BR112017024911B1 - Método para obter controle zonal em um furo de poço durante o uso de perfuração de revestimento ou de liner - Google Patents
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Abstract
MÉTODO PARA OBTER CONTROLE ZONAL EM UM FURO DE POÇO DURANTE O USO DE PERFURAÇÃO DE REVESTIMENTO OU DE LINER. Trata-se de um método para obter controle zonal em um furo de poço durante o uso de perfuração de revestimento ou de liner que compreende: fornecer uma seção tubular ranhurada em um furo de poço durante a perfuração; fornecer uma manga adjacente à seção tubular ranhurada e que se sobrepõe radialmente à mesma, durante a perfuração; e mover a manga em relação à seção tubular ranhurada de modo a permitir e/ou restringir fluxo através da seção tubular ranhurada em uma ou mais zonas selecionadas.
Description
[0001] A presente invenção refere-se ao método para obter controle zonal em um furo de poço (do inglês, wellbore) durante o uso de perfuração de revestimento ou de liner.
[0002] Os operadores de poços de óleo muitas vezes se esforçam para obter equipamentos de completação inferiores até uma profundidade planejada em um poço. Isso ocorre geralmente devido a uma falha no poço, como um desmoronamento ou similar. Perfuração de Liner (LD) (por exemplo, Liner de Perfuração Orientável (SDL)) sistemas e perfuração de revestimento (ambos alinham o furo enquanto está sendo perfurado) foram projetados para superar esse desafio e que agora têm um histórico comprovado. No entanto, cada tecnologia não é compatível atualmente com equipamentos de controle de areia e controle zonal.
[0003] É, portanto, o objetivo da presente invenção proporcionar um método para alcançar o controle zonal no poço quando se utiliza a perfuração de revestimento ou liner, o que ajuda a resolver os problemas acima mencionados.
[0004] De acordo com o primeiro aspecto da presente invenção, é adotado um método para alcançar o controle zonal no furo do poço quando se utiliza a perfuração de revestimento ou liner que compreende: fornecer uma seção tubular ranhurada em um furo de poço durante a perfuração; fornecer uma manga adjacente à seção tubular ranhurada e que se sobrepõe radialmente à mesma, durante a perfuração; e mover a manga em relação à seção tubular ranhurada de modo a permitir e/ou restringir fluxo através da seção tubular ranhurada em uma ou mais zonas selecionadas.
[0005] As modalidades da invenção proporcionam, portanto, um método para controlar o fluxo através de uma seção tubular ranhurada em zonas selecionadas ao longo de um furo de poço durante a produção, depois que a seção tubular for inserida durante a perfuração. O método é particularmente vantajoso quando a seção tubular é inserida durante o procedimento de perfuração de revestimento ou de liner, porque a integridade da seção tubular e da manga pode ser mantida durante o processo de perfuração (por exemplo, evitar o fluxo através da seção tubular ao perfurar) mantendo a capacidade de controle de areia e zonal seletivo durante a produção.
[0006] Deve-se notar que a seção tubular pode ser constituída por um revestimento ou junta de liner e que múltiplas secções tubulares (por exemplo, revestimento/junta de liner) podem ser utilizadas para formar um revestimento tubular contínuo ou de liner no furo de poço.
[0007] A tecnologia tradicional DL e SDL é atualmente combinável com a tecnologia tradicional de liner ranhurado (por exemplo, peneiras de areia) ou liners ranhurados que incluam tampões dissolvíveis para garantir a integridade do liner durante a perfuração. Isto, no entanto, não proporciona qualquer possibilidade de controle zonal já que o material dissolvível é dissolvido por uso de salmoura, ácido ou similar, e uma vez que a operação é iniciada, todas os tampões estarão permanentemente dissolvidos. A presente invenção combina a perfuração de revestimento /liner com uma tubulação ranhurada (com ou sem um revestimento de material dissolvível) além de uma manga para fornecer controle zonal seletivo mesmo quando todos os entalhes em todas as partes do tubo estiverem totalmente abertos (isto é, dissolvidos).
[0008] Como a seção tubular e a manga são fornecidas no furo de poço como parte da operação de perfuração, elas podem ser consideradas como uma peneira de areia perfurante. As modalidades desta invenção permitem, portanto, a perfuração de uma completação inferior a uma profundidade planejada (isto é, profundidade total) enquanto mantém a possibilidade de controle de areia e controle zonal.
[0009] Deve-se entender que, no contexto da presente invenção, as referências a um tubular incluem referências a um revestimento bem como a de um liner, tal como um revestimento de Perfuração de Liner Manobrável (SDL). Assim, as modalidades da presente invenção podem ser empregadas quando se utiliza a perfuração do revestimento e / ou a perfuração do liner (por exemplo, SDL).
[0010] A manga pode ser coaxial com a secção tubular e pode ter um comprimento menor que a seção tubular de modo a permitir espaço para (axialmente) mover a manga em relação à seção tubular.
[0011] A manga pode compreender uma ou mais aberturas dispostas para se alinhar seletivamente com uma ou mais aberturas na seção tubular ranhurada quando movidas em relação a elas. O um ou mais furos podem ser constituídos por uma pluralidade de orifícios de um tamanho e formato substancialmente iguais às ranhuras na seção tubular ranhurada. Em outras modalidades de realização, o um ou mais furos podem ser maiores ou menores que as ranhuras na seção tubular ranhurada e/ou compreendem diferentes formatos e/ou podem ser dispostos em um padrão diferente. Nesse caso, a uma ou mais aberturas são configuradas para atender às necessidades e / ou requisitos específicos da produção.
[0012] A seção tubular ranhurada pode ser fornecida inicialmente no furo de poço com suas ranhuras abertas ou fechadas. Da mesma forma, a manga pode ser fornecida inicialmente no furo de poço com uma ou mais aberturas abertas ou fechadas.
[0013] Além disso, as posições relativas da seção tubular e da manga, quando fornecidas inicialmente no furo de poço, podem ser de modo que o fluxo através de uma ou mais zonas selecionadas possa ser inicialmente permitido ou restrito. Em algumas modalidades, o fluxo através de uma ou mais zonas pode inicialmente ser permitido enquanto o fluxo através de uma ou mais outras zonas pode ser inicialmente restrito. Alternativamente, o fluxo através de todas as zonas pode ser permitido ou restrito inicialmente.
[0014] A seção tubular ranhurada e/ou a manga podem compreender material dissolvível configurado para dissolver em contato com um agente de dissolução (por exemplo, salmoura, ácido ou similar) de modo a criar uma pluralidade de furos (isto é, ranhuras / aberturas) através da seção tubular / manga. Assim, a seção / manga tubular ranhurada pode inicialmente ser fornecida no furo de poço com orifícios que estão fechados e que estão dispostos para serem abertos em contato com um agente dissolvente.
[0015] Em algumas modalidades, o fluxo radial através da seção tubular ranhurada pode ser evitado pela presença da manga adjacente à seção tubular.
[0016] Pode ser fornecida uma vedação entre a manga e a seção tubular para evitar o influxo nas zonas que deveriam estar fechadas. A vedação também pode ser configurada para evitar o influxo em zonas que foram fechadas depois de terem sido abertas por um tempo (isto é, devido à produção de água ou similar). Se for necessária a abertura parcial de uma zona, a vedação pode compreender um material resistente ao desgaste para evitar a erosão/corrosão causada por uma grande queda de pressão e / ou taxas de fluxo elevadas adjacentes à vedação.
[0017] Pode ser fornecida uma ferramenta de ativação para mover a manga em relação à seção tubular ranhurada. A ferramenta pode compreender um mecanismo de preensão para agarrar a manga e um atuador configurado para gerar uma força para mover a manga em relação à seção tubular. O mecanismo de preensão pode ser baseado em fricção. O atuador pode compreender um motor ou um impulsionador.
[0018] A manga pode ser fornecida fora ou dentro da seção tubular. No entanto, para facilidade de operação, é provável que a manga seja fornecida dentro da seção tubular para que possa ser movida facilmente (por exemplo, ativada) por uma ferramenta de ativação do fundo do poço.
[0019] A ferramenta pode ser fornecida em uma coluna de perfuração, por exemplo, quando se utiliza a perfuração do liner. Alternativamente, a ferramenta pode ser transportada em um cabo de aço ou tubo flexível, por exemplo, ao usar a perfuração de revestimento. Assim, a ativação da manga pode ser realizada com uma coluna de perfuração no lugar antes de ser puxada para fora do furo de poço ou em separado (após o furo de poço ter sido perfurado até uma profundidade total). Em algumas modalidades, os dois tipos de ferramentas podem ser empregados, por exemplo, com a ferramenta de coluna de perfuração configurando as zonas de produção iniciais e com a ferramenta de cabo de aço que está sendo usada durante a produção para ajustar as zonas de produção.
[0020] Quando a ferramenta é fornecida em uma coluna de perfuração, o atuador pode ser constituído por um motor configurado para mover toda a coluna de perfuração. O motor pode, portanto, ser fornecido em uma plataforma de superfície.
[0021] A ferramenta pode ainda compreender um mecanismo de ajuste para prender a seção tubular e fornecer uma âncora para a ferramenta.
[0022] Pode ser utilizada uma pluralidade de seções tubulares ranhuradas e/ou mangas. Uma seção tubular típica pode ter aproximadamente 12 metros de comprimento. Em algumas modalidades, podem ser fornecidas mangas separadas para cada seção tubular. Em outras modalidades, uma manga pode ser configurada para abrir / fechar mais de uma seção tubular.
[0023] A determinação de qual manga a ser movida (isto é, ativar uma seção tubular específica /zona) pode ser determinada pelo registro de avaliação de formação obtido durante a perfuração ou pode ser baseada num perfil de produção (isto é, produção de água) numa fase posterior à vida útil do poço.
[0024] As mangas individuais podem ser movidas / ativadas em um processo com etapas.
[0025] A etapa de mover a manga em relação à seção tubular ranhurada pode compreender um ou mais dentre: rotação; empuxo; tração; ou golpe a montante ou a jusante. Em modalidades específicas pode ser vantajoso realizar uma combinação de rotação e empuxo/ tração para alcançar uma produção de estrangulamento ou ajustável.
[0026] Em operação, cada seção tubular e manga adjacente podem constituir uma seção de influxo separada que pode ser configurada (por ajuste do posicionamento da manga) para ser totalmente aberta, parcialmente aberta ou fechada.
[0027] De acordo com um segundo aspecto da presente invenção, é provida uma manga para controle zonal em um furo de poço quando se utiliza a perfuração de revestimento ou liner. A manga pode compreender qualquer uma das características descritas acima em relação ao primeiro aspecto da invenção.
[0028] De acordo com um terceiro aspecto da presente invenção é provida uma ferramenta de ativação para mover uma manga em relação a uma seção tubular ranhurada de acordo com o primeiro aspecto da invenção. A ferramenta pode compreender qualquer uma das características descritas acima em relação ao primeiro aspecto da invenção.
[0029] De acordo com um quarto aspecto da invenção, é provido um aparelho para a realização do método de acordo com o primeiro aspecto da invenção.
[0030] A título de exemplo, modalidades específicas da presente invenção serão agora descritas com referência aos desenhos anexos, nos quais:
[0031] A Figura 1 mostra uma vista em corte longitudinal de uma porção de um furo de poço provido com um aparelho de acordo com uma primeira modalidade da invenção, quando implantado em uma operação de perfuração de liner;
[0032] A Figura 2 mostra o furo de poço da Figura 1 provido de um aparelho de acordo com uma segunda modalidade da invenção, depois de uma coluna de perfuração ter sido removida e uma ferramenta de cabo de aço ser implantada;
[0033] A Figura 3 mostra as vistas em perspectiva superiores de uma seção tubular ranhurada e tela das Figuras 1 e 2, tanto em um estado combinado quanto quando separado;
[0034] A Figura 4A mostra uma primeira configuração de um orifício na seção tubular ranhurada quando totalmente alinhada com uma abertura na tela da Figura 3;
[0035] A Figura 4B mostra uma segunda configuração de um orifício na secção tubular ranhurada quando parcialmente alinhada com uma abertura na tela da Figura 3; e
[0036] A Figura 4C mostra uma terceira configuração de um orifício na seção tubular ranhurada quando não está alinhada com uma abertura na tela da Figura 3. DESCRIÇÃO DETALHADA DE CERTAS MODALIDADES
[0037] Com referência à Figura 1, é ilustrado um método e aparelho para alcançar o controle zonal em um furo de poço 10 ao usar a perfuração de liner (ou revestimento) de acordo com uma primeira modalidade da presente invenção. O método compreende o fornecimento de seções tubulares com ranhura 12 no furo de poço 10 durante a perfuração (neste caso, usando uma coluna de perfuração 14 e montagem de fundo 16) e proporcionando mangas interiores 18 adjacentes e sobrepostas de forma radial com cada seção tubular ranhurada 12, também durante a perfuração. Na prática, tanto as seções tubulares 12 como as mangas 18 são implantadas juntas na coluna de perfuração 14.
[0038] Como será explicado em maior detalhe abaixo, com referência às Figuras 3 e 4A a 4C, o método compreende ainda o deslocamento das mangas 18 em relação às secções tubulares ranhuradas 12 de modo a permitir e / ou restringir o fluxo através das secções tubulares ranhuradas 12 em uma ou mais zonas selecionadas.
[0039] Cada seção tubular 12 está conectada à secção tubular seguinte 12 por meio de uma conexão 20. Além disso, cada manga 18 está conectada de forma móvel a uma seção tubular 12, de modo que pode ser movida em relação à mesma, por exemplo, por movimento axial ou rotação da coluna de perfuração 14. Assim, na modalidade da Figura 1, a coluna de perfuração 14 (ou uma porção dela) constitui uma ferramenta de ativação configurada para mover cada manga 18 em relação à cada seção tubular ranhurada 12, quando se deseja permitir o fluxo radial através da tubulação ranhurada Seções 12 (por exemplo, em um modo de produção). Mais especificamente, a ferramenta de ativação compreende um mecanismo de configuração 21 configurado para manter as seções tubulares 12 no lugar enquanto um mecanismo de preensão local (isto é, fecho/dispositivo de trava) 23 engata as mangas 18 para mover as mangas 18 em relação às seções tubulares 12. O movimento pode ser axial e / ou rotacional. Embora apenas uma ferramenta de ativação seja ilustrada na Figura 1, entende-se que pode ser repetido várias vezes ao longo do comprimento da coluna de perfuração 14 para manipular seletivamente cada luva separada 18.
[0040] O aparelho da Figura 1 pode ser utilizado tanto numa operação de implantação inicial como no posicionamento pós-implantação das mangas 18 em relação às seções tubulares 12. A posição das mangas 18 em relação às seções tubulares 12 (isto é, para proporcionar uma posição de bloqueio aberta, fechada ou parcialmente aberta) pode inicialmente ser definida antes de as mesmas serem manobradas no poço. Posteriormente, cada manga 18 pode ser reposicionada seletivamente através da utilização do mecanismo de preensão local (isto é, fecho/dispositivo de trava) 23 e controle de profundidade da coluna de perfuração 14.
[0041] A Figura 2 mostra o furo de poço 10 da Figura 1 depois que a coluna de perfuração 14 e a montagem de furo do fundo 16 foram removidos e um cabo de aço ou bobina 30 foi implantada no fundo do poço para o posicionamento pós-implantação das mangas 18 em relação às seções tubulares 12. Nesta modalidade, as mangas 18 serão posicionadas seletivamente através da utilização de um mecanismo de preensão local (isto é, dispositivo de fecho / dispositivo de trava) 23 e movimento axial e / ou rotação pela ferramenta 30. Neste caso, a ferramenta 30 também compreende um mecanismo de ajuste 21 configurado para ancorar a ferramenta (direta ou indiretamente) à seção tubular 12, ao mover uma manga 18 relativa a ela.
[0042] Conforme ilustrado nas Figuras 1, 2 e 3, cada seção tubular 12 está provida de uma pluralidade de fendas ou orifícios 22 que estão inicialmente fechados (isto é, protegidos ou revestidos) com material dissolvível 24, quando o furo de poço está sendo perfurado até uma profundidade total requerida. O material dissolvível 24 é então dissolvido por salmoura, ácido ou outras substâncias para abrir todos os orifícios 22 nas seções tubulares 12 antes ou no início da produção.
[0043] Mais especificamente, a Figura 3 mostra uma seção tubular 12 e uma manga 18 numa configuração de funcionamento inicial em que os furos 22 da seção tubular 12 estão ainda fechados pelo material dissolvível 24, mas em que a manga 18 tem orifícios abertos 32 que estão alinhadas com os orifícios de seção tubular 22 (isto é, existe uma combinação completa entre os orifícios na manga 18 e a seção tubular 12) de tal modo que a zona é totalmente aberta efetivamente para produção (embora quando o material dissolvível 24 tenha se dissolvido).
[0044] A Figura 4A mostra o alinhamento dos orifícios 32 na manga 18 quando os orifícios 22 na seção tubular 12 foram abertos (por dissolução do material dissolvível 24) e as posições relativas da manga 18 e da seção tubular 12 estão inalteradas, de modo que elas ainda estão totalmente alinhadas e o influxo radial completo é permitido.
[0045] A Figura 4B mostra a configuração quando os orifícios 32 na manga 18 são movidos parcialmente fora do alinhamento com os furos 22 na seção tubular 12 para formar uma posição de bloqueio parcialmente aberta (isto é, 50%).
[0046] A Figura 4C mostra a configuração quando os orifícios 32 na manga 18 são movidos totalmente fora do alinhamento com os furos 22 na seção tubular 12 para formar uma posição fechada (isto é, para isolar uma zona).
[0047] Deve-se notar que as formas dos furos 32, 22 tanto na manga 18 como na secção tubular 12 podem ser variadas (por exemplo, redonda, quadrada, retângulo, etc.) e não precisam ser do mesmo formato na manga 18 e na seção tubular 12.
[0048] Será observado pelos versados na técnica que podem ser feitas várias modificações nas modalidades acima descritas sem se afastar do âmbito da presente invenção, tal como definido pelas reivindicações. Em particular, as características descritas em relação a uma modalidade podem ser misturadas e combinadas com características descritas em relação a uma ou outras mais modalidades.
Claims (23)
1. Método para obter controle zonal em um furo de poço (10) durante o uso de perfuração de revestimento ou liner caracterizado pelo fato de que compreende: fornecer uma seção tubular ranhurada (12) em um furo de poço (10) durante uma perfuração; fornecer uma manga (18) adjacente à seção tubular ranhurada (12) e que se sobrepõe radialmente à mesma, durante a perfuração; e mover a manga (18) em relação à seção tubular ranhurada (12) de modo a permitir e/ou restringir fluxo através da seção tubular ranhurada (12) em uma ou mais zonas selecionadas, em que uma ferramenta de ativação é fornecida para mover a manga (18) em relação à seção tubular ranhurada (12) e a ferramenta de ativação compreende um mecanismo de preensão (23) para pressionar uma manga (18) e um atuador configurado para gerar uma força para mover a manga (18) em relação à seção tubular (12).
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a seção tubular (12) é constituída por um revestimento ou junta de liner, e múltiplas seções tubulares (12) são empregadas para formar um revestimento tubular contínuo ou liner no furo de poço.
3. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a manga (18) compreende uma ou mais furos dispostos para se alinharem seletivamente a uma ou mais ranhuras (22) na seção tubular ranhurada (12) quando movida em relação à mesma.
4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o um ou mais furos são constituídos por uma pluralidade de orifícios (32) de um tamanho e formato substancialmente iguais às ranhuras (22) na seção tubular ranhurada (12).
5. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o um ou mais furos são maiores ou menores que as ranhuras (22) na seção tubular ranhurada (12) e/ou compreendem diferentes formatos e/ou são dispostos em um padrão diferente.
6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o fluxo através de uma ou mais zonas é permitido inicialmente ao mesmo tempo em que o fluxo através de uma ou mais outras zonas é inicialmente restrito.
7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o fluxo através de todas as zonas é tanto permitido como restringido inicialmente.
8. Método, de acordo com a reivindicação 6 ou 7, caracterizado pelo fato de que a permissão e/ou restrição do fluxo através de uma ou mais zonas é determinada por uma ou mais dentre: posições relativas da seção tubular (12) e manga (18); a possibilidade de as ranhuras (22) na seção tubular ranhurada (12) estarem abertas ou fechadas; e a possibilidade de um ou mais furos na manga (18) estarem abertos ou fechados.
9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a seção tubular ranhurada (12) e/ou manga (18) compreendem material dissolúvel (24) configurado para dissolver em contato com um agente de dissolução de modo a criar uma pluralidade de orifícios através da seção tubular/manga.
10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o fluxo radial através da seção tubular ranhurada (12) é impedido pela presença da manga (18) adjacente à seção tubular (12).
11. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que uma vedação é fornecida entre a manga (18) e a seção tubular ranhurada (12) para impedir o influxo nas zonas que devem ser fechadas.
12. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a ferramenta é fornecida em uma coluna de perfuração (14).
13. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que a ferramenta é transportada em um cabo de aço ou tubo flexível.
14. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a manga (18) é fornecida no interior da seção tubular (12).
15. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a manga (18) é movida em relação à seção tubular ranhurada (12) antes de a coluna de perfuração (14) ser puxada para fora do furo de poço (10).
16. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a manga (18) é movida em relação à seção tubular ranhurada (12) após o furo de poço (10) ter sido perfurado até uma profundidade total.
17. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que uma pluralidade de seções tubulares ranhuradas (12) e/ou mangas (18) é empregada.
18. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que as mangas (18) separadas são fornecidas para cada seção tubular (12).
19. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que uma manga (18) é configurada para abrir/fechar mais que uma seção tubular (12).
20. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 17 a 19, caracterizado pelo fato de que as mangas (18) individuais são movidas em um processo com etapas.
21. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a etapa de mover a manga (18) em relação à seção tubular ranhurada (12) compreende um ou mais dentre: rotação; empuxo; puxamento; ou golpe a montante ou a jusante.
22. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que cada seção tubular (12) e manga (18) adjacente constitui uma seção de influxo separada que pode ser configurada para ser aberta completamente, aberta parcialmente ou fechada.
23. Método, de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a manga (18) é coaxial com a seção tubular (12) e tem um comprimento que é mais curto que a seção tubular (12) de modo a proporcionar espaço para mover a manga (18) em relação à seção tubular (12).
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