BR112014021243B1

BR112014021243B1 - Sistema para o fornecimento de informação sobre uma região de interesse em um furo de sondagem

Info

Publication number: BR112014021243B1
Application number: BR112014021243-0A
Authority: BR
Inventors: Catherine Jean Schlembach; Brian Kelly Mccoy
Original assignee: Shell Internationale Research Maartschappij B.V.
Priority date: 2012-03-08
Filing date: 2013-03-05
Publication date: 2020-12-15
Also published as: CA2865173A1; GB2517089A; US10036243B2; US20150041117A1; GB201414704D0; GB2517089B; CA2865173C; AU2013230189B2; AU2013230189A1; CN104160109A; WO2013134201A1; CN104160109B

Abstract

sistema para o fornecimento de informação sobre uma região de interesse em um furo de sondagem. um sistemá para o fornecimento de informação sobre uma região de interesse de um furo de sondagem, compreendendo um tubular passando através da região de interesse, uma fibra óptica desenvolvida no lado de fora do tubular na região de interesse e opticamente conectada a uma fonte de luz e meios de recepção de sinais ópticos, pelo menos uma tira de metal desenvolvida no lado de fora do tubular adjacente à fibra óptica, em que a tira tem pelo menos uma face longitudinal que é plana ou côncava, de modo a ser conformada com o lado de fora do tubular, e meios para manter a fibra óptica e a tira de metal em uma localização azimutal fixa em relação ao tubular.

Description

[0001] Este pedido reivindica o benefício de prioridade do Pedido de Patente Provisório US No. 61/608.447, depositado em 8 de Março de 2012, a divulgação do qual é incorporada aqui por referência na sua totalidade.

CAMPO DA INVENÇÃO

[0002] A invenção se refere a um sistema e aparelho para o desenvolvimento de sensores de fibra óptica em um furo de sondagem sem a necessidade de modificações dispendiosas para a operação de perfuração.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[0003] O uso de sensores de fibra óptica (FO) em aplicações de furo abaixo está aumentando. Em particular, fibras ópticas, que podem servir como sensores de temperatura distribuídos (DTS), sensores químicos distribuídos (DCS), ou sensores acústicos distribuídos (DAS), e, se fornecido com grades de Bragg ou similares, como sensores discretos capazes de medir vários parâmetros de furo abaixo. Em cada caso, os sinais de luz a partir de uma fonte de luz são transmitidos em uma das extremidades do cabo e são transmitidos através do cabo. Os sinais que passaram através do cabo são recebidos no receptor e analisados em microprocessador. O receptor pode estar na mesma extremidade do cabo como a fonte de luz, no caso em que os sinais recebidos tenham sido refletidos no interior do cabo, ou pode estar na extremidade oposta do cabo. Em qualquer caso, os sinais recebidos contêm informação sobre o estado do cabo ao longo do seu comprimento, cuja informação pode ser processada para proporcionar a informação acima mencionada sobre do ambiente no qual o cabo está localizado.

[0004] Nos casos em que se pretende obter informação sobre um furo de sondagem, uma fibra óptica tem de ser posicionada no furo de sondagem. Por exemplo, pode ser desejável usar o DTS para avaliar a eficácia das perfurações individuais no poço. Uma vez que a fibra óptica tem de ser instalada ao longo do comprimento da região de interesse, a qual pode estar a milhares de metros do furo de sondagem, é prático fixar o cabo no exterior da tubagem que é colocada no furo. Em muitos casos, o cabo é fixado ao exterior da tubulação interna, de modo que está em estreita proximidade com o furo de sondagem.

[0005] Em alguns casos, uma prática atual para a implantação de cabos de sensor de fibra óptica pode implicar na adição de um ou mais cordas de arame que correm paralelas e ao lado do cabo de fibra óptica. Ambas as cordas e o cabo podem ser presos ao exterior da tubagem por grampos, tais como, por exemplo, grampos e protetores ou com faixas de aço inoxidável e fivelas e centralizadores rígidos. Esse equipamento é bem conhecido na técnica e está disponível a partir de, entre outros, Cannon Services Ltd. de Stafford, Texas. As cordas de arame são de preferência ferromagnéticas (isto é eletromagneticamente condutoras), de modo que elas podem servir como marcadores para determinar a localização azimutal da fibra óptica e subsequentemente orientar as armas de perfuração para longe do cabo de fibra. Estas cordas de arame podem ser da ordem de 1 a 2 cm de diâmetro, de modo a proporcionar uma área de superfície e massa suficientes para os sensores eletromagnéticos a localizar. Devido ao seu tamanho, o uso de cordas de arame pode exigir "dimensionamento em excesso" caro do furo do poço, a fim de acomodar o diâmetro adicionado. Além de necessitar de um furo de sondagem maior, as cordas de arame são susceptíveis de serem empurradas de lado quando passa por lugares apertados ou deformação no furo de poço. As cordas de arame que foram deslocadas da sua posição original são menos eficazes, tanto para localizar o cabo de fibra óptica quanto para proteger o cabo óptico de danos.

[0006] Por isso, é desejável proporcionar um sistema para proteger e magneticamente determinar a posição azimutal de fibra óptica desenvolvida no lado de fora de um tubular furo abaixo sem a necessidade de um furo expandido.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0007] As formas de realização preferidas da invenção proporcionam um sistema para proteger e magneticamente determinar a posição azimutal de fibra óptica desenvolvida no lado de fora de um tubular furo abaixo sem a necessidade de um furo expandido. Especificamente, as formas de realização preferidas incluem um sistema para o fornecimento de informação sobre uma região de interesse de um furo de sondagem, que compreende um tubular passando através da região de interesse, uma fibra óptica desenvolvida no lado de fora do tubular na região de interesse e opticamente conectada a uma fonte de luz e meios de recepção de sinal óptico, pelo menos uma tira de metal desenvolvida no lado de fora do tubular adjacente à fibra óptica, em que a tira tem pelo menos uma face longitudinal que é plana ou côncava, de modo a ser conformada com o lado de fora do tubular, e meios para manter a fibra óptica e a tira de metal em uma localização azimutal fixa em relação ao tubular. Em algumas formas de realização preferidas, as tiras são não magnéticas, mas são eletricamente condutoras, de modo que irão afetar o sinal de fluxo eletromagnético de uma ferramenta de orientação, tal como são conhecidas na técnica e estão disponíveis comercialmente.

[0008] O tubular pode ser uma tubulação interna, tubagem de produção, revestimento, tubagem em espiral, ou semelhantes. A (s) tira (s) de metal pode (m) ter uma forma retangular, triangular, ou de seção transversal trapezoidal e de preferência, tem uma razão de aspecto maior do que 1,25. As tiras de metal compreendem de preferência aço e tem uma superfície externa lisa.

[0009] Em alguns casos, a tira ferromagnética pode ser fornecida sobre uma bobina.

[00010] Tal como utilizado no presente relatório descritivo e reivindicações, os seguintes termos têm os seguintes significados: "tubulação interna" é usada para se referir a ambas as colunas de tubulação interna e de revestimento interno; e "para cima", "para baixo", "acima" e "abaixo" se referem a posições que são relativamente mais perto ou mais longe da superfície de um furo de sondagem.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[00011] Para uma compreensão mais detalhada da invenção, é feita referência aos desenhos em anexo, em que:

[00012] A Figura 1 é uma vista lateral esquemática de um sistema de acordo com a presente invenção desenvolvida em um furo de sondagem; e

[00013] A Figura 2 é uma seção transversal feita ao longo das linhas 22 da Figura 1.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS FORMAS DE REALIZAÇÃO PREFERENCIAIS

[00014] Fazendo-se referência às Figuras 1 e 2, um sistema 10 de acordo com uma forma de realização preferida é mostrado desenvolvido em um furo de sondagem 12. O sistema 10 inclui um tubular 14 ao qual está presa uma montagem de fibra óptica 20. A montagem de fibra óptica 20, de preferência inclui um grampo 22, espaçadores ou palhetas centralizadoras 24, e pelo menos uma, e de preferência duas, tiras de metal 26. As tiras 26 de preferência se estendem ao longo de todo o comprimento da tubagem. Um cabo de fibra óptica 30 também se estende ao longo do tubular entre as tiras 26, ou, se houver apenas uma tira, adjacente à tira 26 e de preferência entre a tira 26 e um espaçador ou palheta centralizadora 24.

[00015] Entre as montagens 20, pode ser desejável fornecer suporte adicional para as tiras 26 e cabo 30. Nesses casos, um ou mais anéis de preensão espaçados 40 podem ser aplicados ao redor do tubular, cabo e tiras. Os anéis de preensão 40 podem ser grampos de meia-concha ou outros dispositivos que funcionam similarmente, tal como são conhecidos na técnica.

[00016] Os espaçadores ou palhetas 24 servem para manter um espaço anular entre o tubular e a parede do fiiro de sondagem, de modo a manter uma bainha de cimento concêntrica e uniforme relativa, para evitar que o cabo de fibra sofra abrasão na parede do furo de sondagem durante a execução, e para mitigar apertos ou danos ao cabo de fibra.

[00017] O tubular 14 pode ser tubulação interna, tubagem de produção, revestimento, tubagem em espiral, ou semelhantes. Em qualquer caso, o tubular 14 pode ser qualquer tubular ou outra estrutura que se destina a permanecer no furo para a duração do período de medição. Dependendo da configuração, o tubular 14 e os outros componentes do sistema 10 podem ser cimentados no lugar.

[00018] A fim de servir como marcadores magnéticos que indicam a localização azimutal eficaz do cabo de fibra óptica 30, as tiras de metal 26 são, de preferência, construídas de um material eletricamente condutor ou ferromagnético tais como níquel, ferro, cobalto, e ligas dos mesmos, tais como o aço ou os aços inoxidáveis, e são de preferência extrusadas ou conformadas em rolo. As tiras 26 de preferência têm uma massa suficiente para garantir que elas podem ser detectadas por um detector de metal eletromagnético, tal como estão disponíveis comercialmente. A largura e a altura de cada tira podem ser otimizadas para reduzir a folga de execução ao mesmo tempo em que mantém a massa de metal adequada para atuar como um marcador magnético.

[00019] As tiras de metal 26 podem ter uma seção transversal geralmente retangular, como mostrado, e/ou pode ter uma superfície interna côncava que corresponde à curvatura da superfície externa do grampo 22.

[00020] As tiras de metal 26 estão de preferência posicionadas entre um par de espaçadores adjacentes 24 e, em alguns casos, podem ser posicionadas adjacentes a um espaçador selecionado de modo a obter uma proteção mecânica a partir do espaçador. As tiras de metal 26 são de preferência espaçadas o suficiente para receber o cabo de fibra óptica 30 dentre elas, como melhor ilustrado na figura 2. Em formas de realização preferidas, as tiras de metal 26 têm uma espessura, medida radialmente em relação ao tubular 14, que é pelo menos tão grande quanto o diâmetro do cabo de fibra óptica 30. Nesta configuração, as tiras 26 fornecem uma proteção mecânica e posicionamento para cabos 30, especialmente durante a execução.

[00021] As tiras 26 podem ser fornecidas em bobinas e podem ser desenroladas e aplicadas no lado de fora do tubular 14, juntamente com o cabo de fibra óptica 30, conforme o tubular é executado no furo. As tiras de metal 26 são, de preferência, mantidas no lugar no lado de fora do tubular 14 por meio de grampos 40 e bandagens. Além disso, se desejado, as tiras 26 podem ser fixas ao tubular 14 por meio de adesivo.

[00022] Quando fornecida da maneira descrita acima, as tiras 26 fornecem um sistema de baixo perfil, que substitui o sistema de corda de arame em uso no momento. O diâmetro menor de execução do sistema reduz ou elimina a necessidade de "dimensionamento em excesso" do furo de poço, de modo a acomodar os cabos de fibra óptica (e, possivelmente, os sistemas eletrônicos de calibre). A superfície lisa da tira de aço é menos suscetível ao arraste no furo de poço do que com corda de arame, aumentando a probabilidade de desenvolvimentos bem-sucedidos.

[00023] Assim, as vantagens do presente sistema incluem: • Perfil baixo, diâmetro de execução reduzido que pode ser otimizado para coincidir com o tamanho do cabo FO; • Enrolável; pode ser armazenado e desenvolvido em bobinas de madeira ou metal semelhantes à corda de arame • Metal sólido, resistente à deformação sob carga • Conformável; pode ser puncionado, perfurado, ou conformado (dobrado) para fornecer características especiais para fixação de pontos a grampos ou a outros dispositivos. • Superfície lisa; baixo coeficiente de fricção quando comparado com cordas de arame; menos propenso ao arraste no furo de poço

[00024] Enquanto que as vantagens da presente invenção tenham sido descritas com referência a uma das formas de realização preferenciais, deve ser entendido que variações e modificações podem ser feitas na mesma sem nos afastarmos do escopo da invenção, que está definido nas reivindicações a seguir.

Claims

1. Sistema para o fornecimento de informação sobre uma região de interesse em um furo de sondagem, compreendendo: um tubular (14) passando através da região de interesse; um cabo de fibra óptica (30) desenrolado no lado de fora de dito tubular (14) na região de interesse e opticamente conectado a uma fonte de luz e a meios de recepção de sinal óptico; duas tiras de metal (26) desenroladas no lado de fora do tubular (14), ambas adjacentes ao cabo de fibra óptica (30), em que cada tira de metal (26) tem pelo menos uma face longitudinal que é plana ou côncava, de modo a se conformar com o lado de fora do tubular (14); e meios para manter o cabo de fibra óptica (30) e as tiras de metal (26) em uma localização azimutal fixa em relação ao tubular (14), caracterizadopelo fato de as tiras de metal (26) serem construídas de um material eletricamente condutor ou material ferromagnético e formarem um marcador magnético para indicar uma localização azimutal do cabo de fibra óptica (30), e em que as duas tiras de metal (26) são espaçadas o suficiente para receber o referido cabo de fibra óptica (30) entre elas.

2. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que o tubular (14) é selecionado a partir do grupo que consiste em uma tubulação interna, tubagem de produção, revestimento, e tubagem em espiral.

3. Sistema de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o tubular (14) é tubulação interna.

4. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizadopelo fato de cada tira de metal (26) ter uma seção transversal retangular.

5. Sistema de acordo com a reivindicação 4, caracterizadopelo fato de que cada tira de metal (26) possui uma razão de aspecto maior do que 1,25.

6. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada tira de metal (26) compreende aço.

7. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de cada tira de metal (26) ser construída de níquel, ferro, cobalto, ou uma liga dos mesmos.

8. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada tira de metal (26) tem uma superfície externa lisa.

9. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as tiras de metal (26) possuem uma espessura, medida radialmente em relação ao tubular (14), que é pelo menos tão grande quanto um diâmetro do cabo de fibra óptica (30).

10. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que as tiras de metal (26) fornecem uma proteção mecânica e posicionamento para o cabo de fibra óptica (30).