ou menos distribuído são removidos por lavagem do espaço anular através de aberturas no tubo de produção central para o fluxo de produção que passa em direção ao convés. Novamente, uma taxa de fluxo de estado estável é vantajosa.

[00043] A Fig. 7 mostra curvas de liberação de disparo de rastreador para o interior do tubo de base a partir do vazio de espaço anular da Fig. 6c para o interior do tubo de produção central (tubo de base) em função do tempo. A curva de "taxa 2Q" indica uma taxa de influxo duas vezes mais alta do que a curva de "taxa Q", ambas removendo por lavagem as mesmas quantidades de rastreador entregues através de tiros iguais. Por favor, note que a área sob as curvas 2Q e Q taxa são iguais. Por favor, note, ainda, que as duas curvas se aproximam de uma concentração nula visto que as doses libradas são finitas em curto prazo. A taxa mais alta removerá por lavagem mais rápido e desaparecerá mais rápido, enquanto a taxa de influxo mais baixa removerá por lavagem a uma taxa mais baixa e permanecerá em um nível detectável por mais tempo.

[00044] A Fig. 8 compreende ilustrações de um possível problema. Nessa situação, o disparo de rastreador é acumulado ao longo do tempo a partir do vazamento de rastreador a partir de polímeros para o interior de fluidos ainda fechados. O retorno de fluxo do tiro para superfície é, então, realizado durante a aceleração de produção. Nesse exemplo, o rastreador não só forma um transiente no tempo, mas pode ocorrer, ainda, um fluxo cruzado de fluido a partir da zona mostrada para outra zona durante o acúmulo do tiro, o que complicará o padrão de fluxo de retorno e ocultará as mensurações obtidas.

[00045] A Fig. 8a ilustra uma situação semelhante àquela ilustrada na Fig. 6a, com a diferença de que o rastreador é liberado mais ou menos a uma taxa constante por um tempo longo, por exemplo, rastreadores a partir de uma haste de polímero disposta no espaço anular fora do tubo de produção central. O fluido transporta o rastreador a uma taxa geralmente uniforme com o fluxo de produção.

[00046] A Fig. 8b ilustra o resultado de um fechamento a jusante (convés) a fim de acumular uma concentração no espaço anular, chamada de acumulação de um "tiro". Esse método pode funcionar bem no caso de não haver fluxo cruzado, mas o método de uso de uma liberação contínua de rastreador é sensível ao fluxo cruzado entre as zonas (essa é uma zona) através do tubo de produção central, se um fechamento a jusante (convés) é usado. Se o fechamento ocorrer no fundo de poço entre todas as zonas de influxo e o tubo de produção, isso não é um problema, mas requer um aparelho de controle de poço mais elaborado.

[00047] A Fig. 8c ilustra que o fluido concentrado de rastreador (o "tiro") é removido por lavagem com a retomada da produção abrindo-se a válvula de convés, e o tiro parcialmente vazado será removido por lavagem como um pulso mais longo do que estritamente desejável devido ao acúmulo potencialmente não ideal do tiro.

[00048] A Fig. 9 mostra curvas ideais de liberação de disparo de rastreador para o interior do tubo de base a partir do vazio de espaço anular da Fig. 6c para o interior do tubo de produção central (tubo de base) em função do tempo, na situação descrita para a Fig. 8c, mas sem fluxo cruzado, isto é, é a situação mais ideal de fechamento com liberação em longo prazo de rastreador. Por favor, note que as duas curvas não podem se aproxima de uma concentração nula visto que as doses são liberadas continuamente. A taxa mais alta será removida por lavagem mais rápido e desaparecerá mais rápido, enquanto a taxa de influxo mais baixa será removida por lavagem a uma taxa mais baixa, mas as duas pode estar em um nível detectável por bastante tempo.

[00049] A Fig. 10 ilustra um substituto de liberação mecânica de rastreador de acordo com um aspecto da invenção e para uso com o método de acordo com a invenção. Uma dose de rastreador é nesse caso disposta em uma ampola passível de ser rompida, por exemplo, em um bulbo de vidro e para liberar através de orifícios abertos para o tubo de produção central. Um mecanismo de liberação que compreende, por exemplo, uma pequena carga de explosivo ou uma agulha de perfuração é disposto para romper a ampola passível de ser rompida controlado por um temporizador de uma unidade eletrônica. A unidade eletrônica (favor consultar a seção B-B) é preferencial mente dotada de uma bateria elétrica própria e é preferencial mente disposta para disparar o mecanismo de liberação em uma determinada data e hora do dia. Pode ser disposta uma série de tais ampolas passíveis de serem rompidas ao redor do perímetro do substituto de liberação (favor consultar a seção A-A) a fim de permitir uma série de ciclos de mensuração ao longo do tempo, sendo que cada ampola é predestinada a romper em intervalos longos, tais a cada mês, a cada seis meses ou mais. Todo o substituto de liberação pode ser dotado de anéis de extremidade tais como anéis de contato por atrito para ser montado no interior da tubulação de produção central e inserido com a completação na zona de produção. A configuração na Fig. 10 será tipicamente usada no contexto descrito na Fig. 1 em que uma ventilação em direção ao tubo de base central é necessária.

[00050] A Fig. 11 mostra uma modalidade semelhante do substituto de liberação mecânica de rastreador de acordo com uma modalidade ligeiramente diferente da invenção, para uso como o método de acordo com a invenção. As doses de rastreador são dispostas em ampolas passíveis de serem rompidas que são dispostas com os orifícios de ventilação do substituto abertos para o espaço anular e não para o tubo de produção diretamente. De outra maneira, o substituto de liberação mecânica é semelhante àquele descrito sob a Fig. 10. Essa modalidade mecânica libera, assim, para o interior do vazio fora do tubo de produção central e deve ser usada no contexto mostrado na Fig. 6 com remoção por lavagem a partir da zona isolada no vazio de espaço anular na completação, e funcionará de modo semelhante à Fig. 7.

[00051] A Fig. 12 ilustra essa modalidade mecânica que libera para o interior do vazio fora do tubo de produção central e é usada no contexto mostrado na Fig. 6 sem remoção por lavagem a partir da zona isolada no vazio de espaço anular na completação.

[00052] A Fig. 13 se refere a uma configuração com disparos de rastreador sendo injetados no tubo de base central, conforme explicado, ainda, na Fig. 1. A Fig. 13 mostra curvas de concentrações de rastreador em função do volume de produção cumulativo no convés. Na porção superior do desenho há ilustrações altamente simplificadas de duas zonas de produção paralelas chamadas ’’zona 1" e "zona 1 & 5" (as quais podem produzir no interior do mesmo poço principal) ou dois poços na mesma operação de conexão de tubulação, levando ao mesmo sítio de amostragem no convés. A linhas coloridas verticais são as posições de rastreadores em zona isoladas de influxo para as duas ramificações. As linhas coloridas diferentes nas curvas indicam concentrações medidas (interpoladas). As barras verticais de cores iguais indicam chegadas de pico (em função do volume cumulativo) se taxas de influxo uniformes existiram e isso é calculado a partir de modelos. Será observado que a primeira (canto) produção da zona 1 e da zona 1 & 5 chegam quase conforme previsto a partir do modelo de taxa uniforme, mas que o marcador de ponta da zona 1 chega demasiadamente cedo e o influxo da mesma precisa ser mais alto do que suposto, e a ponta mais próxima da zona 1 & 5 chega demasiadamente tarde e precisa ser devido a um influxo mais baixo do que suposto. Isso indica que o modelo de influxo precisa ser ajustado de modo significativo.

[00053] A Fig. 14 mostra as mesmas curvas e modelos de poço medidos da Fig. 13 acima. Um esquema geral de comparação entre o Mundo Real e o mundo de modelo conforme mostrado na Fig. 3 pode ser usado. A diferença é que aqui o modelo de influxo da "zona 1" e da "zona 1 & 5" são profundamente corrigidos para indicar taxas de influxo de fundo de poço de "zona 1" de contribuições de 18%, apenas 1% e tão altas quanto 43% para o fluxo total combinado no convés, e para contribuições da zona 1 & 5 de 9% no canto, 10%, e 18% na ponta. Aqui é observado que a zona de produção média da "zona 1" contribui de modo não significativo e pode ser fechada ou considerada como um candidato para uma revisão. Será observado, ainda, que as chegas de pico previstas coincidem com os picos reais.

[00054] Como um aprimoramento, uma análise adicional da cura pode ser conduzida a fim de determina as chegadas de pico de curva supostas a partir dos resultados de mensuração não contínua, visto que o pico de uma séria não contínua não é necessariamente o pico real. De qualquer maneira, a correspondência ilustrada é bem melhor do que para a Fig. 13.

MODALIDADES DA INVENÇÃO

[00055] A invenção é um método para estimar volumes de influxo (qi) de fluidos para um fluxo de produção (F) em um poço (Wr) (favor consultar a Fig. 5). O poço é dotado de dois ou mais locais de influxo separados (3, 31, 32, 33) ao longo do poço. As posições reais dos locais de influxo não são necessariamente conhecidas de modo preciso. As fontes de rastreador (4, 41, 42, 43) com materiais de rastreador distintos (4m, 41 m, 42m, 43m) são dispostas a montante/a jusante das ditas zonas de influxo (3, 31, 32, 33). Cada dito material de rastreador (4m) tem uma dose liberada rapidamente, curta e predefinida (Vt4) (dose de tempo de liberação curto) para os fluidos no poço.

[00056] Aqui, o termo "comparativamente curto" quer dizer de modo significativamente curto em comparação com os intervalos de amostragem subsequentes, em comparação com o tempo requerido para o tempo de trânsito do fluxo de poço das zonas de influxo para o convés do poço, m comparação possivelmente com a constante de tempo de vazamento do espaço anular para o tubo de produção central se o rastreador for liberado no interior de um vazio externo na completação do poço e em comparação com a constante de tempo característica da física monitorada pelos inventores. A zona de influxo mais distante do convés é chamada de "ponta" e a zona de influxo mais próxima é chamada de "canto". O método busca extrair informações de transientes de rastreador no fluxo de retorno de fluido de petróleo (ou água) de rastreadores para a superfície. As fontes de rastreador (4, 41, 42, 43) são, de acordo com a invenção, permitidas a liberar o material de rastreador (4m, 41 m, 42m, 43m) para os fluidos que pertencem a cada zona em um determinado instante de liberação (tR). As fontes de rastreador de acordo com a invenção são dispostas para liberar os rastreadores em um determinado instante no tempo para que a amostragem subsequente do convés seja conduzida de modo racional. Em uma modalidade da invenção isso é feito dotando-se cada fundo de poço de fonte de rastreador de um temporizador que é configurado para disparar a liberação em uma determinada data e hora. A liberação pode ser repetida em uma ou mais data e hora determinadas posteriormente a fim de conduzir uma série de mensuração adicional.

[00057] Após o instante de liberação (tR), as amostras (c1, c2, c3,...) do fluxo de produção (F) são coletadas consecutivamente no convés. A amostragem pode ser conduzida simplesmente liberando-se pequenas quantidades do fluxo de petróleo (F) em tempos registrados. Uma alternativa para a amostragem em função do tempo é coletar uma amostra em intervalos com base em volumes de petróleo cumulativos (f1, f2, f3, f4), se o fluxo não for um fluxo de estado estável. (É possível coletar amostras em intervalos de tempo regulares e plotar e analisar as mensurações em função da produção cumulativa.)

[00058] Após a amostragem, as amostras (c1, c2, c3,...) são analisadas para identificar os tipos de um ou mais materiais de rastreador (4m, 41m, 42m, 43m) e as concentrações correspondentes dos mesmos (4C, 41c, 42c, 43c) dos materiais de rastreador identificados.

[00059] Em uma modalidade da invenção, a análise é conduzida no sítio durante o período de amostragem com o uso de instrumentos de análise de campo no convés a fim de fornecer resultados rapidamente. A análise pode ser conduzida em um laboratório químico a fim de fornecer mensurações mais precisas ou para verificar ou refinar as mensurações de campo.

CÁLCULO APROXIMADO

[00060] Com base nas concentrações medidas (4C, 41c, 42c, 43c) e na sequência de amostragem das mesmas, isto é, tempos de amostragem ou volumes de produção cumulativos (f1, fc, f3, f4) e na geometria de poço, é possível calcular os volumes de influxo (qi) a partir de modelos de fluxo de rastreador transientes (em um fluxo de estado preferencialmente, mas não necessariamente, estável). A geometria de poço compreende a sequência e as posições das zonas de influxo separadas, e o comprimento e a geometria tais como diâmetros de tubo que correspondem aos comprimentos das seções do tubo de produção, possivelmente incluindo tubos de operação de conexão de tubulação, por todo o caminho das zonas de influxo ao ponto de amostragem do convés.

UTILIZAÇÃO DE VOLUMES DE INFLUXO CALCULADOS

[00061] Os volumes de influxo calculados (qj) são usados como parâmetros para comparação indireta com as mensurações reais de modo a controlar as mudanças ao fluxo de produção, tais como aumento ou diminuição do fluxo total no convés, ou ajustar o influxo a partir das zonas de influxo separadas com o uso de válvulas entre as zonas de influxo e o tubo de produção central, ou ajustar as razões de flux a partir dos tubos de produção de ramificações de poço para o interior de um poço principal.

REFINANDO OS CÁLCULOS

[00062] Um modelo do poço pode ser estabelecido. O modelo pode ser ajustado em relação aos volumes de influxo nas zonas distintas até que exista uma correspondência nas curvas de concentração medidas e nas curvas de cálculo modeladas.

DECISÕES COM BASE EM MUITOS PARÂMETROS

[00063] O operador de poço normalmente não decidirá sobre o controle do fluxo de poço apenas com base nas estimativas de volumes de influxo, mas usará parâmetros relevantes adicionais tais como pressão e composição de fluido e outros parâmetros operacionais.

LIBERAÇÃO SIMULTÂNEA TOTAL OU EM GRUPOS

[00064] Em uma modalidade vantajosa da invenção cada fonte de rastreador (4) é disposta para liberar de modo preferencialmente simultâneo, pelo menos em grupos, em um determinado instante de liberação (tR) no tempo. É possível liberar em todas as zonas de influxo no poço simultaneamente se tantos rastreadores diferentes estão disponíveis. Se o número de zonas de influxo no poço é alto, digamos 30 a 50 ou mais, é possível liberar um número limitado de rastreadores diferentes, digamos 4 a 6, em um número correspondente de zonas de influxo isoladas de uma vez, e repetir a liberação com o mesmo conjunto de rastreadores em conjuntos subsequentes de zonas com um atraso suficiente requerido até que todo o poço seja coberto.

DURAÇÃO DA LIBERAÇÃO

[00065] Em uma modalidade vantajosa da invenção, a dose de liberação (Vt4) é liberada durante menos de um minuto, preferencial mente menos de 10 segundos. O tempo de liberação é bastante curto de modo que a liberação de rastreador seja um pulso em comparação com constantes de tempo características dos eventos de fluxo monitoradas pelos inventores, e, no caso de haver uma câmara de atraso, significativamente mais curto do que a constante de tempo característica da câmara de atraso.

CONTROLE INSTANTÂNEO DE LIBERAÇÃO

[00066] Em uma modalidade vantajosa da invenção, o instante de liberação determinado (tR) é um instante no tempo determinado antecipadamente. O instante de liberação pode ser estabelecido ao mesmo tempo em que se instala o substituto de liberação mecânica na completação, antes de toda a completação ser inserida na zona de produção do poço. O substituto de liberação mecânica pode ser dotado de um temporizador autoalimentado em uma unidade de liberação de rastreador de modo a evitar qualquer fonte de alimentação externa, e também para evitar linhas de controle a partir da superfície: conhece-se a data a hora que os rastreadores são liberados, e a amostragem precisa ser conduzida em um número requerido de amostras através de um tempo suficientemente longo após a liberação, e haverá um bom conjunto de amostras para análise.

[00067] O instante de liberação determinado (tR) pode ser um dentre uma série de instantes de liberação. Em uma modalidade vantajosa da invenção todos os instantes de liberação podem ser predeterminados antes da montagem e da instalação da montagem do tubo de produção. Assim, é possível conduzir uma liberação de rastreadores, amostragem e análise de acordo com a invenção imediatamente após o início da produção ou da produção de teste em um poço, e então conduzir outro ciclo de liberação, amostragem e análise após um mês, após dois meses e assim por diante, por bastante tempo, e obter um controle aprimorado sobre o poço.

[00068] Em uma modalidade do método da invenção, o instante de liberação determinado (tR) pode ser comandado a partir da superfície. Um transmissor de sinal no convés pode ser disposto para enviar uma sinal de "solicitação para liberar" ao substituto que contém um receptor de sinal correspondente na unidade de liberação mecânica de dose de rastreador da invenção. Em uma modalidade, o ponto de tempo de liberação de rastreador real ainda pode ser estabelecido no módulo de controle eletrônico no substituto a ser atrasado para uma hora, minuto e segundo predefinidos, assim é possível ter certeza que o rastreador é liberado em um ponto no tempo exatamente conhecido.

[00069] Em uma modalidade vantajosa da invenção, o método é conduzido em um poço em que os dois ou mais locais de influxo são separados por, por exemplo, obturadores, de modo que os locais de influxo sejam mutuamente isolados no espaço anular ao redor do tubo de produção. Dessa maneira, é possível garantir que não haja uma mistura das contribuições a partir das diferentes zonas de influxo antes dos fluidos entrarem no tubo central, e é possível esperar que as amostras no convés sejam melhores para distinguir as diferentes zonas de influxo. Em tal modelo, a dispersão dos materiais de rastreador será dominada pelas condições físicas e pela geometria do poço acima das zonas de influxo no caminho dos fluidos para o sítio de amostragem no convés.

[00070] Em uma modalidade vantajosa da invenção, as fontes de rastreador são dispostas em comunicação fluida com as zonas de influxo. Mais especificamente, cada uma das fontes de rastreador é preferencialmente, se possível, disposta dentro ou muito próximo da zona de influxo correspondente da mesma de modo a ter uma trajetória de fluxo relativamente curta a partir da zona de influxo, após a fonte de rastreador e para fora através dos orifícios de ventilação para o tubo de produção, tal como ilustrado particularmente na Fig. 8 e na Fig. 12.

[00071] Em uma modalidade da invenção, é possível conhecer as posições dos locais de influxo (3) ao longo do poço a partir dos registros de poço. Isso pode aprimorar a certeza da modelagem da propagação dos rastreadores para a superfície. Alternativamente, as posições reais são desconhecidas, mas podem ser variadas no poço de modelo a fim de corresponder melhor às chegadas de rastreador modeladas no convés.

[00072] Em uma modalidade do método da invenção, a amostragem é conduzida após o dito instante de liberação predefinido (tR), após um tempo razoavelmente comparável ao tempo de trânsito mínimo para que um primeiro dentre os rastreadores alcance o sítio de amostragem. Isso é a fim de evitar começa a amostragem antes que o primeiro rastreador pode de fato chegar, por exemplo, através do comprimento de operação de conexão de tubulação de diversos quilômetros de tubo para o local do convés.

Claims

Método para estimar volumes de influxo (qi) de fluidos para um fluxo de produção (F) em um poço (Wr) com dois ou mais locais de influxo (3) ao longo do poço, caracterizado pelo fato de que compreende
- - dispor fontes de rastreador (4) com materiais de rastreador exclusivos (4m) em comunicação fluida com as ditas zonas de influxo (3),
- - sendo que cada material de rastreador (4m) tem uma dose de liberação de curta duração predefinida (Vt4) para os fluidos no poço,
- - permitir que as ditas fontes de rastreador (4) liberem o dito material de rastreador (4m) para os ditos fluidos em um determinado instante de liberação (tR),
- - após o dito instante de liberação (tR), coletar consecutivamente amostras (C1, C2, C3,...) do dito fluxo de produção (F) no convés,
- - a referida sequência de amostragem sendo uma função do volume acumulado de produção,
- - analisar as ditas amostras (C1, C2, C3,...) para identificar os tipos de material de rastreador (4m) e a concentração dos ditos materiais de rastreador identificados (4c),
- - com base nas ditas concentrações (4c, 41c, 42c, 43c) e em sua sequência de amostragem e na sequência de geometria de poço das ditas zonas de influxo separadas, calcular os ditos volumes de influxo (qi) a partir de modelos de fluxo de rastreador transientes
- - usar os volumes de influxo (qi) calculados como parâmetros para controlar o fluxo de produção ou para caracterizar o reservatório.
Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as ditas fontes de rastreador (4) são dispostas para a liberação, de modo preferencialmente simultâneo, em um determinado instante de liberação (tR) no tempo.
Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a dita dose de liberação (Vt4) é liberada durante menos de um minuto, preferencial mente menos de 10 segundos.
Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o dito instante de liberação determinado (tR) é um instante no tempo determinado antecipadamente.
Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o dito instante de liberação determinado (tR) é um dentre uma série de instantes de liberação, todos predeterminados antes da montagem e da instalação da montagem do tubo de produção.
Método, de acordo com uma ou mais das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que os ditos dois ou mais locais de influxo são locais de influxo separados mutuamente isolados no espaço anular ao redor do tubo de produção.
Método, de acordo com uma ou mais das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que os ditos locais de influxo (3) têm posições conhecidas ao longo do poço.
Método, de acordo com uma ou mais das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que compreende coletar as ditas amostras consecutivas (c1, c2, c3,...) do dito fluxo de produção (F) no convés em volumes de produção cumulativos consecutivos (f1, f2, f3, f4), sendo que a dita sequência de amostragem corresponde aos volumes de produção cumulativos (f1, f2, f3, f4).
Método, de acordo com uma ou mais das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a geometria de poço compreende a sequência e as posições das ditas zonas de influxo separadas, e o comprimento e a geometria do tubo de produção a partir das zonas de influxo para o convés.
Método, de acordo com uma ou mais das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o dito fluxo de produção (F) está em um estado estável geral.
Sistema para estimar volumes de influxo (qi) de fluidos para um fluxo de produção (F) em um poço (Wr) com dois ou mais locais de influxo (3) ao longo do poço, caracterizado pelo fato de que compreende
- - fontes de rastreador (4) com materiais de rastreador exclusivos (4m) dispostas em comunicação fluida com as ditas zonas de influxo (3),
- - sendo que cada dito material de rastreador (4m) tem uma dose de liberação de curta duração predefinida (Vt4) para os fluidos no poço,
- - sendo que as ditas fontes de rastreador (4) são dotadas de um temporizador para liberar o dito material de rastreador (4m) para os ditos fluidos em um determinado instante de liberação (tR),
- um dispositivo de amostragem para coletar consecutivamente amostras (c1, c2, c3, ...) do dito fluxo de produção (F) no convés após o dito instante de liberação (tR),
- - um aparelho de análise para as ditas amostras (c1, c2, c3,...) para identificar os tipos de material de rastreador (4m) e a concentração dos ditos materiais de rastreador identificados (4c),
- - um algoritmo para calcular os ditos volumes de influxo (qi) a partir dos modelos de fluxo de rastreador transientes com base nas ditas concentrações (4c, 41c, 42c, 43c) e na sequência de amostragem das mesmas e na geometria de poço, e na sequência das ditas zonas de influxo separadas,
- - sendo que os ditos volumes de influxo (qi) calculados são usados como parâmetros para controlar o fluxo de produção ou para caracterizar o reservatório.
Sistema, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que as ditas fontes de rastreador (4) são dispostas para liberação de modo preferencial mente simultâneo em um determinado instante de liberação (tR) no tempo, em que a dita dose de liberação (Vt4) é disposta para ser liberada durante menos de um minuto, preferencialmente menos de 10 segundos.
Sistema, de acordo com a reivindicação 11 ou 12, caracterizado pelo fato de que o dito instante de liberação determinado (tR) é um instante no tempo determinado antecipadamente, sendoo dito instante de liberação determinado (tR), um dentre uma série de instantes de liberação.
Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 13, caracterizado pelo fato de que o dito instante de liberação determinado (tR) é disposto para ser comandado a partir da superfície.
Sistema, de acordo com qualquer uma ou mais das reivindicações anteriores 11 a 14, caracterizado pelo fato de que os ditos dois ou mais locais de influxo são locais de influxo separados mutuamente isolados no espaço anular ao redor do tubo de produção.
Sistema, de acordo com qualquer uma ou mais das reivindicações anteriores 11 a 15, caracterizado pelo fato de que a geometria de poço compreende a sequência e as posições das ditas zonas de influxo separadas, e o comprimento e a geometria do tubo de produção das zonas de influxo ao convés.
Sistema, de acordo com qualquer uma ou mais das reivindicações anteriores 11 a 16, caracterizado pelo fato de que a tubulação de produção compreende um substituto com uma ou mais ampolas que contêm um material de rastreador passível de ser rompido dispostas para serem quebradas individualmente por um ou mais dispositivos mecânicos disparados por uma unidade de temporizador disposta no dito substituto, sendo que o dito substituto é dotado de uma bateria elétrica, e cada dita ampola passível de ser rompida é dotada de um canal de descarga para o fluido.
Sistema, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o dito canal de descarga leva ao espaço anular fora do tubo de produção central, sendo que o dito espaço anular é dotado de orifícios para o dito tubo de produção central, de modo que o dito espaço anular forme uma câmara de atraso para o material de rastreador liberado.