BR112018007805B1

BR112018007805B1 - Sistema e método de cimentação de isolamento de zona

Info

Publication number: BR112018007805B1
Application number: BR112018007805-0A
Authority: BR
Inventors: Shailesh Shashank Dighe; Antonio Bottiglieri
Original assignee: Baker Hughes, A Ge Company, Llc
Priority date: 2015-10-26
Filing date: 2016-10-14
Publication date: 2022-06-14
Also published as: NO20180669A1; AU2016344436B2; BR112018007805A2; US20170114608A1; AU2016344436A1; WO2017074717A1; MX2018004786A; US9771774B2; NZ742067A

Abstract

sistema e método de cimentação de isolamento de zona. um sistema de cimentação de isolamento de zona inclui um tubular tendo um eixo longitudinal e um primeiro orifício controlado por fluxo, um primeiro conduto tendo uma primeira extremidade e uma segunda extremidade, a primeira extremidade conectada fluidicamente ao primeiro orifício controlado por fluxo, um primeiro coletor distribuidor para distribuir pasta de cimento externamente ao tubular, a segunda extremidade do primeiro conduto fluidicamente conectada ao primeiro coletor distribuidor e um primeiro packer assentável disposto externamente ao tubular e disposto longitudinalmente entre o primeiro orifício controlado por fluxo e o primeiro coletor distribuidor.

Description

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS

[001] Este pedido reivindica o benefício do Pedido US 14/922864, depositado em 26 de outubro de 2015, o qual é aqui incorporado por referência em sua totalidade.

FUNDAMENTOS

[002] Na indústria de perfuração e completação, a formação de poços para a finalidade de produção ou injeção de fluido é comum. Os poços são usados para exploração ou extração de recursos naturais, tal como hidrocarbonetos, petróleo, gás, água e, alternativamente, para sequestro de CO2. Poços de produção de de fundo de poço utilizados em operações subterrâneas utilizam tipicamente revestimentos dispostos nos mesmos para proteger o poço de pressões de fundo de poço, reações químicas e outras condições e evitar falhas, tal como colapso do poço, estouro e falhas de tensão. Revestimentos também podem ser usados para definir zonas de produção em várias porções do poço.

[003] Cimentação é uma técnica em que pasta de cimento é usada para fixar várias colunas de revestimento e/ou liners em um poço. Vários fatores podem afetar o desempenho do cimento no poço (ou “furo de poço”) incluindo, mas não se limitando a, comprimento da coluna de cimento no poço, pressão de poro de formação, gradiente de fratura de formação e densidade de pasta de cimento. É muitas vezes desejável cimentar o revestimento no lugar posicionando cimento no anular circundando diretamente o revestimento primeiro bombeando o cimento pelo revestimento e, então, para o anular.

[004] A arte seria receptiva a dispositivos e métodos alternativos para operações de cimentação.

BREVE DESCRIÇÃO

[005] Um sistema de cimentação de isolamento de zona inclui um tubular tendo um eixo longitudinal e um primeiro orifício controlado por fluxo, um primeiro conduto tendo uma primeira extremidade e uma segunda extremidade, a primeira extremidade conectada fluidicamente ao primeiro orifício controlado por fluxo, um primeiro coletor distribuidor para distribuir pasta de cimento externamente ao tubular, a segunda extremidade do primeiro conduto fluidicamente conectada ao primeiro coletor distribuidor e um primeiro packer assentável disposto externamente ao tubular e disposto longitudinalmente entre o primeiro orifício controlado por fluxo e o primeiro coletor distribuidor.

[006] Um método de isolar zonas durante uma operação de cimentação inclui distribuir um primeiro estágio de pasta de cimento através de um tubular e para uma primeira zona de um anular de poço; assentar um primeiro packer; e mover um segundo estágio de pasta de cimento através de um primeiro orifício controlado por fluxo no tubular, através de um primeiro conduto, para um primeiro coletor distribuidor e distribuir o segundo estágio de pasta de cimento para uma segunda zona, em que a segunda zona é separada da primeira zona pelo primeiro packer.

[007] Um método de isolar zonas durante uma operação de cimentação inclui dispor o sistema de cimentação de isolamento de zona dentro de um poço; distribuir um primeiro estágio de pasta de cimento através do tubular e para uma primeira zona; assentar o primeiro packer; e distribuir um segundo estágio de pasta de cimento para fora do primeiro orifício controlado por fluxo no tubular, através do primeiro conduto, para o primeiro coletor distribuidor e para uma segunda zona, em que a segunda zona é separada da primeira zona pelo primeiro packer de anular.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[008] As descrições a seguir não devem ser consideradas como limitantes de nenhuma maneira. Com referência aos desenhos em anexo, elementos similares são numerados de maneira similar:

[009] FIG. 1 representa uma vista em corte em perspectiva de uma modalidade de um sistema de cimentação de isolamento de zona em um poço antes da cimentação;

[0010] FIG. 2 representa uma vista em corte em perspectiva de porções do sistema de cimentação de isolamento de zona;

[0011] FIG. 3 representa uma vista em corte em perspectiva do sistema de cimentação de isolamento de zona com pasta de cimento disposta numa primeira zona do poço;

[0012] FIG. 4 representa uma vista em corte em perspectiva do sistema de cimentação de isolamento de zona com um primeiro packer expandido;

[0013] FIG. 5 representa uma vista em corte em perspectiva do sistema de cimentação de isolamento de zona com pasta de cimento disposta numa segunda zona do poço;

[0014] FIG. 6 representa uma vista em corte em perspectiva do sistema de cimentação de isolamento de zona com um segundo packer expandido; e

[0015] FIG. 7 representa uma vista em corte em perspectiva do sistema de cimentação de isolamento de zona com pasta de cimento disposta numa terceira zona.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0016] Uma descrição detalhada de uma ou mais modalidades do aparelho e do método divulgados é apresentada neste documento a título de exemplificação, e não limitação, com referência às Figuras.

[0017] Com referência à FIG. 1, uma modalidade de um sistema de cimentação de isolamento de zona 10 é representada num poço 14 antes de uma operação de cimentação. O sistema de cimentação de isolamento de zona 10 é mostrado para incluir um tubular 18 disposto em um poço 14, o poço 14 tendo uma parede de poço 12. Na modalidade ilustrada na FIG. 1, o tubular 18 é empregado como um revestimento. O poço 14 penetra pelo menos uma formação de terra 16 durante uma operação subterrânea. Como descrito aqui, uma “formação” se refere às várias características e materiais que podem ser encontrados em um ambiente de subsuperfície e circundam o poço 14. O poço 14 pode se estender substancialmente verticalmente de uma superfície, ou pode adicionalmente incluir porções que se estendem em direções que desviam da vertical incluindo, mas não se limitando a, porções que se estendem paralelas ou substancialmente paralelas à superfície para formar um poço horizontal. O sistema de cimentação de isolamento de zona 10 não está restrito a uma orientação de poço particular. O tubular 18, quando empregado como um revestimento, pode ser cimentado ou ligado à parede de poço 12 via um material de suporte de revestimento 20 (FIGS. 3-7) tal como, mas não limitado a, cimento que inclui qualquer material de cimentação adequado ou outro material ou combinação de materiais suficiente para ligar o tubular 18 à parede do poço 12, facilitar o tubular 18 a suportar e/ou isolar porções do poço 14, ou de outro modo suportar o tubular 18. Numa modalidade, o material de suporte de revestimento 20 é formado usando uma pasta de cimento 22 que é passada através do furo de fluxo 24 do tubular 18 e para o anular 26 entre o tubular 18 e a parede de poço 12.

[0018] A pasta de cimento 22 pode incluir um material ou uma mistura que é forçada para o anular 26 entre o tubular 18 e a parede de poço 12 e serve para ligar o tubular 18 à parede de poço 12 para formar uma bainha de cimento circundando o tubular 18. O material de suporte de revestimento 20 inclui ainda pelo menos um packer expansível 28 como uma adição à pasta de cimento 22. Embora o sistema 10 seja útil em operações com um tubular cimentado 18, a aplicação do tubular 18 não está limitada a qualquer material de suporte de revestimento particular 20 quando o tubular 18 é empregado como um revestimento.

[0019] O tubular 18 é feito de qualquer material adequado para suportar condições de fundo de poço, tal como pressão, temperatura e ação química. Exemplos não limitantes de tais materiais incluem aço, aço carbono tratado termicamente, aço inoxidável, alumínio, titânio, fibra de vidro e outros materiais. Numa modalidade, o tubular 18 inclui uma pluralidade de seções tubulares, tal como segmentos de tubo ou juntas de revestimento, conectadas juntas via extremidades roscadas ou juntas roscadas ou outros mecanismos de conexão para atingir um comprimento suficiente para o poço 14 e o tubular 18 pode se estender por qualquer comprimento do poço 14. Por exemplo, o poço 14 pode incluir um tubular completo 18 se estendendo de uma localização na superfície ou próxima da superfície até uma profundidade selecionada ou um liner de produção que está suspenso no poço 14.

[0020] A formação 16 pode incluir zonas que são comprometidas pela falta de resistência de formação e, portanto, usando uma bainha de cimento uniforme através de todo o comprimento do anular 26 entre o tubular 18 e a parede de poço 12 pode não suportar adequadamente o tubular 18 dentro do poço 14 . Assim, o sistema de cimentação de isolamento de zona 10 separa zonas adjacentes umas das outras e também distribui cimento separadamente para essas zonas. A determinação da resistência de formação de zonas particulares pode ser feita antes da utilização do sistema de cimentação de isolamento de zona 10 e características do sistema de cimentação de isolamento de zona 10 podem ser alinhadas dentro do poço 14 de modo a separar as zonas umas das outras dependendo da análise de resistência de formação.

[0021] Com referência à FIG. 2, a fim de separar zonas umas das outras, o sistema de cimentação de isolamento de zona 10, mostrado em parte na FIG. 2, é disposto no poço 14 (FIG. 1). Embora não ilustrado, o tubular 18 pode incluir uma pluralidade de seções tubulares para compor todo o comprimento do tubular 18. O tubular 18 se estende ao longo de um eixo longitudinal 30 e inclui uma superfície externa 32 a qual está voltada para o material de suporte de revestimento 20 e a parede de poço 12 (FIG. 1) e uma superfície interna 34 definindo o furo de fluxo 24 ou espaço para receber inicialmente a pasta de cimento 22 (FIG. 1) durante a operação de cimentação e subsequentemente recebendo uma coluna de produção ou outras ferramentas de fundo de poço (não mostradas) após conclusão da operação de cimentação. O tubular 18 inclui uma porção furo acima 36 mais perto de uma superfície de poço 14 e uma porção furo abaixo 38 contendo equipamento flutuante 40. O equipamento flutuante 40 pode incluir uma sapata de flutuação de perfil arredondado 42 tendo uma abertura de saída 46 que pode incluir uma válvula de retenção para impedir fluxo reverso de pasta de cimento 22 do anular 26 para o tubular 18 e um colar de flutuação 44 para receber um tampão de cimentação no mesmo.

[0022] O sistema de cimentação de isolamento de zona 10 inclui ainda pelo menos um conduto secundário 48. O conduto secundário 48 permite que a pasta de cimento 22 seja colocada dentro de zonas distintas durante diferentes estágios da operação de cimentação. Isto é, a cimentação pode ocorrer em estágios em vez de completar todo o comprimento do anular 26 de uma só vez. Cada conduto secundário 48 inclui uma passagem interna 50 (FIG. 1) que é separada do furo de fluxo 24. Um eixo longitudinal do conduto secundário 48 está radialmente afastado do eixo longitudinal 30 do tubular 18 e o furo de fluxo 24 não é interrompido pelo conduto secundário 48. Numa modalidade, o conduto secundário 48 inclui uma primeira extremidade 52, tal como uma extremidade de fundo de poço, conectada a um orifício controlado por fluxo 54 no tubo 18 que está configurado para conectar fluidicamente o furo de fluxo 24 dentro do tubular 18 à passagem interna 50 do conduto secundário 48. O orifício controlado por fluxo 54 é um orifício radial no tubular 18. O orifício controlado por fluxo 54 para o conduto secundário 48 pode ser provido em uma articulação mais furo abaixo do tubo do tubular 18 logo acima (furo acima do) do colar flutuante 44. O orifício controlado por fluxo 54 pode incluir qualquer válvula, tal como, mas não limitada a, uma válvula controlável remotamente, ou pode incluir um material dissolvível que dissolve quando em contato com um material na pasta particular 22 dentro do tubular 18. O orifício controlado por fluxo 54 bloqueia a comunicação fluídica entre o furo de fluxo 24 e a passagem 50 numa condição fechada do orifício 54 e permite comunicação fluídica entre o furo de fluxo 24 e a passagem numa condição aberta do orifício 54. Embora apenas um orifício controlador por fluxo 54 seja ilustrado numa localização longitudinal particular em relação ao eixo longitudinal 30, orifícios controlados por fluxo adicionais 54 podem ser proporcionados em localizações radiais diferentes na mesma localização longitudinal, e tais orifícios controlados por fluxo 54 podem ser conectados fluidicamente a condutos secundários separados 48, ou podem alternativamente conectados a um coletor (não mostrado) que dirige pasta para o conduto secundário 48. Em uma modalidade, o conduto secundário 48 é disposto na superfície externa 32 do tubular 18 e pode se estender do orifício controlador por fluxo 54 em uma direção substancialmente paralela ao eixo longitudinal 30. Uma segunda extremidade 56, tal como uma extremidade furo acima, do conduto secundário 48 está espaçada longitudinalmente da primeira extremidade 52 do conduto secundário 48, e o comprimento de cada conduto secundário 48 é pelo menos suficientemente longo para desviar uma zona ou pluralidade de zonas adjacentes. A segunda extremidade 56 do conduto secundário 48 é fluidicamente conectada a um coletor distribuidor 58. O coletor distribuidor 58 recebe a pasta de cimento 22 distribuída do tubular 18 através do orifício controlado por fluxo 54 e através do conduto secundário 48. O coletor distribuidor 58 inclui uma ou mais aberturas de saída 60, tal como uma pluralidade de aberturas de saída radialmente distribuídas 60, para distribuir a pasta de cimento 22 radialmente em torno do exterior do tubular 18 dentro do anular 26 para preencher uma zona particular. As aberturas 60 podem ser posicionadas no coletor distribuidor 58 para permitir que a pasta de cimento 22 flua em todos os lados do tubular 18 assegurando melhor cobertura de cimento.

[0023] Furo abaixo de cada coletor distribuidor 58 está um packer assentável 28. O conduto secundário 48 passa pelo packer 28 para acessar o coletor distribuidor 58. O packer 28 é ativável para encher e, pelo menos, vedar substancialmente o anular 26 numa localização longitudinal particular. Numa modalidade, o packer 28 é ativável eletricamente, no entanto, o packer 28 pode, alternativamente, ser hidraulicamente, quimicamente ou mecanicamente ativável. O packer 28 também pode incluir mais de um mecanismo de assentamento ou mais de um tipo de mecanismo de assentamento para redundância. O packer 28 é usado para isolar zonas distintas e ajudar a reduzir o adicional hidrostático agindo em zonas mais fracas.

[0024] Para fins ilustrativos, o sistema de cimentação de isolamento de zona 10 é disposto numa formação tendo primeira, segunda e terceira zonas 62, 64, 66. A primeira, segunda e terceira zonas 62, 64, 66 podem ser predeterminadas para terem qualidades de formação diferentes que se beneficiariam de processos de cimentação separados. O sistema de cimentação de isolamento de zona 10 é, portanto, ilustrado como tendo primeiro e segundo condutos secundários 68, 70, dentre uma pluralidade dos condutos 48, conectados em primeiro e segundo orifícios controlados por fluxo espaçados longitudinalmente 72, 74, dentre uma pluralidade de orifícios controlados por fluxo 54. O sistema de cimentação de isolamento de zona ilustrado 10 inclui ainda primeiro e segundo coletores distribuidores 76, 78 dentre uma pluralidade de coletores distribuidores 58, espaçados longitudinalmente um do outro dentro de zonas diferentes. Em particular, o primeiro coletor distribuidor 76 está localizado na segunda zona 64 e o segundo coletor distribuidor 78 está localizado na terceira zona 66. O sistema de cimentação de isolamento de zona ilustrado 10 inclui ainda primeiros e segundos packers assentáveis 80, 82 dentre uma pluralidade dos packers assentáveis 28 para separar a primeira, a segunda e a terceira zonas 62, 64, 66 umas das outras. Em particular, o primeiro packer assentável 80 pode ser ativado para separar a primeira zona 62 da segunda zona 64 e o segundo packer assentável 82 pode ser ativado para separar a segunda zona 64 da terceira zona 66. Por exemplo, uma primeira área esgotada 84 pode ser uma área enfraquecida na formação 16 e, portanto, a coluna de cimento na primeira zona 62 pode não ser apropriadamente suportada furo acima da primeira área esgotada 84 se a bainha de cimento se estender além da primeira área esgotada 84. Assim, o primeiro packer assentável 80 é assentado logo furo acima da primeira área esgotada 84 para separar a primeira zona 62 da segunda zona 64. Do mesmo modo, o segundo packer assentável 82 é assentável furo acima de uma segunda área esgotada 86 para separar a terceira zona 66 da segunda zona 64.

[0025] Embora um sistema de três zonas seja ilustrado e descrito para fins ilustrativos, deve ser entendido que qualquer número de zonas pode ser separado usando o sistema de isolamento de zona 10 adicionando um número adequado de condutos secundários 48, packers assentáveis 28 e coletores distribuidores 58 ao sistema de cimentação de isolamento de zona 10. Em uma modalidade, o sistema de cimentação de isolamento de zona 10 pode ser um sistema modular no qual um número adequado de coletores distribuidores 58 e packers 28 pode ser disposto seletivamente longitudinalmente ao longo da superfície externa 32 do tubular 18 conforme necessário para dividir o anular 26 no número selecionado de zonas. Condutos secundários 48 tendo os comprimentos necessários para abranger as uma ou mais zonas podem, então, ser selecionados para conectar entre os orifícios controlados por fluxo 54 e os coletores distribuidores 58. O tubular 18 pode ser fabricado para incluir uma série de orifícios controlados por fluxo deslocados longitudinalmente 54 e um subconjunto destes orifícios 54 pode ser bloqueado se não necessário para uma operação particular. Alternativamente, uma seleção de tubulares 18 pode ser fabricada tendo números diferentes de orifícios controlados por fluxo 54.

[0026] Agora com referência às FIGS. 3 a 7, um método de utilizar o sistema de cimentação de isolamento de zona 10 dentro do poço 14 para uma operação de cimentação de múltiplas zonas é mostrado. FIG. 3ilustra um primeiro estágio 88 de pasta de cimento 22 que saiu substancialmente do equipamento flutuante 40 para o anular 26 dentro da primeira zona 62. Depois de o primeiro estágio 88 da pasta de cimento 22 ter saído do equipamento flutuante 40 ele pode encher a primeira zona 62 movendo-se na direção furo acima 90. Uma pequena quantidade ilustrativa do primeiro estágio 88 da pasta de cimento 22 é representada no furo de fluxo 24 do tubular 18, mas será empurrada para fora por um primeiro tampão 92, tal como um tampão de borracha para cimentação, que se move na direção furo abaixo 94 em direção ao equipamento flutuante 40. Em seguida ao primeiro tampão 92 está um segundo estágio 96 da pasta de cimento 22 bombeada atrás do primeiro tampão 92 e o primeiro tampão 92 será deslocado pelo segundo estágio 96 da pasta de cimento 22. O volume do primeiro estágio 88 da pasta de cimento 22 pode ser tal que ele cobrirá o máximo possível do anular 26 sem perdas antecipadas.

[0027] Com referência à FIG. 4, o remanescente do primeiro estágio 88 da pasta de cimento 22 é empurrado para o anular 26 pelo primeiro tampão 92 e o primeiro tampão 92 pode ser assentado no colar flutuante 44 do equipamento flutuante 40, bloqueando assim uma abertura 98 no equipamento flutuante 40 (mostrado nas FIGS. 1 e 2) de modo que o segundo estágio 96 da pasta de cimento 22 não possa escapar através da abertura de saída 46 do equipamento flutuante 40. O primeiro tampão 92 não bloqueia o primeiro orifício 72. O primeiro packer assentável 80 é assentado como mostrado na FIG. 4, usando pelo menos um mecanismo de assentamento para assentar o packer 80. O primeiro packer assentável 80 separa a primeira zona 62 de todas as zonas furo acima do primeiro packer assentável 80. Como o primeiro tampão 92 bloqueia o equipamento flutuante 40, a única saída para o segundo estágio 96 da pasta de cimento 22 será através do primeiro orifício controlado por fluxo 72 e para o primeiro conduto secundário 68 (mostrado nas FIGS. 1 e 2). O segundo orifício controlado por fluxo 74, bem como quaisquer orifícios controlados por fluxo adicionais 54 que não o primeiro orifício controlador por fluxo 72 permanecerão fechados. O primeiro orifício controlado por fluxo 72 pode incluir uma válvula que é controlada eletricamente ou hidraulicamente. Alternativamente, o orifício 72 pode incluir um material dissolvível ou desintegrável dentro do orifício 72 que reage a uma substância química no segundo estágio 96 da pasta de cimento 22, ao passo que o restante dos orifícios controlados por fluxo 54 não conectados a um primeiro conduto secundário 68 não reage com o produto químico no segundo estágio 96 da pasta de cimento 22, de modo que somente o primeiro orifício controlado por fluxo 72 abra em resposta ao segundo estágio 96 de pasta de cimento 22. Devido ao primeiro coletor distribuidor 76 disposto furo acima do primeiro packer assentável 80, o segundo estágio 96 da pasta de cimento 22 será redirecionado para a segunda zona 64 furo acima do primeiro packer assentável 80 pelo primeiro conduto secundário 68. Um segundo tampão 100, tal como um tampão de borracha para cimentação, segue o segundo estágio 96 da pasta de cimento 22.

[0028] Voltando agora à FIG. 5, o segundo estágio 96 de pasta de cimento 22 é mostrado representado na segunda zona 64 e o segundo tampão 100 pode assentar no primeiro tampão 92 ou em um ressalto dentro do tubular 18. O segundo tampão 100 bloqueia um terceiro estágio 102 da pasta de cimento 22 disposta furo acima do segundo tampão 100 de acessar o primeiro orifício controlado por fluxo 72. O primeiro orifício controlado por fluxo 72 pode ser fisicamente bloqueado pelo segundo tampão 100, ou o segundo tampão 100 pode ser paralisado logo furo acima do primeiro orifício controlado por fluxo 72 para bloquear acesso ao mesmo. Com referência à FIG. 6, o segundo packer assentável 82 é assentado para pelo menos separar substancialmente a segunda zona 64 de quaisquer zonas (incluindo a terceira zona 66) furo acima do segundo packer assentável 82. Um segundo orifício controlado por fluxo 74 é aberto e, como mostrado na FIG. 7, o segundo estágio 102 da pasta de cimento 22 é forçado para a terceira zona 66 através do segundo orifício controlado por fluxo 74 e do segundo conduto secundário 70. Um terceiro tampão 104, tal como um tampão de borracha de cimentação, pode seguir o terceiro estágio 102 da pasta de cimento 22 e assentar no ou furo acima do segundo tampão 100 depois de a pasta de cimento 22 do terceiro estágio 102 se mover para a segunda zona 64. O terceiro tampão 104 pode bloquear acesso fluídico ao segundo orifício controlado por fluxo 74. Após a passagem do terceiro estágio 102 da pasta de cimento 22 para o anular 26, o tubular 18 é representado como substancialmente aberto e, assim, o equipamento de produção ou outras ferramentas de fundo de poço podem ser dispostos dentro do tubular 18. Alternativamente, estágios adicionais de pasta de cimento 22 podem ser passados através do tubular 18 e para zonas adicionais como descrito anteriormente.

[0029] Assim, modalidades de sistemas e métodos foram descritas para distribuir múltiplas barreiras, tanto pasta de cimento 22 quanto packers assentáveis 28, ativadas por mecanismos diferentes, que dependem de filosofias de isolamento diferentes, proporcionando assim o melhor em técnicas de isolamento de classe para um trabalho particular. Além disso, deve ser entendido que o poço 14 pode se estender em qualquer direção, incluindo verticalmente, horizontalmente e em vários ângulos de uma superfície. Assim, o sistema 10 é também útil, numa modalidade, para suportar um tubular 18 dentro de poços horizontais longos com seções fracas. O packers assentáveis 28 retêm a pasta de cimento 22 nas zonas selecionadas. A presença dos condutos secundários 48 permitirá que a pasta de cimento 22 seja redirecionada para dificultar acessar porções do poço horizontal. Uma primeira etapa pode ser circular o poço 14 para limpar a lama gelificada antes de bombear a pasta de cimento 22 e logo antes de a pasta de cimento 22 atingir a sapata flutuante 42, os packers assentáveis 28 podem ser ativados. A pasta 22 será, então, bombeada para fora e redirecionada para a zona requerida pelos condutos secundários 48.

[0030] Abaixo estão estabelecidas algumas modalidades da divulgação anterior:

[0031] Modalidade 1:Um sistema de cimentação de isolamento de zona incluindo: um tubular tendo um eixo longitudinal e um primeiro orifício controlado por fluxo; um primeiro conduto tendo uma primeira extremidade e uma segunda extremidade, a primeira extremidade conectada fluidicamente ao primeiro orifício controlado por fluxo; um primeiro coletor distribuidor disposto para distribuir pasta de cimento exteriormente ao tubular, a segunda extremidade do primeiro conduto conectada fluidicamente ao primeiro coletor distribuidor; e um primeiro packer assentável disposto exteriormente ao tubular e disposto longitudinalmente entre o primeiro orifício controlado por fluxo e o primeiro coletor distribuidor.

[0032] Modalidade 2:O sistema de cimentação de isolamento de zona da modalidade 1, compreendendo ainda equipamento flutuante disposto numa extremidade de fundo de poço do tubular.

[0033] Modalidade 3:O sistema de cimentação de isolamento de zona da modalidade 2, ainda compreendendo primeiro e segundo tampões móveis dentro do tubular, o primeiro tampão disposto para empurrar um primeiro estágio da pasta de cimento através do equipamento flutuante e para um anular exterior ao tubular e o segundo tampão disposto para empurrar um segundo estágio de pasta de cimento através do primeiro orifício controlador por fluxo, primeiro conduto e primeiro coletor distribuidor.

[0034] Modalidade 4:O sistema de cimentação de isolamento de zona da Modalidade 3, em que o primeiro tampão é configurado para bloquear a entrada para o equipamento flutuante.

[0035] Modalidade 5:O sistema de cimentação de isolamento de zona da Modalidade 1, em que o tubular inclui ainda um segundo orifício controlado por fluxo deslocado longitudinalmente do primeiro orifício controlado por fluxo e o sistema inclui ainda: segundo conduto tendo uma primeira extremidade e uma segunda extremidade, a primeira extremidade do segundo conduto fluidicamente conectada ao segundo orifício controlador por fluxo; um segundo coletor distribuidor, a segunda extremidade do segundo conduto conectada fluidicamente ao segundo coletor distribuidor; e um segundo packer assentável disposto exteriormente ao tubular e disposto longitudinalmente entre o segundo orifício controlado por fluxo e o segundo coletor distribuidor.

[0036] Modalidade 6:O sistema de cimentação de isolamento de zona da modalidade 5, em que o segundo packer assentável é disposto entre o primeiro coletor distribuidor e o segundo coletor distribuidor.

[0037] Modalidade 7:O sistema de cimentação de isolamento de zona da modalidade 5, compreendendo ainda primeiro e segundo tampões móveis dentro do tubular, o primeiro tampão disposto para empurrar um primeiro estágio de pasta de cimento através do equipamento flutuante e para um anular exterior ao tubular e o segundo tampão disposto para empurrar um segundo estágio de pasta de cimento através do primeiro orifício controlado por fluxo, primeiro conduto e primeiro coletor distribuidor.

[0038] Modalidade 8:O sistema de isolamento de zona da modalidade 7, compreendendo ainda um terceiro tampão móvel dentro do tubular, o terceiro tampão disposto para empurrar um terceiro estágio de pasta de cimento através do segundo orifício controlado por fluxo, segundo conduto e segundo coletor distribuidor.

[0039] Modalidade 9:O sistema de cimentação de isolamento de zona da modalidade 1, em que o primeiro coletor distribuidor é em forma de anel e circunda radialmente uma superfície externa do tubular.

[0040] Modalidade 10:O sistema de cimentação de isolamento de zona da modalidade 1, em que o primeiro coletor distribuidor inclui uma pluralidade de aberturas de saída radialmente distribuídas.

[0041] Modalidade 11:O sistema de cimentação de isolamento de zona da modalidade 1, em que o primeiro conduto e o primeiro coletor distribuidor são dispostos externamente ao tubular.

[0042] Modalidade 12:Um método para isolar zonas durante uma operação de cimentação, o método compreendendo: distribuir um primeiro estágio de pasta de cimento através de um tubular e para uma primeira zona de um anular de poço; assentar um primeiro packer; e mover um segundo estágio de pasta de cimento através de um primeiro orifício controlado por fluxo no tubular, através de um primeiro conduto, para um primeiro coletor distribuidor e distribuir o segundo estágio de pasta de cimento para uma segunda zona, em que a segunda zona é separada da primeira zona pelo primeiro packer.

[0043] Modalidade 13:O método da modalidade 12, em que a distribuição de um primeiro estágio de pasta de cimento para uma primeira zona inclui passar o primeiro estágio de pasta de cimento através de equipamento flutuante e compreendendo ainda bloquear uma entrada para o equipamento flutuante usando um primeiro tampão seguinte ao primeiro estágio de pasta de cimento.

[0044] Modalidade 14:O método da modalidade 12, compreendendo ainda seguir o primeiro estágio de pasta de cimento com um primeiro tampão e bloquear a entrada na primeira zona usando o primeiro tampão.

[0045] Modalidade 15:O método da modalidade 14, compreendendo ainda seguir o segundo estágio de pasta de cimento com um segundo tampão e bloquear acesso ao primeiro orifício controlado por fluxo com o segundo tampão.

[0046] Modalidade 16:O método da modalidade 15, compreendendo ainda assentar um segundo packer e mudar um terceiro estágio de pasta de cimento para fora de um segundo orifício controlador por fluxo no tubular, através de um segundo conduto, para um segundo coletor distribuidor e distribuir o terceiro estágio de pasta de cimento para uma terceira zona, em que a terceira zona é separada da segunda zona pelo segundo packer.

[0047] Modalidade 17:O método da modalidade 12, em que a distribuição do segundo estágio de pasta de cimento para a segunda zona inclui desviar da primeira zona com o primeiro conduto.

[0048] Modalidade 18:O método da modalidade 12, compreendendo ainda, antes de distribuir o primeiro estágio de pasta de cimento através do tubular, localizar uma área enfraquecida circundada pelo poço e passar o tubular dentro do poço para alinhar o primeiro packer de anular furo acima da área enfraquecida.

[0049] Modalidade 19:O método da modalidade 12, em que o primeiro coletor distribuidor inclui uma pluralidade de aberturas de saída radialmente distribuídas para distribuir radialmente o segundo estágio de pasta de cimento substancialmente uniformemente dentro da segunda zona.

[0050] Modalidade 20:Um método para isolar zonas durante uma operação de cimentação, o método compreendendo: dispor do sistema de cimentação de isolamento de zona da reivindicação 1 dentro de um poço; distribuir um primeiro estágio de pasta de cimento através do tubular e para uma primeira zona; assentar o primeiro packer; e distribuir um segundo estágio de pasta de cimento para fora do primeiro orifício controlado por fluxo no tubular, através do primeiro conduto, para o primeiro coletor distribuidor e para uma segunda zona, em que a segunda zona é separada da primeira zona pelo primeiro packer de anular.

[0051] O uso dos termos "um(a)" e "o(a)(s)" e referentes similares no contexto de descrever a invenção (especialmente no contexto das reivindicações seguintes) será interpretado para abranger tanto o singular quanto o plural, salvo indicação em contrário neste documento ou claramente contradito pelo contexto. Além disso, deve ainda ser notado que os termos "primeiro", "segundo" e similares neste documento não denotam qualquer ordem, quantidade ou importância, mas, em vez disso, são usados para distinguir um elemento de outro. O modificador "cerca de" usado em conexão com uma quantidade é inclusivo do valor declarado e tem o significado ditado pelo contexto, (por exemplo, inclui o grau de erro associado com a medição da quantidade particular).

[0052] Os ensinamentos da presente divulgação podem ser usados em uma variedade de operações de poço. Estas operações podem envolver o uso de um ou mais agentes de tratamento para tratar uma formação, os fluidos residentes em uma formação, um furo de poço e/ou equipamentos no furo de poço, tal como tubulação de produção. Os agentes de tratamento podem estar na forma de líquidos, gases, sólidos, semissólidos e misturas dos mesmos. Agentes de tratamento ilustrativos incluem, mas não estão limitados a, fluidos de fraturamento, ácidos, vapor, água, salmoura, agentes anticorrosão, cimento, modificadores de permeabilidade, lamas de perfuração, emulsionantes, desmulsificantes, traçadores, melhoradores de fluxo, etc. Operações de poço ilustrativas incluem, mas não estão limitadas a, fraturamento hidráulico, estimulação, injeção de traçador, limpeza, acidificação, injeção de vapor, inundação de água, cimentação, etc.

[0053] Embora a invenção tenha sido descrita com referência a uma modalidade ou a modalidades exemplares, será compreendido por aqueles versados na técnica que várias mudanças podem ser feitas e equivalentes podem ser usados em lugar de elementos das mesmas sem afastamento do escopo da invenção. Além disso, muitas modificações podem ser feitas para adaptar uma situação ou material particular aos ensinamentos da invenção sem afastamento de seu escopo essencial. Portanto, pretende-se que a invenção não seja limitada à modalidade particular divulgada como o melhor modo contemplado para realizar esta invenção, mas que a invenção inclua todas as modalidades caindo dentro do escopo das reivindicações. Além disso, nos desenhos e na descrição, foram divulgadas modalidades exemplares da invenção e, embora termos específicos possam ter sido empregados eles são, a menos que indicado de outra forma, declarados num sentido genérico e descritivo apenas e não para fins de limitação, o escopo da invenção, portanto, não sendo assim limitado.

Claims

1. Sistema de cimentação de isolamento de zona (10), caracterizado pelo fato de que inclui: um tubular (18) tendo um eixo longitudinal (30), um furo de fluxo interno e um primeiro orifício controlado por fluxo (72), um anular definido entre o tubular e um furo de poço, a primeira porta de fluxo controlado disposta dentro de uma primeira zona do espaço anular; um primeiro conduto (68) posicionado radialmente exteriormente ao furo de fluxo interno, o primeiro conduto (68) tendo uma primeira extremidade (52) e uma segunda extremidade (56), a primeira extremidade (52) fluidicamente conectada ao primeiro orifício controlador por fluxo (72); um primeiro coletor distribuidor (76) em uma segunda zona do espaço anular e disposto para distribuir pasta de cimento (22) externamente ao tubular (18), a segunda extremidade (56) do primeiro conduto (68) fluidicamente conectada ao primeiro coletor distribuidor (76); e um primeiro packer assentável (80) disposto externamente ao tubular (18) e disposto longitudinalmente entre o primeiro orifício controlado por fluxo (72) e o primeiro coletor distribuidor (76), o primeiro packer curável ativável para pelo menos vedar substancialmente o anular e separar a primeira zona da segunda zona; em que o primeiro conduto se estende a partir da primeira porta de fluxo controlado, passa o primeiro packer ajustável e se estende até o primeiro coletor distribuidor e o primeiro conduto permite que a pasta de cimento saia do tubular através do primeiro orifício controlado por fluxo (72) para contornar a primeira zona e ser redirecionado para a segunda zona.

2. Sistema de cimentação de isolamento de zona (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda equipamento flutuante (40) disposto numa extremidade de fundo de poço (38) do tubular (18); em que o tubular inclui ainda um segundo orifício controlado por fluxo deslocado longitudinalmente do primeiro orifício controlado por fluxo (72) e o sistema inclui ainda: um segundo conduto tendo uma primeira extremidade e uma segunda extremidade, a primeira extremidade do segundo conduto conectada fluidamente ao segundo orifício controlado por fluxo; um segundo coletor distribuidor, a segunda extremidade do segundo conduto conectada fluidamente ao segundo coletor distribuidor; e, um segundo packer ajustável disposto externamente ao tubular e disposto longitudinalmente entre o segundo orifício controlado por fluxo e o segundo coletor distribuidor; em que o primeiro coletor distribuidor é em forma de anel e circunda radialmente uma superfície externa do tubular; em que o primeiro coletor distribuidor inclui uma pluralidade de aberturas de saída distribuídas radialmente; ou em que o primeiro conduto e o primeiro coletor distribuidor estão dispostos externamente ao tubular e dentro do anular.

3. Sistema de cimentação de isolamento de zona (10), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o segundo packer ajustável está disposto entre o primeiro coletor distribuidor e o segundo coletor distribuidor; ou em que compreende ainda primeiro e segundo tampões (92, 100) móveis dentro do tubular (18), o primeiro tampão (92) disposto para empurrar um primeiro estágio (88) de pasta de cimento ( 22) através do equipamento flutuante (40) e para a primeira zona do espaço anular (26) e o segundo tampão (100) disposto para empurrar um segundo estágio (96) de pasta de cimento (22) através do primeiro orifício controlado por fluxo (72), primeiro conduto (68), primeiro coletor distribuidor (76) e para a segunda zona do espaço anular.

4. Sistema de isolamento de zona, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um terceiro tampão móvel dentro do tubular, o terceiro tampão disposto para empurrar um terceiro estágio de pasta de cimento através do segundo orifício controlado por fluxo, segundo conduíte, segundo distribuidor distribuidor e em um terceira zona do espaço anular, a terceira zona e a segunda zona separadas pelo segundo packer ajustável.

5. Método para isolar zonas durante uma operação de cimentação, o método caracterizado pelo fato de que compreende: dispor o sistema de cimentação de isolamento de zona, de acordo com a reivindicação 1, dentro do poço; distribuir um primeiro estágio de pasta de cimento através do tubular e para a primeira zona; assentar o primeiro packer; e, distribuir um segundo estágio de pasta de cimento para fora do primeiro orifício controlado por fluxo no tubular, através do primeiro conduto, para o primeiro coletor distribuidor e para a segunda zona.

6. Sistema de cimentação de isolamento de zona (10), caracterizado pelo fato de que compreende: um tubular (18) tendo um eixo longitudinal e um primeiro orifício controlado por fluxo (72); um primeiro conduto tendo uma primeira extremidade (52) e uma segunda extremidade (56), a primeira extremidade (52) conectada fluidicamente ao primeiro orifício controlado por fluxo; um primeiro coletor distribuidor disposto para distribuir pasta de cimento externamente do tubular, a segunda extremidade (56) do primeiro conduto conectada fluidicamente ao primeiro coletor distribuidor; e um primeiro packer assentável disposto exteriormente ao tubular (18) e disposto longitudinalmente entre o primeiro orifício controlado por fluxo e o primeiro coletor distribuidor; equipamento flutuante disposto em uma extremidade de fundo de poço do tubular; e, primeiro e segundo plugues móveis dentro do tubular, o primeiro plugue arranjado para empurrar um primeiro estágio de pasta de cimento através do equipamento flutuante e em um anular, e o segundo tampão disposto para empurrar um segundo estágio de pasta de cimento através do primeiro orifício controlado por fluxo, primeiro conduto e primeiro coletor distribuidor; ou em que o primeiro tampão é configurado para bloquear a entrada no equipamento flutuante.

7. Método para isolar zonas durante uma operação de cimentação, o método caracterizado por compreender: distribuir um primeiro estágio (88) de pasta de cimento (22) através de um tubular (18) e para uma primeira zona (62) de um anular de poço (26); assentar um primeiro packer (80); e após assentar o primeiro packer e distribuir o primeiro estágio de pasta de cimento na primeira zona, mover um segundo estágio (96) de pasta de cimento (22) através de um primeiro orifício controlado por fluxo (72) no tubular (18), através de um primeiro conduto (68), para um primeiro coletor distribuidor (76) e distribuir o segundo estágio (96) de pasta de cimento (22) para uma segunda zona (64), em que a segunda zona (64) é separada da primeira zona (62) pelo primeiro packer (80), o primeiro orifício controlado por fluxo (72) está disposto na primeira zona, o primeiro coletor distribuidor está disposto na segunda zona, e o primeiro conduto conecta o primeiro orifício controlado por fluxo (72) ao primeiro coletor distribuidor; em que a distribuição de um primeiro estágio (88) de pasta de cimento (22) para uma primeira zona (62) inclui passar o primeiro estágio (88) de pasta de cimento (22) através de equipamento flutuante (40) e compreende ainda bloquear uma entrada para o equipamento flutuante (40) usando um primeiro tampão (92) seguinte ao primeiro estágio (88) de pasta de cimento (22); em que compreende ainda seguir o primeiro estágio (88) de pasta de cimento (22) com um primeiro tampão (92) e bloquear a entrada na primeira zona (62) usando o primeiro tampão (92); em que distribuir o segundo estágio de pasta de cimento na segunda zona inclui contornar a primeira zona com o primeiro conduto; em que compreende ainda, antes de entregar o primeiro estágio de pasta de cimento através do tubular, localizar uma área enfraquecida em torno do poço e executar o tubular dentro do poço para alinhar o primeiro packer anular furo acima da área enfraquecida; ou em que o primeiro coletor distribuidor inclui uma pluralidade de aberturas de saída distribuídas radialmente para distribuir radialmente o segundo estágio de pasta de cimento de maneira substancialmente uniforme dentro da segunda zona.

8. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que compreende ainda seguir o segundo estágio (96) de pasta de cimento (22) com um segundo tampão (100) e bloquear acesso ao primeiro orifício controlado por fluxo (72) com o segundo tampão (100).

9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que compreende ainda assentar um segundo packer e mover um terceiro estágio de pasta de cimento para fora de um segundo orifício controlado por fluxo no tubular, através de um segundo conduto, para um segundo coletor distribuidor e distribuir o terceiro estágio de pasta de cimento em uma terceira zona, em que a terceira zona é separada da segunda zona pelo segundo packer.