BR112016026975B1 - Método para a estimulação do reservatório logo acima do furo do poço de um furo de poço - Google Patents

Abstract

MÉTODO PARA A ESTIMULAÇÃO DO RESERVATÓRIO LOGO ACIMA DO FURO DO POÇO DE UM FURO DE POÇO. A presente invenção se refere a um furo do poço (1) circundado por uma formação o qual tem uma seção horizontal proporcionada com um revestimento perfurado não cimentado (3), desse modo formando um espaço anular (4) entre o revestimento e a formação. O espaço anular é dividido em zonas (zona 1, zona 2, zona 3) isoladas uma da outra por meio de respectivos tampões expansíveis externos (6, 7, 8) arranjados externamente no revestimento. O acesso seletivo para as zonas é proporcionado por meio de um tubo interno (9) arranjado dentro do revestimento e proporcionado com tampões expansíveis internos (10, 11, 12) que correspondem aos respectivos tampões expansíveis. Para cada uma das zonas, o tubo interno é proporcionado com uma válvula (14, 15, 16) que proporciona acesso entre o lado de dentro do tubo interno e a zona correspondente. A estimulação da parte logo acima do furo do poço é realizada por bombear ácido ou fluido reativo semelhante através do tubo interno dentro do furo do poço e é realizada simultaneamente em zonas adjacentes do espaço anular.

Description

[001] A presente invenção se refere a um método para a estimulação do reservatório logo acima do furo do poço de um furo de poço circundado por uma formação em um reservatório de hidrocar- boneto subterrâneo, o furo do poço tendo uma seção horizontal que inclui uma seção de calcanhar e uma seção de ponta de pé, a seção horizontal sendo proporcionada com um revestimento perfurado não cimentado sendo perfurado por meio de furos possivelmente proporcionados com válvulas, desse modo formando um espaço pelo menos substancialmente anular entre o revestimento perfurado não cimentado e a formação, o revestimento tendo um padrão de perfuração que é otimizado para a estimulação da parte logo acima do furo do poço de modo que a área total do furo por unidade de comprimento do revestimento varia sobre o comprimento do revestimento a partir da porção de calcanhar para a porção de ponta de pé, o espaço pelo menos substancialmente anular entre o revestimento perfurado não cimentado e a formação sendo dividido em pelo menos duas zonas isoladas uma a partir da outra por meio de um ou mais tampões expansíveis arranjados externamente no revestimento perfurado não cimentado, com o que o acesso seletivo para as pelo menos duas zonas é proporcionado por meio de um tubo interno arranjado dentro do revestimento perfurado não cimentado e proporcionado com um ou mais tampões expansíveis internos que correspondem aos um ou mais tampões expansíveis e vedam um espaço pelo menos substancialmente anular entre o tubo interno e o revestimento perfurado não cimentado, com o que, para cada uma das zonas, o tubo interno é proporcionado com uma válvula que proporciona acesso entre o lado de dentro do tubo interno e a zona correspondente, e com o que a estimulação da parte logo acima do furo do poço é realizada por bombear ácido ou fluido reativo semelhante através do tubo interno dentro do furo do poço.

[002] EP 1184 537 B1 (Maersk Olie og Gás A/S) descreve um método de estimular um furo do poço, em que ácido ou fluido reativo semelhante é fornecido para decompor o material na parte logo cima da formação do furo do poço por uso de um revestimento arranjado dentro do furo do poço ao mesmo tempo em que forma um espaço entre o revestimento e a formação do furo do poço, o referido líquido fornecido sendo descarregado no referido espaço através de furos formados na parede do revestimento na expansão longitudinal do revestimento para influenciar a formação do furo do poço. O referido revestimento pode subsequente a estimulação com ácido ser usado para injeção de água, gás ou vapor ou para a produção de petróleo, gás ou água. Esse tipo de revestimento é o assim chamado Jato de Ácido Controlado (CAJ). O conceito de revestimento de CAJ e a funcionalidade é adicionalmente descrito em SPE 78318 e SPE 110135.

[003] O revestimento de CAJ irá tipicamente ter um padrão de perfuração sendo otimizado para a estimulação com ácido da parte logo acima do furo do poço de modo que a área total do furo por unidade de comprimento do revestimento varia sobre o comprimento do revestimento a partir da porção de calcanhar (a parte interna do furo do poço) para a porção de ponta de pé (a parte externa do furo do poço). Quando usado para a única operação de estimulação de seções de reservatório horizontal longo, tipicamente, a área total do furo por unidade de comprimento do revestimento aumenta sobre o comprimento do revestimento a partir da porção de calcanhar para a porção de ponta de pé. O referido padrão de perfuração em particular será adaptado para neutralizar a perda de pressão de fricção relativamente grande sobre o comprimento do furo do poço durante a estimulação com ácido de modo que a formação é tratada mais ou menos igualmente independente da posição ao longo do furo do poço.

[004] As vantagens do revestimento de CAJ são baixos custos de instalação, rápida instalação, menos estimulação da sonda, perfuração mais segura (sem pistolas), maior produtividade/injetividade, fácil re- estimulação etc. a principal desvantagem do revestimento de CAJ em sua forma original é a falta de isolamento zonal/controle zonal necessário para lidar com fraturas ou os contrastes de alta permeabilidade ao longo da seção de reservatório.

[005] Recentes tentativas no sentido de desenvolver as comple- tações zonais com base no princípio de revestimento de CAJ são descritos em EP 2 446 107 B1 (MAERSK OLIE OG GAS A/S), SPE 166209 (CoP) e SPE 166391 (Welltec). Isso iria combinar a produtividade superior e custo de instalação inferior do revestimento de CAJ com as opções de gerenciamento do reservatório dos revestimentos menos produtivos e os revestimentos mais caro convencional cimentado e perfurado sem controle zonal. Os referidos novos conceitos são com base no furo externo aberto em tampões expansíveis de revestimento externo de furo aberto para o isolamento zonal combinado com tampões expansíveis acionados em um tubo interno com mangas deslizáveis ou válvulas para o acesso seletivo da zona.

[006] Vários métodos foram desenvolvidos para permitir a estimulação sequencial e o controle zonal seletivo para os referidos múltiplos poços completados com revestimento CAJ. A maioria dos métodos recentes se baseiam em mangas deslizáveis controladas na superfície ou válvulas ativadas por ferramentas posicionados em um tubo em espiral ou tratores posicionados em cabos de aço. O documento WO 2013/089.897 divulga um sistema e método para a estimulação de fluido de intervalos longos de poços. O documento US 2014/083.689 divulga um método para completar um tratamento de estimulação de fratura de múltiplas zonas de um furo de poço.

[007] Um problema comum observado e reportado na literatura é a formação de comunicação zonal entre as zonas atrás dos tampões expansíveis em virtude de buracos de minhoca formados em uma formação. Uma vez formadas, as referidas conexões são muito difíceis e antieconômicas de reparar e mais provavelmente será deixada sem reparo o que ocasiona uma perda das opções de gerenciamento de reservatório inicialmente planejadas.

[008] Tentativas adicionais de manter a integridade/funcionalidade do tampão expansível durante e após os trabalhos de estimulação incluem deixar algo de 61 a 122 m (200 a 400 pés) de tubo em ambos os lados da matriz de tampão expansível (não perfurado) de modo a evitar que o ácido forme buracos de minhoca próximos ao tampão expansível. Entretanto, o sucesso do referido método pode depender da condição da lama (deve ser estimulada imediatamente após a instalação, enquanto que a torta de lama está ainda eficiente), o tipo da lama (ácido insolúvel ou ácido solúvel) e o tempo necessário para intumescer os tampões expansíveis para se obter a completa integridade de pressão (dependendo dos fluidos do reservatório e da natureza dos elastômeros isso é muito incerto e pode levar a partir de dias a meses). Um esforço adicional inclui a redução da cobertura média do ácido bombeado, mas essa solução irá reduzir o comprimento dos buracos de minhoca e limitar a estimulação da parte distante do poço incompleto, assim proporcionando um trabalho de estimulação menos eficiente.

[009] Apesar de muitos esforços para manter a integridade zonal além de um trabalho de estimulação, ninguém até agora provou uma alta probabilidade de sucesso apesar do maior custo, maior tempo, produtividade reduzida, e reduzida fração de recuperação associada com as tentativas.

[0010] SPE 166391 reporta a observação de que o contato entre zonas adjacentes não cimentadas (que correspondem a zonas de revestimento CAJ, mas não referido como tal) com maior frequência ocorre na zona, que foi anteriormente estimulada, assim sendo a primeira estimulação pode não gerar uma comunicação direta. No papel a referida observação é atribuída ao comprimento dos buracos de minhoca gerados durante um trabalho de estimulação e cujos buracos de minhoca iniciados a partir de qualquer lado do tampão expansível conecta no reservatório. A mitigação possível pode ser tampões expansíveis mais longos, tampões expansíveis duplos com um maior espaçamento, reduzida cobertura de ácido, e/ou seções de tubo matriz (não perfurado) logo acima e abaixo da parte de vedação do elemento de tampão expansível.

[0011] O objetivo da presente invenção é proporcionar um método para a estimulação do reservatório logo acima do furo do poço de um furo de poço como mencionado na introdução, com o que a integridade zonal durante a estimulação da parte logo acima do furo do poço é substancialmente mantida durante e após um procedimento de estimulação.

[0012] Em vista do referido objetivo, a estimulação da parte logo acima do furo do poço é realizada simultaneamente em todas ou pelo menos em duas zonas adjacentes do espaço pelo menos substancialmente anular entre o revestimento perfurado não cimentado e a formação.

[0013] Desse modo, os perfis de pressão junto do comprimento do furo do poço podem se desenvolver para criar um limite de não fluxo no tampão expansível entre as zonas adjacentes desse modo forçando os buracos de minhoca a se desenvolver radialmente em afastamento a partir do furo do poço. Uma vez que o perfil de pressão se desenvolve muito mais rápido do que os buracos de minhoca criados pelo transporte reativo do ácido clorídrico ou fluido reativo semelhante pode ser possível se estabelecer um ótimo escoamento contínuo e uniforme antes dos buracos de minhoca conectarem a zona vizinha.

[0014] Em uma modalidade, as diferenças de pressão que ocorrem durante a estimulação da parte logo acima do furo do poço entre as zonas adjacentes do espaço pelo menos substancialmente anular entre o revestimento perfurado não cimentado e a formação são pelo menos substancialmente reduzidas por se projetar um esquema de perfuração do revestimento perfurado não cimentado, em particular a variação da área do furo por unidade de comprimento, sobre o comprimento do revestimento, de acordo com a informação na pressão do reservatório zonal e preferivelmente de acordo com os detalhes de completação do furo do poço. Desse modo, a probabilidade de manter a integridade zonal durante a estimulação da parte logo acima do furo do poço pode ser maior.

[0015] Em uma modalidade, as diferenças de pressão que ocorrem durante a estimulação da parte logo acima do furo do poço entre zonas adjacentes do espaço pelo menos substancialmente anular entre o revestimento perfurado não cimentado e a formação são pelo menos substancialmente reduzidas por controlar de acordo os coeficientes de bombeamento de ácido ou fluido reativo semelhante e possivelmente os coeficientes de bombeamento de água através do tubo interno dentro do furo do poço. Desse modo, um limite de não fluxo pode ser criado no reservatório entre as zonas desse modo favorecendo o desenvolvimento radial dos buracos de minhoca e consequentemente aprimorando ainda mais a integridade zonal durante a estimulação da parte logo acima do furo do poço.

[0016] Em uma modalidade, estimulação é iniciada pelo menos substancialmente simultaneamente em todas as zonas do espaço pelo menos substancialmente anular entre o revestimento perfurado não cimentado e a formação, preferivelmente por abrir as respectivas válvulas do tubo interno pelo menos substancialmente simultâneamente. Desse modo, pode ser evitado que uma zona vizinha anteriormente estimulada faça com que o espaço pelo menos substancialmente anular aja como um conduto eficiente tornando o gradiente de pressão entre as zonas vizinhas ainda maior de modo que os buracos de minhoca são mais prováveis de se desenvolver para conectar as duas zonas.

[0017] Em uma modalidade, inicialmente, antes de realizar estimulação da parte logo acima do furo do poço simultaneamente em zonas adjacentes do espaço pelo menos substancialmente anular entre o revestimento perfurado não cimentado e a formação, ácido ou fluido reativo semelhante é bombeado dentro de cada zona uma de cada vez, por abrir a válvula do tubo interno que correspondem a referida uma zona e fechar as válvulas que correspondem às zonas restantes, até que a lama seja pelo menos substancialmente deslocada a partir de todo o tubo interno. Desse modo, a subsequente estimulação pode ser aprimorada em que o ácido pode melhor alcançar todas as zonas em um coeficiente e volume designados, e, durante a estimulação, as diferenças de pressão entre zonas adjacentes do espaço pelo menos substancialmente anular entre o revestimento perfurado não cimentado e a formação podem ser pelo menos substancialmente reduzidas.

[0018] Em uma modalidade, antes de realizar a estimulação da parte logo acima do furo do poço simultaneamente em zonas adjacentes do espaço pelo menos substancialmente anular entre o revestimento perfurado não cimentado e a formação, ácido ou fluido reativo semelhante é primeiramente bombeado dentro apenas da zona mais interna mais próxima da seção de calcanhar e em segundo lugar bombeado dentro apenas da zona mais externa mais próxima da seção de ponta de pé. Desse modo, a lama pode em um modo eficiente ser deslocada a partir de todo o tubo interno. Primeiramente, a lama pode ser deslocada a partir do furo do poço seção antes da porção de calcanhar, e em segundo lugar, a lama pode ser deslocada a partir da seção de furo do poço entre a porção de calcanhar e a porção de ponta de pé. De modo similar, o ácido ou fluido reativo semelhante pode ser bombeado em etapas em uma sequência de zonas que partem em uma zona próxima da porção de calcanhar e que termina em uma zona próxima da porção de ponta de pé.

[0019] Em uma modalidade, o referido bombeamento inicial de ácido ou fluido reativo semelhante dentro apenas da referida zona em um tempo é realizado a um coeficiente de bombeamento inicial que é pelo menos substancialmente mais baixo do que, preferivelmente mais baixo do que 1/2 de, ainda mais preferido mais baixo do que 1/4 de, e ainda mais preferido mais baixo do que 1/6 do coeficiente de bombeamento médio durante a subsequente estimulação. Desse modo, pode ser evitado que uma estimulação atual com ácido com substancial formação de buracos de minhoca ou fratura(s) induzida(s) está ocorrendo na referida zona durante o referido bombeamento inicial de ácido. Desse modo, pode ser evitado que buracos de minhoca ou fratura(s) possam se desenvolver para conectar a zona mais externa com a sua zona vizinha quando a zona vizinha é subsequentemente estimulada.

[0020] Em uma modalidade, a estimulação no referido coeficiente de bombeamento médio é iniciada pelo menos substancialmente simultaneamente em todas as zonas do espaço pelo menos substancialmente anular entre o revestimento perfurado não cimentado e a formação, preferivelmente por abrir as respectivas válvulas do tubo interno pelo menos substancialmente simultaneamente, após o referido bombeamento inicial de ácido ou fluido reativo semelhante no referido coeficiente de bombeamento inicial dentro da referida zona em um momento. Desse modo, pode em uma maior extensão ser evitado que a zona vizinha anteriormente estimulada faça com que o espaço pelo menos substancialmente anular aja como um conduto eficiente tornando o gradiente de pressão entre as zonas vizinhas ainda maiores de modo que buracos de minhoca podem se desenvolver para conectar as duas zonas.

[0021] Em uma modalidade, um desejado perfil de pressão de reservatório ao longo do comprimento do furo do poço é estabelecido antes da estimulação ser iniciada por bombear água ou a fluido de reatividade pelo menos substancialmente reduzida comparada ao ácido ou fluido reativo usado durante a estimulação através do tubo interno em todas as zonas do espaço pelo menos substancialmente anular entre o revestimento perfurado não cimentado e a formação. Desse modo, pode, durante a estimulação, a uma extensão ainda maior ser evitado que a zona vizinha anteriormente estimulada faça com que o espaço pelo menos substancialmente anular aja como um conduto eficiente tornando o gradiente de pressão entre as zonas vizinhas ainda maior de modo que buracos de minhoca podem preferivelmente se desenvolver para conectar as duas zonas vizinhas. Isso pode ser obtido pelo fato das diferenças de pressão entre zonas adjacentes do espaço pelo menos substancialmente anular entre o revestimento perfurado não cimentado e a formação poderem a uma maior extensão ser reduzidas mesmo antes de qualquer ácido ou fluido reativo semelhante entrar nas zonas.

[0022] Em uma modalidade, o revestimento perfurado não cimenta do inclui uma seção não perfurada em qualquer um dos lados de cada tampão expansível. Desse modo, o volume de fluido reativo sendo injetado em uma formação muito próximo do tampão expansível pode ser limitado, desse modo adicionalmente mantendo a integridade zonal durante a estimulação.

[0023] Em uma modalidade, a concentração do ácido ou fluido reativo semelhante e/ou o coeficiente de bombeamento é mudado durante a estimulação. Desse modo, o perfil de pressão e a direção de desenvolvimento de buraco de minhoca em torno do tampão expansível pode ser adicionalmente controlado.

[0024] A presente invenção será agora explicada em mais detalhes abaixo por meio de exemplos de modalidades com referência aos desenhos muito esquemáticos, nos quais

[0025] As figuras 1 a, 1 b e 1 c mostram seções axiais através de um furo do poço que ilustra a operação de estimulação única da técnica anterior por meio de um revestimento CAJ;

[0026] A figura 2 mostra uma seção axial através de um furo do poço que ilustra a estimulação da técnica anterior de furos do poço completados com uma única zona de revestimento CAJ;

[0027] A figura 3a é uma seção axial através de um furo do poço que ilustra a formação de buraco de minhoca durante a estimulação da técnica anterior de furos do poço completados com múltiplas zonas de revestimento CAJ;

[0028] A figura 3b é uma seção axial através de um furo do poço que ilustra a formação de buraco de minhoca durante a estimulação de acordo com a presente invenção de furos do poço completados com o sistema mostrado que inclui um tubo interno, tampões expansíveis e múltiplas zonas de revestimento CAJ, com o que um limite de não fluxo é criados entre as zonas; e

[0029] As figuras 4a e 4b são seções axiais através de um furo do poço que correspondem à figura 3b, que ilustra dois exemplos específicos de distribuição de pressão durante a estimulação de um furo do poço de acordo com a presente invenção.

[0030] O desenvolvimento efetivo de reservatórios de carbonato de baixa permeabilidade requer a eficiente estimulação do poço, e obter uma predefinida (com frequência uniforme) estimulação com ácido ao longo de todos os 3048 a 6096 m (10,000 - 20,000 pés) da seção de reservatório de um poço horizontal é um desafio.

[0031] Os revestimentos de Jato de Ácido Controlado (CAJ) descritos acima, proporcionam uma tecnologia para a operação de estimulação única de uma seção horizontal ultralonga de reservatório. A técnica de CAJ, em diversos modos, ajustou novos padrões para a completação e a estimulação de longos poços horizontais; o seu alcance mais significante sendo a cobertura de ácido marcadamente eficaz e a alcançada eficiência de estimulação que resulta a partir de estimulação de longas seções de reservatório em uma única operação.

[0032] A implementação bem-sucedida da técnica de CAJ requer a modelagem numérica das dinâmicas de todo o processo de estimulação de modo a garantir a distribuição melhor possível do ácido, controle eficaz do coeficiente de desenvolvimento de buraco de minhoca em múltiplas seções do poço, deslocamento de lama ao longo de toda a seção de reservatório, manipulação do gradiente de formação de pressões ao longo da seção de reservatório, e muitos outros fatores complicantes.

[0033] A principal ideia atrás do revestimento CAJ conhecido é ilustrado nas figuras 1a a 1c. O anel aberto (um espaço pelo menos substancialmente anular entre o revestimento perfurado não cimentado e a formação) e o pequeno número de perfurações otimizadas proporciona as condições necessárias para circular a lama no revestimento e obter a necessária distribuição efetiva do ácido ao longo do poço. A distribuição de fluxo ao longo do revestimento de CAJ é delineado nas figuras 1a a 1c. Inicialmente, não só o revestimento, mas também o anel de revestimento de furo do poço são preenchidos com lama, como ilustrado na figura 1a. Também, uma alta resistência ao fluxo existe na face de furo do poço (torta de lama). Quando o primeiro ácido alcança a formação em cima do revestimento, a torta de lama e a formação irão se romper e volumes consideráveis irão vazar para a formação. Assim sendo, tão logo uma conexão eficaz com o reservatório tenha sido estabelecida, a pressão de estimulação irá cair, assumindo constantes coeficientes de estimulação. Nesse estágio de um trabalho de estimulação, o vazamento de fluido para dentro da parte de topo da seção de reservatório é uma mistura de ácido que sai como um jato a partir de furos pré-perfurados no revestimento na seção de topo do revestimento de CAJ e fluidos que fluem a partir da parte mais distante do anel de revestimento na direção da porção de calcanhar. Na medida em que a frente de ácido se moves ao longo do revestimento, uma zona de ruptura é criada, onde o ácido se mistura com a lama e rompe a lama e a torta de lama.

[0034] O revestimento de CAJ pode ser proporcionado com o seu padrão de perfuração ao perfurar os furos no revestimento na superfície. Ademais, os furos podem ser proporcionados com válvulas, tal como, por exemplo, válvulas de uma via ou qualquer outra válvula adequada adaptada para controlar o fluido comunicação entre o lado de dentro e o lado de fora do revestimento.

[0035] Eventualmente, quando toda a lama é rompida e o resíduo deslocado para dentro da formação, o anel será completamente preenchidos com ácido, como ilustrado na figura 1 c. Continuará a haver um fluxo líquido em direção das seções com a pele mais baixa no poço, e o ácido que flui em direção das referidas seções irá lavar a face do furo do poço. Ácido fresco continuará a ser emitido em jatos nos predeterminados pontos de distribuição ao longo do revestimento de CAJ, o que garante a efetiva estimulação ao longo do comprimento total do revestimento pelo fluxo de ácido no anel.

[0036] O conceito e os trajetos de fluxo da única zona revestimento CAJ da técnica anterior são adicionalmente ilustrados na figura 2.

[0037] Entretanto, de acordo com os métodos da técnica anterior, a estimulação em zonas completadas com múltiplos revestimentos CAJ é realizada separadamente em uma zona após a outra. O resultado do referido procedimento é ilustrado na figura 3a, em que a zona 2 está sendo estimulada individualmente. Em especial no caso de uma das zonas vizinhas 1 ou 3 ter sido anteriormente estimulada, o anel aberto (o espaço pelo menos substancialmente anular entre o revestimento perfurado não cimentado e a formação) irá agir como um conduto muito eficiente mais provavelmente tornando o gradiente de pressão entre as duas zonas adjacentes ainda maior. Assim sendo os buracos de minhoca preferivelmente se desenvolverão para conectar as duas zonas como ilustrado pelas setas obliquas A nos tampões expansíveis na figura 3a.

[0038] De acordo com a presente invenção, de modo oposto, as zonas adjacentes de revestimento CAJ são estimuladas simultaneamente, como ilustrado na figura 3b.

[0039] A figura 3b ilustra um método para a estimulação de um furo do poço 1 circundado pela formação 2 em um reservatório de hidrocar- boneto subterrâneo, o furo do poço tendo uma seção horizontal que inclui uma seção de calcanhar e uma seção de ponta de pé. A seção de calcanhar e a seção de ponta de pé não são ilustradas na figura, mas é entendido que a seção de ponta de pé é para o lado direito da figura e a seção de calcanhar é para o lado esquerdo da figura. A seção horizontal é proporcionada com um sistema que inclui um revestimento perfurado não cimentado 3, desse modo formando um espaço pelo menos substancialmente anular 4 entre o revestimento perfurado não cimentado 3 e a formação 2. O revestimento 3 tem um padrão de perfuração composto por furos 5 e sendo otimizado para a estimulação da parte logo acima do furo do poço 1 de modo que a área total do furo (área total das perfurações) por unidade de comprimento do revestimento 3 varia sobre o comprimento do revestimento a partir da porção de calcanhar para a porção de ponta de pé. Em uma modalidade de um sistema como descrito aqui para praticar o presente método as zonas 1, 2, 3 podem ter um comprimento, tal como cerca do mesmo comprimento, da ordem de 152 a 3048 m (500 pés - 10,000 pés). Em uma possível modalidade de um sistema para praticar o presente método, explicado por maior simplicidade com referência às zonas adjacentes 1 e 2 mostradas na figura 3b, a área total do furo por unidade de comprimento para a parte do revestimento 3 na zona 2 aumenta a partir de um valor mínimo no tampão expansível 7 a um valor máximo no próximo tampão expansível 6 mais no fundo do poço; o padrão de perfuração para a parte do revestimento 3 na zona 1 (que é mais próximo da seção de ponta de pé) pode ser selecionado de modo que o valor de área total do furo por unidade de comprimento do mesmo no tampão expansível 6 é da mesma ordem de magnitude que o valor mínimo acima mencionado dentro da zona 2, tal como por meio de exemplo dentro de uma faixa de +/- 10%, ou tal como por meio de exemplo dentro da faixa de +/- 25%, dependendo da configuração do poço, tal como menos do que, preferivelmente substancialmente menos do que, o valor máximo acima mencionado dentro da zona 2. Em outras palavras, em geral para uma modalidade o padrão de perfuração ao longo do comprimento do revestimento 3 irá repetir a si mesmo em algum grau, com algum ajuste em virtude da queda de pressão de fricção entre as zonas, for todas as zonas ou pelo menos para duas zonas adjacentes 1, 2. Preferivelmente, para uma modalidade de um referido sistema as válvulas 14, 15, 16 de um tubo interno 9 a ser discutida abaixo são bem localizadas em cima das respectivas zonas 1, 2, 3 (vistas a partir da seção de calcanhar), o que acarreta na vantagem de que o comprimento de fio de controle pode ser limitado na extensão possível. Para uma modalidade alternativa de um sistema para praticar o método onde a válvula 15 da zona 2 seria localizada no tampão expansível 6 (com a válvula 14 da zona adjacente 1 ainda sendo localizada no mesmo tampão expansível 6 como mostrado na figura 3b) o padrão de perfuração pode ser de modo que a área total do furo por unidade de comprimento para a zona 1 assim como para a zona 2 aumenta a partir de um respectivo valor mínimo no tampão expansível 6 sendo da mesma ordem de magnitude, por meio de exemplo dentro de uma variação de +/- 10%, ou tal como por meio de exemplo dentro da faixa de +/- 25%, mais uma vez dependendo da configuração do poço, a um valor máximo na extremidade oposta da respectiva zona, isto é, com a área do furo por unidade de comprimento aumentando em afastamento a partir do tampão expansível comum 6, ao longo do comprimento do revestimento 3. Para ainda outra modalidade as válvulas 14, 15, 16 podem ser dispostas a meio caminho ao longo do comprimento das respectivas zonas 1, 2, 3 que pode permitir um padrão simétrico de perfuração minimizando a diferença entre área mínima e máxima do furo por unidade de comprimento na(s) zona(s). A referida "unidade de comprimento" pode preferivelmente ser "pés". Dependendo da queda de pressão de fricção pode haver uma significante diferença na área do furo por unidade de comprimento, tal como até uma diferença em ordem de magnitude em área do furo por unidade de comprimento entre a porção de topo e a porção de fundo de uma determinada zona.

[0040] O espaço pelo menos substancialmente anular 4 formado entre o revestimento perfurado não cimentado 3 e a formação 2 é dividido em um número de zonas das quais as zonas 1, 2, 3 são ilustradas. O número de zonas pode variar a partir de duas zonas até 10, 20 ou mesmo mais do que 50. As zonas 1, 2, 3 são isoladas uma a partir da outra por meio dos respectivos tampões expansíveis 6, 7, 8 arranjados externamente no revestimento perfurado não cimentado 3.

[0041] O acesso seletivo às zonas 1, 2, 3 é proporcionado por meio de um tubo interno 9 arranjado dentro do revestimento perfurado não cimentado 3 e proporcionado com tampões expansíveis internos 10, 11, 12 que correspondem aos respectivos tampões expansíveis 6, 7, 8 e vedam um espaço pelo menos substancialmente anular 13 entre o tubo interno 9 e o revestimento perfurado não cimentado 3. O tubo interno 9 tem uma entrada 18 indicada para o lado esquerdo na figura 3b na seção de calcanhar e tem uma extremidade fechada 19 no lado direito na figura na seção de ponta de pé. Entretanto, o revestimento perfurado não cimentado 3 não necessariamente se estende a partir da seção de calcanhar para a seção de ponta de pé. Para cada uma das zonas 1, 2, 3, o tubo interno 9 é proporcionado com uma válvula 14, 15, 16 que proporciona acesso entre o lado de dentro do tubo interno 9 e a zona correspondente 1, 2, 3. A estimulação da parte logo acima do furo do poço 1 é realizada por bombear ácido ou fluido reativo semelhante através do tubo interno 9 dentro do furo do poço 1.

[0042] De acordo com a presente invenção, a estimulação da parte logo acima do furo do poço 1 é realizada simultaneamente em zonas adjacentes 1, 2, 3 do espaço pelo menos substancialmente anular 4 entre o revestimento perfurado não cimentado 3 e a formação 2. Isso é possível em virtude da extrema cobertura de comprimento que pode ser obtida com a técnica de revestimento de CAJ. Com referência à figura 3b, por simultaneamente bombear dentro das zonas adjacentes 1, 2, 3, os perfis de pressão podem se desenvolver para criar um limite de não fluxo NFB entre as zonas 1, 2, 3 desse modo forçando os buracos de minhoca a se desenvolver radialmente em afastamento a partir do furo do poço, como indicado pelas setas 17. Uma vez que o perfil de pressão se desenvolve muito mais rapidamente do que os buracos de minhoca criados pelo transporte reativo do ácido hidroclorídrico pode ser possível se estabelecer um ótimo escoamento contínuo e uniforme antes dos buracos de minhoca se conectar à zona vizinha 1, 2, 3.

[0043] Durante a estimulação da parte logo acima do furo do poço 1, as diferenças de pressão entre as zonas adjacentes 1, 2, 3 do espaço pelo menos substancialmente anular 4 entre o revestimento perfurado não cimentado 3 e a formação 2 podem ser pelo menos substancialmente reduzidas por projetar o esquema de perfuração do revestimento perfurado não cimentado 3 de acordo com a informação de pressão do reservatório zonal e preferivelmente de acordo com os detalhes de completação do furo do poço 1.

[0044] Ademais, durante a estimulação do reservatório logo acima do furo do poço do furo do poço 1, as diferenças de pressão entre as zonas adjacentes 1, 2, 3 do espaço pelo menos substancialmente anular 4 podem ser pelo menos substancialmente reduzidas por controlar de acordo os coeficientes de bombeamento de ácido ou fluido reativo semelhante e possivelmente água através do tubo interno 9 dentro do furo do poço 1.

[0045] A estimulação pode ser iniciada pelo menos substancial mente simultaneamente em todas as zonas 1, 2, 3 do espaço pelo menos substancialmente anular 4 por abrir as respectivas válvulas 14,15, 16 do tubo interno 9 pelo menos substancialmente simultâneamente. Por iniciar a estimulação mais ou menos simultaneamente em todas as zonas 1, 2, 3, se pode melhorar ainda mais e garantir que um limite de não fluxo seja criado entre as zonas adjacentes, desse modo forçando os buracos de minhoca a se desenvolverem radialmente em afastamento a partir do furo do poço.

[0046] Inicialmente, antes de realizar a estimulação da parte logo acima do furo do poço 1 simultaneamente em zonas adjacentes 1, 2, 3 do espaço pelo menos substancialmente anular 4, ácido ou fluido reativo semelhante pode ser bombeado dentro da zona mais externa 1 mais próxima a seção de ponta de pé, por abrir a válvula 14 do tubo interno 9 que correspondem à referida zona 1 e fechar as válvulas 15, 16 que correspondem às zonas restantes 2, 3, até que lama é pelo menos substancialmente deslocada a partir de todo o tubo interno 9.

[0047] O referido bombeamento inicial de ácido ou fluido reativo semelhante dentro da zona mais externa 1 mais próxima da seção de ponta de pé pode ser realizado em um coeficiente de bombeamento que é pelo menos substancialmente mais baixo do que, preferivelmente mais baixo do que 1/2 de, mais preferido mais baixo do que 1/4 de, e mais preferido mais baixo do que 1/6 do coeficiente de bombeamento mais baixo durante a subsequente estimulação.

[0048] No caso de que o ácido ou fluido reativo semelhante inicialmente é bombeado dentro da zona mais externa 1, a estimulação pode ser iniciada pelo menos substancialmente simultaneamente em todas as zonas 1, 2, 3 do espaço pelo menos substancialmente anular 4, exceto pela zona mais externa 1 mais próxima da seção de ponta de pé, por abrir as respectivas válvulas 15, 16 nas outras zonas 2, 3 do tubo interno 9 pelo menos substancialmente simultaneamente.

[0049] Um desejado perfil de pressão de reservatório ao longo do comprimento do furo do poço 1 pode ser estabelecido, antes da estimulação ser iniciada, por bombear a água através do tubo interno 9 para dentro de todas as zonas 1, 2, 3 do espaço pelo menos substancialmente anular 4 entre o revestimento perfurado não cimentado e a formação.

[0050] As figuras 4a ilustram uma modalidade do método de acordo com a presente invenção, com o que, durante a estimulação da parte logo acima do furo do poço 1, a pressão em diferentes zonas 1, 2, 3 do espaço pelo menos substancialmente anular 4 é controlada de modo que a mesma aumenta a partir da seção de ponta de pé para a seção de calcanhar. No referido exemplo específico, a pressão em zona 1 do espaço pelo menos substancialmente anular 4 é 12,4 MPa absoluta (1800 psia), a pressão em zona 2 é 13,8 MPa absoluta (2000 psia) e a pressão em zona 3 é 15,2 MPa absoluta (2200 psia).

[0051] Embora, de acordo com a presente invenção, se tenha um objetivo geral de reduzir as diferenças de pressão entre as zonas adjacentes do espaço pelo menos substancialmente anular 4, condições específicas do reservatório de hidrocarboneto atual podem resultar em que uma determinada preferida distribuição de pressão sobre as diferentes zonas 1, 2, 3 pode adicionalmente aprimorar a integridade zonal durante a estimulação da parte logo acima do furo do poço. As diferenças de pressão entre zonas vizinhas devem, entretanto, ser limitadas, e, em geral de acordo com a presente invenção, preferivelmente a pressão absoluta em cada zona não difere mais do que 20%, mais preferido menos do que 15%, e ainda mais preferido menos do que 10% a partir de um valor médio.

[0052] A referida distribuição de pressão preferida sobre as diferentes zonas 1, 2, 3 pode ser realizada por projetar o esquema de perfuração do revestimento perfurado não cimentado de acordo com a informação de pressão do reservatório zonal e preferivelmente de acordo com os detalhes de completação do furo do poço. Ademais, a referida determinada preferida distribuição de pressão pode ser adaptada por controlar de acordo os coeficientes de bombeamento de ácido ou fluido reativo semelhante e possivelmente água através do tubo interno 9 dentro do furo do poço. Desse modo, um limite de não fluxo pode ser criado no reservatório entre as zonas 1, 2, 3 desse modo favorecendo estritamente o desenvolvimento radial dos buracos de minhoca e consequentemente aprimorando a integridade zonal durante a estimulação da parte logo acima do furo do poço.

[0053] As figuras 4b ilustram uma modalidade do método de acordo com a presente invenção, com o que, durante a estimulação da parte logo acima do furo do poço 1, a pressão em diferentes zonas 1, 2, 3 do espaço pelo menos substancialmente anular 4 é controlada de modo que a mesma diminui a partir da seção de ponta de pé para a seção de calcanhar. No referido exemplo específico, a pressão em zona 1 do espaço pelo menos substancialmente anular 4 é 15,2 MPa absoluta (2200 psia), a pressão em zona 2 é 13,8 MPa absoluta (2000 psia) e a pressão em zona 3 é 12,4 MPa absoluta (1800 psia).

[0054] Muitas outras modalidades específicas além das ilustradas são possíveis. Por exemplo, uma determinada preferida distribuição de pressão sobre as diferentes zonas 1, 2, 3 pode ser de modo que a pressão é relativamente mais alta nas zonas intermediárias entre a porção de calcanhar e a porção de ponta de pé e de modo que a pressão é relativamente mais baixo nas zonas na porção de calcanhar e porção de ponta de pé, respectivamente. O oposto é também possível, de modo que uma determinada preferida distribuição de pressão sobre as diferentes zonas 1, 2, 3 pode ser de modo que a pressão é relativamente mais baixa nas zonas intermediárias entre a porção de calcanhar e a porção de ponta de pé e de modo que a pressão é relativamente mais alta em as zonas na porção de calcanhar e porção de ponta de pé, respectivamente. Em uma modalidade adicional, a pressão pode ir relativamente para cima e para baixo diversas vezes ao longo do comprimento do furo do poço.

[0055] O revestimento perfurado não cimentado pode incluir uma seção não perfurada em um ou em ambos os lados de cada tampão expansível de modo a limitar o volume de fluido reativo sendo injetado dentro da formação muito próximo do tampão expansível, desse modo adicionalmente mantendo a integridade zonal durante a estimulação.

[0056] A concentração de ácido do ácido ou fluido reativo semelhante versus o coeficiente de bombeamento pode ser mudada durante a estimulação. Desse modo, o perfil de pressão e direção de desenvolvimento de buraco de minhoca em torno do tampão expansível podem ser adicionalmente controlados.

[0057] Deve ser mencionado que no contexto do presente pedido, a integridade zonal é pretendida designar o isolamento entre cada zona do espaço pelo menos substancialmente anular para evitar ou pelo menos limitar o fluxo entre as zonas durante a injeção ou a produção. Para algumas aplicações (reservatórios de ata permeabilidade) tampões expansíveis podem apenas ser necessários para manter um diferencial de pressão de cerca de 0,34 MPa absoluta (50 psia) e ainda ser eficaz, mas para os reservatórios de baixa permeabilidade com injeção de água, os tampões expansíveis podem de modo ideal ser capaz de manter alguma de 3,45 MPa absoluta a 17,2 MPa absoluta (500 a 2500 psia). O último pode mesmo não ser possível e menos pode ser suficiente. Pelo reservatório pode haver alguma limitada comunicação entre as zonas e eventualmente algum fluido pode fluir a partir de uma zona para a outra atrás dos tampões expansíveis, mas isso deve preferivelmente ser apenas pequenos volumes.

Claims (18)

1. Método para a estimulação do reservatório logo acima do furo do poço de um furo de poço (1) circundado por uma formação (2) em um reservatório de hidrocarboneto subterrâneo, o furo do poço (1) possuindo uma seção horizontal que inclui uma seção de calcanhar e uma seção de ponta de pé, a seção horizontal sendo proporcionada com um revestimento perfurado não cimentado (3) sendo perfurado por meio de furos possivelmente proporcionados com válvulas, desse modo, formando um espaço pelo menos substancialmente anular (4) entre o revestimento perfurado não cimentado (3) e a formação (2), o revestimento (3) possuindo um padrão de perfuração sendo otimizado para a estimulação da parte logo acima do furo do poço (1), de modo que a área total do furo por unidade de comprimento do revestimento (3) varie sobre o comprimento do revestimento a partir da porção de calcanhar até a porção de ponta de pé, o espaço pelo menos substancialmente anular (4) entre o revestimento perfurado não cimentado (3) e a formação (2) sendo dividido em pelo menos duas zonas (zona 1, zona 2, zona 3) isoladas uma da outra por meio de um ou mais tampões expansíveis externos (6, 7, 8) arranjados externamente no revestimento perfurado não cimentado (3), com o que o acesso seletivo para as pelo menos duas zonas (zona 1, zona 2, zona 3) é proporcionado por meio de um tubo interno (9) arranjado dentro do revestimento perfurado não cimentado (3) e proporcionado com um ou mais tampões expansíveis internos (10, 11, 12) que correspondem aos um ou mais tampões expansíveis (6, 7, 8) e vedando um espaço pelo menos substancialmente anular (13) entre o tubo interno (9) e o revestimento perfurado não cimentado (3), com o que, para cada uma das zonas (zona 1, zona 2, zona 3), o tubo interno (9) é proporcionado com uma válvula (14, 15, 16) que proporciona o dito acesso entre o lado de dentro do tubo interno (9) e a zona correspondente (zona 1, zona 2, zona 3) através do dito espaço substancialmente anular (13) vedado por meio dos ditos tampões expansíveis internos (10, 11, 12), e com o que estimulação da parte logo acima do furo do poço (1) é realizada por bombear ácido ou fluido reativo semelhante através do tubo interno (9) dentro do furo do poço (1), caracterizado pelo fato de que estimulação da parte logo acima do furo do poço (1) é realizada simultaneamente em pelo menos duas zonas adjacentes (zona 1, zona 2, zona 3) do espaço pelo menos substancialmente anular (4) entre o revestimento perfurado não cimentado (3) e a formação (2).

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que diferenças de pressão que ocorrem durante a estimulação da parte logo acima do furo do poço (1) entre as zonas adjacentes (zona 1, zona 2, zona 3) do espaço pelo menos substancialmente anular (4) entre o revestimento perfurado não cimentado (3) e a formação (2) são pelo menos substancialmente reduzidas/compen- sadas por se projetar o esquema de perfuração do revestimento perfurado não cimentado (3) , em particular a variação da área do furo por unidade de comprimento, sobre o comprimento do revestimento, de acordo com a informação de pressão do reservatório zonal e preferivelmente de acordo com os detalhes de completação do furo do poço (1).

3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que diferenças de pressão que ocorrem durante a estimulação da parte logo acima do furo do poço (1) entre as zonas adjacentes (zona 1, zona 2, zona 3) do espaço pelo menos substancialmente anular (4) entre o revestimento perfurado não cimentado (3) e a formação (4) são pelo menos substancialmente reduzidas por controlar de acordo os coeficientes de bombeamento de ácido ou fluido reativo semelhante e possivelmente os coeficientes de bombeamento de água através do tubo interno (9) dentro do furo do poço (1).

4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que estimulação é iniciada pelo menos substancialmente simultaneamente em todas as zonas (zona 1, zona 2, zona 3) do espaço pelo menos substancialmente anular (4) entre o revestimento perfurado não cimentado (3) e a formação (2), preferivelmente por abrir as respectivas válvulas (14, 15, 16) do tubo interno (9) pelo menos substancialmente simultaneamente.

5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que, inicialmente, antes de realizar a estimulação da parte logo acima do furo do poço (1) simultaneamente em zonas adjacentes (zona 1, zona 2, zona 3) do espaço pelo menos substancialmente anular (4) entre o revestimento perfurado não cimentado (3) e a formação (2), ácido ou fluido reativo semelhante é bombeado dentro de uma zona (zona 1, zona 2, zona 3) em um tempo, por abrir a válvula (14, 15, 16) do tubo interno (9) que corresponde a da referida zona (zona 1, zona 2, zona 3) e fechar as válvulas (14, 15, 16) que correspondem às zonas restantes (zona 1, zona 2, zona 3), até que a lama seja pelo menos substancialmente deslocada a partir de todo o tubo interno (9).

6. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o referido bombeamento inicial de ácido ou fluido reativo semelhante dentro de da referida zona (zona 1, zona 2, zona 3) em um tempo é realizado em um coeficiente de bombeamento inicial que é pelo menos substancialmente mais baixo do que, preferivelmente mais baixo do que 1/2 de, mais preferido menor do que 1/4 de, e ainda mais preferido menor do que 1/6 do coeficiente de bombeamento médio durante a subsequente estimulação.

7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que estimulação no referido coeficiente de bombeamento médio é iniciada pelo menos substancialmente simultaneamente em todas as zonas (zona 1, zona 2, zona 3) do espaço pelo menos substancialmente anular (4) entre o revestimento perfurado não cimentado (3) e a formação (2) preferivelmente por abrir as respectivas válvulas (14, 15, 16) do tubo interno (9) pelo menos substancialmente simultaneamente, após o referido bombeamento inicial de ácido ou fluido reativo semelhante no referido coeficiente de bombeamento inicial dentro da referida zona (zona 1, zona 2, zona 3) em um tempo.

8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que um desejado perfil de pressão de reservatório ao longo do comprimento do furo do poço (1) é estabelecido antes da estimulação ser iniciada por bombear água ou um fluido de reatividade pelo menos substancialmente reduzida comparada ao ácido ou fluido reativo usado durante a estimulação através do tubo interno (9) dentro de todas as zonas (zona 1, zona 2, zona 3) do espaço pelo menos substancialmente anular (4) entre o revestimento perfurado não cimentado (3) e a formação (2).

9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que, durante a estimulação da parte logo acima do furo do poço (1), a pressão em diferentes zonas (zona 1, zona 2, zona 3) do espaço pelo menos substancialmente anular (4) entre o revestimento perfurado não cimentado (3) e a formação (2) é controlada de modo que a mesma aumenta a partir da seção de ponta de pé até a seção de calcanhar.

10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que, durante a estimulação da parte logo acima do furo do poço (1), a pressão em diferentes zonas (zona 1, zona 2, zona 3) do espaço pelo menos substancialmente anular (4) entre o revestimento perfurado não cimentado (3) e a formação (2) é controlada de modo que a mesma diminui a partir da seção de ponta de pé até a seção de calcanhar.

11. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a área total do furo por unidade de comprimento para a parte do revestimento (3) em uma zona 2 delimitada por dois tampões expansíveis (6, 7) aumenta a partir de um valor mínimo em um dos referidos dois tampões expansíveis (7) a um valor máximo no próximo (6) dos referidos dois tampões expansíveis (6, 7) mais além no fundo do poço.

12. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o padrão de perfuração para a parte do revestimento (3) em uma zona adjacente 1 que é mais próxima da seção de ponta de pé é selecionado de modo que o valor de área total do furo por unidade de comprimento do mesmo no referido próximo tampão expansível (6) que delimita a referida zona adjacente 1 i) é da mesma ordem de magnitude que o referido valor mínimo na referida zona 2, tal como dentro de uma faixa de +/- 10% ou +/-25% do mesmo, e/ou ii) menos do que, preferivelmente substancialmente menos do que, o referido valor máximo dentro da referida zona 2.

13. Método, de acordo com a reivindicação 11 ou 12, carac-terizado pelo fato de que o referido padrão de perfuração substancialmente repete a si mesmo ao longo do comprimento do referido revestimento 3, para todas as zonas ou pelo menos para duas zonas adjacentes.

14. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 13 caracterizado pelo fato de que as referidas válvulas (14, 15, 16) do referido tubo interno (9) são todas localizadas onde as referidas respectivas zonas se iniciam, visto a partir da seção de calcanhar.

15. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 14, caracterizado pelo fato de que a válvula (15) da referida zona 2 é localizada no referido tampão expansível (6) com a válvula (14) de uma zona adjacente 1 também localizada no referido tampão expansível (6), o referido padrão de perfuração sendo de modo que a área total do furo por unidade de comprimento para a referida zona 1 assim como a referida zona 2 aumenta a partir de um respectivo valor mínimo no referido tampão expansível (6).

16. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que os referidos respectivos valores mínimos são da mesma ordem de magnitude, tal como dentro de uma variação de +/-10%.

17. Método, de acordo com a reivindicação 15 ou 16, carac-terizado pelo fato de que a referida área total do furo por unidade de comprimento aumenta até um valor máximo na extremidade oposta da respectiva zona, isto é, com a área do furo por unidade de comprimento aumentando em afastamento a partir do referido tampão expansível (6).

18. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que as referidas válvulas (14, 15, 16) são dispostas intermediárias, ou essencialmente intermediárias, ao longo do comprimento das respectivas zonas.

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