BR112016011852B1

BR112016011852B1 - Sistema de monitoramento de acidificação de matriz e método de monitoramento de uma operação de acidificação de matriz dentro de uma formação subterrânea em um furo de poço

Info

Publication number: BR112016011852B1
Application number: BR112016011852-9A
Authority: BR
Inventors: Silviu Livescu; Trevor A. Sturgeon; Thomas J. Watkins
Original assignee: Baker Hughes Incorporated
Priority date: 2013-11-25
Filing date: 2014-11-07
Publication date: 2022-06-21
Also published as: US20150144331A1; EP3074593B1; CA2929656A1; US9631474B2; NZ719409A; EP3074593A4; SA516371158B1; BR112016011852A2; NO20160744A1; RU2663981C1; EP3074593A1; CA2929656C; WO2015077046A1; RU2016125300A; DK3074593T3

Abstract

SISTEMAS E MÉTODOS PARA A AVALIAÇÃO EM TEMPO REAL DE ACIDIFICAÇÃO DE MATRIZ DE TUBAGEM BOBINADA. A presente invenção refere-se a um sistema de monitoramento de acidificação de matriz em que um arranjo de sensor está operacionalmente associado a uma montagem de parte inferior de poço de acidificação de matriz e contém um primeiro e um segundo conjuntos de sensores que detectam um parâmetro operacional de acidificação de matriz em tempos diferentes em uma ou mais localizações específicas ao longo do furo de poço. Isso permite que a eficácia da acidificação seja modelada.

Description

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO 1. CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se, de modo geral, ao uso de acidificação de matriz em formações de hidrocarboneto subterrâneas. Em aspectos específicos, a invenção refere-se a técnicas para ajudar a avaliar a eficácia de acidificação de matriz.

2. DESCRIÇÃO DA TÉCNICA RELACIONADA

[002] A acidificação de matriz é um processo de estimulação em que ácido é injetado em um furo de poço para penetrar poros rochosos. A acidificação de matriz é um método aplicado para remover danos de formação de obstrução de poro causada por deposição mineral. Os ácidos, normalmente, ácidos inorgânicos, tais como ácidos fluorídricos (HF) e/ou clorídricos (HCI), são bombeados na formação à pressão de fratura de formação, ou abaixo da mesma, a fim de dissolver as partículas minerais por reações químicas. O ácido cria canais de alta permeabilidade e alta produtividade, denominados como cavidades, e desvia danos próximos ao furo de poço. O tempo de operação depende de tais parâmetros, como o comprimento do furo de poço, o tipo de rocha, a gravidade do dano, a taxa de bombeamento de ácido, as condições da parte inferior de poço e outros fatores.

[003] A acidificação de matriz também é útil para estimular tanto reservatórios de arenito quanto de carbonato. A eficiência de acidificação de matriz na remoção dos danos de formação é fortemente dependente da temperatura na qual a acidificação ocorre, e fracamente dependente da pressão correspondente. A temperatura de ácido depende da transferência de calor convectiva à medida que o ácido flui através da formação, e da transferência de calor de reação devido à reação entre ácido e mineral.

[004] A transferência de calor convectiva é o principal mecanismo para a alteração de temperatura durante o fluxo de ácido através de cavidades. A temperatura de ácido nas cavidades pode variar por tanto quanto 10 a 20 °C (18 a 36 °F), dependendo da diferença de temperatura inicial entre o furo de poço e a formação. A temperatura de ácido na extremidade das cavidades, de cerca de 1 a 10 m (3,3 a 33 pés) a partir do furo de poço, pode aumentar em 1 ° a 5 °C (1,8 ° a 8 °F) acima da temperatura de formação naquelas localizações, dependendo do volume de ácido injetado.

[005] Ao longo de uma cavidade, a temperatura se altera ao longo do tempo, conforme ilustrado pela Figura 4. Inicialmente, a temperatura próximo ao furo de poço é a temperatura de ácido no interior do poço (Tw em t=0). Presume-se que o restante da cavidade, que pode ser parcial ou totalmente subdesenvolvido, esteja à temperatura de reservatório ou de formação (Tr em t=0), que é maior do que a temperatura do furo de poço. À medida que o tempo avança e o ácido é injetado através da cavidade em distâncias radiais pequenas próximo ao furo de poço (até cerca de 1 m (3,3 pés)), a temperatura de ácido diminui de Tr para Tw com o tempo em uma taxa que depende da queda de temperatura do fluido que flui a partir do furo de poço. Em outras palavras, na região próxima ao poço, o comportamento de temperatura depende apenas da transferência de calor de convecção devido ao fluxo de ácido através da cavidade.

[006] Em distâncias ainda mais longe do que cerca de 1 metro (3,3 pés), e na região de avanço do ácido de avanço, a temperatura de ácido aumenta a partir da temperatura de poço até a temperatura de formação. Esse aumento de temperatura ainda é, principalmente, devido à transferência de calor de convecção. No entanto, na transição entre os dois níveis de temperatura, a transferência de calor de reação entre o ácido e os minerais altera o comportamento de temperatura atenuando-se a alteração de temperatura em um lado mais próximo ao poço e elevando-se a temperatura de formação em cerca 1 ° a 5 °C (1,8 ° a 8 °F) nos lados externos, conforme a Figura 4 ilustra. A temperatura do ácido se altera em ambas as regiões (próximo ao poço e próximo à frente do ácido). A mesma aumenta com o tempo e a distância devido a dois mecanismos. Primeiramente, isso dependente do tempo necessário para o ácido e os minerais reagirem completamente. Em segundo lugar, isso depende da área de contato entre o ácido e os minerais, que aumenta rapidamente com a distância. Após a injeção de ácido ser interrompida, as reações entre ácido e mineral podem continuar ainda por algum tempo. No entanto, essas reações ocorrem ainda mais longe do poço, onde a frente do ácido está localizada. Mesmo a temperatura local na frente do ácido pode aumentar ainda após a injeção de ácido ser interrompida. Esse aumento de temperatura é pequeno, e não pode ser registrado na região próxima ao poço, assim, isso pode ser ignorado em todos os cálculos adicionais. No momento em que a injeção de ácido é interrompida, a temperatura ao longo da cavidade está diminuindo a partir de quase a temperatura de formação na extremidade de cavidade longe do poço (Tr em t=ts) até a temperatura de poço (Tw em t=ts) próxima ao poço. À medida que o tempo avança, a onda de temperatura se move em direção ao poço em uma velocidade que depende das propriedades de cavidade (geometria, comprimento, condutividade térmica) e das propriedades de formação (porosidade, permeabilidade, condutividade térmica, etc.). Eventualmente, sem o fluxo de ácido, a temperatura de poço (Tw) aumenta até que a mesma atinja a temperatura de formação (Tr) no tempo t=tf. Dessa forma, o tempo total no qual a temperatura de poço varia é tf. Se a injeção de ácido for iniciada e interrompida em tempos t=0 e t=ts, respectivamente, entre 0 e ts, a temperatura de poço diminui a partir de Tw em t=0 até Tw em t=ts. Isso é ilustrado pela Figura 5. Entre ts e tf, a temperatura de poço aumenta a partir de Tw em t=ts até Tw em t=tf. O tempo no qual o desempenho de acidificação de matriz pode ser avaliado está, assim, entre 0 e tf ou entre ts e tf, dependendo da técnica de avaliação. Além da temperatura, quando o ácido flui entre o poço (ânulo) e a formação através de cavidades, a pressão local cai devido à alteração na área de fluxo (tal como a partir da área anular até a área de cavidade). A queda de pressão pode não ser relevante se não houver nenhum fluxo de ácido. Além disso, é interessante verificar que a temperatura e a pressão podem variar de forma significativa somente ao redor de cavidades (wormholes) (isto é, onde há fluxo de ácido radial entre o poço e a formação).

[007] Métodos para monitorar e avaliar estimulações de ácido de matriz têm sido investigados há muito tempo. Recentemente, a tecnologia de detecção de temperatura distribuída ("DTS") surgiu como uma ferramenta para a aquisição de dados em tempo real e a interpretação para avaliar o desempenho de acidificação de matriz. Embora as grandes vantagens dessa técnica (isto é, a aquisição de dados de temperatura em tempo real ao longo do poço inteiro e grande sensibilidade) sejam impressionantes, há várias grandes desvantagens também. Primeiramente, a fibra de DTS é colocada dentro da no interior da coluna de tubagem bobinada. O registro de dados de temperatura com uma resolução razoável presume que a fibra deve permanecer imóvel durante todo o tempo necessário para a aquisição de dados. Em segundo lugar, à medida que a fibra de DTS é um sensor de temperatura de múltiplos pontos (isto é, a fibra pode registrar dados de temperatura ao longo do poço em múltiplas localizações), há uma quantidade significativa de dados de temperatura transmitidos para a superfície e que são processados para todos os tempos e múltiplas posições ao longo do poço. Diversas soluções foram propostas na literatura na tentativa de contornar essas desvantagens. No entanto, essas soluções propostas são onerosas e não confiáveis.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[008] A presente invenção fornece dispositivos e métodos que são úteis para ajudar a avaliar a eficácia de um tratamento de acidificação de matriz. A presente invenção fornece uma alternativa à tecnologia de DTS para a avaliação de desempenho de acidificação de matriz. Em uma modalidade descrita, um arranjo de sensores está localizado na extremidade da coluna de ferramentas ou próximo à mesma. Os sensores são capazes de detectar um parâmetro operacional associado à acidificação de matriz. Em modalidades preferenciais, os parâmetros operacionais de acidificação de matriz são temperatura, pressão, taxa de fluxo, direção do fluxo, raio gama, etc., ou qualquer combinação dos mesmos. Esses sensores são dispostos sobre a superfície radial externa de uma montagem de parte inferior de poço de acidificação de matriz em qualquer lugar ao longo da ferramenta. Os sensores são operacionalmente interconectados ao equipamento de processamento de sinal baseado em superfície.

[009] O arranjo de sensor é separado em um primeiro conjunto de um ou mais sensores e um segundo conjunto de um ou mais sensores. Cada um dentre os conjuntos de sensores tem capacidade para detectar um parâmetro operacional de acidificação de matriz em uma localização específica dentro da parte inferior de poço em tempos diferentes. Portanto, mover a montagem de parte inferior de poço além de uma localização específica em uma velocidade específica permitirá que os primeiro e segundo conjuntos de sensores detectem o parâmetro operacional na mesma localização em dois tempos diferentes. Se desejado, mais do que dois conjuntos de sensores podem ser usados, os quais permitirão que o(s) parâmetro(s) operacional(is) seja(m) medido(s) em uma única localização em múltiplos tempos.

[0010] Durante a operação, a coluna de ferramentas e a montagem de parte inferior de poço são dispostas no furo de poço até que os sensores que são dispostos próximos a uma formação sejam acidificados. Em modalidades atualmente preferenciais, a montagem de parte inferior de poço é disposta inicialmente localizada próximo à extremidade inferior da formação ou porção da formação a ser acidificada. Durante a acidificação, os sensores detectam parâmetros, tais como temperatura, pressão, etc., relacionados à operação de acidificação em uma localização estática e fornecem essas leituras ao equipamento de processamento. Se desejado, a montagem de parte inferior de poço e os sensores podem ser realocados dentro do intervalo de formação durante a acidificação em diferentes partes da formação. Isso permite que os sensores forneçam os dados de temperatura e/ou pressão a partir de diferentes porções do intervalo de formação.

[0011] Após a acidificação ser concluída, a coluna de ferramentas e a montagem de parte inferior de poço são removidas da parte inferior de poço. Durante a remoção da parte inferior de poço, os sensores continuarão a fornecer leituras de temperatura e/ou pressão ao equipamento de processamento. Em uma modalidade preferencial, a coluna de ferramentas e a montagem de parte inferior de poço são removidas a partir da parte inferior de poço em uma taxa predeterminada de velocidade, de modo que o primeiro conjunto de sensores esteja adjacente a uma localização dentro da parte inferior de poço em um primeiro tempo e o segundo conjunto de sensores esteja adjacente à mesma localização em um segundo tempo. O parâmetro operacional desejado é, primeiramente, detectado pelo primeiro conjunto de sensores no primeiro tempo e, então, detectado pelo segundo conjunto de sensores no segundo tempo, assim, fornecendo detecções dos parâmetros operacionais em um único ponto em diferentes tempos. O sistema de monitoramento de acidificação de matriz da presente invenção pode ser usado para fornecer múltiplas medições de parâmetros operacionais em múltiplos pontos dentro da formação.

[0012] O equipamento de processamento, preferencialmente, baseado em superfície, interpretará os dados fornecidos. Por exemplo, a temperatura detectada em uma localização específica ao longo do intervalo de formação é comparada em um primeiro tempo e um segundo tempo para determinar se a temperatura na localização está aumentando, diminuindo ou inalterada na localização. As alterações na pressão na localização podem ser determinadas de modo similar. Se alterações de pressão/temperatura forem detectadas em múltiplos pontos ao longo do intervalo de formação, as alterações ao longo do intervalo de formação podem ser modeladas para ajudar a determinar a eficácia da operação de acidificação de matriz.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0013] Para um entendimento completo da presente invenção, é feita referência à descrição detalhada a seguir das modalidades preferenciais, tomadas em conjunto com os desenhos anexos, nos quais numerais de referência iguais designam elementos iguais ou similares por todas as várias Figuras dos desenhos, e nos quais:

[0014] A Figura 1 é uma vista em corte transversal lateral de um furo de poço exemplificativo que tem uma coluna de ferramentas no mesmo para conduzir a estimulação de acidificação de matriz e o monitoramento em conformidade com a presente invenção.

[0015] A Figura 2 é uma vista em corte transversal lateral ampliada de uma montagem de parte inferior de poço exemplificativa que incorpora uma pluralidade de sensores em conformidade com a presente invenção.

[0016] A Figura 3 é um corte transversal axial tomado ao longo das linhas 3-3 na Figura 2.

[0017] A Figura 4 é um gráfico que ilustra as alterações de temperatura exemplificativas versus a distância radial de um furo de poço durante a injeção de ácido.

[0018] A Figura 5 é um gráfico que ilustra as alterações de temperatura exemplificativas versus a distância radial de um furo de poço durante a injeção de ácido.

[0019] A Figura 6 é um desenho em corte transversal esquemático que representa a montagem de parte inferior de poço localizada próximo a uma localização dentro de uma formação em que deseja-se detectar os parâmetros operacionais de acidificação em um primeiro tempo.

[0020] A Figura 7 é um desenho em corte transversal esquemático que representa a montagem de parte inferior de poço localizada próximo a uma localização dentro de uma formação em que deseja-se detectar os parâmetros operacionais de acidificação em um segundo tempo subsequente.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERENCIAIS

[0021] A Figura 1 ilustra uma operação de acidificação de matriz exemplificativa que é conduzida dentro de um furo de poço, e que incorpora um sistema de monitoramento de acidificação de matriz em conformidade com a presente invenção. O furo de poço 10 foi perfurado a partir da superfície 12 para baixo através do solo 14 até uma formação portadora de hidrocarboneto 16 dentro da qual deseja-se conduzir a acidificação de matriz. A formação 16 tem um intervalo de formação vertical 17. Uma coluna de ferramentas 18 percorreu para o furo de poço 10 a partir da superfície 12 e transporta uma montagem de parte inferior de poço 20 na forma de uma ferramenta de acidificação de matriz. A ferramenta de montagem de parte inferior de poço 20 é, preferencialmente, um cilindro de metal que tem sensores de temperatura e pressão em sua superfície externa e conectados para a transmissão de sinal à superfície, conforme será descrito. Em uma modalidade atualmente preferencial, a coluna de ferramentas 18 é composta por tubagem bobina, de um tipo conhecido na técnica, que pode ser injetada na parte inferior de poço 10. Um ânulo 22 é formado radialmente entre a coluna de ferramentas 18/montagem de parte inferior de poço 20 e a parede interna do furo de poço 10. Verifica-se que, embora a Figura 1 represente um furo de poço vertical 10, isso é somente exemplificativo. De fato, os sistemas e métodos da presente invenção são aplicáveis ao furo de poço que é desviado, inclinado ou mesmo horizontal.

[0022] Durante a operação, o ácido é bombeado para baixo da coluna de ferramentas 18, e é injetado sob pressão através da montagem de parte inferior de poço de acidificação de matriz 20 na formação 16. O ácido injetado entrará nas cavidades 24.

[0023] As Figuras 2 e 3 ilustram uma montagem de parte inferior de poço exemplificativa 20 em mais detalhes. A montagem de parte inferior de poço exemplificativa 20 inclui um corpo de ferramenta geralmente cilíndrico 26 que define uma passagem axial central 28 ao longo de seu comprimento. Um bico 30 é formado na extremidade distal do corpo de ferramenta 26 para permitir que o ácido injetado abaixo da coluna de ferramentas 18 entre na formação 16. Deve-se verificar que as Figuras representam uma ferramenta simplificada que tem somente um único bico 30. Na prática, a montagem de parte inferior de poço 20 pode ter múltiplos bicos, ou aberturas, que permitem que o ácido seja disperso em múltiplas localizações e em múltiplas direções.

[0024] As passagens radiais 32 são perfuradas através do corpo de ferramenta 26 a partir da passagem axial central 28 até o exterior radial do corpo de ferramenta 26. Um arranjo de sensor 33 é fornecido próximo à extremidade inferior da coluna de ferramenta 18 e, preferencialmente, sobre o corpo de ferramenta 26 da montagem de parte inferior de poço 20. O arranjo de sensor 33 inclui múltiplos sensores 34 que são divididos em dois conjuntos de sensores 34a, 34b. O primeiro conjunto de sensores 34a é separado axialmente do segundo conjunto de sensores 34b ao longo do comprimento do corpo de ferramenta 26 por um comprimento ("x") (consulte Figura 2). Cada sensor 34 é, preferencialmente, localizado na porção mais externa radialmente de cada passagem 32. Em modalidades particularmente preferenciais, os sensores 34 são transdutores que têm capacidade para detectar temperatura e gerar um indicativo de sinal da temperatura detectada. Em modalidades alternativas, um ou mais dentre os sensores 34 têm capacidade para detectar pressão. É preferível, atualmente, que os sensores 34 sejam espaçados de modo angular sobre a circunferência do corpo de ferramenta 22 a fim de obter os parâmetros detectados a partir de múltiplas direções radiais ao redor do corpo de ferramenta 22. Na modalidade representada, os sensores 34 são localizados aproximadamente a 90 graus afastados uns dos outros sobre a circunferência do corpo de ferramenta 22. Na modalidade representada, há oito sensores 34. No entanto, pode haver mais ou menos do que oito, conforme seja desejado.

[0025] Os cabos elétricos 36 se estendem a partir de sensores 34 até um conduto 38, que está disposto dentro da passagem central 40 da coluna de ferramentas 18. Em uma modalidade particularmente preferencial, o conduto 38 compreende um condutor conhecido na indústria como tubo de fio, que pode ser disposto dentro da tubagem bobinada para fornecer um sistema condutor de Telebobina para dados/potência. O termo "tubo de fio", conforme usado no presente documento, se refere a um tubo que pode ou não encapsular um condutor ou outros meios de comunicação, tais como, por exemplo, o tubo de fio fabricado junto à Canada Tech Corporation of Calgary, Canadá. Alternativamente, o tubo de fio pode encapsular um ou mais cabos de fibra óptica que são usados para conduzir os sinais gerados pelos sensores 34 que estão sob a forma de sensores de fibra óptica. O tubo de fio pode consistir em múltiplos tubos, e pode ser concêntrico ou pode ser revestido no exterior com plástico ou borracha.

[0026] O conduto 38 se estende para o equipamento de processamento de sinal baseado em superfície na superfície 12. A Figura 1 ilustra o equipamento baseado em superfície exemplificativo ao qual o conduto 38 deve ser encaminhado. O conduto 38 é operacionalmente interconectado a um processador de sinal 40 de tipo conhecido, e, em alguns casos, registra e/ou exibe representações dos parâmetros de temperatura e/ou pressão detectados. O software de processamento de sinal adequado, de um tipo conhecido na técnica, pode ser usado para processar, registrar e/ou exibir sinais recebidos a partir dos sensores 34. No caso em que o conduto 38 reveste fibras ópticas em vez de condutores elétricos, o processador de sinal baseado em superfície 40 inclui um processador de sinal de fibra óptica. Um processador de sinal de fibra óptica típico inclui um refletômetro óptico no domínio de tempo (OTDR) que é capaz de transmitir pulsos ópticos nas fibras e analisar a luz que é retornada, refletida ou dispersa no mesmo. As alterações em um índice de refração na fibra óptica podem definir pontos de dispersão ou de reflexão. O processador de sinal 40 pode incluir software de processamento de sinal para gerar uma representação de sinal ou dados das condições medidas.

[0027] Em conjunto com o equipamento de processamento 40, o primeiro conjunto de sensores 34a é operável para detectar pelo menos um parâmetro operacional de acidificação de matriz em um primeiro tempo, enquanto o segundo conjunto de sensores 34b é operável para detectar o mesmo em pelo menos um parâmetro operacional de acidificação de matriz em um segundo tempo que é após o primeiro tempo. A diferença entre os primeiro e segundo tempos é baseada na taxa de movimento do arranjo de sensor 33 dentro da formação 16 em relação a um ponto específico de interesse. As Figuras 6 e 7 ilustra uma montagem de parte inferior de poço 20 que é movida dentro da parte inferior de poço 10 além de um ponto 50 dentro da formação 16 na qual deseja-se detectar pelo menos um parâmetro operacional de acidificação de matriz. Na Figura 6, o primeiro conjunto de sensores 34a está localizado próximo ao ponto 50. Nessa posição, os sensores 34a detectam um parâmetro operacional de acidificação de matriz no ponto 50. Portanto, a coluna de ferramentas 18 é impulsionada de modo ascendente na direção da seta 52 até que a montagem de parte inferior de poço 20 esteja na posição mostrada na Figura 7. A Figura 7 mostra o segundo conjunto de sensores 34b localizado próximo ao ponto 50. Nessa posição, o segundo conjunto de sensores 34b detectará o(s) mesmo(s) parâmetro(s) operacional(is) de acidificação de matriz que o primeiro conjunto de sensores 34a. O primeiro conjunto de sensores 34a detecta o(s) parâmetro(s) em um primeiro tempo (t1), enquanto o segundo conjunto de sensores 34b detecta o(s) parâmetro(s) em um segundo tempo (t2). As taxas de movimento da coluna de ferramentas 18 e da montagem de parte inferior de poço 20 na direção 52 devem ser coordenadas com a temporização de detecção do(s) parâmetro(s) operacional(is) pelos dois conjuntos de sensores 34a, 34b. Essa coordenação pode ser conduzida, por exemplo, pelo equipamento de processamento 40, em que tal equipamento 40 é dotado de controle sobre a taxa de movimento. O equipamento de processamento 40 comparará o(s) parâmetros(s) operacional(is) detectado(s) pelo primeiro conjunto de sensores 34a ao(s) parâmetros(s) operacional(is) detectado(s) pelo segundo conjunto de sensores 34b. Dessa forma, pode ser determinado se o parâmetro operacional está aumentando, diminuindo ou nenhum dos dois. Essa maneira de medir parâmetros operacionais pode ser repetida para múltiplos pontos ou localizações ao longo do intervalo de formação 17. Adicionalmente, mais do que dois conjuntos de sensores podem ser empregados para fornecer detalhes adicionais sobre o parâmetro operacional medido.

[0028] De acordo com um método exemplificativo de operação, a coluna de ferramentas 18 e a montagem de parte inferior de poço 20 são dispostas no furo de poço 10, e avançadas até que a montagem de parte inferior de poço 20 esteja próxima à formação 16 na qual deseja- se executar a acidificação de matriz. Se desejado, obturadores (não mostrados) podem ser definidos dentro do ânulo 22 a fim de isolar a zona na qual o ácido será liberado. Portanto, o ácido é bombeado para baixo da coluna de ferramentas 18 que, então, fluirá através do bico 30 da montagem de parte inferior de poço 20 e para as cavidades 24 da formação 16. Durante a acidificação, a temperatura e/ou a pressão são detectadas pelos sensores 34 e fornecidas ao equipamento de processamento 40 na superfície 12. Durante a acidificação, a montagem de parte inferior de poço 20 pode ser movida a partir de uma localização para outra dentro do intervalo de formação 17. Portanto, os sensores 34 fornecerão leituras de temperatura e/ou pressão a partir de localizações diferentes dentro da formação 16.

[0029] Após a injeção de ácido ser interrompida no tempo (ts), a coluna de trabalho 18 é impulsionada para fora do furo em uma velocidade constante que pode ser calculada dependendo da diferença de tempo (tf-ts) e do comprimento da zona estimulada ao longo do poço. Dessa forma, o tempo tf pode ser o tempo que a montagem de parte inferior de poço de acidificação de matriz 20 percorreu o intervalo de poço inteiro de interesse. O número de sensores 34 dependerá da precisão da aquisição de dados. Por exemplo, um único sensor de temperatura pode não ser suficiente para a interpretação de dados de queda de temperatura, visto que qualquer diferença de temperatura registrada pode ser devido ao fluxo axial (fluxo no interior do ânulo 22) ou ao fluxo radial (fluxo entre o furo de poço 10 e uma cavidade 24). No entanto, múltiplos sensores 34 podem identificar de forma precisa se uma variação de temperatura registrada é devido ao fluxo axial ou ao fluxo radial. Pelo menos dois sensores de temperatura 34 devem ser instalados de modo suficientemente longe um do outro, de modo que os mesmos capturem diferenças de temperatura devido ao fluxo de ácido radial. Em modalidades particulares, a distância mínima entre dois sensores de temperatura 34 é maior do que o diâmetro radial das cavidades. Dessa forma, é preferível que os sensores 34 sejam afastados uns dos outros no corpo de ferramentas 22 por uma distância que seja maior do que o diâmetro das cavidades 24. Os cálculos teóricos mostram que a distância mínima entre dois sensores de temperatura 34 deve ser entre 4 e 20 metros (13 a 66 pés), dependendo das propriedades do reservatório (porosidade, permeabilidade, tamanho e formato da cavidade, gradiente geotérmico, condutividade térmica, etc.) e detalhes do poço (formato, dimensões, tipo de completação, etc.). O método pode ser refinado adicionando-se os sensores de temperatura entre os dois sensores de extremidade. Adicionando-se mais sensores de temperatura entre os mesmos, aumenta-se a precisão de medição de variação de temperatura. Além dos sensores de temperatura, outros tipos de sensor podem ser usados. Por exemplo, os sensores de pressão também podem ser instalados. As medições tanto de temperatura quanto de pressão são úteis na avaliação de forma precisa do desempenho de acidificação de matriz quando as mesmas são acopladas a um modelo matemático que resolve a equação de fluxo de energia clássica no interior do poço:

em que p é a densidade do ácido, f e z são o tempo e a coordenada curvilínea ao longo da trajetória do poço, v é a velocidade do ácido, u=cp (T-Tref) e h=u+p/p são a energia e a entalpia internas específicas, respectivamente, cp é o calor específico definido em temperatura de referência Tref, e T e p são temperatura e pressão do ácido. Deve-se verificar que Q é o termo que inclui todos os outros efeitos de troca de calor, tal como perda de calor devido ao fluxo de ácido para/a partir da formação.

[0030] Os inventores constataram que o uso de um arranjo de sensores de temperatura e pressão de ponto único na extremidade da coluna de ferramentas 18 e a impulsão dos mesmos para fora do furo de poço 10 em uma velocidade pré-calculada têm grandes vantagens sobre a tecnologia de DTS. Primeiramente, o volume de dados adquirido é muito menor. Isso torna o processo de interpretação de dados mais rápido e menos propenso a erros. Em segundo lugar, à medida que a coluna de ferramentas 18 e os sensores de ponto único 34 são impulsionados para fora do furo de poço 10 após a injeção de ácido ter sido interrompida (no tempo t=ts), o operador traz a coluna de ferramentas 18 de volta para a superfície 12 em um tempo curto. Uma fibra de DTS e uma tubagem bobinada devem permanecer imóveis até todos os dados serem registrados (normalmente, até o tempo tf) e, então, impulsionados para fora do furo de poço. Os sistemas e o método em conformidade com a presente invenção permitem o uso de condutos resistentes e duráveis, tal como a tecnologia de tubo de fio/Telebobina. Essas vantagens se convertem em custos operacionais mais baixos para o processo de avaliação de desempenho de acidificação de matriz quando um arranjo de sensores de ponto único 34 na extremidade da coluna de ferramentas 18 é usado. Após os dados de temperatura e pressão de interior de poço em tempo real serem adquiridos e interpretados, o desempenho de acidificação pode ser visualizado sabendo-se quanto ácido foi injetado. Essa informação é útil para compreender como a formação 16 foi tratada e se mais acidificação é necessária para obter o desempenho de acidificação esperado.

[0031] Aqueles versados na técnica reconhecerão que inúmeras modificações e alterações podem ser feitas nas modalidades e nos projetos exemplificativos descritos no presente documento, e que a invenção é limitada somente pelas reivindicações a seguir e quaisquer equivalentes das mesmas.

Claims

1. Sistema de monitoramento de acidificação de matriz caracterizado pelo fato de que compreende: um conjunto de parte inferior de poço para conduzir a acidificação de matriz em um furo de poço, a composição de parte inferior de poço tendo um corpo de ferramenta; um arranjo de sensor operacionalmente associado à montagem de parte inferior de poço e que tem um primeiro e um segundo conjuntos de sensores, sendo que cada um dentre o primeiro e o segundo conjuntos de sensores é operável para detectar um parâmetro operacional de acidificação de matriz em uma localização no furo de poço; o primeiro conjunto de sensores detectando o parâmetro na localização em um primeiro tempo, à medida que o primeiro conjunto de sensores é movido para além da localização; e o segundo conjunto de sensores detecta o parâmetro na localização em um segundo tempo, à medida que o segundo conjunto de sensores é movido para além da localização.

2. Sistema de monitoramento de acidificação de matriz, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dentre os sensores no arranjo de sensor compreende um transdutor para detectar temperatura e/ou pressão, em que compreende adicionalmente um processador de sinal operacionalmente interconectado ao arranjo de sensor para comparar o parâmetro detectado pelo primeiro conjunto de sensores com o parâmetro detectado pelo segundo conjunto de sensores; em que o primeiro e o segundo conjuntos de sensores estão dispostos sobre o conjunto de fundo do poço e ainda em que o primeiro e o segundo conjunto de sensores são afastados axialmente um do outro sobre a montagem de parte inferior de poço; em que a composição de fundo é movida dentro do furo de poço a partir de uma primeira posição, em que o primeiro conjunto de sensores detecta o parâmetro para uma segunda posição, em que o segundo conjunto de sensores detecta o parâmetro; ou em que o parâmetro operacional de acidificação da matriz compreende temperatura e / ou pressão.

3. Sistema de monitoramento de acidificação de matriz, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um condutor para conduzir sinais a partir do arranjo de sensor para o processador de sinal.

4. Sistema de monitoramento de acidificação de matriz, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro conjunto de sensores e o segundo conjunto de sensores são localizados no corpo da ferramenta, o sistema ainda compreendendo: equipamento de processamento para receber sinais a partir dos sensores representativos dos parâmetros detectados e comparar o parâmetro detectado pelo primeiro conjunto de sensores com o parâmetro detectado pelo segundo conjunto de sensores.

5. Sistema de monitoramento de acidificação de matriz, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dentre os sensores no arranjo de sensor compreende um transdutor para detectar temperatura e/ou pressão; em que a montagem de parte inferior de poço é movida dentro do furo de poço a partir de uma primeira posição em que o primeiro conjunto de sensores detecta o parâmetro para uma segunda posição em que o segundo conjunto de sensores detecta o parâmetro; em que compreende adicionalmente um condutor para conduzir sinais a partir do arranjo de sensor para o processador de sinal; ou em que o parâmetro operacional de acidificação da matriz compreende temperatura e / ou pressão.

6. Método de monitoramento de uma operação de acidificação de matriz dentro de uma formação subterrânea em um furo de poço, caracterizado pelo fato de que o método compreende: dispor uma montagem de parte inferior de poço próxima à formação no furo de poço, a composição de fundo tendo um corpo de ferramenta, um primeiro conjunto de sensores e o segundo conjunto de sensores localizados no corpo da ferramenta; conduzir uma operação de acidificação de matriz através da montagem de parte inferior de poço na formação; detectar um parâmetro operacional de acidificação de matriz em uma localização dentro do furo de poço com um primeiro conjunto de sensores à medida que o primeiro conjunto de sensores é movido além do local; detectar o parâmetro operacional de acidificação de matriz na localização com um segundo conjunto de sensores à medida que o segundo conjunto de sensores é movido além do local; e comparar o parâmetro detectado pelo primeiro conjunto de sensores ao parâmetro detectado pelo segundo conjunto de sensores.

7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a montagem de parte inferior de poço é movida dentro do furo de poço a partir de uma primeira posição em que o primeiro conjunto de sensores detecta o parâmetro para uma segunda posição em que o segundo conjunto de sensores detecta o parâmetro; ou em que o primeiro e o segundo conjuntos de sensores detectam o parâmetro operacional em múltiplos pontos ao longo do furo de poço.