BR112015006547B1

BR112015006547B1 - coluna de tubulações para uso em um poço subterrâneo, método de operar uma coluna de tubulações em um poço subterrâneo, e, sistema para uso com um poço subterrâneo

Info

Publication number: BR112015006547B1
Application number: BR112015006547-3A
Authority: BR
Inventors: Timothy R. Tips; William M. Richards
Original assignee: Halliburton Energy Services, Inc.
Priority date: 2012-09-26
Filing date: 2012-09-26
Publication date: 2020-11-24
Also published as: EP2900905A4; AU2012391054A1; BR112015006547A2; WO2014051559A1; MX355148B; DK2900905T3; MX2015003819A; EP2900905B1; AU2012391054B2; EP2900905A1; SG11201502084RA

Abstract

COLUNA DE TUBULAÇÕES PARA USO EM UM POÇO SUBTERRÂNEO, MÉTODOS DE OPERAR E DE INSTALAR UMA COLUNA DE TUBULAÇÕES EM UM POÇO SUBTERRÂNEO, E, SISTEMA PARA USO COM UM POÇO SUBTERRÂNEO Um sistema para uso com um poço tendo múltiplas zonas pode incluir múltiplas telas de poço que filtram fluido fluindo entre uma coluna de tubulações e respectivas zonas, pelo menos um guia de ondas ópticas que lê pelo menos uma propriedade do fluido quando ele flui entre a coluna de tubulações e pelo menos uma das zonas, múltiplos dispositivos de controle de fluxo que variavelmente restringem o fluxo do fluido através das respectivas telas de poço, e múltiplos sensores de pressão que leem a pressão do fluido que flui através das respectivas telas de poço. Uma coluna de tubulações para uso em um poço subterrâneo pode incluir pelo menos uma tela de poço, pelo menos um dispositivo de controle de fluxo que seletivamente impede e permite fluxo substancialmente irrestrito através da tela de poço, e pelo menos um outro dispositivo de controle de fluxo, que é remotamente operável e que variavelmente restringe o fluxo através da tela de poço.

Description

COLUNA DE TUBULAÇÕES PARA USO EM UM POÇO SUBTERRÂNEO, MÉTODO DE OPERAR UMA COLUNA DE TUBULAÇÕES EM UM POÇO SUBTERRÂNEO, E, SISTEMA PARA USO COM UM POÇO SUBTERRÂNEO

CAMPO TÉCNICO

[001] Esta descrição refere-se genericamente a equipamento utilizado em operações realizadas em conjunto com poços subterrâneos e, em um exemplo descrito abaixo, mais particularmente provê um completamento de poço inteligente integrado por múltiplas zonas transportadas por tubulação.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[002] Onde múltiplas zonas são para ser produzidas (ou injetadas) em um poço subterrâneo, pode ser difícil determinar como os fluidos comunicam-se entre uma formação terrestre e uma coluna de tubulações dentro do poço. Isto pode ser particularmente difícil onde os fluidos produzidos das múltiplas zonas são misturados na coluna de tubulações ou onde o mesmo fluido é injetado do poço para as múltiplas zonas.

[003] Portanto, observamos que aperfeiçoamentos são continuamente necessários nas técnicas de construir e operar sistemas de completamente de poço.

SUMÁRIO

[004] Nesta descrição, sistemas e métodos são providos que trazem aperfeiçoamentos nas técnicas de construir e operar sistemas de completamente de poço. Um exemplo é descrito abaixo, em que um dispositivo de restrição de fluxo variável é configurado para receber fluido que flui através de uma tela de poço. Outro exemplo é descrito abaixo, em que um guia de ondas ópticas é posicionado externo a uma coluna de tubulações e um ou mais sensores de pressão percebem a pressão interna e/ou externa à coluna de tubulações.

[005] Estes e outros detalhes, vantagens e benefícios tornar-se-ão evidentes a uma pessoa de habilidade comum na técnica, quando de consideração cuidadosa da descrição detalhada das formas de realização representativas da descrição abaixo e dos desenhos acompanhantes, em que elementos similares são indicados nas várias figuras empregando os mesmos números de referência.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[006] A Fig. 1 é uma vista em seção transversal parcialmente representativa de um sistema de completamento de poço e método associado que pode corporificar princípios desta descrição.

[007] As Figs. 2A - C são vistas em seção transversal representativas de sucessivas seções longitudinais de uma coluna de tubulações, que podem ser usadas no sistema de completamento de poço e método da Fig. 1, e que podem corporificar os princípios desta descrição.

[008] A Fig. 3 é uma vista em seção transversal representativa de uma seção da coluna de tubulações, com o fluido escoando de uma formação terrestre para dentro da coluna de tubulações.

[009] A Fig. 4 é uma vista elevacional representativa de outra seção da coluna de tubulações.

[0010] A Fig. 5 é uma vista em seção transversal de outro exemplo do sistema de completamente) de poço e método.

[0011] A Fig. 6 é uma vista em seção transversal representativa de um dispositivo de controle de fluxo que pode ser usado no sistema e método de completamento de poço.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0012] São representativamente ilustrados na Fig. 1 um sistema de completamento de poço 10 e método associado, que pode incorporar princípios desta descrição. Entretanto, deve ser claramente entendido que o sistema 10 e método são meramente um exemplo de uma aplicação dos princípios desta descrição na prática, e uma larga variedade de outros exemplos é possível. Portanto, o escopo desta descrição não é limitado a todos os detalhes do sistema 10 e método descrito aqui e/ou representado nos desenhos.

[0013] No exemplo da Fig. 1, uma coluna de tubulações 12 foi instalada em um poço 14 revestido com tubos de revestimento 16 e cimento 18. Em outros exemplos, a coluna de tubulações 12 poderia ser pelo menos parcialmente em uma parte de furo não-revestido ou aberto do poço 14. A coluna de tubulações 12 pode ser suspensa por um suspensor de tubulação (não mostrado) na ou próximo da superfície terrestre (por exemplo, em uma superfície ou boca de poço submarino.

[0014] A coluna de tubulações 12 inclui múltiplos conjuntos 20 de equipamento de completamento. Em alguns exemplos, todos os conjuntos 20 do equipamento de completamento podem ser transportados para dentro do poço ao mesmo tempo na coluna de tubulações 12. Cascalho 22 pode ser colocado próximo das telas de poço24 incluídas no equipamento de completamento em uma manobra para dentro do poço 14, usando-se um sistema de empacotamento de cascalho de múltiplas zonas de tubulação atravessante.

[0015] Por exemplo, um sistema e técnica que podem ser usados para empacotamento de cascalho, com respeito a múltiplos conjuntos de equipamento de completamento para correspondentes múltiplas zonas, é comercializado por Halliburton Energy Services, Inc. of Houston, Texas USA como o sistema ENHANCED SINGLE TRIP MULTI-ZONE™, ou ESTMZ™. Entretanto, outros sistemas e técnicas podem ser usados, sem desvio dos princípios desta descrição.

[0016] Os obturadores 26 da coluna de tubulações 12 são usados para isolar múltiplas zonas de formação terrestre 28 de cada outra do poçol4. Os obturadores 26 vedam a coroa anular 30 formada radialmente entre a coluna de tubulações 12 e o poçol4. As zonas 28 podem ser de diferentes seções de uma mesma formação terrestre, porém isto não é necessário na manutenção do escopo desta descrição.

[0017] Também incluído em cada conjunto 20 de equipamento de completamento é um dispositivo de controle de fluxo 32 e um dispositivo de controle hidráulico 34, que controla o acionamento hidráulico do dispositivo de controle de fluxo. Um dispositivo de controle de fluxo adequado, que pode variavelmente limitar o fluxo para dentro ou fora da coluna de tubulações 12, é a válvula de controle de intervalo infinitamente variável I-ICV™ comercializada por Halliburton Energy Services, Inc. Um dispositivo de controle hidráulico adequado para controlar o acionamento hidráulico da IV-ICV™ é o sistema de análise e controle de reservatório controlado na superfície, ou SCRAMS™, que é também comercializado por Halliburton Energy Services.

[0018] Em cada conjunto de equipamento de completamento 20, um sensor de pressão 36 é incluído para medir a pressão interna e/ou externa da coluna de tubulações. O sensor de pressão 36 poderia ser provido como parte do dispositivo de controle hidráulico 34 (tal como parte do dispositivo SCRAMS™) ou um sensor de pressão separado pode ser usado. Se um sensor de pressão separado 36 for usado, um sensor adequado é o sensor de pressão ROC™ comercializado por Halliburton Energy Services, Inc.

[0019] Outros tipos de sensores podem ser usados além de ou em vez do sensor de pressão 36. Por exemplo, o sensor 36 poderia também ou, alternativamente, incluir um sensor de taxa de fluxo, um sensor de corte de água ou composição de fluido, ou qualquer outro tipo de sensores.

[0020] Os obturadores 26 são preferivelmente ajustados aplicando-se pressão interna. Os obturadores 26 são ajustados após a coluna de tubulações 12 ter sido aterrada (por exemplo, em uma boca de poço na ou próximo da superfície da terra). Preferivelmente, subs de desconexão ou juntas de expansão são requeridos para espaçamento da coluna de tubulações 12 em relação à boca de poço antes de ajustar os obturadores 26, embora tais subs de desconexão ou juntas de expansão possam ser usados, se desejado.

[0021] Uma ferramenta de coluna de trabalho e manutenção de empacotamento de cascalho (não mostrada), usada para dirigir o fluxo de uma lama de fraturamento e/ou empacotamento de cascalho para dentro do poço, é instalada após os obturadores 26 serem ajustados. Após a operação de empacotamento de cascalho ser completada, a ferramenta de coluna e manutenção de trabalho de empacotamento de cascalho é recuperada. O poço pode então ser produzido via a coluna de tubulações 12.

[0022] Alternativamente ou em adição, uma coluna de produção 38 (tal como uma coluna de tubulações espiralada etc.) pode ser abaixada dentro do poço 14 e enfiada dentro da coluna de tubulações 12, se desejado. A coluna de produção 38 neste exemplo inclui vedações 40 para vedantemente encaixar em um furo de vedação 42 em um mais superior dos obturadores 26.

[0023] A coluna de produção 38 pode incluir uma bomba submersível elétrica 44. Em outros exemplos, a bomba 44 poderia ser transportada por cabo ou cabo de perfuração, em cujo caso a coluna de tubulações 12 poderia ser usada para escoar um fluido 52 na superfície da terra acima da bomba.

[0024] Entretanto, o uso da bomba 44 não é necessário, pelo menos inicialmente. A bomba 44 pode ser instalada somente após depleção parcial do poço.

[0025] No sistema 10, como representado na Fig. 1, as linhas 50 são transportadas extemamente sobre a coluna de tubulações 12. Preferivelmente, as linhas 50 incluem um ou mais linhas elétricas, hidráulica e ópticas (p. ex., pelo menos um guia de ondas ópticas, tal como uma fibra óptica, fita óptica etc.). Entretanto, em outros exemplos, todas ou parte das linhas 50 poderiam ser posicionadas internas à coluna de tubulações 12. O escopo desta descrição não é limitado a qualquer localização particular das linhas 50.

[0026] Preferivelmente, o(s) guia(s) de ondas ópticas é/são externos à coluna de tubulações 12 (por exemplo, entre as telas de poço 24 e o poço 14), de modo que as propriedades do fluido 52, que flui entre as zonas 28 e o interior da coluna de tubulações 12, podem ser prontamente detectadas pelo(s) guia(s) de ondas ópticas. Em outros exemplos, o guia de ondas ópticas poderia ser posicionado em uma parede da coluna de tubos de revestimento 16, externa à coluna de tubos de revestimento, no cimento 18 etc.

[0027] Preferivelmente, o guia de ondas ópticas é capaz de perceber a temperatura e/ou pressão do fluido 52. Por exemplo, o guia de ondas ópticas pode ser parte de um sistema de leitura de temperatura distribuído (DTS), que detecta a retrodispersão Rayleigh no guia de ondas ópticas como uma indicação da temperatura ao longo do guia de ondas. Para leitura da pressão, o guia de ondas ópticas poderia ser equipado com retículas Bragg de fibra e/ou retrodispersão Brillouin no guia de ondas ópticas e poderia ser detectado como uma indicação da deformação (resultante da pressão) ao longo do guia de ondas ópticas. O guia de ondas ópticas poderia ser usado para ler a taxa de fluxo ou corte de água do fluido 52. Entretanto, o escopo desta descrição não é limitado a qualquer técnica particular para ler qualquer propriedade particular do fluido 52.

[0028] Também incluídos no exemplo da coluna de tubulações 12 da Fig. 1 são uma válvula de segurança 46 e uma válvula de isolamento 48. A válvula de segurança 46 é usada para evitar fluxo não-pretendido de fluido 52 para fora do poço (p. ex., no evento de uma emergência, explosão etc.) e a válvula de isolamento 48 é usada para evitar que as zonas 28 sejam expostas a fluidos e pressões potencialmente danificantes acima delas em ocasiões durante o processo de completamente.

[0029] A válvula de segurança 46 pode ser operada usando-se uma ou mais linhas de controle 84 (tais como linhas elétrica e/ou hidráulica), ou a válvula de segurança pode ser operada usando-se uma ou mais das linhas 50. A válvula de isolamento 48 pode ser operada usando-se uma ou mais das linhas 50.

[0030] O fluido 52 é representado na Fig.1 como escoando das zonas 28 para dentro da coluna de tubulações 12, como em uma operação de produção. Entretanto, os princípios desta descrição são também aplicáveis a situações (tais como acidificação, fraturamento, outras operações de estimulação, conformação ou outras operações de injeção, etc.), em que o fluido 52 é injetado pela coluna de tubulações 12 para dentro de uma ou mais das zonas 28.

[0031] Em um método, todos os dispositivos de controle de fluxo 32 podem ser fechados, para desse modo evitar fluxo do fluido 52 através de todas as telas 24 e então um dos dispositivos de controle de fluxo pode ser aberto para permitir que o fluido escoe através de uma correspondente das telas. Desta maneira, as propriedades do fluido 52, que escoa entre a respectiva zona 28 e através da respectiva tela de poço 24, podem ser individualmente detectadas pelo guia de ondas ópticas. Os sensores de pressão 36 podem, no ínterim, detectar pressões internas ou externas longitudinalmente distribuídas ao longo da coluna de tubulações 12, e isto proverá um operador com significativa informação sobre como e onde o fluido 52 flui entre as zonas 28 e o interior da coluna de tubulações.

[0032] Este processo pode ser repetido para cada uma das zonas 28 e/ou cada um dos conjuntos 20 de equipamento de completamento, de modo que as características do fluido 52 e trajetos de fluxo podem ser precisamente modeladas ao longo da coluna de tubulações 12. Invasão de água ou gás, frentes de inundação de água ou vapor etc., em zonas individuais 28, podem também ser detectadas usando-se este processo.

[0033] Com referência adicionalmente agora ás Figs. 2A-C, um exemplo de uma seção longitudinal da coluna de tubulações 12 é representativamente ilustrado. A seção ilustrada representa como o fluxo através das telas de poço 24 pode ser controlado eficazmente usando-se os dispositivos de controle de fluxo 32. A seção mostrada nas Figs. 2A - C pode ser usada no sistema 10 e coluna de tubulações 12 da Fig. 1 ou pode ser usado em outros sistemas e/ou colunas de tubulações.

[0034] Nas Figs. 2A-C exemplos, três dos dispositivos de controle de fluxo 32 são usados para variavelmente limitar o fluxo através de seis das telas de poço 24. Isto demonstra que qualquer número de dispositivos de controle de fluxo 32 e qualquer número de telas de poço 24 podem ser usados para controla o fluxo do fluido 52 entre uma correspondente das zonas 28 e a coluna de tubulações 12. O escopo desta descrição não é limitado a qualquer número ou combinação particular dos vários componentes da coluna de tubulações 12.

[0035] Outro dispositivo de controle de fluxo 54 (tal como uma válvula tipo luva corrediça mecanicamente acionada etc.) pode ser usado para seletivamente permitir e evitar fluxo substancialmente não-limitadoatravés das telas de poço 24. Por exemplo, durante operações de empacotamento de cascalho, pode ser desejado permitir fluxo ilimitado através das telas de poço 24, para circulação de fluido de lama de volta para a superfície da terra. No fraturamento ou outras operações de estimulação, o dispositivo de controle de fluxo 54 pode ser fechado, para desse modo evitar fluxo através das telas 24, de modo que suficiente pressão pode ser aplicada externa às telas para forçar fluido para fora para dentro da correspondente zona 28.

[0036] Um superior dos dispositivos de controle hidráulico 34 é usado para controlar a operação de um superior dos dispositivos de controle de fluxo 32 (Fig. 2A) e para controlar um intermediário dos dispositivos de controle de fluxo (Fig. 2B). Um inferior dos dispositivos de controle hidráulico 34 é usado para controlar o acionamento de um inferior dos dispositivos de controle de fluxo 32 (Fig. 2C).

[0037] Se o dispositivo SCRAMS™ mencionado acima for usado para os dispositivos de controle hidráulico 34, os sinais transmitidos via as linhas elétricas 50 são usados para controlar a aplicação da pressão hidráulica das linhas hidráulicas para um selecionado dos dispositivos de controle de fluxo 32. Assim, os dispositivos de controle de fluxo 32 podem ser individualmente acionados usando-se os dispositivos de controle hidráulico 34.

[0038] Na Fig. 2A pode ser visto que um tubular interno 60 é preso a um tubular externo 94 (por exemplo, por meio de roscas etc.), de modo que o tubular interno 60 pode ser usado pra suportar o peso de uma restante da coluna de tubulações 12 abaixo.

[0039] Com referência adicionalmente agora à Fig. 3, um exemplo de como o dispositivo de controle de fluxo 32 pode ser usado para controlar o fluxo do fluido 52 através da tela de poço 24 é representativamente ilustrado. Nesta vista, pode ser visto que o fluido 52 entra na tela de poço 24 e flui para dentro de uma área anular 56 formada radialmente entre um tubo de base perfurado 58 da tela de poço e um tubular interno 60. O fluido 52 flui através da área anular 56 para o dispositivo de controle de fluxo 32, qe é contido dentro de um envoltório tubular 62.

[0040] O dispositivo de controle de fluxo 32 variavelmente restringe o fluxo do fluido 52 da área anular 56 para uma passagem de fluxo 64 estendendo-se longitudinalmente através da coluna de tubulações 12. Tal restrição variável pode ser usada para equilibrar a produção das múltiplas zonas 28, para evitar obstrução etc. de ága ou gás. Naturalmente, se o fluido 52 for injetado dentro das zonas 28, a restrição variável pode ser usada para controlar o formato ou extensão de uma frente de inundação de água ou vapor nas várias zonas.

[0041] Com referência adicionalmente agora à Fig. 4, uma maneira pela qual as linhas 50 podem ser roteadas através da coluna de tubulações 12 é representativamente ilustrada. Nesta vista, o envoltório 62 é removido, de modo que as linhas 50, estendendo-se de um dos dispositivos de controle de fluxo 32 (tal como o dispositivo de controle de fluxo intermediário representado na Fig. 2B) para a tela de poço 24, abaixo do dispositivo de controle de fluxo, pode ser visto.

[0042] As linhas 50 estendem-se de um conector 66 do dispositivo de controle de fluxo 32 para uma conexão de extremidade 68 da tela de poço 24, em que as linhas são direcionadas para outro conector 70 para estender as linhas mais coluna de tubulações abaixo 12. A conexão de extremidade 68 pode ser provida com passagens de fluxo (não mostradas), para permitir que o fluido 52 flua longitudinalmente através da conexão de extremidade da tela de poço 24 para o dispositivo de controle de fluxo 32, via a área anular 56. A fundição da conexão de extremidade 68 pode permitir formar passagem de fluxo complexa e formatos de conduto na conexão de extremidade, porém outros meios de fabricar a conexão de extremidade podem ser usados, se desejado.

[0043] As linhas 50 podem estender-se externas e/ou internas a um meio filtrante (p. ex., enrolamento de arame, malha de arame, sinterizado, pré-empacotado etc.) da tela de poço 24. Em alguns exemplos, as linhas 50 poderiam ser posicionadas entre o tubo de base 58 e o meio filtrante, radialmente para dentro do meio filtrante, na área anular 56 entre o tubular 60 e o meio filtrante etc.

[0044] Com referência adicionalmente agora à Fig. 5, outro exemplo do sistema de completamente 10e coluna de tubulações 12 é representativamente ilustrado. Neste exemplo, o conjunto 20 de equipamento de completamento inclui somente um de cada da tela de poço 24, dispositivo de controle de fluxo 32, dispositivo de controle hidráulico 34 e dispositivo de controle de fluxo 54. Entretanto, como mencionado acima, qualquer número ou combinação de componentes pode ser usado, de acordo com o escopo desta descrição.

[0045] Uma diferença na Fig. 5 exemplo é que o dispositivo de controle de fluxo 54 e pelo menos uma parte do dispositivo de controle de fluxo 32 são posicionados dentro da tela de poço 24. Isto pode prover uma configuração mais longitudinalmente compacta e eliminar o uso do envoltório 62. Assim, observamos que o escopo desta descrição não é limitado a qualquer configuração ou arranjo particular dos componentes da coluna de tubulações 12.

[0046] Além disso, pode ser visto na Fig. 5 que o dispositivo de controle hidráulico 34 pode incluir o sensor de pressão 36, que pode ser conduzido para a passagem de fluxo interna 64 e/ou para a coroa anular 30 externa à coluna de tubulações 12. Múltiplos sensores de pressão 36 podem ser providos no dispositivo de controle hidráulico 34 para separadamente perceber as pressões internas ou externas para a coluna de tubulações 12.

[0047] Em alguns exemplos, a coluna de tubulações 12 pode ser instalada em um único deslocamento para dentro do poço 14 com a válvula de segurança 46 (vide Fig.1). A coluna de tubulações 12 pode ser aterrissada em uma boca de poço acima e então os obturadores 26 podem ser colocados aplicando-se pressão interna à coluna de tubulações. A bomba 44 pode ser instalada mais tarde, se desejado (tal como quando a produção tiver diminuído significativamente etc.). As linhas 50 podem estender-se para um local de superfície, sem quaisquer conexões “úmidas” (p. ex., conexões feitas no fundo de poço) nas linhas 50.

[0048] Com referência adicionalmente agora à Fig. 6, outro exemplo de como o dispositivo de controle de fluxo 32 pode ser conectados ao dispositivo de controle hidráulico 34 é representativamente ilustrado. Neste exemplo, o dispositivo de controle hidráulico 34 inclui eletrônicos 72 (tais como um ou mais processadores, memória, baterias etc.) responsivos a sinais transmitidos de um local remoto (por exemplo, uma estação de controle na superfície da terra, uma instalação no leito do mar, uma sonda flutuante etc.) via as linhas 50 para dirigir a pressão hidráulica (via um coletor hidráulico, não mostrado) para um acionador 74 do dispositivo de controle de fluxo 32.

[0049] O dispositivo de controle de fluxo 32 da Figura 6 inclui uma luva 76 que é deslocada pelo acionador 74 em relação a uma abertura 76 de um recinto externo 80, a fim de variavelmente restringir o fluxo através da abertura. Preferivelmente, o dispositivo de controle de fluxo 32 também inclui um indicador de posição 82, de modo que os eletrônicos 72 podem verificar se a luva 76 está apropriadamente posicionada para obter uma desejada restrição de fluxo. O(s) sensor(es) de pressão 36 podem ser usados para verificar se um desejado diferencial de pressão é conseguido através do dispositivo de controle de fluxo 32.

[0050] Embora o dispositivo de controle de fluxo 32 dos exemplos acima seja descrito como sendo um estrangulador variável remota e hidraulicamente acionado, qualquer tipo de dispositivo de controle de fluxo que proveja uma resistência variável ao fluxo pode ser usado, de acordo com o escopo desta descrição. Por exemplo, um dispositivo de controle de influxo pode ser acionado usando-se o dispositivo de controle hidráulico 34 descrito acima ou linhas de controle hidráulico relativamente diretas podem ser usadas para acionar um dispositivo de controle de influxo.

[0051] Alternativamente, um dispositivo de controle de influxo autônomo (um que varie uma resistência para fluir sem sinais de comando ou acionamento transmitidos de um local remoto), tal como aqueles descritos nas Publicações U.S. Nos. 2011/0042091, 2011/027385, 2012/0048563 e outras, pode ser usado.

[0052] O uso de um dispositivo de controle de influxo (autônomo ou remotamente acionado) pode ser preferível para operações de injeção, por exemplo, se regulação precisa de resistência ao fluxo não for requerida. Entretanto, deve ser observado que o escopo desta descrição não é limitado ao uso de qualquer tipo particular de dispositivo de controle de fluxo, ou uso de um tipo particular de dispositivo de controle de fluxo em um tipo particular de operação.

[0053] Em vez de ou em adição aos sensores de pressão 36, sensores de pressão e/ou temperatura separados podem ser transportados para dentro da coluna de tubulações 12 durante o método descrito acima, em que características e trajetos de fluxo do fluido 52 fluindo entre a coluna de tubulações e as zonas individuais 28 são determinados. Por exemplo, uma linha de fio ou tubo de imersão perfurado transportado por tubulação espiralada poderia ser transportada para dentro da coluna de tubulações durante ou antes da realização do método.

[0054] Pode agora ser totalmente apreciado que a descrição acima provê significativos avanços à parte de construir e operar sistemas de completamento de poço. Nos exemplos descritos acima, diagnósticos de poço intensificados são tomados possíveis pelo uso de um dispositivo de controle de fluxo seletivamente variável 32, integrado com um sensor óptico (p. ex., um guia de ondas ópticas como parte das linhas 50) externo à coluna de tubulações 12 e sensores de pressão 36 conduzidos pra o interior e/ou exterior da coluna de tubulações.

[0055] Um sistema 10 para uso com um poço subterrâneo, tendo múltiplas zonas de formação da terra 28, é provido para a técnica pela descrição acima. Em um exemplo, o sistema 10 pode incluir: múltiplas telas de poço 24 que filtram fluido 52 escoando entre uma coluna de tubulações 12 dentro do poço e uma respectiva das múltiplas zonas 28; pelo menos um guia de ondas ópticas 50, que percebe pelo menos uma propriedade do fluido 52 quando ele flui entre a coluna de tubulações 12 e pelo menos uma das zonas 28; múltiplos dispositivos de controle de fluxo 32, que variavelmente restringem o fluxo do fluido 52 através de respectivas das múltiplas telas de poço 24; e múltiplos sensores de pressão 36, que percebem a pressão do fluido 52, que flui através das respectivas das múltiplas telas de poço 24.

[0056] As múltiplas telas de poço 24, o guia de ondas ópticas 50, os múltiplos dispositivos de controle de fluxo 32 e os múltiplos sensores de pressão 36 podem ser instalados no poço em uma única manobra para dentro do poço.

[0057] O sistema 10 pode também incluir múltiplos dispositivos de controle hidráulico 34, que controlam a aplicação da pressão de acionamento hidráulico nos respectivos dos múltiplos dispositivos de controle de fluxo 32.

[0058] Um único dos dispositivos de controle hidráulico 34 pode controlar a aplicação da pressão de acionamento hidráulico em múltiplos dos dispositivos de controle de fluxo 32.

[0059] Os sensores de pressão 36 podem ler a pressão do fluido 52 externa e/ou interna à coluna de tubulações 12. O(s) sensor(es) podem ser providos para ler a taxa de fluxo do fluido 52 e/ou composição do fluido.

[0060] Os dispositivos de controle de fluxo 32 podem compreender estrangulamentos variáveis remota e hidraulicamente acionados. Os dispositivos de controle de fluxo 32 podem compreender restritores de fluxo variável autônomos.

[0061] Os dispositivo de controle de fluxo 32, em alguns exemplos, recebem o fluido 52 das respectivas das múltiplas telas de poço 24.

[0062] O guia de ondas ópticas 50 pode ser posicionado externo às telas de poço 24 e/ou internos às telas de poço (p. ex., entre o tubo de base 58 e um meio filtrante das telas de poço 24, radialmente para dentro do meio filtrante, na área anular 56, entre o tubular 60 e o meio filtrante etc.). O guia de ondas ópticas 50 pode ser posicionado entre as telas de poço 24 e as zonas 28.

[0063] Também descrito acima é uma coluna de tubulações 12 para uso em um poço subterrâneo. Em um exemplo, a coluna de tubulações 12 pode incluir pelo menos uma tela de poço 24; pelo menos um primeiro dispositivo de controle de fluxo 54; e pelo menos um segundo dispositivo de controle de fluxo 32, o segundo dispositivo de controle de fluxo 32 sendo remotamente operável. O primeiro dispositivo de controle de fluxo 54 seletivamente evita e permite fluxo substancialmente irrestrito através da tela de poço 24. O segundo dispositivo de controle de fluxo 32 variavelmente restringe o fluxo através da tela de poço 24.

[0064] A coluna de tubulações 12 pode incluir um dispositivo de controle hidráulico 34, que controla a aplicação da pressão de acionamento hidráulico para o segundo dispositivo de controle de fluxo 32.

[0065] O segundo dispositivo de controle de fluxo 32 pode compreender múltiplos segundos dispositivos de controle de fluxo 32 e o dispositivo de controle hidráulico 34 pode controlar a aplicação de pressão de acionamento hidráulico nos múltiplos segundos dispositivos de controle de fluxo 32.

[0066] A coluna de tubulações 12 pode incluir pelo menos um guia de ondas ópticas 50, que é operativa para ler pelo menos uma propriedade de um fluido 52, que flui através da tela de poço 24.

[0067] Um método de operar uma coluna de tubulações 12 em um poço subterrâneo é também descrito acima. Em um exemplo, o método pode compreender: fechar todos os múltiplos dispositivos de controle de fluxo 32 conectados na coluna de tubulações 12, a coluna de tubulações 12 incluindo múltiplas telas de poço 24, que filtram o fluido 52 escoando entre a coluna de tubulações 12 e as respectivas múltiplas zonas de formação terrestre 28, pelo menos um guia de ondas ópticas 50, que lê pelo menos uma propriedade do fluido 52 quando ele flui entre a coluna de tubulações 12 e pelo menos uma das zonas 28, os múltiplos dispositivos de controle de fluxo 32, que variavelmente restringem o fluxo do fluido52 através das respectivas das múltiplas telas de poço 24, e múltiplos sensores de pressão 36, que leem a pressão dofluido 52 que flui através das respectivas múltiplas telas de poço 24; pelo menos parcialmente abrindo um primeiro selecionado dos dispositivos de controle de fluxo 32; e medindo uma primeira mudança na propriedadelida pelo guia de ondas ópticas 50 e uma primeira mudança na pressão do fluido 52, como resultado da abertura do primeiro selecionado dos dispositivos de controle de fluxo 32.

[0068] O método pode também incluir: fechar todos os múltiplos dispositivos de controle de fluxo 32, após a etapa de pelo menos parcialmente abrir o primeiro selecionado dos dispositivos de controle de fluxo 32; pelo menos parcialmente abrir um segundo selecionado dos dispositivos de controle de fluxo 32; e registrar uma segunda mudança na propriedade lida pelo guia de ondas ópticas 50 e uma segunda mudança na pressão do fluido 52, como resultado da abertura do segundo selecionado dos dispositivos de controle de fluxo 32.

[0069] O método pode incluir instalar as múltiplas telas de poço 24, o guia de ondas ópticas 50, os múltiplos dispositivos de controle de fluxo 32 e os múltiplos sensores de pressão 36 dentro do poço em uma única manobra para dentro do poço.

[0070] Outro método de instalar uma coluna de tubulações 12 em um poço subterrâneo pode incluir transportar a coluna de tubulações 12 com uma válvula de segurança 46 pra detro do poço em uma única manobra; aterrissar a coluna de tubulações 12; e então colocar múltiplos obturadors 26 na coluna de tubulações 12.

[0071] A coluna de tubulações 12 pode ser instalada sem fazer qualquer conexão nas linhas 50 estendendo-se ao longo da coluna de tubulações 12. A etapa de colocar pode incluir aplicar pressão interna na coluna de tubulações 12.

[0072] Outro método de instalar uma coluna de tubulações 12 em uma poço subterrâneo pode incluir transportar a coluna de tubulações 12 com uma válvula de segurança 46 para dentro do poço em uma única manobra; aterrissar a coluna de tubulações 12; e então colocar múltiplos obturadores 26 na coluna de tubulações 12.

[0073] O método pode também incluir instalar uma bomba elétrica 44 na coluna de tubulações 12 após a colocação.

[0074] Outro método de instalar uma coluna de tubulações 12 em um poço subterrâneo pode incluir transportar a coluna de tubulações 12 com uma válvula de segurança 46 para dentro do poço em uma única manobra, produzir fluido 52 via a coluna de tubulações 12 e então instalar uma bomba elétrica 44 na coluna de tubulações 12.

[0075] Embora vários exemplos tenham sido desritos acima, com cada exemplo tendo certos detalhes, deve ser entendido que não é necessário que um detalhe particular de um exemplo seja usado exclusivamente com aquele exemplo. Em vez disso, qualquer um dos detalhes descritos acima e/ou representados nos desenhos pode ser combinado com qualquer um dos exemplos, além de ou em substituição a qualquer um dos outros detalhes daqueles exemplos. Detalhes do exemplo não são mutuamente exclusivos para outros detalhes do exemplo. Em vez disso, o escopodesta descrição abrange qualquer combinação de qualquer um dos detalhes.

[0076] Embora cada exemplo descrito acima inclua uma certa combinação de detalhes, deve ser entendido que não é necessário que todos os aspectos de um exemplo sejam usados. Em vez disso, qualquer um dos detalhes descritos acima pode ser usado, sem qualquer outro detalhe ou detalhes particulares também sendo usados.

[0077] Deve ser entendido que as várias formas de realização descritas aqui podem ser utilizadas em várias orientações, tais como inclinada, invertida, horizontal, vertical etc. e em várias configurações, sem desvio dos princípios desta descrição. As formas de realização são descritas meramente como exemplos de aplicações úteis dos princípios da descrição, que não é limitada a quaisquer detalhes específicos destas formas de realização.

[0078] Na descrição acima dos exemplos representativos, termos direcionais (tais como “acima”, “abaixo”, “superior”, “inferior” etc.) são usados por conveniência com referência aos desenhos acompanhantes. Entretanto, deve sr claramente entendido que o escopo desta descrição não é limitado a quaisquer direções particulares descritas aqui.

[0079] Os termos “incluindo”, “inclui”, “compreendendo”, “compreende” e termos similares são usados em um sentido não-limitativo neste relatório. Por exemplo, se um sistema, método, aparelho, dispositivo etc. for descrito como “incluindo” um certo detalhe ou elemento, o sitema, método, aparelho, dispositivo etc. pode incluir aquele detalhe ou elemento e pode também incluir outros detalhes ou elementos. Similarmente, o termo “compreende” é considerado significar “compreende porém não é limitado a”

[0080] Naturalmente, uma pessoa hábil na técnica, quando de uma consideração cuidadosa da descrição acima de formas de realização representativas da descrição, prontamente apreciaria que muitas modificações, adições, substituições, deleções e outras mudanças podem ser feitas nas formas de realização específicas e tais mudanças são contempladas pelos princípios desta descrição. Por exemplo, as estruturas descritas como sendo separadamente formadas podem, em outros exemplos, ser integralmente formadas e vice-versa. Por conseguinte, a descrição detalhada precedente é para ser claramente entendida como sendo feita por meio de ilustração e exemplo somente, o espírito e escopo da invenção sendo limitados unicamente pelas reivindicações anexas e seus equivalentes.

Claims

Coluna de tubulações para uso em um poço subterrâneo, dita coluna de tubulações compreendendo:
pelo menos uma tela de poço (24);
pelo menos um primeiro dispositivo de controle de fluxo (54), que seletivamente evita e permite fluxo substancialmente irrestrito através da tela de poço; e
pelo menos um segundo dispositivo de controle de fluxo (32), o segundo dispositivo de controle de fluxo sendo remotamente operável, e em que o segundo dispositivo de controle de fluxo variavelmente restringe o fluxo através da tela de poço;
caracterizada pelo fato de que o primeiro dispositivo de controle de fluxo (54) e pelo menos uma parte do segundo dispositivo de controle de fluxo (32) são posicionados dentro da tela de poço (24).
Coluna de tubulações de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende ainda um dispositivo de controle hidráulico (34), que controla a aplicação da pressão de acionamento hidráulico no segundo dispositivo de controle de fluxo.
Coluna de tubulações de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que o pelo menos um segundo dispositivo de controle de fluxo compreende múltiplos segundos dispositivos de controle de fluxo, e em que o dispositivo de controle hidráulico controla a aplicação de pressão de acionamento hidráulico nos múltiplos segundos dispositivos de controle de fluxo.
Coluna de tubulações de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende pelo menos um guia de ondas ópticas que é operativo pra ler pelo menos uma propriedade de um fluido que flui através da tela de poço.
Coluna de tubulações de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que ο guia de ondas ópticas é posicionado externo à tela de poço.
Coluna de tubulações de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que o guia de ondas ópticas é posicionado entre a tela de poço e uma formação terrestre.
Coluna de tubulações de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que o guia de ondas ópticas é posicionado interno à tela de poço.
Coluna de tubulações de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o segundo dispositivo de controle de fluxo compreende um estrangulador hidraulicamente acionado.
Coluna de tubulações de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende ainda um sensor de pressão (36) que lê a pressão externa da coluna de tubulações (12).
Coluna de tubulações de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende ainda um sensor de pressão, que lê a pressão interna à coluna de tubulações.
Coluna de tubulações de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende ainda um sensor que lê pelo menos um de taxa de fluxo e composição do fluido.
Método de operar uma coluna de tubulações em um poço subterrâneo, compreende:
fechar todos os múltiplos dispositivos de controle de fluxo (32, 54) conectados na coluna de tubulações (12), a coluna de tubulações incluindo múltiplas telas de poço (24) que filtram o fluido fluindo entre a coluna de tubulações e as repectivas múltiplas zonas de formação da terra (28), pelo menos um guia de ondas ópticas, que lê pelo menos uma propriedade do fluido quando ele flui entre a coluna de tubulações e pelo menos uma das zonas, os múltiplos dispositivos de controle de fluxo, que variavelmente restringem o fluxo do fluido através das múltiplas telas de poço, e múltiplos sensores de pressão (36) que leem a pressão do fluido que flui através das respectivas múltiplas telas de poço;
pelo menos parcialmente abrir um primeiro selecionado dos dispositivos de controle de fluxo; e
medir uma primeira mudança na propriedade lida pelo guia de ondas ópticas e uma primeira mudança na pressão do fluido como um resultado da abertura do primeiro selecionado dos dispositivos de controle de fluxo;
dito método caracterizado pelo fato de que dispositivos de controle de fluxo compreende:
um primeiro dispositivo de controle de fluxo (54), que seletivamente evita e permite fluxo substancialmente irrestrito através da tela de poço; e
um segundo dispositivo de controle de fluxo (32), o segundo dispositivo de controle de fluxo sendo remotamente operável, em que o segundo dispositivo de controle de fluxo variavelmente restringe o fluxo através da tela de poço;
em que o primeiro dispositivo de controle de fluxo (54) e pelo menos uma parte do segundo dispositivo de controle de fluxo (32) são posicionados dentro da tela de poço (24).
Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que compreende:
fechar todos os mútiplos dispositivos de controle de fluxo, após a etapa de pelo menos parcialmente abrir o primeiro selecionado dos dispositivos de controle de fluxo;
pelo menos parcialmente abrir um segudo selecionado dos dispositivos de controle de fluxo; e
medir uma segunda mudança da propriedade lida pela guia de ondas ópticas e uma segunda mudança na pressão do fluido, como resultado da abertra do segundo selecionado dos dispositivos de controle de fluxo.
Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que compreende ainda instalar as múltiplas telas de poço, o guia de ondas ópticas, os mútiplos dispositivos de controle de fluxo e os múltiplos sensores de pressão dentro do poço em uma única manobra.
Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a coluna de tubulações compreendem ainda múltiplos dispositivos de controle hidráulico (34), que controlam a aplicação de pressão de acionamento hidráulico aos respectivos mútiplos dispositivos de controle de fluxo.
Método de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que um único dos dispositivos de controle hidráulico controla a apliação de pressão de acionamento hidráulico aos múltiplos dos dispositivos de controle de fluxo.
Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que os sensores de pressão leem a pressão do fluido externa à coluna de tubulações.
Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que os sensores de pressão leem a pressão do fluido interna à coluna de tubulações.
Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que os dispositivos de controle de fluxo compreendem estranguladores variáveis remota e hidraulicamente acionados.
Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que os dispositivos de controle de fluxo compreendem restritores de fluxovariáveis autônomos.
Método de acordo com a reivindicação 12,caracterizado pelo fato de que os dispositivos de controle de fluxo recebem o fluido dos respectivos das múltiplas telas de poço.
Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o guia de ondas ópticas é posicionado externo às telas de poço.
Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o guia de ondas ópticas é posicionado entre as telas de poço e as zonas.
Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o guia de ondas ópticas é posicionado interno às telas de poço.
Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que compreende ainda instalar uma bomba elétrica (44) na coluna de tubulações, após a medição.
Sistema para uso com um poço subterrâneo tendo múltiplas zonas de formação terrestre, dito compreende:
múltiplas telas de poço (24) que filtram o fluido fluindo entre uma coluna de tubulações (12) dentro do poço e respectivas das múltiplas zonas (28);
pelo menos um guia de ondas ópticas, que lê pelo menos uma propriedade do fluido quando ele flui entre a coluna de tubulações e pelo menos uma das zonas;
mútiplos dispositivos de controle de fluxo (32, 54), que variavelmente limitam o fluxo do fluido através das respectivas múltiplas telas de poço;
o sistema caracterizado pelo fato de que os mútiplos dispositivos de controle de fluxo, para cada i,a das múltiplas telas de poço, compreendem:
um primeiro dispositivo de controle de fluxo (54), que seletivamente evita e permite fluxo substancialmente irrestrito através da tela de poço; e
um segundo dispositivo de controle de fluxo (32), o segundo dispositivo de controle de fluxo sendo remotamente operável, em que o segundo dispositivo de controle de fluxo variavelmente restringe o fluxo através da tela de poço;
em que o primeiro dispositivo de controle de fluxo (54) e pelo menos uma parte do segundo dispositivo de controle de fluxo (32) são posicionados dentro da tela de poço (24); e
múltiplos sensores, que leem pelo menos uma propriedade do fuido que flui através das respectivas múltiplas telas de poço.
Sistema de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que as múltiplas telas de poço, o guia de ondas ópticas, os mútiplos dispositivos de controle de fluxo (34) e os múltiplo sensores são instalados no poço em uma única manbora para dentro do poço.
Sistema de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que compreende ainda múltiplos dispositivos de controle hidráulico (34), que controlam a aplicação da pressão de acionamento hidráulico nos respectivos mútiplos dispositivos de controle de fluxo.
Sistema de acordo com a reivindicação 28, caracterizado pelo fato de que um único dos dispositivos de controle hidráulico controla a aplicação de pressão de acionamento hidráulico em múltiplos dos dispositivos de controle de fluxo,
Sistema de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que os sensores leem a pressão do fluido extena à coluna de tubulações.
Sistema de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que os sensores leem a pressão do fluido interna à coluna de tubulações
Sistema de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que os sensores leem a taxa de fluxo do fluido.
Sistema de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que os sensores leem a composição do fluido.
Sistema de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que os dispositivos de controle de fluxo compreendem estranguladores variáveis, remota e hidraulicamente acionados.
Sistema de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que os dispositivos de controle de fluxo compreendem restritores de fluxo variável autônomo.
Sistema de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que os dispositivos de controle de fluxo recebem o fluido das respectivas múltiplas telas de poço.
Sistema de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que o guia de ondas ópticas é posicionado externo às telas de poço.
Sistema de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que o guia de ondas ópticas é posicionado entre as telas de poço e as zonas.
Sistema de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que o guia de ondas ópticas é posicionado interno às telas de poço.