BR112017026253B1

BR112017026253B1 - Aparelho para a detecção de um material vazado, sistema de detecção de material vazado, uso do aparelho e método de detecção de um material vazado

Info

Publication number: BR112017026253B1
Application number: BR112017026253-3A
Authority: BR
Inventors: Eirik Espe; Rune Flo; Kjell Ragnar Vågenes; Frederik Vilhelmsen; Tore Eide
Original assignee: Wellguard As
Priority date: 2015-06-09
Filing date: 2016-04-14
Publication date: 2022-10-04
Also published as: NO343511B1; GB2557040A; GB201906819D0; CA2988308A1; GB2572499B; US20180179886A1; NO20150748A1; NO342376B1; US10655456B2; BR112017026253A2; WO2016200266A1; GB201800239D0; GB2572499A; GB2557040B; NO20181514A1; NO20160623A1

Abstract

APARELHO PARA A DETECÇÃO DE UM MATERIAL VAZADO, SISTEMA DE DETECÇÃO DE MATERIAL VAZADO, USO DO APARELHO E MÉTODO DE DETECÇÃO DE UM MATERIAL VAZADO. A presente invenção refere-se a um aparelho (810; 810') para o monitoramento de pelo menos uma porção de uma boca de poço (804), o aparelho compreendendo um corpo (811) dotado de pelo menos um meio de ancoragem (817) a fim de posicionar de maneira liberável o aparelho com relação a um tubular (807) na boca de poço. O aparelho compreende um meio de detecção (813) a fim de detectar pelo menos um parâmetro de uma substância na dita porção, sendo que o aparelho compreende um meio transceptor (820; 820'; 814) configurado de modo a pelo menos transmitir os dados relacionados ao dito parâmetro.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se ao monitoramento de uma boca de poço, e em particular ao monitoramento e à determinação de propriedades de vazamentos e/ou à detecção de um material vazado de tais barreiras, tal como um fluido que pode vazar de uma formação através de uma barreira em um poço permanentemente e/ou temporariamente abandonado.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] Quando os poços devem ser abandonados ou fechados,normalmente são instaladas barreiras a grande profundidade na boca de poço em uma subsuperfície da Terra a fim de evitar, por exemplo, a propagação de fluidos no sentido ascendente da boca de poço e para fora do poço na superfície. As barreiras podem ser providas com o objetivo de permanecer permanentemente ou temporariamente naquele ponto por um período de tempo até que a boca de poço seja colocada em uso mais tarde. Tipicamente, as barreiras são concebidas de modo a se tornarem soluções a longo prazo, por exemplo, na vedação do poço por um período de meses, anos ou até permanentemente. As barreiras são necessárias no sentido de vedar a boca de poço e fazer com que a mesma possa suportar a pressão de fluidos abaixo da barreira como também evitar que os fluidos subam até a superfície através da boca de poço. Uma aplicação particular de tais barreiras se dá em poços que foram usados na exploração e produção de petróleo e gás, ou em poços de injeção de água e/ou gás, barreiras essas que poderão, por exemplo, ser usadas no sentido de facilitar tais atividades de exploração e produção. Barreiras de tipo semelhante são usadas em poços de outras indústrias, tais como em poços que podem ser usados para armazenar resíduos radioativos ou coisa do gênero dentro da crosta terrestre, bem como ser usadas em poços de armazenamento de gás, em poços de armazenamento de C02 ou em poços geotérmicos.

[003] Requisitos e procedimentos para o fechamento e abandon de poços são regulados por normas previstas pelas autoridades governamentais em seus respectivos países. As normas para o fechamento e abandono de poços na Noruega são definidas no protocolo Norsok D-010. As barreiras estabelecidas a fim de vedar seções de um reservatório em poços podem ser separadas ou combinadas, e devem ser testadas em conformidade. Tais barreiras são tipicamente feitas de cimento, por meio da inserção de calda de cimento no interior da boca de poço e deixando a mesma se assentar, embora outros materiais possam ser usados, tais como Sandaband™ e/ou materiais de vedação de liga fundida, além do que dispositivos de fechamento mecânico poderão também ser usados na provisão de barreiras.

[004] Os requisitos fazem que também se torne necessário que cada uma das barreiras forneça uma assim chamada vedação de furo completo. Nesse sentido, os poços permanentemente ou temporariamente abandonados são comumente providos com barreiras que são instaladas nas seções não fechadas, de furo aberto, de uma boca de poço, ou nas seções onde o revestimento foi removido, por exemplo, por meio de moagem ou ao se puxar seções de revestimento. Cada vez mais, no entanto, tem sido de interesse abandonar permanentemente poços em seções fechadas sem remover as seções de revestimento, por exemplo, a fim de economizar custos e/ou facilitar a reutilização posterior de uma boca de poço abandonada por vários anos. As barreiras deverão, nesse caso, tipicamente vedar a boca de poço, o espaço anular de formação entre o lado externo do revestimento e a formação, bem como qualquer espaço anular do revestimento entre dois revestimentos.

[005] Um grande número de poços em todo o mundo são candidatos a diferentes tipos de abandono.

[006] Apesar de uma boca de poço poder ter barreiras instaladas com padrões suficientes, vazamentos são por vezes observados após um período de tempo, por exemplo, logo após a instalação ou depois de um período de um período ou vários meses ou anos. Quando os vazamentos são substanciais, um trabalho de reparação poderá ser necessário.

[007] Em bocas de poço fechadas, uma dificuldade particular é que poderão surgir múltiplos caminhos de vazamento em potencial, tais como ao longo da superfície externa do revestimento, entre o revestimento e a formação e/ou entre dois revestimentos adjacentes. Quando a vedação entre o revestimento e a formação é porosa, os fluidos de baixo da barreira poderão migrar para cima ao longo da superfície externa do revestimento até a superfície. Isto poderá causar uma indesejada contaminação ao ambiente, por exemplo, no mar no caso de poços ao largo. Como também poderá haver o risco de vazamento de fluidos que entram nos reservatórios subterrâneos, e a contaminação indesejada da água a ser abastecida aos consumidores.

[008] Embora a manutenção do revestimento na boça de poçopossa ser benéfica por um lado, o comportamento de um vazamento poderá ser mais complicado devido à presença dos revestimentos, e o trabalho de reparação poderá se tornar mais difícil.

[009] À luz dos problemas acima apresentados, existe a necessidade de um melhor entendimento sobre o comportamento de vazamento das barreiras em poços abandonados, e detectar de maneira confiável barreiras ou seus componentes com vazamento, de modo que ações corretivas possam ser tomadas.

SUMARIO DA INVENÇÃO

[0010] Por conseguinte, é provido um aparelho para o monitoramento de pelo menos uma porção de uma boca de poço, o aparelho compreendendo um corpo dotado de pelo menos um meio de ancoragem de modo a posicionar de maneira removível o aparelho com relação a um tubular da boça de poço; o aparelho sendo caracterizado pelo fato de compreender um meio de detecção para a detecção de pelo menos um parâmetro de uma substância na dita porção, e ainda pelo fato de compreender um meio transceptor configurado de modo a pelo menos transmitir dados relacionados ao dito parâmetro.

[0011] O corpo pode compreender um mandril dotado de um furo interno, atravessante, estendido no sentido axial e dotado de respectivas primeira e segunda aberturas, e o meio de ancoragem e o meio de vedação liberável podem ser dispostos sobre o corpo entre as aberturas e configurados de modo a se justaporem contra uma porção do tubular da parede interna. O material de vedação removível pode se estender no sentido axial através do corpo.

[0012] Em uma modalidade, pelo menos uma porção axial do furo é preenchida com um material de vedação removível, em função do que o aparelho se torna um dispositivo tampão. Em uma modalidade, um meio de alinhamento de perfuração pode ser disposto na ou próximo à primeira abertura superior.

[0013] Um meio de alinhamento de perfuração pode compreender um elemento circular disposto em torno da primeira abertura superior; ou um perfil em forma de funil em uma parte superior do furo; ou ambos.

[0014] Em uma modalidade, o meio transceptor compreende um transmissor e um receptor sem fio; por exemplo, um transmissor e um receptor acústicos, ou um transmissor e um receptor eletromagnéticos.

[0015] O meio de detecção pode compreender pelo menos um sensor; por exemplo, um ou mais dentre um sensor de pressão, um sensor de temperatura, um sensor de resistividade.

[0016] Em uma modalidade, o material de vedação removível compreende um tubo capilar que se estende por uma distância axial dentro do material de vedação removível, e é dotado de uma primeira extremidade aberta em proximidade com a segunda abertura de um furo atravessante, e uma segunda extremidade fechada no interior do material de vedação removível.

[0017] É ainda provida uma boca de poço dotada de ou mais barreiras de boca de poço, a boca de poço sendo caracterizada pelo fato de que pelo menos uma das barreiras compreende um aparelho de acordo com a presente invenção.

[0018] A boca de poço pode compreender uma pluralidade de aparelhos; e um aparelho de uma barreira pode ser configurado de modo a se comunicar com pelo menos um aparelho de uma outra barreira através do dito meio transceptor.

[0019] É também provido um método de transmissão de sinais de uma boca de poço por meio de uma pluralidade de aparelhos de acordo com a presente invenção, o método sendo caracterizado por:

[0020] - um primeiro aparelho que emite pelo menos um sinal único de identificação;

[0021] - um segundo aparelho disposto mais distante no topo de furo que o primeiro aparelho e que recebe pelo menos o dito sinal único de identificação.

[0022] No método, o dito sinal é transmitido através de um aparelho intermediário. Em outra modalidade do método, o dito sinal é transmitido em passagem por um aparelho não funcional intermediário.

[0023] No método, os sinais de dados relacionados aos parâmetros detectados pelos sensores são emitidos pelo primeiro aparelho e recebidos pelo segundo aparelho.

[0024] É também provido um aparelho para a detecção de vazamento de material a partir de pelo menos uma barreira de um poço, o poço compreendendo uma boca de poço, e o aparelho compreendendo: - pelo menos um dispositivo de contenção configurado de modo a ser disposto na boca de poço no sentido de conter o material vazado a partir da barreira em pelo menos uma região da boca de poço; e - pelo menos um dispositivo de detecção configurado de modo a ser montado na boca de poço para a detecção do material na dita região.

[0025] É também provido um método de detecção de vazamento de material a partir de pelo menos uma barreira de um poço, o poço compreendendo uma boca de poço, e o método compreendendo as etapas de: prover pelo menos um dispositivo de contenção na boca de poço no sentido de conter o material vazado em pelo menos uma região da boca de poço; e usar pelo menos um dispositivo de detecção a fim de detectar o material contido, o dispositivo de detecção sendo montado na boça de poço.

[0026] O dispositivo de contenção pode de preferência compreender pelo menos um dispositivo de vedação disposto de modo a se vedar contra uma parede da boca de poço. O dispositivo de vedação pode substancialmente isolar em termos de fluido as regiões adjacentes da boca de poço em ambos os lados do dispositivo de vedação.

[0027] O aparelho pode compreender ainda um corpo, por exemplo, um corpo alongado, tal como um mandril ou coisa do gênero, que pode ser tubular, de modo a suportar o dispositivo de contenção. Em variantes particulares, o dispositivo de contenção compreende um primeiro e um segundo dispositivos de contenção. O primeiro e o segundo dispositivos de contenção podem ser configurados de modo a ficarem espaçados entre si ao longo da boca de poço quando dispostos na mesma. Por conseguinte, os dispositivos de contenção podem tipicamente ficar espaçados um do outro ao longo do corpo. A região da boca de poço pode ser definida entre o primeiro e o segundo dispositivos de contenção. Pelo menos um revestimento de tubular da boca de poço, por exemplo, um revestimento ou revestimento vedador, pode ser provido com uma abertura de tal forma que o material vazado se insira na região entre o primeiro e o segundo dispositivos de contenção através da abertura.

[0028] Nesta variante, o fluido vazado a partir da barreira poderá entrar na boça de poço através de uma região do lado de fora do revestimento ou revestimento vedador. O revestimento ou revestimento vedador pode compreender pelo menos um revestimento ou outro revestimento vedador a fim de revestir o poço.

[0029] De preferência, o dispositivo de detecção pode compreender pelo menos um sensor. O sensor pode tipicamente ser montado sobre o corpo.

[0030] De maneira alternativa, o dispositivo de detecção pode compreender pelo menos um tubo montado na boca de poço, e pelo menos um sensor provido na superfície, ou seja, no ou acima do topo do poço, sendo que o tubo é disposto de modo a prover uma comunicação de fluido entre a dita região da boca de poço e o sensor de modo que o sensor possa detectar o material vazado na dita região.

[0031] A região entre o primeiro e o segundo elementos de vedaçãopode ser uma primeira região, e a boca de poço pode ter ainda uma segunda região para a contenção do fluido entre o primeiro elemento de vedação e a barreira. O fluido vazado a partir da barreira poderá entrar em qualquer uma ou em ambas a primeiras e a segundas regiões. Por conseguinte, em modalidades particulares, o fluido vazado que entra na primeira região pode entrar na boça de poço através de uma região do lado de fora do revestimento ou revestimento vedador. Em tais modalidades, o fluido vazado que entra na segunda região poderá entrar na boça de poço no interior do revestimento ou revestimento vedador. O dispositivo de detecção pode compreender pelo menos um sensor disposto de modo a detectar o fluido vazado que se encontra contido em uma dentre ou em ambas a primeira e a segunda regiões.

[0032] A boca de poço pode ser forrada com pelo menos umrevestimento ou revestimento vedador que compreende uma primeira e uma segunda seções de revestimento ou revestimento vedador, sendo que a segunda seção de revestimento ou revestimento vedador tem um diâmetro maior que o da primeira seção de revestimento ou revestimento vedador. O primeiro dispositivo de contenção poderá, nesse caso, ficar disposto de modo a se vedar contra a primeira seção de revestimento. O segundo dispositivo de contenção poderá, nesse caso, ser disposto de modo a vedar contra a segunda seção de revestimento.

[0033] O dispositivo de detecção pode ser usado no sentido de medir qualquer um ou mais dos seguintes aspectos: resistividade; capacitância; pressão; temperatura; e radioatividade. O dispositivo de detecção pode ser usado de modo a detectar uma interface, tal como uma interface de fluido. O dispositivo de detecção pode compreender pelo menos um sensor a fim de detectar a energia retornada da interface de fluido.

[0034] O corpo pode ser provido com pelo menos um furo para a inserção do material de reparação de barreira através do furo para a boca de poço no caso de detecção de um fluido vazado.

[0035] Nas modalidades em que um sensor é montado na boça de poço, o aparelho poderá ainda compreender um meio de comunicação de dados no sentido de comunicar dados a partir do sensor para a superfície. O meio de comunicação de dados pode compreender uma linha de transferência de dados, tais como um cabo de fibra óptica ou linha elétrica, ou através de um enlace sem fio.

[0036] O aparelho pode ser alimentado com energia elétrica. A energia elétrica poderá ser usada no sentido de operar o sensor e/ou ativar ou operar outros componentes.

[0037] O material pode compreender tipicamente fluidos, tais como fluidos de hidrocarboneto, por exemplo, óleo e gás. O material pode incluir, por exemplo, partículas que podem fazer parte do e/ou ser transportadas no fluido e/ou que podem ter alguma característica detectável. O fluido pode conter um marcador que pode, por exemplo, ser introduzido no fluido na barreira. Os sensores poderão, por conseguinte, detectar o marcador ou o componente químico no fluido.

[0038] O poço pode ser de qualquer tipo descrito no presente documento. Por exemplo, o poço pode ser um poço abandonado.

[0039] A barreira pode incluir pelo menos um tampão. O tampão pode compreender um corpo de cimento ou outro material que pode ser bombeado para dentro em uma condição fluida e passível de se assentar. O tampão pode ser mecanicamente operável, ou pode ser formado através da inserção do material de tamponamento que se expande de modo a fechar o poço.

[0040] O fluido pode tipicamente vazar a partir da formação através da barreira.

[0041] É ainda provido um método de monitoramento de pelo menos um poço, o poço sendo fechado por pelo menos uma barreira, o poço compreendendo uma boca de poço, e o método compreendendo as etapas de: - aplicar pelo menos um dispositivo de contenção na boca de poço de modo que o material que entra na boca de poço a partir da barreira fique contido em pelo menos uma região da boca de poço; e - usar pelo menos um dispositivo de detecção a fim de detectar um material em pelo menos uma região da boca de poço, o dispositivo de detecção sendo montado na boça de poço.

[0042] De acordo com um quarto aspecto da presente invenção, é provido um aparelho para a realização do método do terceiro aspecto.

[0043] É ainda provido um aparelho para a determinação de pelo menos uma propriedade de vazamento a partir de pelo menos uma barreira de um poço, o poço compreendendo uma boca de poço, e o aparelho compreendendo: - pelo menos, um dispositivo de contenção a fim de conter um material em pelo menos uma região da boca de poço; e - pelo menos um sensor a fim de detectar o material contido, ou pelo menos uma característica do mesmo.

[0044] A região pode ficar em comunicação com a barreira, em função do que o vazamento do material a partir da barreira poderá ser contido e/ou se acumular na dita região, por exemplo, por meio do vazamento do material que migra da barreira para dentro da dita região.

[0045] A propriedade de vazamento a partir da barreira poderá incluir qualquer um dentre os seguintes aspectos: - a presença, ou não, de um vazamento ou de um material vazado; - a taxa de vazamento; - o tamanho do vazamento; - a localização do vazamento; - a quantidade ou tipo do material vazado; e - pelo menos uma propriedade para a quantificação de um vazamento.

[0046] A característica do material contido poderá compreender uma propriedade física ou química ou outra propriedade para a caracterização ou identificação do fluido.

[0047] O sensor poderá ser usado no sentido de medir qualquer um ou mais dentre os seguintes aspectos: resistividade; capacitância; pressão; temperatura; e radioatividade. O sensor poderá ser usado a fim de detectar uma interface, tal como uma interface de fluido. O sensor poderá ser disposto de modo a detectar a energia retornada a partir da interface de fluido.

[0048] É ainda provido um método para a determinação de pelo menos uma propriedade de vazamento a partir de pelo menos uma barreira de um poço, o poço compreendendo uma boca de poço, e o método compreendendo as etapas de: - prover pelo menos um dispositivo de contenção na boca de poço para a contenção de um material em pelo menos uma região da boca de poço; e - usar pelo menos um sensor para a detecção do material contido, ou pelo menos uma característica do mesmo, a fim de detectar a propriedade do vazamento.

[0049] A região pode ficar em comunicação com a barreira, em função do que o vazamento do material a partir da barreira poderá ser contido e/ou se acumular na dita região, por exemplo, por meio do vazamento do material que migra da barreira para dentro da dita região.

[0050] A propriedade de vazamento a partir da barreira poderá incluir qualquer um dentre os seguintes aspectos: - a presença, ou não, de um vazamento ou de um material vazado; - a taxa de vazamento; - o tamanho do vazamento; - a localização do vazamento; - a quantidade ou tipo do material vazado; e - pelo menos uma propriedade para a quantificação de um vazamento.

[0051] A característica do material contido poderá compreender uma propriedade física ou química ou outra propriedade para a caracterização ou identificação do fluido.

[0052] O sensor poderá ser usado no sentido de medir qualquer um ou mais dentre os seguintes aspectos: resistividade; capacitância; pressão; temperatura; e radioatividade. O sensor poderá ser usado a fim de detectar uma interface, tal como uma interface de fluido. O sensor poderá ser disposto de modo a detectar a energia retornada a partir da interface de fluido.

[0053] O método pode ainda compreender a instalação do aparelho do quinto aspecto na boça de poço.

[0054] É ainda provido um método de monitoramento de pelo menos um poço, o poço sendo fechado por pelo menos uma barreira, compreendendo o uso do aparelho do quinto aspecto na boça de poço.

[0055] É ainda provido um aparelho para a determinação de pelo menos uma propriedade de vazamento a partir de pelo menos uma barreira de um poço, o poço compreendendo uma boca de poço provida com revestimento ou revestimento vedador, o aparelho compreendendo: - pelo menos um primeiro sensor a fim de detectar um material em uma primeira região ao longo da boca de poço; - pelo menos um segundo sensor a fim de detectar um material em uma segunda região ao longo da boca de poço; - o material a ser detectado na primeira região entra através de uma primeira passagem sobre um lado de fora do revestimento ou revestimento vedador, e o material a ser detectado na segunda região entra através de uma segunda passagem sobre um lado de dentro do revestimento ou revestimento vedador.

[0056] O aparelho pode compreender pelo menos um dispositivo de contenção de modo a conter o material nas ditas primeira e segunda regiões.

[0057] É ainda provido um método para a determinação de pelo menos uma propriedade de vazamento usando o aparelho do oitavo aspecto.

[0058] Qualquer um dos aspectos acima mencionados da presente invenção pode incluir outras características, tal como descrito em relação a qualquer outro aspecto, sempre que descrito no presente documento. As características descritas em uma modalidade podem ser combinadas em outras modalidades. Por exemplo, uma característica selecionada a partir de uma primeira modalidade que é compatível com a disposição de uma segunda modalidade poderá ser empregada, por exemplo, como uma característica adicional, alternativa ou opcional, por exemplo, inserida ou trocada por uma outra característica semelhante ou similar na segunda modalidade a fim de executar (na segunda modalidade) essa característica de uma mesma ou correspondente maneira tal como realizada na primeira modalidade.

[0059] As modalidades da presente invenção são vantajosas de diversas maneiras, tal como se tornará evidente a partir do presente relatório descritivo como um todo.

[0060] O aparelho da presente invenção provê uma alternativa ao tampão mecânico tradicional abaixo do cimento da barreira de superfície, ou da própria barreira de superfície, e faz com que seja possível que o operador finalize toda a operação de tamponamento e abandono (P&A) no poço e seja capaz de monitorar o mesmo após a conclusão de todo o procedimento de P&A. O aparelho compreende o monitoramento por meio de uma transmissão sem fio até a superfície, bem como um meio de reentrada. Em uma aplicação prática, poderá ser útil monitorar poços fechados por um período mínimo de dois anos a fim de verificar a integridade geral das barreiras instaladas durante uma operação de P&A. No caso de contingências, o monitoramento garantirá a detecção de um ponto adiantado no tempo, permitindo o reparo do poço antes que seja tarde demais.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0061] Em seguida, serão descritas, tão somente a título de exemplo, modalidades da presente invenção com referência aos desenhos em anexo, nos quais:

[0062] A Figura 1 é uma representação esquemática do aparelho para a detecção de um vazamento de fluido através de uma barreira em uma boca de poço de acordo com uma modalidade da presente invenção;

[0063] A Figura 2 é uma representação esquemática do aparelho para a detecção de um vazamento de fluido através de uma barreira em uma boca de poço de acordo com uma outra modalidade da presente invenção;

[0064] A Figura 3 é uma representação esquemática do aparelho para a detecção de um vazamento de fluido através de uma barreira em uma boca de poço antes do vazamento do fluido através da barreira, de acordo com uma outra modalidade da presente invenção;

[0065] A Figura 4 é uma representação esquemática do aparelho da Figura 3 depois da ocorrência de um vazamento de fluido através da barreira;

[0066] A Figura 5 é uma representação esquemática do aparelho para a detecção de um vazamento de fluido através de uma barreira em uma boca de poço, de acordo com uma outra modalidade da presente invenção;

[0067] A Figura 6 é uma representação esquemática do aparelho para a detecção de um vazamento de fluido através de uma barreira em uma boca de poço antes do vazamento do fluido através da barreira, de acordo com uma outra modalidade da presente invenção;

[0068] A Figura 7 é uma representação esquemática do aparelho da Figura 6 depois da ocorrência de um vazamento de fluido através da barreira;

[0069] A Figura 8 é uma representação esquemática do aparelho para a detecção de um vazamento de fluido através de uma barreira em uma boca de poço antes do vazamento do fluido, de acordo com ainda uma outra modalidade da presente invenção;

[0070] A Figura 9 é uma representação esquemática do aparelho da Figura 8 depois da ocorrência de um vazamento de fluido através da barreira;

[0071] A Figura 10 é uma representação esquemática de uma segunda modalidade do aparelho da presente invenção, ilustrado como uma vista lateral e um desenho em seção ao longo do eixo longitudinal do aparelho, o aparelho tendo um furo atravessante alinhado com o eixo longitudinal;

[0072] A Figura 11 é uma representação esquemática do aparelho ilustrado na Figura 10, instalado em um tubular e encaixado em um dispositivo de centralização opcional, e uma porção axial do furo atravessante é enchida com um material vedante e perfurável, e uma barreira (por exemplo, cimento) é colocada dentro do tubular e no topo do aparelho;

[0073] A Figura 12 é uma representação esquemática do aparelho ilustrado na Figura 10, instalado em um tubular e no qual uma porção superior do furo atravessante tem a forma de um funil e uma porção inferior do furo atravessante é enchida com um material vedante e perfurável, e uma barreira (por exemplo, cimento) é colocada dentro do tubular e no topo do aparelho;

[0074] A Figura 13 é uma representação esquemática do aparelho ilustrado na Figura 12, instalado em um tubular e encaixado em um dispositivo de centralização opcional;

[0075] A Figura 14 é uma representação esquemática, em uma vista em planta, do dispositivo de centralização;

[0076] A Figura 15 é uma representação esquemática de um poço no qual o aparelho da presente invenção é instalado;

[0077] A Figura 16 é uma representação esquemática do aparelho tal como ilustrado nas Figuras 10 e 11, nas quais um tubo capilar fica parcialmente embutido no material vedante e perfurável;

[0078] A Figura 17 é uma representação esquemática de uma modalidade do aparelho da presente invenção instalado em um tubular, com uma substância granular (por exemplo, areia ou brita) disposta acima do material vedante e perfurável no furo atravessante, e uma camada de cimento de barreira;

[0079] A Figura 18 corresponde à Figura 17, porém a camada de cimento de barreira foi removida e a camada de substância granular é mais espessa do que na Figura 17;

[0080] A Figura 19 é uma representação esquemática de uma modalidade da presente invenção, instalada em um tubular e conectada a um revestimento vedador de amarração;

[0081] A Figura 20 corresponde à Figura 19, e ilustra uma broca de perfuração e coluna de perfuração dispostas dentro do revestimento vedador de amarração e a perfuração através do material vedante e perfurável;

[0082] A Figura 21 é uma representação esquemática de uma variante do aparelho da presente invenção dotado de um meio transceptor; e

[0083] A Figura 22 é uma representação esquemática de um poço no qual três dos aparelhos da presente invenção são instalados.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE UMA MODALIDADE PREFERENCIAL

[0084] Com referência à Figura 1, um poço 1 é ilustrado, poço que é fechado com duas barreiras 2, 3. O aparelho 10 fica situado em uma boca de poço 4 do poço 1 para a detecção de vazamento de um fluido 500 a partir das barreiras 2, 3. A boca de poço 4 se estende para a subsuperfície 8 que inclui uma ou mais formações geológicas 8f contendo fluido. O poço 1, neste exemplo, é um que foi usado anteriormente para a extração de petróleo ou gás de uma subsuperfície, onde as barreiras 2, 3 são aplicadas para o abandono do poço 1. O fluido que se encontra presente na subsuperfície sob pressão passa a partir da formação 8f através das barreiras 2, 3 para a boca de poço 4. O fluido, neste exemplo, inclui fluidos de hidrocarboneto na forma de óleo e gás. Os fluidos de hidrocarbonetos vazados são ilustrados na referência numérica 500 como um vazamento para dentro da boca de poço 4. As barreiras 2, 3 em questão são espaçadas uma da outra, uma acima da outra.

[0085] No exemplo da Figura 1, a boca de poço 4 é revestida com um revestimento externo 5, um revestimento intermediário 6, e um revestimento interno 7. A boca de poço 4 se estende até a subsuperfície 8, e pode ser acessada no espaço dentro do revestimento mais interno 7, permitindo que o aparelho 10 seja posicionado e instalado no interior da boca de poço 4.

[0086] Cada um dos revestimentos 5, 6, 7 tem um formato tubular e, tipicamente, é dotado de várias seções colocadas extremidade com outra em sucessão ao longo do furo 4. O revestimento interno 7, neste caso, poderá ser um revestimento padrão de 9 5/8 polegadas.

[0087] O revestimento intermediário 6 é disposto concentricamente dentro do revestimento externo 5, e o revestimento interno 7 é, por sua vez, disposto concentricamente dentro do revestimento intermediário 6.

[0088] O material de fixação, tal como um cimento ou coisa do gênero, fica presente em torno da parte externa dos respectivos revestimentos 5, 6, 7, usados, tal como é normalmente o caso quando se deseja fixar os revestimentos 5, 6, 7 no local durante a construção do poço 1 e impedir um fluxo em diferentes espaços anulares. Desta forma, uma estrutura de camadas alternadas dos revestimentos 5, 6, 7 e um material de fixação poderá prover uma parede para a boca de poço 4.

[0089] Cada uma das barreiras 2, 3 é configurada de modo a fechar a boca de poço 4 dentro do revestimento interno 7 e fechar uma região anular 9 entre o revestimento interno 7 e uma formação geológica 8f da subsuperfície 8.

[0090] O aparelho 10 fica situado na boca de poço 4, sendo instalado acima dos tampões 2, 3. O aparelho 10 tem um corpo na forma de um mandril alongado 11, e um dispositivo de contenção sob a forma de um dispositivo de vedação 12 que é montado sobre o mandril alongado 11. O dispositivo de vedação 12 veda um espaço anular entre o mandril 11 e o revestimento 7. O aparelho 10 é montado de modo a ficar preso na boca de poço 4 através de âncoras 17. As âncoras 17 são dispostas sobre o mandril 11 e configuradas de modo a se encaixarem na parede da boca de poço 4, por exemplo, após uma ativação. As âncoras 17 podem ter superfícies de aperto a fim de prender a parede da boca de poço 4. As âncoras 17 são configuradas de modo a suportar o peso do aparelho 10 e suportar a pressão ou as forças exercidas sobre o aparelho 10, por exemplo, causadas pelos influxos de um fluido vazado a partir da formação através das barreiras 2, 3 para dentro da boca de poço 4. O dispositivo de vedação 12 se veda contra uma superfície interna do revestimento interno 7. Desta forma, o dispositivo de vedação 12 atua de modo a conter um fluido em uma região 4a do furo 4 abaixo do dispositivo de vedação 12. O aparelho 10 inclui sensores 13 que são dispostos de modo a medir uma ou mais propriedades do fluido contido na região 4a. Os sensores 13 ficam espaçados um do outro ao longo do furo 4, e posicionados abaixo do dispositivo de vedação 12, sobre uma porção inferior do mandril 11b.

[0091] Um vazamento de hidrocarboneto fluido 500 para a região 4a através dos tampões 2, 3 pode ser detectado pelos sensores 13. Pode-se notar que após a instalação do aparelho 10 na boca de poço 4, a região 4a tipicamente conterá um ou mais de outros fluidos, tais como salmoura, água, lama (por exemplo, lama de perfuração de óleo), ou outro fluido "pesado". Portanto, o hidrocarboneto fluido 500 vazado tende a migrar naturalmente para cima na região 4a devido ao fato de o mesmo ter uma densidade menor que outro fluido ou outros fluidos do poço. O hidrocarboneto fluido 500, por conseguinte, tenderá a se coletar ou a se acumular adjacente ao dispositivo de vedação 12 no lado de baixo do mesmo. Ao longo do tempo, uma interface entre o hidrocarboneto fluido 500 e outro fluido do poço poderá se formar e se movimentar para baixo a partir do dispositivo de vedação 12 ao longo da porção inferior do mandril 11b. À medida que o hidrocarboneto fluido entra na região 4a, a pressão e a temperatura na região 4a também tenderão a aumentar dependendo de certa forma do tipo de fluidos contidos na região 4a.

[0092] O acúmulo de hidrocarboneto fluido 500 e/ou eventualmente qualquer interface que possa se formar poderá ser detectado usando os sensores 13. Os sensores 13, neste exemplo, incluem sensores do tipo fluido na forma de sensores de resistividade ou capacitância para a determinação da resistividade ou capacitância do fluido dentro da faixa dos sensores 13. Deve-se apreciar que as medições da resistividade ou da capacitância podem ser indicativas do tipo de fluido, por exemplo, de hidrocarboneto fluido 500, uma vez que os valores serão diferentes em comparação com, por exemplo, os de outros fluidos do poço, tais como salmoura ou similar. Desta forma, a presença dos sensores 13 poderá permitir que os hidrocarbonetos sejam discriminados com relação a outro fluido que possa estar presente. Os sensores 13 de preferência incluem também um sensor de pressão a fim de medir a pressão na região 4a e/ou um sensor de temperatura a fim de medir a temperatura na região 4a. Um aumento da temperatura e da pressão na região 4a tipicamente ocorrerá quando o hidrocarboneto fluido entrar na região 4a e tal aumento poderá ser detectado através da medição da pressão e da temperatura na região 4a usando os sensores 13. O uso combinado dos sensores do tipo fluido em conjunto com os sensores de pressão e/ou de temperatura poderá, assim, ajudar a determinar com maior exatidão a ocorrência de um vazamento através das barreiras 2, 3. Além disso, pode-se notar que a pressão na região 4a no caso de um vazamento de gás para a região 4a é tipicamente diferente do que se um óleo tivesse vazado na região 4a. Sendo assim, o uso de sensores de resistividade ou de capacitância ou coisa do gênero em combinação com um sensor de pressão poderá ainda permitir que o tipo de fluido vazado para dentro da região 4a seja determinado.

[0093] O aparelho 10 inclui um pacote eletrônico 18 constituído de um dispositivo de computador para o processamento e o armazenamento dos dados obtidos a partir dos sensores 13. Os dados poderão ser acessados remotamente enquanto o aparelho 10 é implantado na boca de poço 4 a partir da superfície por meio da comunicação dos dados do aparelho 10 no topo de furo até a superfície. Isso poderá ser feito ao operar uma sonda de recuperação de dados (não mostrada) em uma linha de comunicação dentro do poço 4 em proximidade com o aparelho 10. Os dados poderão, em seguida, ser transferidos do pacote eletrônico 18 através da sonda e comunicados à superfície através da linha de comunicação. A sonda pode se conectar sem fio com o pacote eletrônico 18 a fim de recuperar os dados da memória no pacote eletrônico 18. A sonda pode se conectar através de um conector sem pino. Esta disposição poderá facilitar a conveniência e a velocidade da recuperação de dados. Em outras variantes, uma solução a cabo com um tampão físico para a conexão da linha de comunicação com o aparelho poderá ser provida a fim de acessar os dados. Uma transmissão de dados em tempo real no topo de furo até a superfície pode também ser provida quando os dados são transmitidos mais ou menos de forma contínua até a superfície assim que os mesmos são obtidos (por exemplo, sem ser armazenados na memória do aparelho 10) através de uma linha de comunicação (por exemplo, óptica ou elétrica) entre o aparelho e o equipamento de superfície, ou através de uma comunicação sem fio.

[0094] O pacote eletrônico 18 pode também incluir um ou mais controladores a fim de ativar as âncoras 17 além de ativar o dispositivo de vedação 12. Na prática, o aparelho 10 pode ser executado dentro da boca de poço 4 em uma coluna de suspensão ou coisa do gênero, que é em seguida separada, deixando o aparelho 10 no poço 1. Ao ser suspensos, os dispositivos de vedação 12 podem ficar em uma forma caída de modo a não interferir com a inserção dentro do poço 1.

[0095] Do mesmo modo, as âncoras 17 podem ser retraídas. Quando conectado à coluna de suspensão e posicionado no local de instalação desejado ao longo da boca de poço 4, um sinal de controle poderá ser aplicado por meio do(s) controlador(es) e usado no sentido de ativar as âncoras 17 e fazer com que as mesmas se encaixem na parede da boca de poço 4 a fim de fixar o aparelho 10 no lugar. Isto pode fazer com que as âncoras 17 sejam extraídas do mandril 11 e entrem em contato com o revestimento 7. Além disso, um sinal de controle poderá ser aplicado de modo a fazer com que o dispositivo de vedação 12 forme uma vedação no sentido de conter o fluido na região 4a da boca de poço 4. Assim que isso é feito, e o aparelho 10 fica no lugar, a coluna de suspensão, poderá ser removida.

[0096] A fim de operar os componentes elétricos, uma energia poderá ser suprida a partir de uma bateria incorporada no aparelho 10, por exemplo, na parte do pacote eletrônico 18. Tal bateria poderá ser usada no sentido de fornecer energia ao dispositivo de computador, aos sensores 13, e aos dispositivos de transmissão ou comunicação de dados. Em determinadas variantes, no entanto, em vez de uma bateria, um fio entre o aparelho 10 e a superfície poderá ser provido no sentido de distribuir energia a partir de uma fonte de alimentação na superfície através do fio para o aparelho 10. Em determinadas variantes, os sinais poderão ser liberados no sentido de ativar, por exemplo, as âncoras 17 ou os dispositivos de vedação 12 por meio de uma linha de fibra óptica entre o aparelho 10 e a superfície.

[0097] Em uso, portanto, o aparelho 10 é inserido e instalado no furo 4 de tal modo que o dispositivo de vedação 12 possa se vedar contra o revestimento interno 7. Deste modo, até mesmo pequenas quantidades de um hidrocarboneto fluido 500 vazado para dentro da região 4a abaixo do dispositivo de vedação 12 poderão se acumular na região 4a. Os sensores 13 são usados no sentido de medir as propriedades do fluido na região 4a de modo a detectar um vazamento de hidrocarbonetos através dos tampões 2, 3. A velocidade do acúmulo de hidrocarbonetos 500 poderá também ser determinada por meio dos dados dos sensores 13, por conseguinte, ao se determinar o tempo de detecção em sucessivos locais conhecidos do sensor ou ao se determinar a posição da interface uma taxa de vazamento poderá ser identificada. Além disso, o tipo de fluido vazado poderá ser determinado.

[0098] Deve notar-se que, para operar os sensores 13, o pacote eletrônico 18 deverá ser conectado aos sensores 13 por meio de, por exemplo, fios de conexão, embora tais fios não sejam mostrados nas figuras.

[0099] Em seguida, com referência à Figura 2, o aparelho 10 é aplicado no poço 1 da mesma maneira como descrito em relação à Figura 1, com exceção de que o poço 1 preparou aberturas na forma de perfurações 600 feitas através das paredes dos revestimentos 5, 6, 7. O aparelho 10 fica posicionado dentro do furo 4 acima das perfurações 600. Isto faz com que o hidrocarboneto fluido possa migrar para cima ao longo de um caminho do lado de fora do revestimento interno 7 a fim de entrar na região 4a através das perfurações 600, tal como indicado pelas setas 501. Deste modo, os hidrocarbonetos poderão se acumular na região 4a no lado de baixo do dispositivo de vedação 12 como resultado da migração ascendente através dos tampões 2 3 tanto no interior do revestimento interno 7 como também para dentro de uma região no espaço anular 9 do revestimento interno 7. Os sensores 13 podem ser empregados da mesma maneira tal como descrito acima na descrição da Figura 1, a fim de detectar hidrocarbonetos e determinar a presença ou taxa de acúmulo desses hidrocarbonetos como uma indicação de uma barreira porosa ou a taxa de vazamento na barreira. Uma vantagem da modalidade da Figura 2 é que o aparelho 10 pode adicionalmente detectar um vazamento através das barreiras 2, 3 ao longo de um caminho no espaço anular 9. As perfurações 600 poderão tipicamente ser formadas ao se perfurar os revestimentos 5, 6, 7, antes de se inserir o aparelho 10 no furo 4.

[00100] Os sensores 13 são de preferência posicionados de modo que um influxo de fluido a partir da região anular na região 4a possa ser facilmente detectável.

[00101] Em seguida, com referência às Figuras 3 e 4, em um outro exemplo é mostrado um aparelho 110 implantado na boca de poço 1 e provido com perfurações 600 através das paredes dos revestimentos 5, 6, 7. O aparelho 110 tem um corpo na forma de um mandril 111 provido com um primeiro dispositivo de vedação 112a e um segundo dispositivo de vedação 112b espaçados um do outro ao longo do mandril 111. Âncoras 117 são providas, as quais são operáveis da mesma maneira como as âncoras 17 descritas em relação às Figuras 1 e 2.

[00102] O aparelho 110 é situado na boca de poço 4 de modo que o primeiro dispositivo de vedação 112a fique disposto acima da localização das perfurações 600 e de modo que o segundo dispositivo de vedação 112b fique disposto abaixo da localização das perfurações 600. Sensores 113a são dispostos ao longo do mandril 111 sobre o lado de baixo do dispositivo de vedação 112a. Os sensores 113b são dispostos ao longo do mandril 111 sobre o lado de baixo do dispositivo de vedação 112b. Os sensores 113a são configurados da mesma maneira que os sensores 13 do aparelho 10 descrito acima em relação às Figuras 1 e 2. Do mesmo modo, os sensores 113b são configurados da mesma maneira que os sensores 13 do aparelho 10. Uma primeira região 4a é definida dentro do revestimento interno 7 entre o primeiro e o segundo dispositivos de vedação 112a, 112b. Uma segunda região 4b dentro do revestimento interno 7 é definida entre o segundo dispositivo de vedação 112b e a barreira 2. Os sensores 113a são dispostos de modo a detectar as propriedades de fluido na primeira região 4a, e os sensores 113b são dispostos de modo a detectar as propriedades de fluido na segunda região 4b. O aparelho 110 também inclui um pacote eletrônico 118, tal como descrito com referência ao pacote eletrônico 18 descrito em relação às Figuras 1 e 2, embora o pacote 118, neste caso, seja configurado de modo a processar e facilitar a comunicação de dados dos dois conjuntos de sensores 113a, 113b.

[00103] Tal como mais bem observado na Figura 4, um hidrocarboneto fluido poderá migrar para cima, tal como indicado pelas setas 501, como resultado de um vazamento na barreira sobre o lado externo do revestimento interno 7, e se coletar em um volume superior 501a da primeira região 4a. Ao longo do tempo, uma interface 501i entre a coleta do hidrocarboneto fluido e o outro fluido de poço tenderá a se mover no sentido descendente. Os sensores 113a poderão, nesse caso, ser empregados no sentido de detectar vazamentos a partir de um elemento das barreiras 2, 3 através da região que circunda orevestimento interno 7.

[00104] O hidrocarboneto fluido poderá também migrar para cima a partir da barreira, tal como indicado pelas setas 500, sobre o lado interno do revestimento interno 7 e se coletar em um volume superior 500a da segunda região 4b. Ao longo do tempo, uma interface 500i entre a coleta do hidrocarboneto fluido e o outro fluido de poço na região 4b tenderá a se movimentar no sentido descendente. Os sensores 113b poderão, nesse caso, ser empregados no sentido de detectar os vazamentos a partir dos elementos das barreiras 2, 3 através da região no interior do revestimento interno 7.

[00105] Esta configuração, tal como mostrada nas Figuras 3 e 4, poderá ser benéfica na medida em que a mesma faz com que seja possível fazer a distinção entre os caminhos do vazamento no lado de dentro e no lado de fora do revestimento 7, e, deste modo, melhor determinar quais partes das barreiras 2, 3 poderão estar defeituosas.

[00106] Na Figura 5, o aparelho 410 é implantado no poço 1. O aparelho 410 é basicamente idêntico ao aparelho 110 das Figuras 3 e 4, com exceção de que, no presente exemplo, o aparelho 410 tem um primeiro dispositivo de vedação 412a que se veda contra o revestimento 5. A fim de instalar o aparelho 410, as seções superiores dos revestimentos 6 e 7 são cortadas, deixando a boca de poço 4 apenas com o revestimento externo 5 ao longo de uma região superior 4a da boca de poço 4. Os revestimentos 6, 7 podem ser cortados por meio de vários métodos, tais como, por exemplo, por um jato abrasivo, e a seção cortada poderá, em seguida, ser puxada para fora.

[00107] Os dispositivos de vedação 412a, 412b, por conseguinte, se encaixam e se vedam contra diferentes revestimentos de diferentes diâmetros. Em termos mais específicos, neste exemplo, o dispositivo de vedação 412a se encaixa e se veda contra o revestimento externo 5, e o dispositivo de vedação 412b se encaixa e se veda contra o revestimento interno 7.

[00108] Sendo assim, o dispositivo de vedação 412a é configurado de modo a conter fluido na região 4a onde o fluido 501 pode se coletar. O fluido 501 pode incluir um fluido que migrou ao longo da boca de poço 4 do lado de fora do revestimento 7, por exemplo, em um espaço anular entre o revestimento 7 e o revestimento 6, e/ou em um espaço anular entre o revestimento 6 e o revestimento 5. O dispositivo de vedação 412b impede que o fluido da região 4b migre para a região 4a. Os sensores 413 podem ser empregados como os sensores 13 no aparelho 10 das modalidades acima, e detectar o fluido contido na região 4a, por exemplo, através da detecção da interface 501i Por conseguinte, esta disposição permitirá que os caminhos de vazamento a partir da barreira do lado de fora e do lado de dentro do revestimento 7 sejam distinguidos, além do que facilitará na coleta e detecção confiáveis dos fluidos que migram para cima nos espaços anulares do lado de fora do revestimento. Um pacote eletrônico 418 que opera tal como acima descrito é provido.

[00109] Em variantes do aparelho 410 da Figura 5, um ressalto (não mostrado) poderá ser provido de modo a se projetar radialmente para fora do mandril de tal forma que esse ressalto se encoste contra a extremidade cortada das seções de revestimento 6, 7 a fim deposicionar o aparelho na boca de poço 10. O ressalto poderá, nesse caso, atuar no sentido de parar o aparelho na posição correta dentro da boca de poço 4 ao ser instalado dentro da boca de poço 4. A porção cortada da estrutura de parede poderá, portanto, ser usada como uma fundação de atracagem sobre a qual o aparelho é assentado ao ser instalado. Em tal variante, a âncora 417 vista no aparelho 410 poderá ser omitida.

[00110] Em seguida, com referência às Figuras 6 e 7, ainda outro exemplo é mostrado no qual um aparelho 210 é instalado no poço 1 provido com perfurações 600 através das paredes dos revestimentos 5, 6, 7. O aparelho 210 tem um primeiro e segundo dispositivos de vedação 212a, 212b providos sobre um mandril 211 e fica posicionado na boca de poço 4 de tal modo que esses primeiro e segundo dispositivos de vedação 212a, 212b fiquem posicionados sobre ambos os lados da localização das perfurações 600, de modo que um hidrocarboneto fluido 500, 501 que migra no sentido ascendente da mesma maneira como descrito acima com relação às Figuras 3 e 4 possa ficar contido na primeira e na segunda regiões 4a, 4b da boca de poço 4, sobre os lados inferiores do primeiro e do segundo dispositivos de vedação 212a, 212b. Interfaces móveis no sentido descendente 500i, 501i são formadas ao longo do tempo à medida que quantidades crescentes de hidrocarbonetos fluidos entrem nas regiões 4a, 4b das barreiras 2, 3 abaixo e são contidas pelos dispositivos de vedação 212a, 212b.

[00111] Neste exemplo, o aparelho 210 tem ainda transmissores de radar 214a, 214b para a transmissão de ondas eletromagnéticas para as interfaces, 500i, 501i. Uma energia eletromagnética que retorna das interfaces 500i, 501i em resposta à transmissão é detectada pelos sensores 213a, 213b, de tal modo que dados sejam obtidos a partir dos sensores 213a, 213b a fim de determinar a posição ou a mudança de posição da interface 500i, 501i ao longo do tempo. Cada grupo de sensores 213a, 213b poderá ainda incluir um sensor de pressão e um sensor de temperatura. Os respectivos grupos de sensores 213a, 213b poderão ainda incluir um sensor do tipo fluido sob a forma de um sensor de resistividade e/ou de capacitância, ou de um sensor eletromagnético a fim de detectar a energia eletromagnética de retorno em um ou mais locais ao longo do mandril 211.

[00112] Em outras variantes, outras técnicas de transmissor - sensor poderão ser usadas. Por exemplo, em vez de transmitir energia eletromagnética, uma energia acústica ou sônica poderá ser transmitida para a interface 500i, 501i, e as reflexões da interface poderão ser detectadas a fim de determinar a sua posição. Em tais casos, portanto, faz-se observar que o aparelho 210 poderá ser aplicado com transmissores acústicos ou sônicos em substituição, ou poderá ser aplicado em conjunto com os transmissores de radar 214a, 214b e prover sensores acústicos ou sonoros adequados.

[00113] Ao se detectar as interfaces 500i, 501i e ao se monitorar o seu movimento desta maneira, a taxa de formação de hidrocarboneto ao longo do tempo poderá ser determinada como um indicador da taxa de vazamento. Neste exemplo, o isolamento da primeira e da segunda regiões da boca de poço 4 por meio do dispositivo de vedação 212b, vantajosamente, irá permitir que o acúmulo de hidrocarbonetos fluidos vazados seja monitorado, além das taxas de vazamento com relação aos vazamentos através das barreiras 2, 3 sobre o lado de dentro do revestimento interno 7 e sobre o lado de fora do revestimento interno 7. Um pacote eletrônico 218 e ancoras 217 são providos da mesma maneira como a apresentada nos exemplos descritos acima.

[00114] Nas Figuras 8 e 9, um aparelho 310 é disposto no poço 1. O aparelho 310 tem um primeiro e um segundo dispositivos de vedação 312a, 312b posicionados sobre um mandril 311 em ambos os lados das perfurações 600. O primeiro dispositivo de vedação 312a é disposto de modo a conter um fluido 501 em uma região 4a da boca de poço 4 entre o primeiro e o segundo dispositivos de vedação 312a, 312b. O segundo dispositivo 312b é disposto de modo a conter um fluido 500 em uma segunda região 4b entre o segundo dispositivo de vedação 312b e a barreira 2. O segundo dispositivo de vedação 312b, com efeito, isola as duas regiões 4a, 4b do furo de modo que o fluido que migra devido ao vazamento nas barreiras 2, 3 no lado de fora do revestimento interno 7 possa entrar e se acumular na primeira região 4a através das perfurações 600, enquanto o hidrocarboneto fluido que migra para cima no lado de dentro do revestimento interno entra na segunda região 4b de modo a funcionar, a este respeito, da mesma maneira que o aparelho 110 (vide Figuras 3 e 4) e o aparelho 210 acima descritos (vide Figuras 5 e 6).

[00115] No entanto, nessa modalidade, o aparelho de detecção 313 é provido em uma superfície 700 acima do topo do poço 1. A superfície 700 pode, por exemplo, ser uma superfície de uma plataforma superior ou uma superfície da Terra, tal como o solo, ou o leito do mar no caso de um poço submarino. O aparelho 310 inclui ainda um primeiro e um segundo tubos 315a, 315b no mandril 311, que provêem uma comunicação de fluido entre as respectivas primeira e segunda regiões 4a, 4b e o aparelho de detecção 313. O aparelho de detecção 313 compreende sensores 313a para a detecção de propriedades do fluido na primeira região 4a, e sensores 313b para a detecção de propriedades do fluido na segunda região 4b. Os sensores 313a, 313b podem incluir qualquer um dentre sensores de tipo de fluido, e sensores de pressão e temperatura que funcionam de modo a detectar a presença de fluidos vazados.

[00116] Barreiras de um tipo semelhante às barreiras 2, 3 são usadas em poços de outras indústrias, tais como em poços que podem ser usados para armazenar resíduos radioativos ou coisa do gênero dentro da crosta terrestre, como também possivelmente em poços de armazenamento de gás, poços de armazenamento de CO2, e poços geotérmicos.

[00117] Sendo assim, embora os exemplos acima tenham sido descritos com referência a poços de petróleo nos quais pode ocorrer um vazamento de hidrocarbonetos fluidos através das barreiras, o aparelho descrito poderá também ser aplicado em outros poços, tais como, por exemplo, em poços que contêm material radioativo, água e/ou poços de injeção de gás, como também possivelmente em poços de armazenamento de gás, poços de armazenamento de CO2 ou poços geotérmicos, que são tampados com barreiras, para abandono de curto prazo ou de longo prazo. Em tais poços, o aparelho pode ser equipado com sensores adequados para a detecção do material em questão. Por exemplo, no caso em que o material vazado é radioativo, por exemplo, em poços submetidos a materiais radioativos, sensores poderão ser providos no sentido de detectar a radioatividade do fluido usando os sensores. Desta maneira, quando ocorre um vazamento de material radioativo através das barreiras, os dados de radioatividade desses sensores poderão ser usados no sentido de detectar o material, indicando a ocorrência de um vazamento da barreira.

[00118] Embora perfurações na parede do revestimento sejam descritas acima, deve-se apreciar que as aberturas ou fendas de outras formas poderão ser providas através da parede dos revestimentos para que um fluido vazado possa passar.

[00119] Pode-se notar que os vários aparelhos acima descritos podem funcionar em variantes nas quais uma certa quantidade de comunicação de fluido é permitida ao longo do furo através dos dispositivos de vedação. Em outras palavras, e tal como descrito em mais detalhe abaixo, os dispositivos de vedação da presente invenção não necessariamente precisam vedar o furo 4 totalmente, embora uma vedação completa possa ser vantajosa, por exemplo, no sentido de isolar regiões ao longo do furo para a identificação de caminhos de vazamento. De preferência, no entanto, alguma forma de contenção de fluido é buscada pelos dispositivos de vedação ou outros dispositivos de contenção providos em seu lugar. Uma vantagem de tal dispositivo é que um tamponamento maior do poço 1 poderá ser feito na região acima do aparelho, sem remover o mesmo, usando o dispositivo de contenção no sentido de prover uma fundação. Deste modo, depois de o aparelho ser instalado no poço, e um vazamento é identificado, um material de barreira, tal como cimento, poderá ser injetado no furo 4 sobre o dispositivo de vedação ou contenção que ajudará a suportar o material de barreira enquanto o mesmo se assenta.

[00120] No entanto, outras variantes poderão incluir tais dispositivos de contenção ou vedação em sua totalidade. Em tal variante, uma disposição, tal como a ilustrada na Figura 3, poderá ser empregada sem os dispositivos de vedação 112a, 112b, situação na qual o mandril 111 fica simplesmente ancorado em sua posição no poço, com os sensores 113a, 113b em ambos os lados das perfurações 600. Os sensores 113a detectam propriedades no furo influenciadas pelo vazamento de fluido a partir das barreiras 2, 3 sobre um caminho através das perfurações 600, enquanto que os sensores 113b poderão detectar propriedades no furo sem essa influência. Deste modo, as diferenças na resposta dos sensores 113a, 113b, por exemplo, poderão ser usadas no sentido de distinguir entre um fluido vazado através das barreiras 2, 3 no lado de dentro e no lado de fora do revestimento interno 7. Outra variante deste conceito é descrita a seguir com referência à Figura 10.

[00121] Em outras variantes, uma das quais é descrita a seguir com referência às Figuras 10 a 13, o mandril das modalidades descritas acima poderá ter um furo ou passagem que poderá ser usado para a liberação de um material de barreira de correção para dentro do poço quando um vazamento é detectado em um local abaixo de um ou mais dispositivos de contenção ou vedação. Normalmente, a passagem poderá ser fechada quando se requer que a mesma contenha o fluido vazado.

[00122] Deve-se apreciar que o poço 1 das Figuras 1 a 9 normalmente incluirá um tubo condutor de acordo com a prática convencional dentro da área de construção de poços, sendo que os revestimentos 5, 6, 7 são instalados dentro do tubo condutor. O tubo condutor se estende para a subsuperfície 8, tipicamente, dentro de 50 a 100 m em sua parte superior.

[00123] Além disso, enquanto duas barreiras 2, 3 são ilustradas nas Figuras 1 a 9 espaçadas entre si, em certas modalidades as mesmas poderão ser substituídas por uma única barreira, ou as duas barreiras serem dispostas em uma única estrutura de barreira compósita na qual as barreiras não poderão ser separadas.

[00124] Em modalidades particulares, as barreiras 2, 3 podem conter um material marcador, o qual poderá ser acionado de modo a se soltar da barreira para dentro das regiões 4a, 4b da boca de poço. Sensores poderão ser providos no sentido de detectar o material marcador em ambas as regiões 4a, 4b a fim de detectar se um fluido vazou da barreira para dentro dessas regiões 4a, 4b.

[00125] Uma outra modalidade do aparelho da presente invenção é ilustrada na Figura 10. O aparelho 810 compreende um corpo alongado na forma de um mandril 811. Deve-se entender que o mandril, de preferência, tem uma seção transversal circular. O corpo do aparelho 811 compreende um furo 821 que se estende através do corpo de modo geral concêntrico com o eixo geométrico longitudinal do corpo A-A, e tem uma abertura superior 821a e uma abertura inferior 821b. O furo pode ser usado para a liberação de um material de barreira de correção para dentro da boca de poço abaixo do aparelho.

[00126] Dispositivos de vedação 812 são dispostos sobre o corpo 811 e configurados de modo a se movimentarem entre uma posição retraída (de não vedação) e uma posição estendida na qual os mesmos se vedam contra uma parede de revestimento adjacente, de maneira similar ao dispositivo de vedação 12 acima descrito com referência à Figura 1. Âncoras retráteis ou extensíveis 817, por exemplo, na forma de deslizadores, são dispostas sobre o corpo 811 e configuradas de modo a prender o aparelho em um revestimento, de maneira similar às âncoras acima descritas com referência à Figura 1. Tais dispositivos de vedação e âncoras, incluindo suas operações, são bem conhecidos na técnica, e, por conseguinte, não precisarão ser descritos em mais detalhes no presente documento.

[00127] O corpo 811 compreende também fontes de alimentação 818, por exemplo, sob a forma de baterias, as quais fornecem energia para um módulo de controle 818a, transceptores acústicos 820 e sensores 813. O numeral de referência 830 indica esquematicamente os cabos e os fios de alimentação (para sinais, etc.) que conectam os componentes.

[00128] O módulo de controle 818a pode ser similar ao pacote eletrônico 18 descrito acima com referência à Figura 1, e compreende um meio de processamento de dados, um meio de armazenamento de dados, além de controladores a fim de ativar os dispositivos de vedação 812 e as âncoras 817.

[00129] Os sensores 813 são dispostos de modo a medir uma ou mais propriedades do fluido contido em uma região em proximidade com o aparelho, correspondentes aos sensores 13 acima descritos com referência à Figura 1. A Figura 10 mostra os sensores 813 dispostos no lado de baixo do corpo 811; no entanto, os sensores poderão também ser dispostos sobre a periferia do corpo, de maneira similar à disposição dos sensores 13 na Figura 1. Os sensores 813 correspondem aos sensores 13, e podem ser configurados de modo a detectar tais propriedades de fluido, como pressão e temperatura.

[00130] Os transceptores acústicos 820 são configurados de modo a transmitir dados para uma unidade disposta acima (ou seja, na direção do topo de furo) do aparelho 810, tal como um outro aparelho na boca de poço ou um receptor sobre a superfície acima da boca de poço. Os transceptores acústicos podem ser substituídos por um outro meio de comunicação sem fio adequado. Por exemplo, meios transceptores eletromagnéticos poderão ser usados. Em alternativa, os dados poderão ser transmitidos para a superfície acima da boca de poço por meio de uma sonda de recuperação de dados, tal como descrito acima com referência à modalidade ilustrada na Figura 1.

[00131] A Figura 11 ilustra o aparelho 810 instalado em um revestimento interno de boca de poço 807 (correspondente ao revestimento interno 7 descrito acima). As âncoras 817 são estendidas para um encaixe de aperto com a parede de revestimento, e os dispositivos de vedação 812 são estendidos para um encaixe de vedação com a parede de revestimento. Nesta modalidade, uma porção axial S do furo atravessante 821 é totalmente cheia com um material de vedação perfurável 819, em função do que o aparelho poderá ser usado como um tampão de vedação. Exemplos de tal material de vedação perfurável incluem polímeros, resinas, bismuto ou ligas de bismuto, contudo a presente invenção não deve ser limitada a esses materiais. Deve-se entender que o termo "material de perfurável" neste contexto significa qualquer material que pode ser removido por meio de perfuração, fresagem, ou outros meios e métodos controlados. Sendo assim, o termo "material perfurável" poderá também abranger um material de vedação removível, tal como vidro ou outro material quebradiço que poderá ser removido do furo por meios bem conhecidos na técnica.

[00132] Na configuração ilustrada na Figura 11, um cimento de barreira 701 foi colocado no topo do aparelho, e enche até uma porção superior do furo 821.

[00133] No caso em que se torna necessário uma perfuração ou laminação através do material 819, um pescoço circular 822 que é conectado à parte superior do corpo 811 poderá ser um útil dispositivo de centralização. O pescoço 822, que é opcional e será descrito em mais detalhe a seguir com referência à Figura 14, se estende por uma distância na direção axial e é, com efeito, um indicador de posição, o que irá facilitar uma reentrada.

[00134] O aparelho 810 ilustrado na Figura 11 compreende ainda um ou mais transceptores 814 (dois mostrados na Figura 11) conectados à fonte de alimentação 818 e a um módulo de controle 818a. Os transceptores são configurados de modo a se comunicar com os transceptores das peças de um aparelho abaixo do (por exemplo, mais distante no fundo de furo) do aparelho 810, de uma maneira por si conhecida na técnica. Os transceptores podem compreender um meio de comunicação acústico ou outro meio de comunicação sem fio adequado. Portanto, deve-se entender que os transceptores acústicos 820 de um primeiro aparelho poderá se comunicar com os transceptores 813 em um segundo aparelho mais distante no topo de furo do que o primeiro aparelho. Em geral, portanto, os transceptores (superiores) 820 e os transceptores (inferiores) 814 podem ser tipos de dispositivos similares.

[00135] A Figura 12 ilustra uma outra modalidade do aparelho, no qual uma porção superior 823 do furo 821 tem uma forma de funil, a fim de facilitar ainda mais uma reentrada. A porção em forma de funil 823 serve para orientar uma broca de perfuração que possa estar descentralizada para dentro do orifício 821, em função do que o material 819 poderá ser perfurado. A Figura 13 mostra um aparelho similar ao da Figura 12, mas com o pescoço circular (opcional) 822.

[00136] A Figura 14 é uma ilustração do pescoço circular 822. O pescoço é feito de um material perfurável ou laminável, por exemplo, um material plástico ou um material cerâmico, e tem uma altura adequada (por exemplo, de 40 a 60 cm). O pescoço compreende uma pluralidade de (quatro mostrados na Figura 14) setores 822a-d dotados de diferentes propriedades, por exemplo, diferentes cores. Quando a broca de perfuração 828 fica descentralizada com relação ao furo atravessante, a mesma irá perfurar o pescoço 822 e produzirá fragmentos que poderão ser analisados no topo de furo. Por exemplo, na situação ilustrada na Figura 14, a broca de perfuração 828 produzirá fragmentos dos sectores 822a e 822b, e, deste modo, proverá uma informação de retorno ao operador quanto ao desalinhamento da broca de perfuração. Com base nesta informação, o operador poderá reposicionar a broca de perfuração em conformidade no sentido de centralizar a mesma com relação ao furo atravessante 812. O pescoço 822 é, assim, com efeito, um dispositivo de centralização.

[00137] A Figura 15 é uma representação esquemática de um poço 801 no qual o aparelho da presente invenção 810 é instalado. Uma boca de poço 804 se estende a partir de uma superfície de topo de furo 700 para um reservatório 703. A superfície 700 pode ser um leito submarino ou uma superfície de solo em terra seca.

[00138] Um tubo condutor 702 se estende a partir de um nível d1 (tipicamente 5 metros) abaixo da superfície 700 para a subsuperfície 808, e revestimentos são instalados no interior do tubo condutor. No exemplo da Figura 15, a boca de poço 804 é revestida por um revestimento externo 805, por um revestimento intermediário 806, e por um revestimento interno 807. A boca de poço 804 se estende até a subsuperfície 8, e poderá ser acessada no espaço dentro do revestimento mais interno 807, permitindo que o aparelho 810 seja implantado e instalado no interior da boca de poço 804. Cada um dos revestimentos 805, 806, 807 é de uma forma tubular e tipicamente tem várias seções colocadas extremidade com extremidade em sucessão ao longo do furo 804. O revestimento interno 807 pode ser um revestimento de um padrão 9 5/8".

[00139] O revestimento intermediário 806 é disposto concentricamente no interior do revestimento externo 805, e o revestimento interno 807 é, por sua vez, disposto concentricamente no interior do revestimento intermediário 806. Um material de fixação, tal como cimento C ou coisa do gênero, está presente em torno do lado exterior dos respectivos revestimentos 805, 806, 807 usados, tal como é normalmente o caso, no sentido de fixar os revestimentos no lugar durante a construção do poço 801 e impedir um fluxo nos diferentes espaços anulares. Desta forma, uma estrutura de camadas alternadas dos revestimentos 805, 806, 807 do material de fixação provê uma parede da boca de poço 804.

[00140] As barreiras 802, 803 são instaladas no poço e configuradas para o tamponamento da boca de poço 804 dentro do revestimento interno 807 e para o tamponamento de uma região anular 809 entre o revestimento interno 807 e uma formação geológica 808f da subsuperfície 808.

[00141] Na Figura 15, o aparelho 810 é instalado a uma distância d2 (de, por exemplo, 55 metros) abaixo da superfície 700. O volume entre o aparelho 810 e a superfície 700 poderá ser enchido com um cimento de barreira (por exemplo, tal como mostrado com o número de referência 701 nas Figuras 11, 12, 13 acima descritas).

[00142] Um tubo de completação 707 é conectado ao revestimento interno através de um revestimento vedador de completação 706. Um revestimento vedador de produção 708 compreende uma tela de produção 704 que se estende para dentro do reservatório 703 e é conectada ao tubo de completação através de um suspensor de revestimento 705.

[00143] Outra modalidade do aparelho 810 é ilustrada na Figura 16. Nesse caso, um furo capilar 824 (doravante referido como um tubo) se estende por uma porção dentro do material de vedação perfurável 819. O tubo 825 tem uma abertura 824' de frente para o volume abaixo do aparelho e, por conseguinte, fica exposto à pressão de fluido dentro desse volume. A outra extremidade (superior) 824" do tubo é fechada, dentro do material de vedação perfurável 819. Em uma situação de reentrada, na qual o material de vedação perfurável 819 é perfurado ou laminado a partir de cima do aparelho, a extremidade superior do tubo 824" será aberta quando a broca de perfuração atinge a extremidade superior do tubo, e, deste modo, provê uma comunicação de fluido entre o volume abaixo do aparelho e o volume acima do aparelho. Devido ao pequeno tamanho (capilar) do tubo, no entanto, qualquer fluxo de massa significativo através do tubo é impedido, mas o tubo aberto provê um meio para a medição da pressão abaixo do aparelho, e o sensor para a medição desta pressão poderá ser colocado em um local acima do aparelho (por exemplo, em outro aparelho mais no topo de furo). O tubo capilar é dimensionado de acordo com a dimensão do aparelho e a seção transversal do furo atravessante 821, tal como uma pessoa versada na técnica poderá entender. Em geral, a seção transversal do tubo capilar é muito pequena em comparação com a seção transversal do furo atravessante. O desenho da Figura 16 não está em escala.

[00144] O tubo 824 é, assim, com efeito, um dispositivo de segurança, na medida em que o mesmo provê informações sobre a pressão abaixo do aparelho antes de o material de vedação perfurável 819 ser removido, e o furo 821 é completamente aberto. Desta forma, uma pressão em excesso e perigosa abaixo do aparelho poderá ser detectada enquanto o aparelho ainda estiver vedado. Deve-se entender que o tubo capilar 824 pode também ser embutido no material de vedação perfurável 819 na modalidade do aparelho ilustrado nas Figuras 12 e 13.

[00145] Com o aparelho da presente invenção, é possível executar uma operação de amarração, e se conectar ao tampão (ou seja, ao aparelho) em si com uma montagem de revestimento vedador e conexão a partir de uma plataforma de perfuração ou vaso / plataforma para o controle da pressão. Isto é ilustrado na Figura 19, na qual um revestimento vedador de amarração 825 é conectado ao aparelho 810 (de um modo bem conhecido na técnica) e os elementos de vedação do revestimento vedador 826 são ajustados contra a parede do revestimento 807. Nesta configuração, é possível laminar o material de vedação perfurável 819 usando, por exemplo, uma tubulação enrolada ou tubo de perfuração. Isto é ilustrado na Figura 20, na qual uma tubulação enrolada ou uma coluna de perfuração 827 é implantada no revestimento vedador de amarração 825 a fim de perfurar o material perfurável 819 no aparelho 810. O fluido de perfuração (indicado como "D" na Figura 20) de uma gravidade específica no sentido de obter um controle da pressão ao perfurar o material perfurável é usado na coluna de tubulação enrolada ou coluna de perfuração 827 e bombeado com uma velocidade tal que os cortes de perfuração ou laminação (indicados como "K" na Figura 20) são retornados para a superfície com o fluido de perfuração no espaço anular entre a superfície externa da coluna de tubulação enrolada ou coluna de perfuração 827 e o revestimento 807. Um BOP (revestimento vedador contra explosão) luminoso pode ser conectado ao revestimento vedador de amarração, se necessário.

[00146] A fim de facilitar a realização da operação de amarração, e com referência à Figura 17, areia ou cascalho 709 poderão ser colocados sobre ou acima do aparelho, com cimento 701 (ou similar) por cima a fim de se obter uma superfície lisa sobre o aparelho ao lavar a areia após laminação através do cimento. Após lavagem, o revestimento vedador de amarração poderá ser conectado ao aparelho. Na Figura 18, apenas areia (ou cascalho) 709 - e não cimento - é colocada por cima do aparelho. Esta configuração será relevante quando o aparelho for usado como uma barreira de superfície, em cujo caso a areia ou o cascalho 709 se estenderão por todo o caminho até a superfície/fundo do mar 700. A reentrada no poço através do aparelho poderá, nesse caso, ser feita ao lavar a areia ou o cascalho antes de conectar o revestimento vedador de amarração ao aparelho. A laminação ou perfuração do cimento, nesse caso, não será necessária antes de se reentrar no poço com uma coluna de trabalho.

[00147] Em seguida, com referência à Figura 21, uma modalidade alternativa do aparelho 810' compreende transceptores eletromagnéticos 820' como uma alternativa ou complemento aos transceptores acústicos 820 acima descritos. Um cabo 829 se estende entre o transceptor eletromagnético e um contato elétrico 831 sobre ou conectado à âncora 817, deste modo provendo um contato elétrico entre o aparelho e a parede tubular (ou seja, revestimento) e, desta forma, gerando um dipolo. Deve-se entender que podem ser usados outros meio de comunicação sem fio de fundo de furo adequados.

[00148] A Figura 22 é uma representação esquemática de um poço 801, correspondente ao poço acima descrito com referência à Figura 15. Na Figura 22, no entanto, três aparelhos da presente invenção são instalados, formando três barreiras. A barreira inferior 803 forma uma barreira de poço primária. Um aparelho 810' (acima descrito com referência à Figura 21) e um cimento de barreira 701 formam uma barreira secundária B2; e um outro aparelho 810' e cimento de barreira 701 formam uma barreira terciária B3. Um aparelho 810 (por exemplo, tal como acima descrito com referência às Figuras 10 a 13) e o cimento de barreira 701 formam uma barreira de superfície Bs. Deve-se entender que no contexto do presente relatório descritivo, o termo "cimento" significa qualquer material de barreira apropriado que atenda às normas regulatórias aplicáveis no que diz respeito ao controle de pressão e à prevenção de vazamento. Os transceptores superior e inferior 814, 820, 820' facilitam a comunicação de sinal (indicado pelas setas W) entre as barreiras (ou seja, os aparelhos 820; 820'). Deve-se entender que mais ou menos barreiras poderão ser instaladas no poço; a Figura 22 ilustra apenas um exemplo.

[00149] Cada aparelho 810; 810' que forma as barreiras individuais B2, B3, Bs poderá emitir sinais únicos de identificação de uma maneira bem conhecida na técnica, em função do que o aparelho originador sempre poderá ser identificado. Por exemplo, quando os transceptores do aparelho na barreira terciária B3 funcionam mal, os sinais W da barreira secundária B2 serão detectados (embora atenuados) pelos transceptores no aparelho da barreira de superfície Bs e o correto originador poderá ser identificado.

[00150] Ao se usar o aparelho da presente invenção desta maneira será possível prover de maneira efetiva uma funcionalidade de repetidor, na qual os sinais (por exemplo, os dados) de um aparelho inferior poderão ser transmitidos para um aparelho mais alto no poço (e para a superfície), e vice versa. Esta funcionalidade de repetidor faz com que seja possível aplicar o aparelho como uma fundação para barreiras mais fundas no poço, e, ao mesmo tempo, permite uma comunicação de duas vias entre os tampões. Isso faz com que seja possível obter um aviso prévio no caso de uma falha de integridade nos elementos de barreira de poço mais fundos, e tornará possível preparar uma reentrada um e trabalho de reparação a fim de restaurar a integridade. A solução de comunicação irá, vantajosamente, incorporar um método para uma varredura da frequência a fim de se iterar para a frequência ótima usada para uma intercomunicação entre as barreiras.

[00151] Barreiras similares às barreiras acima descritas são usadas em poços de outras indústrias, tais como em poços que podem ser usados para armazenar resíduos radioativos ou coisa do gênero dentro da crosta terrestre, e possivelmente também poços de armazenamento de gás, poços de armazenamento de C02, além de poços geotérmicos. Deste modo, embora os exemplos acima tenham sido descritos com referência a poços de petróleo nos quais pode ocorrer um vazamento de hidrocarbonetos fluidos através das barreiras, o aparelho descrito poderá também ser aplicado em outros tipos de poços, tais como, por exemplo, em poços que contêm material radioativo, água e/ou poços de injeção de gás e possivelmente também poços de armazenamento de gás, poços de armazenamento de CO2 ou poços geotérmicos que são tampados com barreiras para um abandono de curto prazo ou longo prazo. Em tais poços, o aparelho pode ser equipado com sensores adequados para a detecção do material em questão. Por exemplo, no caso em que o material vazado é radioativo, por exemplo, nos poços submetidos a materiais radioativos, os sensores poderão ser providos de modo a detectar a radioatividade do fluido usando os sensores. Desta maneira, quando um material radioativo vaza através das barreiras, os dados de radioatividade desses sensores poderão ser usados no sentido de detectar o material que indica que houve um vazamento da barreira.

[00152] Embora as barreiras 2, 3; 802, 803 sejam ilustradas como barreiras profundas, tal como pode ser típico para abandono após a realização de uma operação de tamponamento e abandono, é ainda possível se observar que o aparelho acima descrito poderá ser usado durante a própria operação de tamponamento e abandono. Nesse caso, o aparelho acima descrito poderá ser instalado na boca de poço, e um tampão de superfície ou uma barreira ambiental poderá ser instalado utilizando o aparelho como uma fundação, por exemplo, por meio da inserção de cimento ou outro material de tamponamento na boca de poço, a qual poderá, em seguida, ser fixada no lugar. O aparelho é inicialmente usado no sentido de monitorar o poço e quando determinado que o mesmo se encontra devidamente vedado, por exemplo, ao não se detectar nenhuma alteração nos sensores, o tampão de superfície ou a barreira ambiental poderá ser fixado. O tampão de superfície ou a barreira ambiental poderá, nesse caso, ser suportado pelo dispositivo superior de contenção do aparelho.

[00153] As barreiras podem também incluir sensores para a detecção de propriedades de fluidos abaixo da barreira, por exemplo, para o monitoramento das condições na boca de poço ou nas formações profundas dentro da subsuperfície.

[00154] Várias modificações e aperfeiçoamentos poderão ser feitos sem que, com isso, nos afastemos do âmbito de aplicação da invenção tal como descrita no presente documento.

Claims

1. Aparelho (10) para a detecção de um material vazado (500) de pelo menos uma barreira (2, 3) de um poço (1), o poço compreendendo uma boca de poço (4), caracterizado pelo fato de que o aparelho compreende: - pelo menos um dispositivo de contenção (12) configurado de modo a ser disposto na boca de poço acima da dita barreira a fim de conter um material em pelo menos uma região (4a) da boca de poço; e - pelo menos um dispositivo de detecção (13) configurado de modo a ser montado na boca de poço acima da dita barreira para a detecção do material contido.

2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de contenção compreende pelo menos um dispositivo de vedação (12) disposto de modo a se vedar contra uma parede da boca de poço.

3. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um corpo (11) para o suporte do dispositivo de contenção.

4. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de contenção compreende um primeiro (112a) e um segundo (112b) dispositivos de contenção.

5. Aparelho, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o primeiro e o segundo dispositivos de contenção são configurados de modo a ficarem espaçados entre si ao longo da boca de poço quando dispostos na mesma.

6. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de contenção compreende pelo menos um sensor.

7. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de contenção compreende pelo menos um sensor para a gravação dos retornos de energia a partir da interface.

8. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de contenção é configurado de modo a prover uma fundação para a formação de pelo menos um tampão sobre a mesma.

9. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que compreende um corpo sobre o qual o dispositivo de contenção é montado, o corpo sendo provido com pelo menos um furo para a inserção de um material de barreira corretivo através do furo no interior da boca de poço no caso de detecção de vazamento de fluido.

10. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de detecção compreende pelo menos um sensor montado na boca de poço, e pelo fato de que o aparelho compreende ainda um meio de comunicação de dados para a comunicação dos dados do sensor até a superfície.

11. Sistema de detecção de material vazado (500) a partir de pelo menos uma barreira (2, 3) de um poço (1), o poço compreendendo uma boca de poço (4), caracterizado pelo fato de que o aparelho como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 5, é instalado na boca de poço de tal modo que uma região (4a) da boca de poço seja definida entre o primeiro e o segundo dispositivos de contenção (112a, b), e que a boca de poço seja revestida com um vedador ou revestimento (5, 6, 7) através do qual uma abertura (600) é formada para o material vazado (501) entrar na região (4a) entre o primeiro e o segundo dispositivos de contenção.

12. Sistema, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a região entre o primeiro e o segundo elementos de vedação (112a, b) é uma primeira região (4a), e pelo fato de que a boca de poço tem uma segunda região (4b) para a contenção do material entre o segundo elemento de vedação (112b) e a barreira (2, 3), de tal modo que o material vazado a partir da barreira possa entrar em uma dentre a ou em ambas a primeira (4a) e a segunda (4b) regiões.

13. Sistema, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o primeiro material vazado é deixado entrar na primeira região (4a) do lado de fora do vedador ou revestimento, e pelo fato de que o segundo material vazado é deixado entrar na segunda região do lado de dentro do vedador ou revestimento.

14. Sistema, de acordo com a reivindicação 12 ou 13, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de detecção pode compreender pelo menos um sensor disposto de modo a detectar o material vazado em uma dentre a ou em ambas a primeira e a segunda regiões.

15. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 14, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de detecção compreende pelo menos um conduto de fluido montado na boca de poço, o conduto de fluido sendo disposto de modo a prover uma comunicação de fluido entre a dita região da boca de poço e pelo menos um sensor na superfície, de modo que o sensor possa detectar o material vazado contido na dita região.

16. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 15, caracterizado pelo fato de que a boca de poço é revestida por pelo menos um vedador ou revestimento que compreende uma primeira e uma segunda seções de vedador ou revestimento, pelo fato de que a segunda seção de vedador ou revestimento tem um diâmetro maior que o da primeira seção de vedador ou revestimento, e pelo fato de que um primeiro dispositivo de contenção é disposto de modo a se vedar contra a primeira seção de revestimento, e o segundo dispositivo de contenção é disposto de modo a se vedar contra a segunda seção de revestimento.

17. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 16, caracterizado pelo fato de que o material se acumula de modo a formar uma interface na dita região e que o dispositivo de detecção é usado no sentido de detectar a interface.

18. Uso do aparelho, como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de detecção é usado no sentido de medir qualquer um ou mais dentre os seguintes aspectos: resistividade; capacitância; pressão; temperatura; e radioatividade.

19. Método de detecção de um material vazado (500) a partir de pelo menos uma barreira (2, 3) de um poço (1), o poço compreendendo uma boca de poço (4), caracterizado pelo fato de que o método compreende as etapas de: (a) prover pelo menos um dispositivo de contenção (12) na boca de poço acima da dita barreira a fim de conter o material vazado em pelo menos uma região (4a) da boca de poço; e (b) usar pelo menos um dispositivo de detecção (13) a fim de detectar o material contido (500), o dispositivo de detecção sendo montado na boca de poço acima da dita barreira.

20. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que é utilizado para o monitoramento de pelo menos um poço, o poço sendo fechado por pelo menos uma barreira, o poço compreendendo uma boca de poço, o método compreendendo as etapas de: - aplicar pelo menos um dispositivo de contenção na boca de poço de modo que o material que entra na boca de poço a partir da barreira fique contido em pelo menos uma região da boca de poço; e - usar pelo menos um dispositivo de detecção a fim de detectar um material em pelo menos uma região da boca de poço, o dispositivo de detecção sendo montado na boça de poço.