BR112017019039B1 - Método para tratar uma zona de perda durante perfuração ou passagem de revestimento e método para tratar uma zona de perda em um furo durante perfuração com um sistema de cimento tixotrópico - Google Patents

Abstract

MÉTODO PARA TRATAR UMA ZONA DE PERDA DURANTE PERFURAÇÃO OU PASSAGEM DE REVESTIMENTO, MÉTODO PARA TRATAR ZONAS DE PERDA COM UM FLUIDO DE TRATAMENTO DURANTE PERFURAÇÃO OU PASSAGEM DE REVESTIMENTO E MÉTODO PARA TRATAR ZONAS DE PERDA EM UM POÇO DURANTE PERFURAÇÃO OU PASSAGEM DE REVESTIMENTO COM UM FLUIDO DE TRATAMENTO. Um método para tratar problemas de circulação perdida decorrentes de zonas de perda durante o processo de perfuração e cimentação pela utilização de um cimento tixotrópico. O método compreende as etapas de encontrar uma zona de perda em um poço durante a perfuração ou passagem de revestimento e bombear um fluido de tratamento para a zona de perda, em que o fluido de tratamento é um gel capaz de gelificar, romper quando cisalhado, e construir resistência a cisalhamento de volta após o cisalhamento ser removido.

Description

Fundamentos

[0001] A presente divulgação se refere a um método para tratar problemas de circulação perdida decorrentes de zonas de perda durante o processo de perfuração e cimentação pelo uso de um cimento tixotrópico.

[0002] Circulação perdida é um problema da indústria bem conhecido que pode resultar em tempo não produtivo durante a perfuração e cimentação e/ou na perda de fluidos de perfuração e cimentação para a formação circundante. Circulação perdida é a perda parcial ou total de fluido de perfuração ou pastas de cimento para vazios de formação durante operações de perfuração, circulação, passagem de revestimento ou cimentação. As estimativas mostram que estes tipos de perdas ocorrem durante a perfuração em aproximadamente 20 a 25% dos poços em todo o mundo. Tais perdas podem ser extremamente caras e problemáticas, resultando em tempo de sonda perdido, tubo preso, blow-outs e às vezes no abandono definitivo de poços caros. Estas perdas também causam redução na produção e horas- homem perdidas entre outras coisas.

[0003] Problemas de circulação perdida podem ocorrer em qualquer profundidade e podem ocorrer quando a pressão total exercida contra a formação ultrapassa a pressão de rompimento da formação ou quando há fraturas ou fissuras consideráveis conectando o furo de poço até a formação circundante. Os problemas de circulação perdida geralmente são causados por quatro tipos de formações: 1) formações fraturadas naturais ou induzidas; 2) formações vugulares ou cavernosas; 3) formações altamente permeáveis; e 4) formações não consolidadas. Estas formações podem ser agravadas mediante perfuração ou devido a cargas severas aplicadas durante a perfuração em formações fracas tendo um baixo gradiente de fratura. Estas formações podem causar muitos níveis de perdas dependendo de seu tamanho e de sua localização.

[0004] Um método de tratar a circulação perdida é adicionar matéria particulada dimensionada ao fluido sendo colocado na formação com a expectativa de que os particulados adequadamente dimensionados, então, bloquearão fissuras, face de poro ou outras aberturas para o furo de poço até a formação circundante. No entanto, tais soluções de particulados são mais adequadas para furos de poços em locais onde são observadas perdas relativamente menores. Furos de poços experimentando perdas moderadas a severas são menos receptivos a uma solução de particulado dimensionado. Além disso, as perdas que são tratadas durante a perfuração podem às vezes reaparecer durante a cimentação devido, por exemplo, a um cimento com densidade mais alta que o fluido de perfuração ser usado.

[0005] O procedimento usual para tratar perdas moderadas a severas durante a perfuração é bombear uma batelada de fluido de material de circulação perdida (LCM), geralmente chamado de injeção de lama pesada de LCM. Esta injeção de lama pesada preenche as fendas da zona de perda e também pode proporcionar resistência ao furo de poço para permitir perfuração adicional. No entanto, em caso de perdas severas, mesmo esse tratamento de injeção de lama pesada pode não ser eficaz. Nesses casos, soluções químicas como polímeros, viscosificantes, espumas, poliuretanos, carbonatos de cálcio e géis reticulados foram sugeridas. No entanto, tais soluções químicas podem ser inconsistentes para aplicar e tendem a variar com base na temperatura do poço. Além disso, elas podem ser difíceis de colocar, exigindo conhecimentos especializados para assegurar que a área correta circundando o furo de poço seja tratada. Existe uma necessidade de uma metodologia com um maior grau de sucesso e consistência no tratamento de zonas de perda.

Breve descrição dos desenhos

[0006] As Figuras a seguir são incluídas para ilustrar certos aspectos da presente divulgação e não devem ser vistas como modalidades exclusivas. O assunto divulgado é capaz de consideráveis modificações, alterações, combinações e equivalentes na forma e função, sem se afastar do escopo desta divulgação.

[0007] A FIG. 1 ilustra a sequência de etapas operacionais na realização de uma modalidade do presente método.

[0008] A FIG. 2A é a primeira metade de um fluxograma ilustrando as etapas de decisão e as etapas de procedimento de uma modalidade do presente método.

[0009] A FIG. 2B é a segunda metade de um fluxograma ilustrando as etapas de decisão e as etapas de procedimento de uma modalidade do presente método.

[0010] A FIG. 3 ilustra um gráfico de saída exemplar dos resultados de teste reológico.

Descrição detalhada

[0011] A presente divulgação se refere a um método para tratar uma zona de perda durante perfuração ou passagem de revestimento. O método geralmente compreende as etapas de encontrar uma zona de perda em um furo de poço durante a perfuração ou passagem de revestimento e bombear um fluido de tratamento para a zona de perda. O fluido de tratamento é um gel capaz de gelificar, romper quando cisalhado, e construir resistência a cisalhamento de volta após o cisalhamento ser removido.

[0012] Para facilitar uma melhor compreensão da presente divulgação os seguintes exemplos de modalidades preferidas ou representativas são dados. De modo algum os exemplos seguintes devem ser lidos pra limitar, ou definir, o escopo da revelação.

[0013] A presente divulgação fornece uma abordagem confiável para tratar perdas severas usando um sistema de cimento tixotrópico que compreende um fluido de tratamento especializado. Em algumas modalidades, um fluido de tratamento especializado adequado tem uma densidade menor que cerca de 11 libras por galão e pode conter polímeros, cimento, argila, estabilizadores e/ou enchimentos fibrosos. Este fluido de tratamento especializado é capaz de gelificar rapidamente e, uma vez que ele está em forma de gel, sua viscosidade é reduzida (quebrada) quando submetido a cisalhamento. Após o cisalhamento ser removido, o fluido de tratamento constrói a resistência de gel de volta rapidamente. Este processo pode ser repetido múltiplas vezes e a resistência mecânica se constrói ao longo do tempo.

[0014] Em resumo, o mecanismo atrás do funcionamento de um sistema de cimento tixotrópico é o seguinte. Durante a circulação (colocação ou bombeamento), ele se comporta como um sistema de cimento comum com viscosidades baixas o suficiente para permitir que o fluido do tratamento flua efetivamente para a zona de perda. Uma vantagem em usar esse tipo de fluido de tratamento é que, como ele é um fluido tixotrópico, ele é relativamente fácil de colocar e seu fluxo para muito rapidamente após colocação. Além disso, uma vez que o fluido de tratamento para de fluir, ele imediatamente começa a construir resistência compressiva. Existem muitos métodos diferentes para a colocação deste tipo de fluido de tratamento. Por exemplo, a colocação deste tipo de fluido tixotrópico tipicamente ocorre na forma de um processo de injeção a alta pressão. A injeção a alta pressão pode ocorrer imediatamente em caso de uma injeção de alta pressão de passagem ou de bombeio ou pode ocorrer em estágios no caso de uma injeção de alta pressão de hesitação. Durante uma injeção de alta pressão de bombeio ou de passagem, todo o volume de alvo é colocado na zona de perda imediatamente. Durante uma injeção de alta pressão de hesitação, um volume pré-definido é colocado na zona de perda seguido de um período de espera, após o qual há outro período de colocação. Este ciclo continua até que todo o volume de alvo seja colocado. Independentemente do tipo de injeção de alta pressão, o processo global permanece o mesmo. Após a colocação na zona de perda, o fluido de tratamento colocado na zona de perda tem uma tendência a fluir por um breve período sob o efeito da pressão da coluna hidrostática do anular acima da zona de perda. Esta fase pode ser qualificada como o período quase estático ou sem fluxo, dependendo das taxas de cisalhamento experimentadas pelo fluido de tratamento colocado na zona de perda. Durante esta baixa taxa de cisalhamento ou período sem fluxo, o fluido de tratamento constrói rapidamente a resistência de gel devido ao seu comportamento tixotrópico, evitando assim fluxo adicional para a zona de perda. Adicionalmente, como um fluido de tratamento à base de cimento é usado no processo, após o período estático descrito acima, ele também constrói resistência compressiva resultando no fortalecimento do furo de poço. Este sistema trabalha através de uma ampla faixa de densidades, temperaturas e tamanhos de perda e é mais consistente no tratamento de perdas do que os métodos da técnica anterior. Para proporcionar fortalecimento adicional do furo de poço, o cimento convencional pode ser bombeado para zonas de perda atrás do fluido de tratamento, se desejado.

[0015] A Figura 1 mostra a sequência de etapas operacionais para o mecanismo acima. A coluna de perfuração 10, o furo aberto 12 e as zonas de circulação perdida 14 são mostradas. No Estágio 1, o fluido de perfuração 16 ocupa tanto a zona de perda 14 quanto o furo de poço 18. No Estágio 2, o fluido de tratamento 20 é bombeado para a zona de perda 14. O Estágio 3 é o período estático em que a resistência de gel do fluido de tratamento 20 é permitida acumular sob a influência da pressão hidrostática do anular acima da zona de perda 14. Aqui, uma condição quase estática ou sem fluxo pode ser observada na zona de perda 14 dependendo da taxa de acumulação de resistência de gel, do volume de fluido de tratamento na zona de perda e do nível de pressão hidrostática de anular. No Estágio 4, fluido de tratamento residual 20 e lama são recirculados após o tempo estático desejado ser permitido para acumulação de resistência de gel.

[0016] O uso de fluido de tratamento para tratar zonas de perda não está sem riscos. Em virtude do mecanismo tixotrópico, existe um risco da sedimentação de fluido de tratamento no furo de poço e/ou no tubo de perfuração, especialmente quando o fluido de tratamento não pode ser empurrado para fora da coluna de perfuração completamente, devido ou a falha de bomba ou predições de volume imprecisas. Portanto, cálculos de engenharia são necessários para determinar a acumulação de resistência de gel máxima permitida para evitar assentamento duro. Estas resistências de gel máximas são dependentes da localização da zona de perda, da geometria da zona de perda, da taxa de perda, da pressão de bomba hidrostática do anular, da pressão da bomba e da temperatura. Isto, por sua vez, fornece uma recomendação de tempo de inatividade máximo (no caso de a bomba estar parada, tal como quando há fluido de tratamento deixado na coluna de perfuração).

[0017] Outros cálculos e projeções devem ser feitos antes de o processo de tratamento começar também. A pressão para recirculação do fluido de tratamento residual no tubular e anular após um trabalho de colocação bem sucedido deve ser determinada para assegurar que a recirculação seja possível. A reologia do sistema de fluido de tratamento deve ser sintonizada para permitir uma colocação fácil. O tempo estático adicional deve ser contabilizado no caso de haver uma necessidade de trocar a sonda e as bombas de cimento e também no caso que o bombeamento de fluido de tratamento pela composição de fundo não é permitido e, assim, um tempo de manobra está envolvido. Os parâmetros reológicos devem considerar os quatro critérios acima. A quantidade de fluido de tratamento necessário para preencher efetivamente as zonas de perda deve ser determinada. Isto depende do tamanho das perdas e da profundidade na qual essas perdas são encontradas. Dependendo da necessidade de um bujão temporário ou permanente, o sistema pode precisar ser projetado para dissolver em ácido.

[0018] A descrição de todo o processo, incluindo os cálculos e as projeções acima mencionadas, será descrita com referência ao fluxograma nas Figuras 2A e 2B, com referência contínua à Figura 1. Nas Figuras 2A e 2B, as letras “A”, “B”, “C”, “D”, “E”, “F” e “G” representam a continuação das linhas rotuladas da Figura 2A à Figura 2B e vice-versa. O processo começa com perfuração 22. Uma vez encontrada uma zona de perda 24, existem quatro etapas principais no fluxo de trabalho: (i) primeira, o modelo de reologia deve ser determinado para representar o sistema de cimento tixotrópico, (ii) segunda, a pressão para recirculação em caso de um tempo de inatividade é determinada, (iii) terceira, o sistema de cimento é projetado e testado, incluindo sua solubilidade de ácido, (iv) finalmente, o volume de trabalho necessário para colocar o sistema de cimento na zona de perda efetivamente é determinado e o trabalho de tratamento da zona de perda é realizado.

[0019] O trabalho do modelo de reologia é duplo: para estabelecer a relação funcional entre a taxa de cisalhamento e a viscosidade durante o regime de fluxo e estabelecer a relação entre resistência de gel e tempo durante o regime quase estático ou sem fluxo. A janela aceitável de viscosidade vs. taxa de cisalhamento para sistemas de cimento durante o bombeamento é bastante ampla e não é o componente determinístico do modelo de reologia. Em vez disso, a acumulação de resistência de gel ao longo do tempo é o componente determinístico e deve atender aos seguintes requisitos.

[0020] É necessário um valor mínimo de resistência de gel por comprimento unitário da coluna de fluido de tratamento no final do período estático, de modo que o fluido de tratamento na zona de perda não experimente fluxo significativo devido à pressão da coluna hidrostática do anular acima da zona de perda na qual este fluido de tratamento será colocado durante a condição estática (Estágio 3 na Figura 1), a fim de evitar perdas adicionais. O processo de converter a resistência de gel em pressão equivalente e analisar se o fluxo ocorre durante o período estático sob o efeito da pressão hidrostática é referenciado como "modelo de engenharia para predição de resistência de gel" 26 no fluxo de trabalho mostrado na Figura 2A. A fim de realizar este modelo de engenharia, a profundidade da zona de perda 28 e a densidade de fluido do anular 30 são necessárias para determinar a pressão hidrostática do anular 32 acima da zona de perda. O fim da colocação do fluido de tratamento 20 é o início deste período estático. O fluido de tratamento 20 estava a uma velocidade correspondente à taxa de fluxo durante a colocação. Desta velocidade, o fluido 20 atingirá uma velocidade de zero em um tempo finito devido ao fato de que a resistência de gel aumenta com o tempo e, assim, a resistência ao fluxo aumenta com o tempo. No entanto, a força de acionamento, a qual é a pressão hidrostática do anular, não aumenta com o tempo. É preciso resolver a equação de equilíbrio de força no fluido de tratamento 20 dentro da zona de perda 14 para predizer quando a velocidade será de zero. Este modelo de engenharia 26 executa cálculos que podem ser analíticos ou baseados em uma simulação computacional de dinâmica de fluido sem nenhuma convecção e sob a ação da pressão hidrostática com uma reologia mudando no tempo da coluna de fluido de tratamento 108 na zona de perda.

[0021] Uma vez que o tempo necessário para atingir esta resistência de gel mínima 34 é calculado 106 juntamente com a parte viscosa, o modelo reológico 36 é considerado definido. Este processo é definido na primeira coluna 38 no fluxo de trabalho mostrado na Figura 2A. Agora está definida uma taxa de acumulação de resistência de gel. Por exemplo, se a resistência de um fluido de tratamento exemplar aumentasse de 45,35 kgf/9,29 m2 (100 lbf/100 ft2) para 226,8 kgf/9,29 m2 (500 lbf/100 ft2) em 11 minutos, a taxa de acumulação de resistência de gel é de 16,50 kgf/9,29 m2/min (36,36 lbf/100ft2/min). Qualquer método reológico padrão também pode ser usado para determinar esta taxa de acumulação de resistência de gel para o fluido de tratamento.

[0022] Em seguida, duas decisões operacionais devem ser consideradas: se é possível bombear através da composição de fundo 40 ou remover a coluna de perfuração 10 completamente do furo de poço 18 num processo chamado "manobra para fora" 42 e se é necessário trocar entre a bomba de sonda e a bomba de cimento 44. Se for determinado que o bombeamento através da composição de fundo é possível, a próxima etapa é determinar se o fluido de tratamento pode ser bombeado através da bomba de sonda. Se isso não for possível, o tempo necessário para trocar as bombas de sonda e cimento deve ser calculado 46. Alternativamente, se o fluido de tratamento não puder ser bombeado através da composição de fundo deve ser determinado se a manobra é possível 42. Se a manobra não for possível, o processo deve ser interrompido 48 e um método diferente para tratar a zona de perda deve ser considerado. Se a manobra for possível, o tempo de manobra deve ser estimado, bem como o volume de trabalho estimado 52. Estes processos podem dar origem a tempo estático adicional 50. Dependendo da taxa de acumulação de resistência de gel calculada acima, pode-se determinar a resistência de gel máxima no final deste tempo estático adicional 54. Esta resistência de gel máxima deve ser tal que a pressão necessária para circular para fora o fluido de tratamento residual 56 no tubo de perfuração e no anular não ultrapasse a classe de pressão da bomba ou danifique ainda mais a formação.

[0023] As etapas descritas acima são iterativas e, eventualmente, definirão o modelo reológico.

[0024] Matematicamente, este comportamento reológico pode ser representado usando a relação constitutiva do modelo de fluido de Herschel-Bulkley com tensão de escoamento variável no tempo, como a seguir:

[0025] Aqui, T é a tensão de cisalhamento, THB é a tensão de escoamento obtida da leitura de dial de taxa de cisalhamento baixa tradicional de um reômetro FANN 35 ou um equivalente, K é o índice de consistência, n é o índice de fluxo, y é a taxa de cisalhamento, À é a taxa de acumulação de resistência de gel durante condição quase estática ou sem fluxo, y c é a taxa de cisalhamento muito baixa definida pelo usuário (isto éleitura de 3 rpm em Fann 35) que separa o regime de fluxo de um regime quase estático ou sem fluxo, t é o tempo de relógio e t0 é o tempo de relógio no qual o período estático começou (Estágio 3 na Figura 1). Esta é uma representação explícita dos parâmetros reológicos em função do tempo.

[0026] Outros modelos baseados em parâmetros de ordem e modelos empíricos estão disponíveis para representar comportamento reológico dependente do tempo dos fluidos. Em princípio, qualquer modelo reológico que represente as três características essenciais qualificadas abaixo pode ser usado para representar o fluido: (i) para uma dada taxa de cisalhamento, a viscosidade diminui com um aumento no tempo para atingir um valor de viscosidade em estado estacionário, (ii) com um aumento na taxa de cisalhamento, a viscosidade diminui e vice-versa, e (iii) durante fluxo quase estático ou sem fluxo, a tensão de escoamento aumenta com o tempo.

[0027] A próxima etapa no processo é determinar a pressão necessária para a recirculação do fluido de tratamento se a colocação do fluido de tratamento falhar. Se a colocação do fluido do tratamento não for bem sucedida devido à falha da bomba ou a qualquer outra razão, o fluido de tratamento pode permanecer no tubo de perfuração, no anular ou em ambos. Com base no modelo de reologia definido usando o procedimento acima, pode-se estimar a acumulação de resistência de gel com o tempo 58. Isto, por sua vez, determina a pressão necessária para romper o fluido de tratamento e estabelecer recirculação, resolvendo o modelo de engenharia para a predição de resistência de gel.

[0028] Além disso, a quantidade máxima de tempo pelo qual esse cenário é permitido dependerá da classificação de pressão máxima da bomba 60 acima da qual não ela não pode recircular cimento ou da pressão máxima que pode ser exercida sem fraturar a formação 62. Com base no modelo de reologia, pode-se estimar a resistência de gel final 64 e o tempo para atingir a resistência de gel final 58, de modo que a queda de pressão oferecida pelo fluido de tratamento seja igual à classificação de pressão da bomba ou à pressão de fratura da formação. Se esta quantidade de tempo de inatividade for esperada, o fluido de tratamento deve ser recirculado ou tratado quimicamente para romper o fluido de tratamento. Esta determinação é ilustrada na quarta coluna 100 do fluxo de trabalho mostrado na Figura 2B. Primeiro, determina-se a pressão máxima da bomba. Em seguida, estima-se a pressão máxima permitida para recirculação por comprimento unitário da coluna de fluido de tratamento. Em seguida, estima-se a máxima resistência de gel permitida, bem como o tempo para atingir essa resistência de gel máxima permitida. A partir destas estimativas, pode-se determinar se o fluido de tratamento pode ser recirculado antes da máxima resistência de gel ser atingida 66. O cimento é recirculado se possível 70. Se não puder, um teste de solubilidade de ácido deve ser realizado 68 para determinar quanto tempo levará para romper o fluido de tratamento. Se ele puder ser recirculado, é determinado se o trabalho deve ser repetido 104 para tratar adequadamente a zona de perda 14

[0029] A próxima etapa no processo é projetar e testar o sistema de cimento tixotrópico 72. Durante o projeto do fluido de tratamento, a composição do fluido de tratamento é determinada a fim de dar o modelo reológico desejado. Os testes confirmatórios devem ser realizados para assegurar que o comportamento reológico requerido seja obtido. Estes testes incluem o FANN 35 padrão ou testes equivalentes, ou um teste liga-desliga usando um consistômetro HPHT ou seu equivalente. O teste liga-desliga envolve misturar o fluido de tratamento a 150 rpm por um período de tempo e, então, ficar estático por um curto período de tempo, após o qual a mistura é iniciada novamente. Esse ciclo é repetido uma série de vezes. Um gráfico de saída exemplar é mostrado na Figura 3. Os picos na viscosidade representam a acumulação de resistência de gel e o seguinte patamar representa a viscosidade recuperada depois de romper o fluido de tratamento acumulado. Embora o modelo de engenharia prediga a pressão para romper a circulação, este teste liga-desliga confirma se o fluido de tratamento recuperará viscosidade suficiente, uma vez que a circulação seja rompida, de modo que ele possa ser bombeado. O tratamento de circulação perdida pode ser temporário ou permanente. Se ele for projetado para ser temporário, é necessário dissolver o fluido de tratamento assentado usando ácido. Em tais cenários, um teste de solubilidade de ácido também deve ser realizado no cimento assentado. Todo este processo de confirmação de leituras de reologia, realização de testes de liga-desliga e solubilidade de ácido é mostrado na metade inferior da terceira coluna 74 da Figura 2B.

[0030] Finalmente, o volume de fluido de tratamento necessário para o trabalho deve ser determinado 76. Dada a taxa de perda volumétrica 78 estimada durante a perfuração, a geometria aproximada 80 da zona de perda 14 pode ser determinada usando os gradientes de tensão vertical, o peso de lama utilizado e as relações constitutivas tensão-deformação. Utilizando a geometria representativa do poço 82, a coluna de perfuração e a zona de perda, simulações de dinâmica de fluido computacional ou outros métodos adequados podem ser realizados nos quais a lama pode ser deslocada com o fluido de tratamento e as frentes de fluido são rastreadas. Estas simulações exigem os modelos reológicos de fluido tixotrópico no regime de fluxo e também o modelo reológico do fluido de perfuração. A saída de simulação é uma estimativa do volume do fluido de tratamento necessário para ocupar um comprimento predeterminado da fenda na zona de perda. Este processo é descrito na segunda coluna 84 no fluxo de trabalho da Figura 2A. Uma figura representativa antes e depois do bombeamento do fluido de tratamento é mostrada nos Estágios 1 e 2, respectivamente, da Figura 1. Esse processo de determinar o volume de trabalho usando simulações de dinâmica de fluido computacionais é referenciado como "modelo de engenharia para predição de volume de trabalho" 86 no fluxo de trabalho mostrado na Figura 2A.

[0031] Em resumo, o volume de trabalho é obtido do modelo de engenharia para predição de volume de trabalho 86. O modelo reológico e a pressão para recirculação são obtidos do modelo de engenharia para predição de resistência de gel 36. O projeto de fluido de tratamento e o teste de fluido de tratamento são realizados no fluido de tratamento finalizado 72. O trabalho de fluido de tratamento é, então, realizado 88 para tratar a zona de perda 14.

[0032] Se o trabalho de fluido de tratamento tiver sucesso 90 no preenchimento e na estabilização da zona de perda, o tempo estático desejado é mantido e os fluidos de furo de poço são, então, recirculados 102. Uma decisão é tomada se o tratamento for desejado ser permanente ou temporário 92. Se o tratamento de circulação perdida for desejado ser temporário, ele é mais tarde dissolvido pelo tratamento com ácido 94. Se o tratamento for permanente, ele pode ser deixado no lugar e, se for desejado fortalecimento adicional do furo de poço 96, o cimento convencional pode ser bombeado 98 após a colocação de fluido de tratamento na zona de perda.

[0033] Se houver problemas operacionais durante o trabalho exigindo que o fluido de tratamento seja circulado para fora, o seguinte procedimento é realizado. O modelo de engenharia descrito anteriormente para predição de resistência de gel proporcionou o tempo de inatividade máximo permitido dentro do qual os fluidos de furo de poço devem ser recirculados para evitar que o fluido do tratamento atinja a máxima resistência de gel permissível. Se, por qualquer razão, este tempo de inatividade máximo permitido for ultapassado, o tratamento com ácido deve ser realizado para romper o fluido de tratamento e permitir recirculação fácil do fluido de tratamento do furo de poço. Este é um método alternativo para superar problemas operacionais se a recirculação falhar. Os testes de solubilidade de ácido devem ser realizados no fluido de tratamento a priori para verificar sua capacidade de dissolver após sedimentação.

[0034] Operacionalmente, a solubilidade em ácido de uma coluna de fluido de tratamento longa é o que é relevante. O comprimento da coluna de fluido de tratamento acidificada será uma função da pressão diferencial, geometria da coluna, tempo de exposição ao ácido, concentração de ácido e natureza do fluido de tratamento. A análise de escalonamento pode ser usada para reduzir as variáveis acima para representar as condições de fundo de poço. Com base nesta análise, a geometria de tubo em espiral com um comprimento e diâmetro predeterminados pode ser usada para este teste. Este tubo será preenchido com o fluido de tratamento e o fluido de tratamento é deixado assentar pelo tempo desejado. Então, ácido é bombeado com um diferencial de pressão constante calculado através do tubo por tempo predeterminado. O comprimento da coluna de fluido de tratamento acidificado é medido. Por escalonamento para cima dos resultados de laboratório, a dissolução ácida possível nas condições do furo de poço pode ser estimada.

[0035] Portanto, os sistemas e métodos divulgados são bem adaptados para alcançar as finalidades e as vantagens mencionadas, assim como aquelas que são inerentes aos mesmos. As modalidades particulares divulgadas acima são ilustrativas apenas, pois os ensinamentos da presente divulgação podem ser modificados e colocados em prática de maneiras diferentes, porém equivalentes, aparentes aos versados na técnica tendo o benefício dos ensinamentos deste documento. Mais ainda, nenhuma limitação é pretendida aos detalhes de construção ou projeto mostrados neste documento, que não como descrito nas reivindicações abaixo. Portanto, é evidente que as modalidades ilustrativas particulares divulgadas acima podem ser alteradas, combinadas ou modificadas e todas essas variações são consideradas dentro do escopo da presente divulgação. Os sistemas e métodos ilustrativamente divulgados aqui apropriadamente podem ser praticados na ausência de qualquer elemento que não é divulgado especificamente aqui e/ou qualquer elemento opcional divulgado aqui. Embora composições 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. Além disso, os termos nas reivindicações têm seu significado normal, ordinário, a menos que expressamente e claramente definido pelo titular da patente. Além disso, os artigos indefinidos "um" ou "uma", como usados nas reivindicações, são aqui definidos para significar um ou mais de 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 patentes ou outros documentos que podem ser incorporados aqui por referência, as definições que são consistentes com este relatório descritivo devem ser adotadas.

Claims (17)

1. Método para tratar uma zona de perda durante perfuração ou passagem de revestimento, o método caracterizado pelo fato de compreender as etapas de:(I) encontrar a zona de perda (14) em um poço (18) durante a perfuração ou a passagem de revestimento;(II) determinar um modelo de reologia (36) de um sistema de cimento tixotrópico (72), sendo que o modelo de reologia (36) compreende uma relação entre taxa de cisalhamento e viscosidade durante um regime de fluxo do sistema de cimento tixotrópico (72) e uma relação entre resistência de gel e período durante um regime quase estático ou sem fluxo do sistema de cimento tixotrópico (72), sendo que a etapa de determinar o modelo de reologia (36) do sistema de cimento tixotrópico (72) compreendendo as etapas de: (a) determinar uma mínima resistência de gel requerida do sistema de cimento tixotrópico (72);(b) determinar uma quantidade de tempo necessária para atingir a mínima resistência de gel requerida;(c) determinar uma máxima resistência de gel do sistema de cimento tixotrópico (72);(d) determinar uma quantidade de tempo necessária para atingir a máxima resistência de gel requerida do sistema de cimento tixotrópico (72);(e) determinar uma saída de pressão máxima de uma bomba (60); (f) determinar um nível de pressão necessário para circular o sistema de cimento tixotrópico (72);(g) confirmar que o sistema de cimento tixotrópico (72) pode ser recirculado antes da máxima resistência de gel ser atingida; e (h) determinar um volume do sistema de cimento tixotrópico (72) necessário para preencher a zona de perda (14);(III) projetar e testar o sistema de cimento tixotrópico (72) para confirmar aderência ao modelo de reologia (36) determinado;(IV) bombear o sistema de cimento tixotrópico (72) projetado e testado na zona de perda (14), sendo que o sistema de cimento tixotrópico (72) é um gel e (i) processo de gelificação (ii) romper quando cisalhado e (iii) construir resistência a cisalhamento de volta após o cisalhamento ser removido.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o sistema de cimento tixotrópico (72) repetir (i) processo de gelificação, (ii) rompimento quando cisalhado e (iii) construção de cisalhamento de volta após o cisalhamento ser removido.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a mínima resistência de gel ser um ponto no qual o sistema de cimento tixotrópico (72) no poço (18) não experimenta fluxo devido à pressão da coluna hidrostática acima da zona de perda (14).

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a máxima resistência de gel ser um ponto no qual o sistema de cimento tixotrópico (72) não pode ser recirculado em uma coluna de perfuração (10) ou no poço (18).

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a etapa de determinar o volume do sistema de cimento tixotrópico (72) necessário para preencher a zona de perda (14) compreende as etapas de:- medir uma taxa de perda volumétrica de fluido de perfuração (16) no poço; e - estimar uma geometria de fratura e dimensões da zona de perda (14).

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender ainda a etapa de confirmar que o sistema de cimento tixotrópico (72) pode ser bombeado através de uma composição de fundo (40) de uma sonda de perfuração antes da etapa (IV) de bombear o sistema de cimento tixotrópico (72) para a zona de perda (14).

7. . Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de compreender ainda a etapa de confirmar que a manobra (42) é possível antes da etapa (IV) de bombear o sistema de cimento tixotrópico (72) para a zona de perda (14).

8. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de compreender ainda as etapas de:- estimar um tempo de manobra (42) antes da etapa (IV) de bombear o sistema de cimento tixotrópico (72) para a zona de perda (14); e- estimar uma quantidade de tempo necessária para trocar uma bomba de cimento (44) para uma bomba de sonda antes da etapa (IV) de bombear o sistema de cimento tixotrópico (72) para a zona de perda (14).

9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de compreender ainda: antes da etapa (IV) de bombear o sistema de cimento tixotrópico (72) para a zona de perda (14), estimar um tempo de inatividade máximo permitido antes do sistema de cimento tixotrópico (72) atingir a máxima resistência de gel (66).

10. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de compreender ainda:- incorporar o tempo de inatividade máximo permitido no modelo de reologia (36).

11. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender ainda:- determinar a solubilidade de ácido do sistema de cimento tixotrópico (72);- interromper o fluxo do sistema de cimento tixotrópico (72) uma vez que ele tenha preenchido a zona de perda (14); e- determinar se um tampão formado pelo sistema de cimento tixotrópico (72) é permanente.

12. Método para tratar uma zona de perda em um furo durante perfuração com um sistema de cimento tixotrópico (72), o método caracterizado pelo fato de compreender as etapas de:(I) perfurar com um fluido de perfuração (16) até encontrar a zona de perda (14);(II) determinar um modelo de reologia (36) de um sistema de cimento tixotrópico (72), sendo que o modelo de reologia (36) compreende uma relação entre taxa de cisalhamento e viscosidade durante um regime de fluxo do sistema de cimento tixotrópico (72) e uma relação entre resistência de gel e período durante um regime quase estático ou sem fluxo do sistema de cimento tixotrópico (72), sendo que a etapa de determinar o modelo de reologia (36) do sistema de cimento tixotrópico (72) compreendendo as etapas de: (a) medir uma taxa de perda volumétrica do fluido de perfuração (16) no poço (18);(b) estimar uma geometria de fratura e dimensões da zona de perda (14);(c) medir uma profundidade da zona de perda (28);(d) medir uma densidade de fluido de anular (30);(e) estimar uma pressão hidrostática do anular (32) acima da zona de perda (14);(f) estimar uma mínima resistência de gel de um sistema de cimento tixotrópico (72), sendo que a mínima resistência de gel é um ponto no qual o sistema de cimento tixotrópico (72) não experimenta fluxo devido à pressão da coluna hidrostática acima da zona de perda (14);(g) estimar um comprimento de coluna do sistema de cimento tixotrópico (72) na zona de perda (14);(h) estimar uma pressão de bomba máxima;(i) estimar uma pressão máxima permitida para recirculação por comprimento unitário da coluna do sistema de cimento tixotrópico (72);(j) estimar uma resistência de gel máxima permitida; e(k) estimar um tempo para alcançar a resistência de gel máxima permitida;(III) projetar e testar o sistema de cimento tixotrópico (72) para confirmar aderência ao modelo de reologia (36) determinado;(IV) bombear o sistema de cimento tixotrópico (72) projetado e testado na zona de perda (14).

13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de compreender ainda a etapa de confirmar que o sistema de cimento tixotrópico (72) pode ser bombeado diretamente através de uma composição de fundo (40) ou se manobra (42) é necessária.

14. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de compreender ainda a etapa de estimar a pressão para recirculação por comprimento unitário do sistema de cimento tixotrópico (72).

15. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de compreender ainda a etapa de confirmar que o sistema de cimento tixotrópico (72) residual, após o tempo de inatividade máximo permitido com resistência de gel atingida, pode ser circulado de volta para fora do poço após tratar a zona de perda (14).

16. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de a etapa de determinar se o sistema de cimento tixotrópico (72) residual com resistência de gel atingida pode ser circulado de volta para fora do poço após tratar a zona de perda (14) compreender as etapas de:- projetar o sistema de cimento tixotrópico (72) com comportamento reológico desejado;- confirmar as leituras de reologia;- realizar um teste liga-desliga do sistema de cimento tixotrópico (72) para confirmar que o sistema de cimento tixotrópico (72) irá recuperar viscosidade bombeável após a circulação ser interrompida; e- realizar testes de solubilidade de ácido no sistema de cimento tixotrópico (72).

17. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de compreender ainda as etapas de:- confirmar que o sistema de cimento tixotrópico (72) pode ser bombeado usando a bomba de sonda;- determinar um tempo necessário para trocar a bomba de sonda e uma bomba de cimento (44);- estimar um tempo de manobra (42);- bombear o sistema de cimento tixotrópico (72) para a zona de perda (14); e- permitir ao sistema de cimento tixotrópico (72) entrar num período quase estático ou sem fluxo.

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