BR112016000929B1

BR112016000929B1 - Método para produzir simultaneamente um fluido de reservatório de mais de uma zona de uma formação subterrânea e sistema de completação de controle de areia

Info

Publication number: BR112016000929B1
Application number: BR112016000929-0A
Authority: BR
Inventors: Richard C. Jannise; Gregory W. Garrison; John C. Gano
Original assignee: Halliburton Energy Services, Inc
Priority date: 2013-08-20
Filing date: 2013-08-20
Publication date: 2021-11-03
Also published as: NO343815B1; BR112016000929A2; US9567833B2; WO2015026330A1; NO20160072A1; US20160153263A1; GB2534293B; GB201600627D0; GB2534293A

Abstract

método para produzir simultaneamente um fluido de reservatório de mais de uma zona de uma formação subterrânea e sistema de completação de controle de areia um sistema de completação de controle de areia compreende: (a) um primeiro regulador de taxa de fluxo, em que o primeiro regulador de taxa de fluxo é parte de um primeiro conjunto de controle de areia; e (b) um segundo regulador de taxa de fluxo, em que o segundo regulador de taxa de fluxo é posicionado num segundo intervalo do furo de poço, em que o segundo regulador de taxa de fluxo é parte de um segundo conjunto de controle de areia; em que um fluido de reservatório é forçado ou deixado fluir simultaneamente através do primeiro e do segundo reguladores de taxa de fluxo para uma coluna de tubulação, em que o fluido de reservatório é misturado numa única corrente de fluido dentro da coluna de tubulação. um método de utilizar o sistema de completação de controle de areia para produzir simultaneamente um fluido de reservatório de mais de uma zona de uma formação subterrânea também é fornecido.

Description

Campo Técnico

[0001] A presente divulgação se refere genericamente a sistemas controle de areia e métodos para produzir simultaneamente um fluido de reservatório de mais de uma zona de uma formação de múltiplas zonas. O sistema de controle de areia inclui pelo menos um primeiro e um segundo reguladores de taxa de fluxo. O primeiro e o segundo reguladores de taxa de fluxo podem ser posicionados num primeiro e num segundo intervalos do furo de poço, respectivamente. O primeiro e o segundo reguladores de taxa de fluxo são incorporados dentro de uma luva de um primeiro e um segundo conjuntos de controle de areia. De acordo com uma modalidade, o fluido do reservatório é forçado ou deixado fluir simultaneamente através do primeiro e do segundo reguladores de taxa de fluxo para uma coluna de tubulação. O fluido do reservatório pode ser misturado dentro da coluna de tubulação numa única corrente de fluido.

Breve Descrição das Figuras

[0002] As características e vantagens de certas modalidades serão mais prontamente apreciadas quando consideradas em conjunto com as figuras em anexo. As figuras não são para ser interpretadas como limitando qualquer uma das modalidades preferidas.

[0003] A Fig. 1 é uma ilustração esquemática de um sistema de poço contendo um sistema de completação de controle de areia de acordo com uma modalidade;

[0004] A Fig. 2 é uma vista em corte transversal de um conjunto de controle areia de acordo com uma modalidade;

[0005] A Fig. 3A é uma vista em corte transversal de um sistema de completação de controle de areia com uma luva fechada;

[0006] A Fig. 3B é uma vista ampliada da Fig. 3A mostrando um regulador de taxa de fluxo quando a luva está na posição fechada;

[0007] A Fig. 4A é uma vista em corte transversal de um sistema de completação de controle de areia com uma luva aberta; e

[0008] A Fig. 4B é uma vista ampliada da Fig. 4A mostrando o regulador de taxa de fluxo quando a luva está na posição aberta.

Descrição Detalhada

[0009] Como aqui utilizadas, as palavras "compreende", "tem", "inclui" e todas as variações gramaticais das mesmas são cada qual destinadas a ter um significado aberto, não limitativo que não exclui elementos ou etapas adicionais.

[0010] Como aqui utilizado, um "fluido" é uma substância que tem uma fase contínua que tende a fluir e se conformar ao contorno de seu recipiente quando a substância é testada a uma temperatura de 22°C (71°F) e uma pressão de uma atmosfera "atm" (0,1 megapascals "MPa"). Um fluido pode ser um líquido ou gás.

[0011] Deve ser entendido que, como aqui utilizados, "primeiro", "segundo", "terceiro" etc. e "superior" e "inferior" são atribuídos arbitrariamente e servem simplesmente para diferenciar entre dois ou mais conjuntos de controle de areia, reguladores de taxa de fluxo, posições, etc., conforme o caso possa ser e não indica qualquer orientação ou sequência particular. Mais ainda, é para ser entendido que a simples utilização do termo "primeiro" não exige que haja qualquer "segundo", e o mero uso do termo "segundo" não exige que haja qualquer "terceiro” etc.

[0012] Hidrocarbonetos de óleo e gás ocorrem naturalmente em algumas formações subterrâneas. Na indústria de petróleo e gás, uma formação subterrânea contendo óleo, gás ou água é denominada como um reservatório. Um reservatório pode estar localizado diretamente abaixo de áreas de terra ou offshore. Reservatórios estão tipicamente localizados na faixa de algumas centenas de pés (reservatórios rasos) a algumas dezenas de milhares de pés (reservatórios ultraprofundos). A fim de produzir óleo ou de gás, um furo de poço é perfurado para um reservatório ou adjacente a um reservatório. O óleo, gás ou água produzida do furo de poço é chamada um fluido de reservatório.

[0013] Um poço pode incluir, sem limitação, um poço de produção de óleo, gás ou água, um poço de injeção ou um poço geotérmico. Como aqui utilizado, um "poço" inclui pelo menos um furo de poço. O furo de poço é perfurado para uma formação subterrânea. A formação subterrânea pode ser uma parte de um reservatório ou adjacente a um reservatório. Um furo de poço pode incluir porções verticais, inclinadas e horizontais, e ele pode ser reto, curvo ou ramificado. Como aqui utilizado, o termo "furo de poço" inclui qualquer porção revestida e qualquer porção não revestida, de furo aberto do furo de poço. A região próxima ao furo de poço é o material e a rocha subterrânea da formação subterrânea circundando o furo de poço. Como aqui utilizado, um "poço" também inclui a região próxima do furo de poço. A região próxima do furo de poço é geralmente considerada a região dentro de aproximadamente 100 pés radialmente do furo de poço. Como aqui utilizado, "para um poço" significa e inclui para qualquer porção do poço, incluindo para o furo de poço ou para a região próxima ao furo de poço via o furo de poço.

[0014] Uma porção de um furo de poço pode ser um furo aberto ou furo revestido. Em uma porção de furo de poço de furo aberto, uma coluna de tubulação pode ser colocada no furo de poço. A coluna de tubulação permite aos fluidos serem introduzidos ou escoados de uma porção remota do furo de poço. Em uma porção de furo de poço de furo revestido, um revestimento é colocado no furo de poço que também pode conter uma coluna de tubulação. Um furo de poço pode conter um anular. Exemplos de um anular incluem, mas não estão limitados a: o espaço entre o furo de poço e o exterior de uma coluna de tubulação em um furo de poço de furo aberto; o espaço entre o furo de poço e o exterior de um revestimento em um furo de poço de furo revestido; e o espaço entre o interior de um revestimento e o exterior de uma coluna de tubulação em um furo de poço de furo revestido.

[0015] Não é incomum para um furo de poço se estender várias centenas de pés ou vários milhares de pés em uma formação subterrânea. A formação subterrânea pode ter zonas diferentes. Uma zona é um intervalo de rocha diferenciada de rochas circundantes com base em seu conteúdo fóssil ou outras características, tais como falhas ou fraturas. Por exemplo, uma zona pode ter uma permeabilidade mais alta em comparação com outra zona. Muitas vezes é desejável tratar um ou mais locais dentro de múltiplas zonas de uma formação. Um ou mais zonas da formação podem ser isoladas dentro do furo de poço pela utilização de um dispositivo de isolamento. Deste modo, porções do anular podem ser vedadas, assim os fluidos não fluirão através do anular, mas em vez disso fluirão através da coluna de tubulação ou do revestimento. Um packer é um dispositivo de isolamento comum que é usado para criar múltiplos intervalos em um furo de poço. Os dispositivos de isolamento podem ser utilizados para criar múltiplos intervalos do furo de poço. Pode haver um ou mais intervalos do furo de poço que correspondem a uma zona da formação subterrânea.

[0016] Controle de areia é uma técnica frequentemente utilizada em formações de rocha macia, não consolidadas ou frouxamente consolidadas. Exemplos de técnicas de controle de areia incluem, mas não estão limitados a, uso de conjuntos de controle de areia e enchimento de cascalho. Uma sequência comum de técnicas de controle de areia é primeiro instalar um conjunto de controle de areia no furo de poço e, então, encher de cascalho o furo de poço. Conjuntos de controle de areia muitas vezes incluem um liner com fenda e/ou uma tela. Um forro com fenda pode ser um tubo com canhoneio, tal como um tubo em bruto. A tela contém geralmente furos que são menores do que os canhoneios no liner com fenda. O liner e/ou a tela podem provocar a obstrução dos finos contra o liner ou a tela quando um fluido de reservatório está sendo produzido. Enchimento de cascalho é frequentemente realizado em conjunto com o uso de conjuntos de controle de areia. Em enchimento de cascalho, um packer e um conjunto de controle de areia com um tubo de lavagem dentro do conjunto são geralmente passados no furo de poço com uma ferramenta de serviço. O cascalho é, então, comumente colocado numa porção de um anular entre a parede do furo de poço e o exterior da tela ou coluna de tubulação num local abaixo do packer ou entre um conjunto de packers. O cascalho ajuda a prender e restringir finos de entrarem no equipamento de produção ou obstruírem os furos no liner ou na tela, embora ao mesmo tempo estabilizando a formação ou o furo de poço.

[0017] Em algumas formações, é muitas vezes necessário fraturar uma porção da formação subterrânea. Fraturamento é um tratamento de estimulação comum. Um fluido de tratamento adaptado para esta finalidade é, por vezes, denominado como um "fluido de fraturamento". O fluido de fraturamento é bombeado a uma taxa de fluxo suficientemente alta e alta pressão para o furo de poço e para a formação subterrânea para criar ou intensificar uma fratura na formação subterrânea. A fratura fornece um caminho de fluxo altamente permeável para um fluido de reservatório ser produzido. Muitas vezes é desejável criar múltiplas fraturas em múltiplos locais de fundo de poço.

[0018] Normalmente, a fim de produzir um fluido de reservatório de uma formação de zonas múltiplas, colunas de tubulação de produção separadas são passadas para o furo de poço. Cada coluna de produção está associada com um intervalo de furo de poço particular que corresponde a uma zona particular da formação. À medida que o fluido de reservatório é produzido de cada zona para cada intervalo de furo de poço, o fluido flui através de cada coluna de produção para a cabeça de poço. Obviamente, este sistema de produção pode ser bastante caro e requer uma multiplicidade de equipamentos de furo de poço. Há uma tecnologia que permite a um fluido de reservatório ser produzido de uma formação de zonas múltiplas numa única coluna de tubulação. Um exemplo de tal sistema é ESTMZ™ - Enhanced Single-Trip Multizone Completion System - comercializado por Halliburton Energy Services, Inc. O sistema ESTMZ™ é um sistema de ferramenta de pacote de fratura de face de areia que pode permitir a um operador isolar, tratar e produzir de múltiplos intervalos de furo de poço em uma manobra da coluna de trabalho.

[0019] No entanto, a produção de múltiplas zonas de formação subterrânea para uma única coluna de tubulação pode ser desafiador. Por exemplo, a quantidade de pressão e a permeabilidade podem ser diferentes entre zonas de formação subterrânea. Uma zona pode ter uma alta pressão ou alta permeabilidade, enquanto outra zona pode ter uma baixa pressão ou baixa permeabilidade. A taxa de fluxo do fluido de reservatório produzido da zona de baixa pressão ou baixa permeabilidade tenderá a ser muito menor que a zona de alta pressão ou alta permeabilidade. Atualmente, sistemas de completação de poço "inteligentes" podem ser utilizados para regular a taxa de fluxo de um fluido produzido de uma formação de zonas múltiplas. Estes sistemas de completação de poço inteligentes têm que ser instalados na coluna de tubulação após a instalação do conjunto de controle de areia. Eles são projetados para abrir e fechar uma luva de produção no conjunto de controle de areia para normalizar a taxa de fluxo de fluido para a coluna de tubulação. No entanto, estes sistemas podem ser muito caros para instalar e manter, e adicionam comprimento significativo ao conjunto de completação global.

[0020] Por conseguinte, existe uma necessidade para regular a taxa de fluxo de fluidos de reservatório produzidos de uma formação de múltiplas zonas que seja barata e não adicione significativamente complicações ou comprimento ao sistema de completação. Foi descoberto que um regulador de taxa de fluxo pode ser incorporado numa luva de produção de um conjunto de controle de areia. Pelo menos um conjunto de controle de areia pode ser posicionado dentro de cada intervalo de furo de poço. O fluido de reservatório pode, então, ser produzido simultaneamente de duas ou mais zonas da formação subterrânea, pelo que os reguladores de taxa de fluxo fornecem uma taxa de fluxo consistente de cada zona para uma única coluna de tubulação de produção.

[0021] De acordo com uma modalidade, um método para produzir simultaneamente um fluido de reservatório de mais de uma zona de uma formação subterrânea compreende: (A) posicionar um primeiro regulador de taxa de fluxo num primeiro intervalo do furo de poço, em que o primeiro regulador de taxa de fluxo é parte de um primeiro conjunto de controle de areia; (B) posicionar um segundo regulador de taxa de fluxo em um segundo intervalo do furo de poço, em que o segundo regulador de taxa de fluxo é parte de um segundo conjunto de controle de areia; e (C) forçar ou deixar o fluido de reservatório fluir simultaneamente através do primeiro e do segundo reguladores de taxa de fluxo para uma coluna de tubulação, em que o fluido de reservatório é misturado numa única corrente de fluido dentro da coluna de tubulação.

[0022] Qualquer discussão das modalidades relativas ao sistema de poço ou a qualquer componente relativo ao sistema de poço (por exemplo, um conjunto de controle de areia ou regulador de taxa de fluxo), se destina a ser aplicada a todas as modalidades de aparelho e método. Qualquer discussão de um componente particular de uma modalidade (por exemplo, um regulador de taxa de fluxo) se destina a incluir a forma singular do componente e a forma plural do componente, sem a necessidade de se referir continuamente ao componente em ambas as formas singulares e plurais em todo o texto. Por exemplo, se uma discussão envolver "o regulador de taxa de fluxo", será entendido que a discussão pertence a um regulador de taxa de fluxo (singular) e dois ou mais reguladores (plural).

[0023] Como aqui utilizado, o termo "regulador de taxa de fluxo" se destina a incluir qualquer dispositivo que controla o influxo ou a taxa de fluxo de um fluido saindo do regulador e inclui, sem limitação, um dispositivo de controle de influxo ("ICD") ou um dispositivo de controle de influxo autônomo ( "AICD"). Dispositivos de controle de influxo, incluindo AICDs, são comumente utilizados para restringir variavelmente a taxa de fluxo de um fluido. Como aqui utilizado, o termo "regulador de taxa de fluxo autônomo" significa um dispositivo independente, isto é, ele é destinado a controlar automaticamente a taxa de fluxo de um fluido sem qualquer intervenção externa.

[0024] Voltando às Figuras, a FIG. 1 é uma ilustração esquemática de um sistema de poço 10. O sistema de poço 10 pode incluir pelo menos um furo de poço 11. O furo de poço 11 pode penetrar uma formação subterrânea. A formação subterrânea pode ser uma porção de um reservatório ou adjacente a um reservatório. O furo de poço 11 pode incluir uma porção de furo de poço de furo aberto e/ou uma porção de furo de poço de furo revestido. O furo de poço 11 pode incluir um revestimento 12. O revestimento 12 pode ser cimentado no furo de poço 11 via cimento 13. O revestimento 12 pode incluir canhoneios que permitem aos fluidos do reservatório da formação subterrânea entrarem no interior do revestimento 12. O furo de poço 11 pode incluir apenas uma seção de furo de poço geralmente vertical ou pode incluir apenas uma seção de furo de poço geralmente horizontal. A coluna de tubulação 16 pode ser instalada no furo de poço 11. A coluna de tubulação 16 pode ser uma coluna de tubulação de produção.

[0025] A formação subterrânea pode compreender pelo menos uma primeira zona 21 e uma segunda zona 22. A formação subterrânea também pode incluir mais de duas zonas, por exemplo, a formação subterrânea pode ainda incluir uma terceira zona, uma quarta zona e assim por diante. O sistema de poço 10 pode ainda incluir um primeiro conjunto de packers 17 e um segundo conjunto de packers 18. Os conjuntos de packers 17/18 podem ser usados para criar pelo menos dois intervalos do furo de poço. Por exemplo, o primeiro conjunto de packers 17 pode criar um primeiro intervalo de furo de poço 14 e o segundo conjunto de packers 18 pode criar um segundo intervalo de furo de poço 15. O primeiro intervalo de furo de poço 14 e o segundo intervalo de furo de poço 15 não tem que ser adjacentes um ao outro. Além disso, o primeiro intervalo de furo de poço 14 e o segundo intervalo de furo de poço 15 poderiam ser localizados na porção central do furo do poço, perto de um calcanhar do furo de poço ou mais perto da ou na ponta do furo de poço. O primeiro intervalo de furo de poço 14 pode corresponder à primeira zona 21 e o segundo intervalo de furo de poço 15 pode corresponder à segunda zona 22. Os packers 17/18 podem ser usados para impedir fluxo de fluido entre os intervalos 14/15 via um anular 37. Obviamente, pode haver mais de dois intervalos de furo de poço . Mais ainda pode haver um ou mais de um intervalo de furo de poço que correspondem a uma zona da formação subterrânea particular. Um primeiro conjunto de fraturas 27 pode penetrar a primeira zona 21 e um segundo conjunto de fraturas 28 pode penetrar a segunda zona 22.

[0026] Deve-se notar que o sistema de poço 10 que está ilustrado nos desenhos e é descrito aqui é meramente um exemplo de uma ampla variedade de sistemas de poços nos quais os princípios desta divulgação podem ser utilizados. Deve ser claramente entendido que os princípios desta divulgação não estão limitados a qualquer um dos detalhes do sistema de poço 10, ou componentes do mesmo, representados nos desenhos ou aqui descritos. Além disso, o sistema de poço 10 pode incluir outros componentes de furo de poço não representados no desenho. A título de exemplo, cimento pode ser usado em vez de packers para auxiliar no fornecimento de isolamento zonal. Cimento também pode ser usado em adição aos packers.

[0027] Os métodos incluem a etapa de posicionar um primeiro regulador de taxa de fluxo 50 no primeiro intervalo de furo de poço 14, em que o primeiro regulador de taxa de fluxo 50 é parte de um primeiro conjunto de controle de areia 30a; e posicionar um segundo regulador de taxa de fluxo 50 no segundo intervalo de furo de poço 15, em que o segundo regulador de taxa de fluxo 50 é parte de um segundo conjunto de controle de areia 30b.

[0028] A FIG. 2 é uma ilustração esquemática de um conjunto de controle de areia 30. O conjunto de controle de areia 30 pode incluir um tubo de base 36. O tubo de base 36 pode ter uma abertura (aberturas) que permite o fluxo de fluidos para a tubulação de produção 16. O termo aberturas como aqui utilizado pretende abranger qualquer tipo de descontinuidade no tubo de base 36 que permita aos fluidos fluírem para o tubo incluindo, mas não se limitando a, canhoneios, furos e ranhuras de qualquer configuração que é presentemente conhecida na técnica ou subsequentemente descoberta.

[0029] O conjunto de controle de areia 30 pode incluir uma tela de controle de areia 38, em que a tela de controle de areia 38 é posicionada em torno de uma dimensão externa do tubo de base 36. A tela de controle de areia 38 pode ser porosa a fluidos embora substancialmente restringindo material particulado de um tamanho predeterminado de passar através dos poros da tela. A tela de controle de areia 38 pode ser uma tela enrolada em arame, de metal sinterizado ou outro tipo de tela. Um anular 37 pode existir entre o exterior do conjunto de controle de areia 30 e o interior do revestimento 12 ou da parede do furo de poço 11 (para completações de furo aberto).

[0030] O conjunto de controle de areia 30 pode incluir um ou mais conjuntos de luva 40 posicionados dentro da ou adjacente à tela de controle de areia 38. Os conjuntos de luva serão descritos em mais detalhes com referência às Figs. 3A - 4B. Os conjuntos de luva podem incluir um ou mais orifícios 44. Quando o conjunto de luva está em uma posição aberta, o orifício 44 permite fluxo de fluido através do orifício e, na posição fechada, o fluxo de fluido é proibido ou restrito de fluir através do orifício. Os conjuntos de luva 40 podem ser, sem limitação, uma luva de fechamento, uma luva de fraturamento/circulação ou uma luva de produção. Uma pasta de cascalho (não mostrada) pode ser introduzida de uma coluna de tubulação por meio de um conjunto de luva aberta 40a e no anular 37. O cascalho pode permanecer no anular, enquanto o fluido transportador pode ser retornado para a cabeça de poço através de uma luva de circulação aberta 34 e da tubulação superior pelo anular do revestimento 19. A luva de circulação aberta 34 pode ser telada e tem uma resistência a fluxo mais baixa ao fluxo de fluido a fim de que o cascalho permaneça no anular e o fluido no enchimento de cascalho possa drenar do ou secar o cascalho. Durante operações de enchimento de cascalho a luva de produção 40b está geralmente fechada.

[0031] Fazendo agora referência às Figs. 3A e 3B, o conjunto de luva 40 pode incluir uma luva deslizante 43. A luva deslizante 43 pode ser conectada ao tubo de base 36 via um sub superior 41 e um sub inferior 42. As superfícies internas da luva deslizante 43 podem incluir um perfil recuado que recebe um conjunto de chaveta transportado numa ferramenta de deslocamento (não mostrada). A luva deslizante 43 pode ser deslocada de modo deslizante numa direção axial em relação ao tubo de base 36 via uma força para cima ou para baixo na luva deslizante 43. A luva deslizante 43 pode ser deslocada para uma posição aberta ou fechada via a força para cima ou para baixo. Os métodos podem incluir abrir ou fechar uma ou mais luvas dos conjuntos de luva.

[0032] O conjunto de luva 40 também pode incluir um alojamento 46, em que o alojamento pode ser conectado de modo vedado à luva deslizante 43 via uma ou mais vedações 49 e uma pinça 39 ou outro dispositivo adequado, tal como um grampo ou pino. O alojamento 46 pode incluir um adaptador 45. O regulador de taxa de fluxo 50 pode ser posicionado dentro do adaptador 45. O adaptador pode ser roscado ao alojamento via roscas macho ou fêmea. O adaptador pode ser um niple. O regulador de taxa de fluxo 50 e qualquer componente do regulador de taxa e fluxo 50 podem ser feitos de uma variedade de materiais. O conjunto de luva 40 pode incluir ressalto 47 que circunda os componentes do conjunto de luva. O ressalto 47 pode formar um anular de alojamento 48 localizado entre o exterior do alojamento 46 e o interior do ressalto 47. Deste modo, o fluido pode fluir do anular 37, através da tela de controle de areia 38, para o anular de alojamento 48e em direção ao regulador de taxa de fluxo 50. O regulador de taxa de fluxo 50 pode incluir uma entrada de fluido e uma saída de fluido, de modo o fluido que seja capaz de fluir através do regulador de taxa de fluxo 50.

[0033] É para ser entendido que o o regulador de taxa de fluxo 50 pode ser parte de qualquer um dos conjuntos de luva de produção do conjunto de controle de areia 30. Mais ainda, pode haver um regulador de taxa de fluxo 50 para todo e qualquer conjunto de luva de produção. Embora possa ser comum para um conjunto de controle de areia incluir apenas dois conjuntos de luva, um terceiro, quarto ou assim por diante, conjuntos de luva produção adicionais podem ser incluídos no conjunto de controle de areia. Preferivelmente, todos os conjuntos de luva de produção incluem um regulador de taxa de fluxo 50. O conjunto da luva 40 contendo o regulador de taxa de fluxo 50 pode ser posicionado em qualquer lugar ao longo do conjunto de controle de areia 30. De acordo com uma modalidade, o conjunto de luva 40 contendo o regulador de taxa de fluxo 50 está posicionado dentro da tela de controle de areia 38.

[0034] De acordo com a presente divulgação, o regulador de taxa de fluxo 50 pode ser usado para restringir variavelmente ou regular a taxa de fluxo de um fluido entrando na coluna de tubulação 16. O regulador de taxa de fluxo 50 pode ser uma parte integrante do conjunto de controle de areia 30. Isto elimina a necessidade de um sistema inteligente estranho. O regulador de taxa de fluxo 50 pode ser um regulador de taxa de fluxo passivo ou um autônomo. Por conseguinte, nenhuma intervenção externa é necessária para operar o regulador de taxa de fluxo durante a produção.

[0035] As Figs. 4A e 4B representam a luva deslizante 43 do conjunto de luva 40 numa posição aberta; ao passo que as Figs. 3A e 3B representam a luva deslizante numa posição fechada. Como pode ser visto nas Figs. 4A e 4B, quando a luva deslizante é deslocada (por exemplo, via uma ferramenta de deslocamento ou serviço) para a posição aberta, o orifício 44 da luva deslizante 43 está em linha com a saída de fluido do regulador de taxa de fluxo 50. Deste modo, o fluido pode fluir para o tubo de base 36 e, posteriormente, para a coluna de tubulação de produção 16. A luva deslizante 43 pode estar numa posição fechada quando o conjunto de controle de areia 30 for introduzido no furo de poço e quando as operações de produção não tiverem começado. Adicionalmente, uma vez que as operações de produção tenham começado, se for determinado que a produção não deve mais continuar, então, a luva deslizante 43 pode ser retornada para uma posição fechada. Por exemplo, se os fluidos de formação sendo produzidos através do conjunto de controle de areia 30 contiverem uma percentagem indesejada de água, então, a luva deslizante 43 pode ser fechada. Uma vez que a luva deslizante 43 é fechada, o conjunto de controle de areia 30 não permite mais que fluidos da formação sejam produzidos.

[0036] Numa modalidade, o conjunto de controle de areia 30 inclui ainda um mecanismo (não mostrado) que facilita o alinhamento da saída de fluido do regulador de taxa de fluxo/bocal 50 com o orifício 44 da luva deslizante 43. Em outra modalidade, o orifício 44 da luva deslizante 43 também pode incluir um mecanismo (não mostrado) para assegurar que a luva sempre permaneça a uma distância determinada longe do alojamento do regulador de taxa de fluxo/bocal 50 para impedir a falha de erosão da luva deslizante 43.

[0037] Os métodos incluem forçar ou deixar o fluido de reservatório fluir simultaneamente através do primeiro e do segundo reguladores de taxa de fluxo 50. Se mais de dois reguladores de taxa de fluxo, conjuntos de controle de areia, conjuntos de luva e intervalos forem utilizados, então, os métodos podem incluir adicionalmente forçar ou deixar o fluido de reservatório fluir simultaneamente através de mais do que o primeiro e o segundo reguladores de taxa de fluxo, alternativamente, todos os reguladores de taxa de fluxo.

[0038] A taxa de fluxo do fluido de reservatório entrando na coluna de tubulação a partir do primeiro e do segundo reguladores de taxa de fluxo pode ser a mesma ou diferente. Os reguladores de taxa de fluxo 50 podem ser usados para fornecer uma taxa de fluxo relativamente constante do fluido de reservatório para a coluna de tubulação. De acordo com uma modalidade, a taxa de fluxo do fluido de reservatório de cada regulador de taxa de fluxo na coluna de tubulação é semelhante. Em alguns casos, pode ser necessário diminuir a taxa de fluxo do fluido que sai de cada regulador de taxa de fluxo a fim de fornecer um fluxo de produção similar ou equilibrado de cada zona da formação. Um regulador de taxa de fluxo pode ser posicionado dentro de um conjunto de controle de areia que é introduzido dentro de um intervalo de furo de poço particular para regular a taxa de fluxo do fluido dessa zona da formação. A taxa de fluxo de fluido de reservatório da primeira zona 21 e da segunda zona 22 pode ser controlada. Por exemplo, se a permeabilidade de formação da primeira zona 21 for significativamente mais alta que a permeabilidade de formação da segunda zona 22, então, o primeiro regulador de taxa de fluxo 50 pode ser usado para restringir a taxa de fluxo da primeira zona 21 num grau maior do que o segundo regulador de taxa de fluxo restringirá a taxa de fluxo da segunda zona 22. Isto permite uma taxa de fluxo semelhante de cada zona para a coluna de tubulação. As características individuais de cada zona de produção da formação subterrânea podem ser identificadas antes da produção. Deste modo, a quantidade de restrição para cada regulador de taxa de fluxo pode ser predeterminada e ajustada antes da introdução no intervalo de furo de poço particular.

[0039] Os reguladores de taxa de fluxo podem ser projetados para restringir variavelmente a taxa de fluxo de um fluido que sai do regulador. Os reguladores de taxa de fluxo podem ser os mesmos ou diferentes. De acordo com uma modalidade, o regulador de taxa de fluxo 50 é um bocal. O bocal pode ser mantido em posição com um anel de encaixe e vedado contra o adaptador com um pequeno O-ring (não mostrado). O bocal pode incluir um estrangulamento. O anel de encaixe pode ser removível para permitir o ajuste do tamanho do estrangulamento do bocal do regulador de taxa de fluxo 50 antes de posicionar o regulador de taxa de fluxo no intervalo de furo de poço ou introduzir o conjunto de controle de areia 30 no furo de poço. A área de fluxo entre o exterior da luva deslizante 43 e a saída do regulador de taxa de fluxo 50 pode ser ajustada como requerido para se adequar ao bocal.

[0040] O regulador de taxa de fluxo 50 pode ser um tubo de atrito. O regulador de taxa de fluxo 50 também pode compreender uma passagem de fluido (não mostrada) e uma restrição (não mostrada). A restrição pode ser uma placa que é capaz de se mover mais perto e mais longe de uma entrada de fluido. Desta maneira, quando a taxa de fluxo do fluido aumenta, a placa pode mover mais perto da entrada, mantendo assim a taxa de fluxo do fluido que sai do regulador de taxa de fluxo 50 dentro de uma faixa de taxa de fluxo ideal. A área de seção transversal da restrição pode ser menor do que a área da seção transversal da passagem de fluido.

[0041] Um diferencial de pressão pode ser criado via a restrição dentro da passagem de fluido. Uma primeira pressão pode existir numa localização a montante da restrição e uma segunda pressão pode existir numa localização adjacente à restrição. Como aqui utilizado, o termo "a montante", com referência à restrição, significa mais perto da fonte de fluido e na direção oposta de fluxo de fluido. O diferencial de pressão pode ser calculado subtraindo a segunda pressão da primeira pressão. Também pode haver uma primeira taxa de fluxo de fluido, ou velocidade, num local a montante da restrição e uma segunda taxa de fluxo de fluido, ou velocidade, ou num local adjacente à restrição. De acordo com o efeito Venturi, a segunda taxa de fluxo do fluido aumenta quando a área de seção transversal da passagem de fluido diminui na restrição. Quando a segunda taxa de fluxo aumenta, a segunda pressão diminui, resultando num aumento diferencial de pressão.

[0042] O regulador de taxa de fluxo 50 pode manter a taxa de fluxo do fluido que sai da passagem de fluido estrangulando o fluxo do fluido. Em condições a montante inicialmente subsônicas, o princípio da conservação de massa exige que a taxa de fluxo de fluido aumente à medida que ele flui através da área de seção transversal menor da restrição. Ao mesmo tempo, o efeito Venturi faz a segunda pressão diminuir na restrição. Para líquidos, fluxo estrangulado ocorre quando o efeito Venturi agindo no fluxo de líquido através da restrição diminui a pressão do líquido até abaixo daquela da pressão de vapor do líquido à temperatura do líquido. Nesse ponto, o líquido parcialmente vaporizará em bolhas de vapor. Como resultado, a formação de bolhas de vapor no líquido na restrição limita a taxa de fluxo de aumentar ainda mais.

[0043] A área de seção transversal da restrição pode ser ajustada, antes da instalação do conjunto de controle de areia 30, para manter a taxa de fluxo do fluido dentro de uma faixa de taxa de fluxo desejada. O estrangulamento pode ser diferente para cada zona. O ajuste do estrangulamento permite uma taxa de fluxo controlada para um intervalo de furo de poço particular. Por exemplo, um estrangulamento mais alto pode ser aplicado a uma zona permeável mais alta, ao passo que um estrangulamento mais baixo pode ser aplicado a uma zona permeável mais baixa. Além disso, dependendo da área de seção transversal da restrição, um fluido contendo sólidos não dissolvidos, tal como finos, detritos e propante, pode encontrar dificuldade ao fluir através da restrição. Portanto, o número e os tipos de reguladores de taxa de fluxo 50 selecionado podem depender das características, incluindo viscosidade e densidade, do fluido do reservatório.

[0044] O regulador de taxa de fluxo 50 também pode ser um regulador de taxa de fluxo autônomo. O regulador de taxa de fluxo autônomo pode restringir variavelmente a taxa de fluxo do fluido que sai do regulador com base em uma mudança na: taxa de fluxo do fluido de reservatório que entra no regulador; viscosidade do fluido do reservatório; densidade do fluido do reservatório; ou suas combinações. O regulador de taxa de fluxo autônomo também pode ser projetado para proporcionar uma faixa de taxa de fluxo desejada com base nas características das zonas da formação e/ou características do fluido do reservatório dentro de cada zona.

[0045] O fluido de reservatório é misturado numa única corrente dentro da coluna de tubulação. O fluido é misturado durante a produção do fluido. Ao misturar o fluido em uma única coluna de tubulação, múltiplas colunas de produção não são necessárias.

[0046] Voltando para a Fig. 5, o conjunto de luva 40 pode ainda incluir um difusor 51. O difusor 51 pode estar localizado encostando ou adjacente à saída de fluido do regulador de taxa de fluxo 50. O conjunto de luva 40 também pode incluir um segundo difusor 51 (não mostrado) localizado encostando ou adjacente à entrada de fluido do regulador de taxa de fluxo 50. O conjunto de luva 40 também pode incluir um anular de difusor 52. O anular de difusor 52 pode estar localizado entre o exterior da luva deslizante 43 e o interior do alojamento 46 e adaptador 45. O anular de difusor 52 pode proporcionar espaço extra para acomodar o difusor 51 e um caminho de fluxo de fluido. O difusor 51 pode ser conectado de forma vedada ao regulador de taxa de fluxo 50 via uma ou mais vedações (não mostradas). O difusor 51 é de preferência feito de um material resistente à erosão incluindo, mas não se limitando a, carbeto. De acordo com uma modalidade, o difusor 51 diminui a velocidade do fluido de reservatório que sai do regulador de taxa de fluxo 50. O difusor 51 também pode mudar o ângulo de impacto do fluido de reservatório em relação aos componentes do conjunto de luva 40 (por exemplo, o exterior da luva deslizante 43). A título de exemplo, sem o difusor, o fluido de reservatório tenderá a sair do regulador de taxa de fluxo 50 a um ângulo de aproximadamente 90° (ou perpendicular) em relação ao exterior da luva deslizante. Este ângulo pode fazer o fluido seguir diretamente para o exterior da luva deslizante 43 ou outros componentes do conjunto de luva 40. No entanto, com o difusor 51, o ângulo pode ser mudado para aproximadamente 180° (ou paralelo) ou outro ângulo apropriado. Por conseguinte, o fluido não segue diretamente para os componentes do conjunto de luva 40, mas em vez disso é desviado para longe do jato direto para os componentes. O difusor 51 também é de preferência capaz de ambos: diminuir a velocidade do fluido de reservatório que sai do regulador de taxa de fluxo 50; e mudar o ângulo de impacto do fluido em quaisquer componentes do conjunto de luva 40. O difusor 51 pode ser projetado de modo que uma diminuição desejada na velocidade e num ângulo de fluido desejado ocorra. De acordo com uma modalidade, a diminuição desejada na velocidade e no ângulo de fluido é tal que a erosão para os componentes do conjunto de luva 40 e o regulador de taxa de fluxo 50 é reduzida ou eliminada.

[0047] Portanto, a presente invenção é bem adaptada para alcançar os fins e as vantagens mencionadas assim como aquelas que são inerentes à mesma. As modalidades particulares divulgadas acima são ilustrativas somente, pois a presente invenção pode ser modificada e praticada de maneiras diferentes, mas equivalentes, aparentes àqueles versados na técnica tendo o benefício dos ensinos deste documento. Mais ainda, nenhuma limitação é pretendida aos detalhes de construção ou projeto mostrados neste documento, que não os descritos nas reivindicações abaixo. É, portanto, evidente que as modalidades ilustrativas particulares divulgadas acima podem ser alteradas ou modificadas e todas tais variações estão consideradas dentro do escopo e do espírito da presente invenção. Embora aparelho (tal como o conjunto de packer) e métodos sejam descritos em termos de “compreendendo”, “contendo” ou “incluindo” vários componentes ou etapas, as composições e os métodos podem também “consistir essencialmente em” ou “consistir em” vários componentes e etapas. Em particular, toda faixa de valores (da forma, “de cerca de a a cerca de b”, ou, equivalentemente, “de aproximadamente a a b”) divulgada aqui será compreendida para estabelecer todo número e faixa abrangidos dentro da faixa mais ampla de valores. Também, os termos nas reivindicações têm seu significado claro e comum, a menos que definido de outra maneira explicitamente e claramente pelo titular da patente. Além disso, os artigos indefinidos "um" ou "uma", como utilizados nas reivindicações, são aqui definidos para significar um ou mais do que um dos elementos que eles apresentam. Se houver qualquer conflito nos usos de uma palavra ou um termo neste relatório descritivo e uma ou mais patente(s) ou outros documentos que podem ser incorporados aqui por referência, as definições que são consistentes com este relatório descritivo devem ser adotadas.

Claims

1. Método para produzir simultaneamente um fluido de reservatório de mais de uma zona de uma formação subterrânea, caracterizado pelo fato de compreender: (A) posicionar um primeiro regulador de taxa de fluxo (50) num primeiro intervalo do furo de poço (14), sendo que o primeiro regulador de taxa de fluxo (50) é parte de um primeiro conjunto de controle de areia (30a), sendo que o primeiro conjunto de controle de areia (30a) compreende pelo menos um conjunto de luva (40), sendo que o primeiro regulador de taxa de fluxo (50) compreende uma entrada de fluido e uma saída de fluido, de forma que o fluido de reservatório é capaz de fluir através do regulador de taxa de fluxo (50), sendo que o pelo menos um conjunto de luva (40) compreende ainda um difusor (51), sendo que o difusor (51) está localizado encostando ou adjacente a saída de fluido do primeiro regulador de taxa de fluxo (50); (B) posicionar um segundo regulador de taxa de fluxo (50) em um segundo intervalo do furo de poço (15), sendo que o segundo regulador de taxa de fluxo (50) é parte de um segundo conjunto de controle de areia (30b), sendo que o segundo conjunto de controle de areia (30b) compreende pelo menos um conjunto de luva (40), sendo que o segundo regulador de taxa de fluxo (50) compreende uma entrada de fluido e uma saída de fluido, de forma que o fluido de reservatório é capaz de fluir através do regulador de taxa de fluxo (50), sendo que o pelo menos um conjunto de luva (40) compreende ainda um difusor (51), sendo que o difusor (51) está localizado encostando ou adjacente a saída de fluido do primeiro regulador de taxa de fluxo (50); e (C) forçar ou deixar o fluido de reservatório fluir simultaneamente através do primeiro e do segundo reguladores de taxa de fluxo (50) para uma coluna de tubulação, sendo que o fluido de reservatório é misturado numa única corrente de fluido dentro da coluna de tubulação (16).

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o furo de poço penetrar a formação subterrânea, sendo que o primeiro intervalo do furo de poço (14) corresponde a uma primeira zona (21) da formação subterrânea e sendo que o segundo intervalo do furo de poço (15) corresponde a uma segunda zona (22) da formação subterrânea.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o primeiro e o segundo conjuntos de controle de areia (30a, 30b) compreenderem um tubo de base (36), sendo que o tubo de base (36) compreende uma ou mais aberturas que permitem o fluxo de fluidos para a coluna de tubulação (16).

4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de o primeiro e o segundo conjuntos de controle de areia (30a, 30b) ainda compreenderem uma tela de controle de areia (38), sendo que a tela de controle de areia (38) é posicionada em torno de uma dimensão externa do tubo de base (36).

5. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de o primeiro e o segundo conjuntos de controle de areia (30a, 30b) ainda compreenderem um ou mais conjuntos de luva (40) posicionados dentro ou adjacentes à tela de controle de areia (38).

6. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de os conjuntos de luva (40) compreenderem um ou mais orifícios (44).

7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de quando os conjuntos de luva (40) estarem numa posição aberta, o orifício (44) permite fluxo de fluido através do orifício e, quando os conjuntos de luva (40) estão numa posição fechada, fluxo de fluido é proibido ou restrito de fluir através do orifício (44).

8. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de os conjuntos de luva (40) compreenderem uma luva deslizante (43).

9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de uma superfície interna das luvas deslizantes (43) compreender um perfil recuado que recebe um conjunto de chaveta transportado numa ferramenta de deslocamento.

10. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de as luvas deslizantes (43) serem deslizantemente deslocadas numa direção axial em relação ao tubo de base (36) via uma força para cima ou para baixo na luva deslizante (43) e sendo que as luvas deslizantes (43) são deslocadas para uma posição aberta ou fechada via a força para cima ou para baixo.

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de, quando a luva deslizante (43) ser deslocada para a posição aberta, o fluido de reservatório flui através da saída de fluido do regulador de taxa de fluxo (50) e para o tubo de base (36) via o orifício (44) da luva deslizante (43).

12. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o difusor (51) diminuir a velocidade do fluido de reservatório que sai do regulador de taxa de fluxo e/ou sendo que o difusor (51) muda o ângulo de impacto do fluido de reservatório em relação ao exterior da luva deslizante (43).

13. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o primeiro e o segundo reguladores de taxa de fluxo fornecerem uma taxa de fluxo relativamente constante do fluido de reservatório para a coluna de tubulação (16).

14. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o primeiro e o segundo reguladores de taxa de fluxo (50) serem um bocal, um tubo de atrito ou suas combinações.

15. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o primeiro e/ou o segundo reguladores de taxa de fluxo serem reguladores de taxa de fluxo autônomos.

16. Sistema de completação de controle de areia, caracterizado pelo fato de compreender: (A) um primeiro regulador de taxa de fluxo (50), sendo que o primeiro regulador de taxa de fluxo (50) é posicionado em um primeiro intervalo de um furo de poço (14), sendo que o primeiro regulador de taxa de fluxo (50) é parte de um primeiro conjunto de controle de areia (30a), sendo que o primeiro conjunto de controle de areia (30a) compreende uma tela de controle de areia (38), sendo que o primeiro conjunto de controle de areia (30a) compreende pelo menos um conjunto de luva (40), sendo que o primeiro regulador de taxa de fluxo (50) compreende uma entrada de fluido e uma saída de fluido, de forma que o fluido de reservatório é capaz de fluir através do regulador de taxa de fluxo (50), sendo que o pelo menos um conjunto de luva (40) compreende ainda um difusor (51), sendo que o difusor (51) está localizado encostando ou adjacente a saída de fluido do primeiro regulador de taxa de fluxo (50); (B) um segundo regulador de taxa de fluxo (50), sendo que o segundo regulador de taxa de fluxo (50) é posicionado em um segundo intervalo do furo de poço (15), sendo que o segundo regulador de taxa de fluxo (50) é parte de um segundo conjunto de controle de areia (30b), sendo que o segundo conjunto de controle de areia (30b) compreende pelo menos um conjunto de luva (40), sendo que o segundo regulador de taxa de fluxo (50) compreende uma entrada de fluido e uma saída de fluido, de forma que o fluido de reservatório é capaz de fluir através do regulador de taxa de fluxo (50), sendo que o pelo menos um conjunto de luva (40) compreende ainda um difusor (51), sendo que o difusor (51) está localizado encostando ou adjacente a saída de fluido do primeiro regulador de taxa de fluxo (50); sendo que o fluido de reservatório é capaz de ser deixado fluir simultaneamente através do primeiro e do segundo reguladores de taxa de fluxo para uma coluna de tubulação (16), sendo que o fluido de reservatório é misturado numa única corrente de fluido dentro da coluna de tubulação (16).

17. Sistema, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de o primeiro e/ou o segundo reguladores de taxa de fluxo serem um bocal.