BR112018069369B1 - WELL BARRIER INTEGRITY MONITORING SYSTEMS AND METHODS - Google Patents
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Abstract
Trata-se de métodos e aparelho para determinar a condição de uma barreira (130) em uma infraestrutura de poço (100, 110). Em alguns exemplos, os dados de sensor que foram derivados de uma disposição de sensores em uma barreira (130) posicionada em uma localização em uma infraestrutura de poço (100, 110) são recebidos. Esses dados de sensor podem ser associados a condições medidas na barreira (130), tais como pressão e/ou temperatura. Os dados de composição derivados das medições da composição de fluido dentro do poço (100) também podem ser recebidos. Tais dados de composição podem ser indicativos da localização na qual o fluido esteve no poço (100). A análise de tais dados de sensor e dados de composição recebidos pode ajudar a determinar a condição da barreira (130). Em alguns exemplos, é descrito um aparelho de poço (100) que compreende uma barreira (130) para isolamento de zona, uma disposição de sensores configurada para monitorar as condições na localização da barreira (130); e um ou mais elementos rastreadores (310) configurados para interagir com fluido na localização da barreira (130) de modo a conferir propriedades identificáveis à composição do fluido.These are methods and apparatus for determining the condition of a barrier (130) in a well infrastructure (100, 110). In some examples, sensor data that was derived from a sensor array on a barrier (130) positioned at a location in a well infrastructure (100, 110) is received. This sensor data may be associated with conditions measured at the barrier (130), such as pressure and/or temperature. Composition data derived from measurements of fluid composition within the well (100) may also be received. Such compositional data may be indicative of the location at which the fluid was in the well (100). Analysis of such sensor data and incoming compositional data can help determine the condition of the barrier (130). In some examples, a well apparatus (100) is described that comprises a barrier (130) for zone isolation, a sensor array configured to monitor conditions at the location of the barrier (130); and one or more tracking elements (310) configured to interact with fluid at the location of the barrier (130) so as to impart identifiable properties to the fluid composition.
Description
[001] Os exemplos descritos se referem a sistemas, métodos e outros aparelhos para uso no monitoramento de poços e, em particular, no monitoramento de barreiras de poço.[001] The examples described refer to systems, methods and other apparatus for use in monitoring wells and, in particular, in monitoring well barriers.
[002] A fim de auxiliar o gerenciamento da produção de reservatório e maximizar o fator de recuperação, a indústria de óleo e gás adota ocasionalmente uma tecnologia de conclusão inteligente de múltiplas zonas, o que permite que produções de "zonas" de reservatório particulares sejam controladas, muitas vezes uma independente da outra. Isso pode ser obtido operando-se seletivamente uma válvula de controle ou portas nas seções de tubulação em algumas ou em todas as "zonas". A fim de fornecer isolamento de zona eficaz, algumas vezes cada zona pode ser isolada com o uso de barreiras anulares entre as seções da tubulação. A fim de entender as presentes condições na formação e na infraestrutura de poço - e operar e/ou manter o poço apropriadamente - os aspectos das zonas ou a conclusão podem ser monitorados, por exemplo, da superfície.[002] In order to assist reservoir production management and maximize the recovery factor, the oil and gas industry occasionally adopts intelligent multi-zone completion technology, which allows productions from particular reservoir "zones" to be controlled, often one independent of the other. This can be achieved by selectively operating a control valve or ports on piping sections in some or all of the "zones." In order to provide effective zone isolation, each zone can sometimes be isolated with the use of annular barriers between sections of piping. In order to understand the present conditions in the well formation and infrastructure - and operate and/or maintain the well appropriately - aspects of the zones or completion can be monitored, for example, from the surface.
[003] No entanto, a fim de fornecer controle/manutenção eficaz de conclusão inteligente ou semelhantes, pode haver uma necessidade de monitorar as condições com precisão. Adicionalmente, tal monitoramento pode ser desejado para a maioria da vida útil de qualquer poço, por exemplo, da instalação até a produção etc.[003] However, in order to provide effective control/maintenance of intelligent completion or the like, there may be a need to monitor conditions accurately. Additionally, such monitoring may be desired for the majority of the useful life of any well, e.g., from installation to production, etc.
[004] Estes antecedentes servem apenas para estabelecer uma situação para permitir que um leitor especialista entenda melhor a descrição a seguir. Portanto, a descrição acima não necessariamente deve ser interpretada com uma confirmação de que essa discussão é parte do estado da técnica ou é conhecimento geral. Um ou mais aspectos/modalidades da invenção podem ou não tratar de um ou mais dentre os problemas antecedentes.[004] This background only serves to establish a situation to allow an expert reader to better understand the following description. Therefore, the above description should not necessarily be interpreted as confirming that this discussion is part of the prior art or is general knowledge. One or more aspects/embodiments of the invention may or may not address one or more of the foregoing problems.
[005] Nos exemplos descritos, há sistemas e métodos para uso na determinação de condições em um poço. Exemplos particulares podem ser para uso na determinação de condições em barreiras associadas à infraestrutura de poço, por exemplo, com conclusões inteligentes. Os sistemas e métodos podem fornecer controle/manutenção eficaz do poço (por exemplo, e tais conclusões) e podem ajudar a monitorar as condições com precisão. Adicionalmente, tais sistemas e métodos podem ser utilizáveis para a maior parte da vida útil de qualquer poço, por exemplo, da conclusão até a produção etc.[005] In the examples described, there are systems and methods for use in determining conditions in a well. Particular examples may be for use in determining conditions at barriers associated with well infrastructure, for example with smart completions. The systems and methods can provide effective well control/maintenance (e.g., and such findings) and can help monitor conditions accurately. Additionally, such systems and methods may be usable for most of the useful life of any well, e.g., from completion to production, etc.
[006] Em alguns exemplos, é descrito um método para determinar a condição de uma barreira em uma infraestrutura de poço. O método pode compreender receber dados de sensor derivados de uma disposição de sensores em uma barreira. Essa barreira pode ser posicionada em uma localização em uma infraestrutura de poço. Os dados de sensor podem ser associados às condições medidas na barreira. O método pode compreender receber dados de composição derivados de medições da composição de fluido dentro do poço. Tais dados de composição podem ser indicativos da localização na qual o fluido esteve no poço. O método pode compreender adicionalmente analisar os dados de sensor recebidos e os dados de composição para determinar a condição da barreira.[006] In some examples, a method for determining the condition of a barrier in a well infrastructure is described. The method may comprise receiving sensor data derived from an array of sensors on a barrier. This barrier can be positioned at a location in a well infrastructure. Sensor data can be associated with conditions measured at the barrier. The method may comprise receiving composition data derived from measurements of the fluid composition within the well. Such composition data can be indicative of the location at which the fluid was in the well. The method may further comprise analyzing the received sensor data and composition data to determine the condition of the barrier.
[007] Os dados de sensor e/ou dados de composição podem ser recebidos periodicamente, por exemplo, durante a conclusão e/ou a produção do poço. Os dados de sensor/de composição podem ser recebidos periodicamente, por exemplo, por hora, por dia, por semana ou semelhantes.[007] Sensor data and/or composition data may be received periodically, for example, during well completion and/or production. The sensor/composite data may be received periodically, for example, hourly, daily, weekly, or the like.
[008] Os dados de sensor podem compreender dados de pressão e/ou de temperatura associados à barreira ou na localização da barreira (por exemplo, em uma zona particular). Os dados de composição podem compreender dados associados às propriedades identificáveis da composição de fluido (por exemplo, produto), que podem ser considerados como propriedades identificáveis com base em localização. Tais propriedades identificáveis podem ser marcadores, tais como marcadores químicos ou semelhantes. As propriedades identificáveis da composição de fluido podem ser propriedades exclusivamente identificáveis (por exemplo, específicas a uma localização no poço). Os dados de composição podem compreender dados associados a uma pluralidade de propriedades identificáveis (por exemplo, dentre as quais cada uma pode ser associada a localizações de produção de fluido no poço).[008] The sensor data may comprise pressure and/or temperature data associated with the barrier or at the location of the barrier (e.g., in a particular zone). The composition data may comprise data associated with the identifiable properties of the fluid composition (e.g., product), which may be considered as location-based identifiable properties. Such identifiable properties may be markers, such as chemical markers or the like. The identifiable properties of the fluid composition may be uniquely identifiable properties (e.g., specific to a location in the well). The composition data may comprise data associated with a plurality of identifiable properties (e.g., each of which may be associated with fluid production locations in the well).
[009] A barreira pode ser usada para fornecer isolamento de zona, isto é, isolamento de uma zona da infraestrutura de poço de outra zona. Em palavras semelhantes, a barreira pode ser configurada para isolar a primeira zona de uma segunda zona. Tal isolamento pode impedir ou inibir o movimento de fluidos ou gases ou semelhantes da primeira zona para a segunda zona e vice- versa. A barreira pode ser para uso com tubulação, tal como uma tubulação de produção, revestimento, tubulação de conclusão, tal como revestimento etc. A barreira pode ser formada entre a tubulação de poço e a formação ou reservatório correspondente. A barreira pode ser considerada como uma barreira anular. A barreira pode compreender um ou mais packers (por exemplo, dois packers espaçados axialmente na tubulação). O packer, ou cada packer, pode compreende elementos que são ativados, ou foram ativados, na presença de condições particulares de poço, tais como fluido particular em um espaço anular, por exemplo, um espaço anular formado entre a tubulação e a formação (por exemplo, packers expansíveis).[009] The barrier can be used to provide zone isolation, that is, isolation of one zone from the well infrastructure of another zone. In similar words, the barrier can be configured to isolate the first zone from a second zone. Such insulation may prevent or inhibit the movement of fluids or gases or the like from the first zone to the second zone and vice versa. The barrier may be for use with piping such as production piping, casing, completion piping such as casing etc. The barrier may be formed between the well tubing and the corresponding formation or reservoir. The barrier can be considered as an annular barrier. The barrier may comprise one or more packers (e.g., two packers spaced axially in the pipeline). The packer, or each packer, may comprise elements that are activated, or have been activated, in the presence of particular well conditions, such as particular fluid in an annular space, for example, an annular space formed between the tubing and the formation (e.g. example, expandable packers).
[010] A barreira pode ser configurada para impedir ou inibir que o fluido flua de uma primeira zona em um lado da barreira para uma segunda zona em outro lado da barreira. Os dados de sensor podem fornecer dados que informam sobre a capacidade da barreira (por exemplo, integridade da barreira ). Em palavras semelhantes, os dados de sensor podem informar sobre a possibilidade de o fluido poder fluir de uma primeira zona em um lado da barreira para uma segunda zona em um outro lado da barreira u não.[010] The barrier may be configured to prevent or inhibit fluid from flowing from a first zone on one side of the barrier to a second zone on another side of the barrier. Sensor data can provide data that informs about barrier capacity (e.g. barrier integrity). In similar words, sensor data can inform whether fluid can flow from a first zone on one side of the barrier to a second zone on another side of the barrier or not.
[011] Tais informações podem ser determinados a partir do monitoramento de da pressão e/ou temperatura do fluido na barreira. A primeira zona pode estar destinada a uma zona isolada, ao passo que a segunda zona pode estar destinada a ser uma zona de produção.[011] Such information can be determined by monitoring the pressure and/or temperature of the fluid in the barrier. The first zone may be destined to be an isolated zone, while the second zone may be destined to be a production zone.
[012] O método pode compreender autenticar ou, de outro modo, validar, os dados de sensor associados à barreira quando, adicionalmente, os dados de composição confirmam que a localização na qual o fluido é produzido é da primeira zona, ou zona isolada. O método pode compreender descartar os dados de sensor associados à barreira quando os dados de composição confirmam que a localização na qual o fluido é produzido é da segunda zona, ou zona de produção. O método pode compreender atribuir dados de sensor, associados à barreira, às condições de fluxo no poço, quando os dados de composição confirmam que a localização na qual o fluido é produzido é da segunda zona, ou zona de produção.[012] The method may comprise authenticating or otherwise validating sensor data associated with the barrier when, additionally, the composition data confirms that the location at which the fluid is produced is the first zone, or isolated zone. The method may comprise discarding the sensor data associated with the barrier when the composition data confirms that the location at which the fluid is produced is the second zone, or production zone. The method may comprise assigning sensor data, associated with the barrier, to flow conditions in the well, when the composition data confirms that the location at which the fluid is produced is from the second zone, or production zone.
[013] O método pode compreender adicionalmente sinalizar um estado de alerta. Tal estado de alerta pode ser sinalizado caso os dados de composição confirmem que a localização na qual o fluido é produzido é da primeira zona, ou zona isolada.[013] The method may additionally comprise signaling an alert state. Such an alert state can be signaled if the composition data confirms that the location in which the fluid is produced is in the first zone, or isolated zone.
[014] O método pode compreender, inicialmente, usar essencialmente os dados de sensor recebidos para determinar as condições na barreira e, subsequentemente, usar essencialmente os dados de composição para determinar as condições na barreira. Por exemplo, o método pode compreender, inicialmente, usar essencialmente os dados de sensor recebidos durante instalação/conclusão e, subsequentemente, usar os dados de composição durante produção (por exemplo, posteriormente, durante produção).[014] The method may comprise, initially, essentially using the received sensor data to determine the conditions at the barrier, and subsequently, essentially using the composition data to determine the conditions at the barrier. For example, the method may comprise initially using essentially the sensor data received during installation/completion and subsequently using the composition data during production (e.g., later during production).
[015] Os dados de sensor podem ser recebidos de uma trajetória de sinal que é cabeada, sem fio ou uma combinação das mesmas. A disposição de sensores pode compreender um ou mais sensores, sendo que cada sensor é configurado para medir condições na localização da barreira, ou no interior da mesma. A disposição de sensores pode ser dotada de tubulação de poço (por exemplo, integrada com a tubulação de poço ou, de outro modo, afixada à mesma). A disposição de sensores pode ser fornecida em uma superfície externa de tal tubulação. A disposição de sensores pode compreender uma fonte de alimentação, tal como um conjunto de baterias, para alimentar um transmissor etc, para comunicar sinais à superfície ou semelhantes.[015] Sensor data can be received from a signal path that is wired, wireless, or a combination thereof. The sensor array may comprise one or more sensors, each sensor being configured to measure conditions at or within the location of the barrier. The sensor array may be provided with well piping (e.g., integrated with the well piping or otherwise affixed thereto). The sensor arrangement may be provided on an external surface of such piping. The sensor array may comprise a power source, such as a battery pack, for powering a transmitter, etc., for communicating signals to the surface or the like.
[016] Os dados de sensor recebidos podem ser comunicados com o uso de uma trajetória de sinal que compreende parte da tubulação de poço (por exemplo, a tubulação de conclusão e/ou de produção etc.). Os dados de sensor podem ser recebidos ou, de outro modo, extraídos da tubulação de poço. Os dados de sensor podem ter sido comunicados ou, de outro modo, injetados, na tubulação de poço para recepção subsequente. Em outras palavras semelhantes, os dados de sensor podem ter sido comunicados de uma zona isolada, para recepção subsequente, com o uso da tubulação. Os dados de sensor recebidos podem ser recebidos na superfície.[016] Received sensor data may be communicated using a signal path comprising part of the well tubing (e.g., completion and/or production tubing, etc.). Sensor data may be received or otherwise extracted from the well tubing. The sensor data may have been communicated, or otherwise injected, into the well tubing for subsequent reception. In other similar words, sensor data may have been communicated from an isolated zone for subsequent reception using piping. The received sensor data can be received at the surface.
[017] A composição de fluido pode ser indicativa da localização na qual o fluido esteve no poço devido a uma interação (ou falta da mesma) do fluido com um ou mais elementos rastreadores na barreira. Tais elementos rastreadores podem ser configurados para liberar marcadores no fluido quando estiverem em contato com o fluido. Os elementos rastreadores podem ser fornecidos em um primeiro lado da barreira (por exemplo, em um lado isolado). Os elementos rastreadores podem ser fornecidos junto das disposições de sensor.[017] The fluid composition may be indicative of the location at which the fluid was in the well due to an interaction (or lack thereof) of the fluid with one or more tracking elements in the barrier. Such tracking elements may be configured to release tracers into the fluid when they come into contact with the fluid. Tracking elements can be provided on a first side of the barrier (e.g. on an insulated side). Tracking elements can be provided together with the sensor arrangements.
[018] O método pode compreender adicionalmente receber dados de sensor da infraestrutura de poço (por exemplo, diretamente). O método pode compreender medir a composição do fluido (por exemplo, fluido produzido) para fornecer dados de composição. Alternativamente, o método pode compreender receber dados de sensor/de composição remotamente.[018] The method may further comprise receiving sensor data from the well infrastructure (e.g., directly). The method may comprise measuring the composition of the fluid (e.g., produced fluid) to provide compositional data. Alternatively, the method may comprise receiving sensor/composition data remotely.
[019] O método pode compreender adicionalmente comunicar os dados de sensor de uma localização de barreira para recepção e análise subsequentes (por exemplo, na superfície).[019] The method may further comprise communicating sensor data from a barrier location for subsequent reception and analysis (e.g., at the surface).
[020] Em alguns exemplos, são descritos métodos para determinar a condição de múltiplas barreiras em uma ou mais infraestrutura de poço. Em alguns exemplos, é descrito um método para determinar a condição de uma barreira em uma infraestrutura de poço, sendo que o método compreende:[020] In some examples, methods for determining the condition of multiple barriers in one or more well infrastructure are described. In some examples, a method for determining the condition of a barrier in a well infrastructure is described, the method comprising:
[021] receber dados de sensor derivados de uma disposição de sensores em uma barreira posicionada em uma localização em uma infraestrutura de poço, sendo que os dados de sensor são associados a condições medidas na barreira;[021] receiving sensor data derived from an array of sensors on a barrier positioned at a location in a well infrastructure, wherein the sensor data is associated with conditions measured at the barrier;
[022] receber dados de composição derivados das medições da composição de fluido dentro do poço, sendo que os dados de composição são indicativos da localização na qual o fluido esteve no poço; e[022] receive composition data derived from measurements of the fluid composition within the well, with the composition data being indicative of the location at which the fluid was in the well; It is
[023] analisar os dados de sensor e dados de composição recebidos para determinar a condição da barreira.[023] analyze the received sensor data and composition data to determine the condition of the barrier.
[024] Em alguns exemplos, é descrito um método para determinar - ou para permitir a determinação - a condição de uma barreira em uma infraestrutura de poço.[024] In some examples, a method is described for determining - or for allowing determination - the condition of a barrier in a well infrastructure.
[025] O método pode compreender coletar dados de sensor de uma disposição de sensores em uma barreira posicionada em uma localização em uma infraestrutura de poço. Esses dados de sensor são associados às condições medidas na barreira.[025] The method may comprise collecting sensor data from an array of sensors on a barrier positioned at a location in a well infrastructure. This sensor data is associated with the conditions measured at the barrier.
[026] O método pode compreender coletar amostras de fluido para obter dados de composição das medições da composição de fluido dentro do poço. Esses dados de composição podem ser indicativos da localização na qual o fluido esteve no poço.[026] The method may comprise collecting fluid samples to obtain composition data from fluid composition measurements within the well. This composition data can be indicative of the location at which the fluid was in the well.
[027] O método pode compreender comunicar os dados de sensor, amostras de fluido e/ou dados de composição coletados a fim de permitir a determinação subsequente da condição da barreira com o uso dos dados de sensor e dados de composição comunicados.[027] The method may comprise communicating the collected sensor data, fluid samples and/or composition data in order to enable subsequent determination of the condition of the barrier using the communicated sensor data and composition data.
[028] Qualquer um dentre as amostras de fluido, os dados de composição e/ou os dados de sensor podem ser coletados localmente na infraestrutura de poço e comunicado a uma localização remota para análise e determinação subsequentes da barreira condição.[028] Any of the fluid samples, composition data and/or sensor data can be collected locally in the well infrastructure and communicated to a remote location for subsequent analysis and determination of barrier condition.
[029] Em alguns exemplos, é descrito um método para determinar a condição de uma barreira em uma infraestrutura de poço, sendo que o método compreende:[029] In some examples, a method for determining the condition of a barrier in a well infrastructure is described, the method comprising:
[030] coletar dados de sensor de uma disposição de sensores em uma barreira posicionada em uma localização em uma infraestrutura de poço, sendo que os dados de sensor são associados a condições medidas na barreira;[030] collecting sensor data from an array of sensors on a barrier positioned at a location in a well infrastructure, wherein the sensor data is associated with conditions measured at the barrier;
[031] coletar amostras de fluido de composição de fluido dentro do poço a fim de fornecer dados de composição, sendo que os dados de composição são indicativos da localização na qual o fluido esteve no poço; e[031] collect fluid composition fluid samples within the well in order to provide composition data, the composition data being indicative of the location at which the fluid was in the well; It is
[032] comunicar os dados de sensor e amostras de fluido e/ou dados de composição coletados a fim de permitir determinação subsequente da condição da barreira com o uso dos dados de sensor e dados de composição.[032] communicate the collected sensor data and fluid samples and/or composition data in order to allow subsequent determination of the condition of the barrier using the sensor data and composition data.
[033] Em alguns exemplos, é descrito um sistema de monitoramento configurado para determinar a condição de uma barreira em uma infraestrutura de poço. O sistema de monitoramento pode ser configurado para receber dados de sensor derivados de uma disposição de sensores em uma barreira posicionada em uma localização em uma infraestrutura de poço. Esses dados de sensor podem ser associados a condições medidas nessa barreira. O sistema pode ser configurado para receber os dados de composição derivados das medições da composição de fluido dentro de um poço. Esses dados de composição podem ser indicativos da localização na qual o fluido esteve no poço. O sistema de monitoramento pode ser configurado para analisar dados de sensor recebidos e dados de composição para determinar a condição de uma barreira.[033] In some examples, a monitoring system configured to determine the condition of a barrier in a well infrastructure is described. The monitoring system may be configured to receive sensor data derived from an array of sensors on a barrier positioned at a location in a well infrastructure. This sensor data can be associated with conditions measured at this barrier. The system can be configured to receive composition data derived from measurements of fluid composition within a well. This composition data can be indicative of the location at which the fluid was in the well. The monitoring system may be configured to analyze received sensor data and composition data to determine the condition of a barrier.
[034] O sistema de monitoramento pode ser configurado para receber dados de sensor e dados de composição na infraestrutura de poço ou remotamente à infraestrutura (por exemplo, dados recebidos por meio de uma conexão de rede ou semelhantes). Em alguns exemplos, os dados de sensor junto dos dados de composição podem ser coletados na infraestrutura de poço e, subsequentemente, comunicados remotamente ao sistema de monitoramento para recepção e análise a fim de determinar as condições associadas a uma barreira.[034] The monitoring system can be configured to receive sensor data and composition data at the well infrastructure or remotely to the infrastructure (e.g., data received via a network connection or the like). In some examples, sensor data along with composition data may be collected at the well infrastructure and subsequently communicated remotely to the monitoring system for reception and analysis to determine conditions associated with a barrier.
[035] Em alguns exemplos, é descrita uma infraestrutura de poço que compreende pelo menos uma barreira, por exemplo, destinada para fornecer isolamento de zona, junto de uma disposição de sensores e elementos rastreadores ambos posicionados na barreira. A disposição de sensores pode ser configurada para monitorar condições na barreira e comunicar dados de sensor associados a essas condições para recepção subsequente. Os elementos rastreadores podem ser configurados para interagir com fluido na localização da barreira de modo a transmitir propriedades identificáveis à composição do fluido. A infraestrutura pode compreender adicionalmente um sistema de monitoramento configurado para receber dados de sensor da disposição de sensores e para monitorar a composição de fluido que é produzida pela infraestrutura de poço de modo fornecer dados de composição associados à composição do fluido no poço. O sistema de dados pode ser configurado adicionalmente para analisar os dados de sensor e os dados de composição para determinar a condição da pelo menos uma barreira.[035] In some examples, a well infrastructure is described comprising at least one barrier, for example, intended to provide zone isolation, together with an array of sensors and tracking elements both positioned on the barrier. The sensor array may be configured to monitor conditions at the barrier and communicate sensor data associated with those conditions for subsequent reception. The tracking elements may be configured to interact with fluid at the barrier location to impart identifiable properties to the fluid composition. The infrastructure may further comprise a monitoring system configured to receive sensor data from the sensor array and to monitor the fluid composition that is produced by the well infrastructure so as to provide composition data associated with the composition of the fluid in the well. The data system may be further configured to analyze the sensor data and the composition data to determine the condition of the at least one barrier.
[036] A barreira pode ser uma barreira anular fornecida por um ou mais packers. A barreira pode ser fornecida junto de uma tubulação de conclusão de poço, ou semelhantes. O sensor e elementos podem fornecidos em um lado isolado da barreira, por exemplo, isolados de influxo de produção.[036] The barrier may be an annular barrier provided by one or more packers. The barrier may be provided along with well completion piping, or the like. The sensor and elements can be provided on an isolated side of the barrier, for example isolated from production inflow.
[037] Em alguns exemplos, é descrito um aparelho de poço. O aparelho pode compreender uma barreira configurada em uso para fornecer isolamento, tal como isolamento de zona. O aparelho pode compreender uma disposição de sensores configurada para monitorar condições na localização da barreira. O aparelho pode compreender um ou mais elementos rastreadores configurados para interagir com o fluido na localização da barreira, por exemplo, de modo a conferir propriedades identificáveis à composição do fluido.[037] In some examples, a well apparatus is described. The apparatus may comprise a barrier configured in use to provide isolation, such as zone isolation. The apparatus may comprise an array of sensors configured to monitor conditions at the location of the barrier. The apparatus may comprise one or more tracking elements configured to interact with the fluid at the location of the barrier, for example, so as to impart identifiable properties to the fluid composition.
[038] A disposição de sensores pode ser configurada para medir pressão e/ou temperatura na barreira. Os elementos rastreadores podem ser configurados para conferir propriedades exclusivamente identificáveis à composição do fluido. Tais propriedades identificáveis podem ser marcadores, tais como marcadores químicos, ou semelhantes, que podem fornecer propriedades exclusivamente identificáveis da composição.[038] The sensor array can be configured to measure pressure and/or temperature in the barrier. Tracer elements can be configured to impart uniquely identifiable properties to the fluid composition. Such identifiable properties may be markers, such as chemical markers, or the like, which may provide uniquely identifiable properties of the composition.
[039] O aparelho pode ser compreendido com a tubulação ou, de outro modo, montado na mesma.[039] The apparatus can be included with the piping or otherwise mounted on it.
[040] A barreira pode ser configurada para fornecer isolamento de zona em uso, isto é, isolamento de uma zona de uma infraestrutura de poço contra outra zona. Em palavras semelhantes, a barreira pode ser configurada para isolar a primeira zona de uma segunda zona. A tubulação pode ser uma tubulação de conclusão, revestimento, tubulação de produção ou semelhantes.[040] The barrier can be configured to provide zone isolation in use, that is, isolation of one zone of a well infrastructure against another zone. In similar words, the barrier can be configured to isolate the first zone from a second zone. The piping may be completion piping, casing, production piping, or the like.
[041] A barreira pode ser configurada para ativar a partir da tubulação, tal como revestimento, em direção a qualquer formação correspondente, por exemplo, a fim de vedar uma seção do poço contra outra. A barreira pode ser considerada para fornecer uma barreira anular. A barreira pode compreender um ou mais packers (por exemplo, dois packers espaçados axialmente na tubulação). O packer, ou cada packer, pode compreender elementos que são configurados para serem ativados na presença de condições particulares de poço, tais como fluido particular no espaço anular formado entre a tubulação e formação (por exemplo, packers expansíveis) ou tais como uma pressão particular na tubulação e/ou espaço anular (por exemplo, a pressão aplicada da superfície).[041] The barrier can be configured to activate from the tubing, such as casing, towards any corresponding formation, for example, in order to seal one section of the well against another. The barrier may be considered to provide an annular barrier. The barrier may comprise one or more packers (e.g., two packers spaced axially in the pipeline). The packer, or each packer, may comprise elements that are configured to activate in the presence of particular well conditions, such as particular fluid in the annular space formed between the tubing and formation (e.g., expandable packers) or such as a particular pressure. in the piping and/or annular space (e.g., applied surface pressure).
[042] A barreira pode ser configurada para impedir ou inibir que o fluido flua de uma primeira zona em um lado da barreira para uma segunda zona em outro lado da barreira. A primeira zona pode estar destinada a uma zona isolada, ao passo que a segunda zona pode estar destinada a ser uma zona de produção.[042] The barrier may be configured to prevent or inhibit fluid from flowing from a first zone on one side of the barrier to a second zone on another side of the barrier. The first zone may be destined to be an isolated zone, while the second zone may be destined to be a production zone.
[043] A disposição de sensores pode compreender um ou mais sensores, sendo que cada sensor é configurado para medir condições na localização da barreira, ou no interior da mesma. A disposição de sensores pode ser dotada de tubulação de poço (por exemplo, integrada com a tubulação de poço ou, de outro modo, afixada à mesma). A disposição de sensores pode ser fornecida em uma superfície externa da tubulação. A disposição de sensores pode compreender uma fonte de alimentação, tal como um conjunto de baterias, por exemplo, para alimentar um transmissor para comunicar sinais à superfície ou semelhantes.[043] The sensor arrangement may comprise one or more sensors, each sensor being configured to measure conditions at or within the location of the barrier. The sensor array may be provided with well piping (e.g., integrated with the well piping or otherwise affixed thereto). The sensor arrangement may be provided on an external surface of the pipeline. The sensor array may comprise a power source, such as a battery pack, for example, to power a transmitter for communicating signals to the surface or the like.
[044] A disposição de sensores pode ser configurada para comunicação sem fio na medida que a disposição não precisa transmitir dados com o uso de um caminho de comunicação cabeado dedicado. Em palavras semelhantes, a disposição de sensores pode ser configurada para se comunicar de modo sem fio através da barreira. Em alguns exemplos, a disposição de sensores pode ser configurada para se comunicar com o uso de uma trajetória de sinal que compreende a tubulação (por exemplo, a tubulação de conclusão e/ou de produção, etc.). A disposição de sensores pode ser configurada para se comunicar com a tubulação para recepção subsequente ou, de outro modo, pode ser injetada na mesma. Em outras palavras semelhantes, os dados de sensor podem ser comunicados de uma zona isolada, para recepção subsequente, com o uso da tubulação. Os dados de sensor recebidos podem ser recebidos na superfície.[044] The sensor array can be configured for wireless communication as the array does not need to transmit data using a dedicated wired communication path. In similar words, the sensor array can be configured to communicate wirelessly across the barrier. In some examples, the sensor array may be configured to communicate using a signal path comprising piping (e.g., completion and/or production piping, etc.). The sensor array may be configured to communicate with the pipeline for subsequent reception or may otherwise be injected into the pipeline. In other similar words, sensor data can be communicated from an isolated zone for subsequent reception using piping. The received sensor data can be received at the surface.
[045] A composição de fluido pode ser indicativa da localização na qual o fluido esteve no poço devido a uma interação (ou falta da mesma) do fluido com um ou mais elementos rastreadores na barreira. Tais elementos rastreadores podem ser configurados para liberar marcadores no fluido quando estiverem em contato com o fluido. Os elementos rastreadores podem ser fornecidos em um primeiro lado da barreira (por exemplo, junto das disposições de sensor).[045] The fluid composition may be indicative of the location at which the fluid was in the well due to an interaction (or lack thereof) of the fluid with one or more tracking elements in the barrier. Such tracking elements may be configured to release tracers into the fluid when they come into contact with the fluid. The tracking elements can be provided on a first side of the barrier (for example, next to the sensor arrangements).
[046] Em alguns exemplos, é descrita uma tubulação de poço, tal como revestimento, que compreende:[046] In some examples, a well tubing, such as casing, is described, comprising:
[047] uma barreira configurada em uso para fornecer isolamento, tal como isolamento de zona, uma disposição de sensores configurada para monitorar condições na localização da barreira; e[047] a barrier configured in use to provide isolation, such as zone isolation, a sensor array configured to monitor conditions at the location of the barrier; It is
[048] um ou mais elementos rastreadores configurados para interagir com fluido na localização da barreira de modo a conferir propriedades identificáveis à composição do fluido.[048] one or more tracking elements configured to interact with fluid at the location of the barrier in order to impart identifiable properties to the fluid composition.
[049] Em alguns exemplos adicionais descritos, há um método para validar dados de um sensor associados a uma barreira anular em um poço que compreende:[049] In some additional examples described, there is a method for validating data from a sensor associated with an annular barrier in a well comprising:
[050] receber, por meio de comunicação cabeada ou sem fio, dados de um sensor, os dados associados a condições monitoradas no espaço anular barreira;[050] receiving, via wired or wireless communication, data from a sensor, data associated with monitored conditions in the barrier annular space;
[051] comparar os dados à composição de fluido que é produzida do poço; e[051] compare the data to the fluid composition that is produced from the well; It is
[052] validar os dados do sensor com base na composição de fluido.[052] validate sensor data based on fluid composition.
[053] Em alguns exemplos, é descrito um kit de partes que compreende tubulação, disposições de sensor e elementos rastreadores configurados, quando montados, para fornecer qualquer um dentre os sistemas/aparelho acima. O kit de partes pode ser fornecido com instruções de montagem/uso.[053] In some examples, a kit of parts comprising piping, sensor arrangements and tracking elements configured, when assembled, to provide any of the above systems/apparatus is described. The parts kit may be supplied with assembly/use instructions.
[054] Em alguns exemplos, é descrito um produto de programa de computador que, quando programados em um controlador adequado, configura o controlador para realizar quaisquer métodos divulgados no presente documento. Pode ser fornecido uma mídia transportadora, tal como uma mídia transportadora física ou tangível e/ou não transiente, que compreende o produto de programa de computador. A mídia transportadora pode ser uma mídia transportadora legível por computador.[054] In some examples, a computer program product is described that, when programmed into a suitable controller, configures the controller to perform any methods disclosed herein. A carrier media, such as a physical or tangible and/or non-transient carrier media, comprising the computer program product may be provided. The carrier media may be computer-readable carrier media.
[055] A invenção inclui um ou mais aspectos, modalidades ou recursos correspondentes isolados ou em várias combinações estejam ou não declarados (incluindo reivindicados) especificamente nessa combinação ou isolados. Conforme será observado, os recursos associados às modalidades recitadas particulares em relação aos sistemas podem ser igualmente apropriados como recursos de modalidades especificamente em relação aos métodos de operação ou uso e vice-versa.[055] The invention includes one or more corresponding aspects, modalities or features alone or in various combinations whether or not declared (including claimed) specifically in that combination or isolated. As will be noted, features associated with particular recited embodiments in relation to systems may be equally appropriate as features of embodiments specifically in relation to methods of operation or use, and vice versa.
[056] Será observado que uma ou mais modalidades/aspectos podem ser úteis no controle/manutenção eficaz de um poço (por exemplo, e taus conclusões) e podem auxiliar no monitoramento preciso de condições, por exemplo, ao longo da vida útil de qualquer poço, por exemplo, da conclusão até a produção etc.[056] It will be noted that one or more modalities/aspects may be useful in the effective control/maintenance of a well (e.g., and such conclusions) and may assist in accurately monitoring conditions, for example, throughout the useful life of any well, for example, from completion to production, etc.
[057] O sumário acima serve apenas a título de exemplo e não de limitação.[057] The summary above serves only as an example and not as a limitation.
[058] Uma descrição é fornecida agora, a título de exemplo apenas, com referência aos desenhos anexos nos quais:-[058] A description is now provided, by way of example only, with reference to the accompanying drawings in which:-
[059] A Figura 1 mostra um exemplo da infraestrutura de poço que compreende tubulação isolada com o uso de barreiras e um sistema de monitoramento; e[059] Figure 1 shows an example of well infrastructure that comprises isolated piping with the use of barriers and a monitoring system; It is
[060] As Figuras 2a e 2b mostram detalhes adicionais da tubulação/barreira e do sistema de monitoramento.[060] Figures 2a and 2b show additional details of the piping/barrier and the monitoring system.
[061] A Figura 1 mostra uma representação exemplificativa de uma infraestrutura de poço de múltiplas zonas 100, na qual as seções da infraestrutura de poço 100 podem ser consideradas como isoladas uma da outra de modo a permitir o influxo controlado do produto ou a injeção de fluidos/gases de/para uma formação 200.[061] Figure 1 shows an exemplary representation of a multi-zone well infrastructure 100, in which sections of the well infrastructure 100 can be considered to be isolated from each other so as to allow controlled product influx or injection of fluids/gases to/from a formation 200.
[062] Para facilitar a referência, alguns dos exemplos foram descritos especificamente em relação às infraestruturas de poço 100 com o uso de barreiras não cimentadas entre revestimento e formação, e o monitoramento da condição de tais barreiras. No entanto, um leitor versado observará que a em outros exemplos os sistemas e métodos descritos no presente documento também podem ser usados com o monitoramento de outras barreiras, tais como aquelas fornecidas entre outros ou múltiplos espaços anulares de poço (por exemplo, barreiras entre tubulação de produção e revestimento ou outra tal tubulação). De modo semelhante, embora possa-se considerar que a infraestrutura de poço 100 da Figura 1 mostra uma configuração de poço desviada ou horizontal, será observado que em outros exemplos, os sistemas e métodos podem ser usados em seções verticais ou quase verticais do poço e, de fato, em furos-mãe e/ou laterais.[062] For ease of reference, some of the examples have been described specifically in relation to well infrastructures 100 with the use of uncemented barriers between casing and formation, and monitoring the condition of such barriers. However, a skilled reader will note that in other examples the systems and methods described herein can also be used with monitoring other barriers, such as those provided between other or multiple well annular spaces (e.g., barriers between piping production and coating or other such piping). Similarly, although well infrastructure 100 of Figure 1 may be considered to show a deviated or horizontal well configuration, it will be noted that in other examples, the systems and methods may be used in vertical or near-vertical sections of the well and , in fact, in mother and/or side holes.
[063] Além disso, os exemplos descritos foram fornecidos com referência à produção de óleo e gás, porém, evidentemente, em outros exemplos, os sistemas e métodos podem ser usados com outro fluido que é produzido e/ou injetado.[063] Furthermore, the examples described were provided with reference to oil and gas production, however, evidently, in other examples, the systems and methods can be used with another fluid that is produced and/or injected.
[064] A Figura 1 mostra uma representação simplificada da infraestrutura de poço 100 que compreende a tubulação 110 que percorre da superfície até uma formação subterrânea que porta hidrocarbonetos 200. Em várias seções da infraestrutura 100, pode haver múltiplos espaços anulares, conforme será observado. No entanto, para facilidade de representação, apenas uma única tubulação 110 é mostrada - embora possa compreender tubulação de produção, revestimento etc. Nos exemplos descritos abaixo, é dada atenção ao uso de barreiras que podem ser formadas entre a tubulação 110 e a formação. Em tais exemplos, tal tubulação 110 pode ser considerada como o revestimento da infraestrutura de poço, conforme será observado pelo leitor especialista.[064] Figure 1 shows a simplified representation of the well infrastructure 100 comprising tubing 110 that runs from the surface to an underground formation carrying hydrocarbons 200. In various sections of the infrastructure 100, there may be multiple annular spaces, as will be seen. However, for ease of representation, only a single piping 110 is shown - although it may comprise production piping, casing, etc. In the examples described below, attention is given to the use of barriers that can be formed between the pipeline 110 and the formation. In such examples, such tubing 110 may be considered as the casing of the well infrastructure, as will be noted by the expert reader.
[065] Nesse exemplo, a tubulação 110 percorre horizontalmente através de uma seção da formação 200, conforme mostrado, e permite o fluxo seletivo do produto da formação 200 para a tubulação 110 para produção para a superfície 120. Nesse caso, em vez de um espaço anular cimentado entre a tubulação 110 (por exemplo, revestimento) e a formação 200, as barreiras não cimentadas anulares 130 são fornecidas, o que define uma pluralidade de zonas 140a, 140b, 104c, ao longo de parte do comprimento da tubulação 110 e, nesse exemplo, entre a tubulação 110 e a formação 200.[065] In this example, tubing 110 runs horizontally through a section of formation 200, as shown, and allows selective flow of formation product 200 to tubing 110 for production to surface 120. In this case, instead of a cemented annular space between the tubing 110 (e.g. casing) and the formation 200, annular uncemented barriers 130 are provided which define a plurality of zones 140a, 140b, 104c, along part of the length of the tubing 110 and , in this example, between pipe 110 and formation 200.
[066] No presente contexto, a formação 200 pode ser considerada como uma formação de carbonato ou uma formação fraturada ou semelhantes. Conforme será observado, tais formações 200 podem apresentar desafios particulares durante a obtenção de uma colocação eficaz de cimento e ligação entre a tubulação (por exemplo, revestimento) e formação 200. Esses desafios são acentuados adicionalmente quando as infraestruturas de poço 100 são profundas e têm trajetórias complexas. Os problemas com a obtenção de uma colocação eficaz de cimento incluem cimento contaminado, canalização através do cimento e circulação perdida do cimento nas fraturas na formação.[066] In the present context, formation 200 can be considered as a carbonate formation or a fractured formation or the like. As will be noted, such formations 200 can present particular challenges when achieving effective cement placement and bonding between tubing (e.g., casing) and formation 200. These challenges are further accentuated when well infrastructures 100 are deep and have complex trajectories. Problems with achieving effective cement placement include contaminated cement, channeling through the cement, and lost circulation of cement to fractures in the formation.
[067] Portanto, nesse caso, em vez de fornecer o cimento convencional, barreiras alternativas não cimentadas 130 são fornecidas. No presente contexto, pode-se considerar que cada barreira 130 compreende packers expansíveis, configurados para expandir na presença de fluidos especificados, tais como água ou óleo. No entanto, podem ser usados packers alternativos/adicionais atuados mecanicamente que são definidos pela aplicação de pressão ou por outros meios mecânicos.[067] Therefore, in this case, instead of providing conventional cement, alternative uncemented barriers 130 are provided. In the present context, each barrier 130 may be considered to comprise expandable packers, configured to expand in the presence of specified fluids, such as water or oil. However, alternative/additional mechanically actuated packers that are set by applying pressure or other mechanical means may be used.
[068] Durante a instalação e produção, cada barreira 130 está destinada a fornecer isolamento de zona. Ao fazer isso, a produção e/ou injeção em cada zona podem ser controladas (por exemplo, com o uso de portas ou válvulas de controle na tubulação 110, conforme é conhecido). No entanto, para que tais conclusões inteligentes de múltiplas zonas sejam eficazes, então, a integridade das barreiras 130 devem ser mantidas, quando possível. De outro modo, qualquer violação da integridade dessas barreiras 130 podem resultar na ineficácia de sistemas de conclusão inteligente de alto custo.[068] During installation and production, each barrier 130 is intended to provide zone isolation. By doing so, production and/or injection in each zone can be controlled (e.g., with the use of gates or control valves in piping 110, as is known). However, for such intelligent multi-zone completions to be effective, then the integrity of the barriers 130 must be maintained when possible. Otherwise, any violation of the integrity of these barriers 130 may result in the ineffectiveness of high-cost smart completion systems.
[069] Pelo menos por esse motivo, pode ser útil monitorar a condição das barreiras (e isolamento de zona), por exemplo, a fim de garantir que a integridade esteja sendo mantida. Isso pode ser desejável durante instalação de estágio precoce, teste de produção e injeção e para uma observação a longo prazo que se estende ao longo dos anos.[069] For this reason at least, it may be useful to monitor the condition of barriers (and zone isolation), for example, in order to ensure that integrity is being maintained. This may be desirable during early stage installation, production and injection testing, and for long-term observation extending over years.
[070] Considerando-se agora a Figura 2a, que mostra uma seção da tubulação 110 da infraestrutura de poço 100 da Figura 1. No presente contexto, as barreiras 130 podem ser consideradas como fornecidas na superfície externa da tubulação 110 (por exemplo, revestimento) e são configuradas para ser ativada da tubulação 110 em direção à formação 200 a fim de vedar uma seção do poço 100 contra outra. No presente contexto, as barreiras 130 fornecem uma barreira anular. As barreiras podem compreender packers expansíveis ou semelhantes configurados para serem ativados na presença de condições particulares de poço, tais como fluido particular no espaço anular formado entre tubulação 100 e formação 200.[070] Now considering Figure 2a, which shows a section of tubing 110 of the well infrastructure 100 of Figure 1. In the present context, barriers 130 can be considered to be provided on the outer surface of tubing 110 (e.g. casing ) and are configured to be activated from the tubing 110 towards the formation 200 in order to seal one section of the well 100 against another. In the present context, barriers 130 provide an annular barrier. The barriers may comprise expandable packers or the like configured to be activated in the presence of particular well conditions, such as particular fluid in the annular space formed between tubing 100 and formation 200.
[071] No presente contexto, as barreiras 130 são configuradas para inibir ou impedir que o fluido flua de uma primeira zona 150 em um lado de uma barreira 130 para uma segunda zona 160 em outro lado da barreira 130 (ou, de fato, para uma terceira zona). Nesse exemplo, a primeira zona 150 pode ser considerada como uma zona isolada, ao passo que a segunda zona 160 pode ser considerada como uma zona de produção.[071] In the present context, barriers 130 are configured to inhibit or prevent fluid from flowing from a first zone 150 on one side of a barrier 130 to a second zone 160 on another side of the barrier 130 (or, in fact, to a third zone). In this example, the first zone 150 can be considered as an isolated zone, while the second zone 160 can be considered as a production zone.
[072] No presente contexto, uma disposição de sensores 300 é posicionada dentro da primeira zona 150 e é configurada para medir condições, tais como pressão e/ou temperatura, na barreira 130 (por exemplo, na primeira zona 150) e fornecer dados de sensor de modo correspondente. Será observado que a disposição de sensores 300 pode compreender um ou mais sensores, sendo que cada sensor é configurado para medir condições particulares na localização da barreira 130/zona 150 ou no interior da mesma. Em alguns exemplos, a disposição de sensores 300 será dotada de uma tubulação de poço 110 (por exemplo, integrada com a tubulação de poço ou, de outro modo, afixada à mesma) antes de percorrer no poço. Conforme mostrado no presente documento, a disposição de sensores 300 é fornecida em uma superfície externa da tubulação 110. A disposição de sensores 300 pode compreender uma fonte de alimentação, tal como um conjunto de baterias, por exemplo, para alimentar um transmissor para comunicar sinais à superfície, ou semelhantes.[072] In the present context, an array of sensors 300 is positioned within the first zone 150 and is configured to measure conditions, such as pressure and/or temperature, in the barrier 130 (e.g., in the first zone 150) and provide feedback data. corresponding mode sensor. It will be appreciated that the sensor array 300 may comprise one or more sensors, each sensor being configured to measure particular conditions at or within the location of the barrier 130/zone 150. In some examples, the sensor array 300 will be provided with a well tubing 110 (e.g., integrated with the well tubing or otherwise affixed thereto) before traveling in the well. As shown herein, the sensor array 300 is provided on an outer surface of the tubing 110. The sensor array 300 may comprise a power supply, such as a battery pack, for example, to power a transmitter to communicate signals. on the surface, or similar.
[073] Nesse exemplo, a disposição de sensores 300 é configurada para comunicação com a superfície com o uso de pelo menos uma conexão sem fio por toda a barreira 130. Desse modo, não há necessidade de transmitir dados com o uso de uma trajetória de comunicação cabeado dedicado que pode, de outro modo, penetrar ou se estender através da barreira 130, reduzindo potencialmente a eficácia, aumentando risco ou comprometendo a vida útil da barreira 130. Embora muitos métodos de comunicação sem fio possam ser possíveis, nesse caso, a disposição de sensores 300 é configurada para comunicar os dados de sensor com o uso de uma trajetória de sinal por toda a barreira 130 que compreende a tubulação metálica 110 por si só (por exemplo, o revestimento e/ou tubulação de produção etc.). Ao fazer isso, a disposição de sensores 300 é configurada para comunicar sinais ou, de outro modo, injetar sinais à tubulação metálica 110 para recepção subsequente da tubulação 110.[073] In this example, the sensor array 300 is configured to communicate with the surface using at least one wireless connection throughout the barrier 130. In this way, there is no need to transmit data using a path of dedicated wired communication that may otherwise penetrate or extend through the barrier 130, potentially reducing the effectiveness, increasing risk, or compromising the useful life of the barrier 130. Although many wireless communication methods may be possible, in this case, the sensor array 300 is configured to communicate sensor data using a signal path throughout the barrier 130 comprising the metal piping 110 itself (e.g., the casing and/or production piping, etc.). In doing so, the sensor array 300 is configured to communicate signals or otherwise inject signals to the metallic tubing 110 for subsequent reception from the tubing 110.
[074] Em alguns exemplos, a trajetória de sinal pode ter uma conexão sem fio por toda a barreira, e o restante, ou pelo menos a maior parte do restante, da trajetória de sinal até a superfície ou, de outro modo, pode ser cabeado. Será observado que nesse contexto, “cabeado(a)” pode incluir trajetórias de comunicação óptica, ou semelhantes, assim como formas intermediárias ou aparelho para transferir dados. Em tais casos, a trajetória de sinal pode ser cabeada, sem fio ou uma combinação dos mesmos.[074] In some examples, the signal path may have a wireless connection throughout the barrier, and the remainder, or at least most of the remainder, of the signal path to the surface or otherwise may be wired. It will be noted that in this context, “wired” may include optical communication paths, or the like, as well as intermediate forms or apparatus for transferring data. In such cases, the signal path may be wired, wireless, or a combination thereof.
[075] Por exemplo, os dados podem ser comunicados inicialmente de modo sem fio da disposição de sensores localizada no espaço vazio anular e recebidos em um dispositivo receptor ou de captação posicionado próximo à disposição de sensores. Subsequentemente, os dados podem ser comunicados do receptor à superfície com o uso de um conexões com fio, ou semelhantes (ou, de fato, comunicação sem fio). No entanto, em tais casos, a comunicação sem fio pode ser usada por toda a barreira, o que ajuda a manter a integridade. Evidentemente, em outros exemplos, a comunicação sem fio pode ser usada da barreira 130 até a superfície 110 (por exemplo, com o uso da tubulação até a superfície).[075] For example, data may initially be communicated wirelessly from the sensor array located in the annular void space and received at a receiving or capturing device positioned close to the sensor array. Subsequently, data can be communicated from the receiver to the surface using a wired or similar connection (or, in fact, wireless communication). However, in such cases, wireless communication can be used across the entire barrier, which helps maintain integrity. Of course, in other examples, wireless communication may be used from barrier 130 to surface 110 (e.g., using piping to the surface).
[076] Será observado que os dados podem ser comunicados em tempo real ou podem ser comunicados periodicamente, e/ou em resposta a uma solicitação de transmissão, por exemplo, iniciada da superfície. Em alguns casos, os dados podem ser comunicados no modo lote.[076] It will be appreciated that data may be communicated in real time or may be communicated periodically, and/or in response to a transmission request, for example, initiated from the surface. In some cases, data may be communicated in batch mode.
[077] De todo modo, os dados de sensor (isto é, dados da disposição de sensores que são associados a condições medidas na barreira 130, zona 150) podem ser comunicados prontamente de uma zona isolada 150, para recepção subsequente na superfície 120, com o uso da tubulação 110. No presente contexto, a tecnologia de comunicações de dados eletromagnéticos, que transmite sinais eletromagnéticos de baixa frequência do interior do poço até a superfície, ou da superfície até o interior do poço, com o uso da tubulação ou revestimento do poço uma vez que a mídia de transmissão pode ser usada.[077] In any case, sensor data (i.e., sensor array data that is associated with conditions measured at barrier 130, zone 150) can be readily communicated from an isolated zone 150, for subsequent reception at surface 120, with the use of tubing 110. In the present context, electromagnetic data communications technology, which transmits low-frequency electromagnetic signals from the wellbore to the surface, or from the surface to the wellbore, with the use of tubing or casing from the well once the transmission media can be used.
[078] Em uso, os dados de sensor detalhados em relação às condições, tais como pressão e/ou temperatura podem ser medidos e comunicados à superfície 120. Tais dados podem ser desejados durante a definição inicial das barreiras para garantir a instalação por posicionamento apropriado. No entanto, além disso, conforme será observado, determinadas variações em condições medidas podem estar relacionadas a uma mudança na integridade da barreira ao longo da vida útil do poço, o que sugere que em alguns casos a barreira 130 pode ter sido comprometida e que uma trajetória de fluxo 400 foi estabelecida da primeira zona 150 para a segunda zona 160 (ou terceira zona 170).[078] In use, detailed sensor data regarding conditions such as pressure and/or temperature may be measured and communicated to the surface 120. Such data may be desired during the initial definition of the barriers to ensure proper positioning installation. . However, in addition, as will be noted, certain variations in measured conditions may be related to a change in barrier integrity over the life of the well, which suggests that in some cases the barrier 130 may have been compromised and that a flow path 400 was established from the first zone 150 to the second zone 160 (or third zone 170).
[079] Caso haja falha na barreira 130, uma ação de reparação pode ser necessária e, potencialmente, essa ação pode ser considerada vitalmente urgente caso a falha na barreira 130 possa resulta na perda de controle do poço. Portanto, será observado que o monitoramento preciso de condições, e as variações dos mesmos, pode ser a chave para identificar falha na barreira 130 e tomar rapidamente a ação apropriada.[079] If barrier 130 fails, remedial action may be necessary and, potentially, such action may be considered vitally urgent if barrier 130 failure results in loss of well control. Therefore, it will be noted that accurate monitoring of conditions, and variations thereof, may be the key to identifying failure in barrier 130 and quickly taking appropriate action.
[080] No entanto, embora as condições que variam na primeira zona 150 originem variações nas condições medidas, os inventores também constataram que, periodicamente, as variações em fluidos de produção ou fluidos de injeção que passam através da tubulação 110 (ou outra flutuação acionada termicamente) podem causar leituras de medições na disposição de sensores 300 que sugerem erroneamente que a integridade da barreira 130 pode estar comprometida. Em outras palavras, a medição precisa de condições - que pode ser exigida - pode ser difícil de obter uma vez que a veracidade dos dados, ou a confiança nesses dados, pode ser duvidosa. Em algumas circunstâncias, isso pode acarretar na realização de ação de reparação que, de outro modo, não teria sido necessária.[080] However, although conditions varying in the first zone 150 give rise to variations in the measured conditions, the inventors have also found that, periodically, variations in production fluids or injection fluids passing through tubing 110 (or other fluctuation driven thermally) may cause measurement readings in the sensor array 300 that falsely suggest that the integrity of the barrier 130 may be compromised. In other words, accurate measurement of conditions - which may be required - may be difficult to obtain since the veracity of the data, or confidence in that data, may be doubtful. In some circumstances, this may result in remedial action being taken that would otherwise not have been necessary.
[081] Portanto, agora considera-se a tubulação da Figura 2a. No presente contexto, além da disposição de sensores 300, os elementos rastreadores 310 são fornecidos adicionalmente na localização da tubulação 110, na primeira zona ou zona isolada 150. No presente contexto, os elementos rastreadores 310 são configurados para conferir propriedades identificáveis à composição do fluido. Tais propriedades identificáveis podem ser marcadores, tais como marcadores químicos, ou semelhantes, que podem fornecer propriedades exclusivamente identificáveis da composição. Será observado que uma seção da tubulação 110, uma ou mais barreiras 130, junto da disposição de sensores 300, e elementos rastreadores 310 podem ser fornecidos como seções completas para implantação no poço (por exemplo, uma parte de um sistema de conclusão inteligente ou para complementar o mesmo).[081] Therefore, now consider the piping in Figure 2a. In the present context, in addition to the sensor arrangement 300, the tracking elements 310 are additionally provided at the location of the piping 110, in the first zone or isolated zone 150. In the present context, the tracking elements 310 are configured to impart identifiable properties to the fluid composition. . Such identifiable properties may be markers, such as chemical markers, or the like, which may provide uniquely identifiable properties of the composition. It will be appreciated that a section of piping 110, one or more barriers 130, along with sensor array 300, and tracking elements 310 may be provided as complete sections for deployment in the well (e.g., a part of a smart completion system or for complement the same).
[082] A composição de fluido na tubulação 110 (por exemplo, que é produzida para a superfície 120) pode ser indicativa da localização na qual o fluido esteve no poço devido a uma interação (ou falta da mesma) do fluido com elementos rastreadores 310 na barreira 130. Em outras palavras, caso uma barreira 130 tenha sido comprometida, então, a composição de fluido na superfície 120 deve indicar isso (embora possa não fornecer adequadamente dados suficiente em relação a essa condição, de acordo com os dados de sensor).[082] The composition of fluid in tubing 110 (e.g., that is produced to surface 120) may be indicative of the location at which the fluid has been in the well due to an interaction (or lack thereof) of the fluid with tracer elements 310 at barrier 130. In other words, if a barrier 130 has been compromised, then the fluid composition at surface 120 should indicate this (although it may not adequately provide sufficient data regarding this condition, based on the sensor data). .
[083] A Figura 2b mostra um sistema de monitoramento 500 para uso com a disposição de sensores 300 e elementos rastreadores 310 da Figura 2a. No presente contexto, o sistema de monitoramento 500 compreende um processador 510 e memória 520, configurados de maneira conhecida. O sistema 500 compreende adicionalmente um receptor 530 para receber dados de sensor comunicados pela disposição de sensores. Nesse caso, o receptor é configurado para extrair os sinais comunicados na tubulação metálica 110 por si só. Evidentemente, em outros exemplos, o receptor pode ser configurado para receber sinais das conexões com fio (por exemplo, e-line), ou semelhantes, ou outra trajetória de sinal, da disposição de sensores. Adicionalmente, o sistema de monitoramento 500 compreende um analisador de composição 540 configurado para medir a composição de fluido dentro do poço e fornecer dados de composição correspondentes. Esses dados de composição podem ser indicativos da localização na qual o fluido esteve no poço, conforme será observado.[083] Figure 2b shows a monitoring system 500 for use with the arrangement of sensors 300 and tracking elements 310 of Figure 2a. In the present context, monitoring system 500 comprises a processor 510 and memory 520, configured in a known manner. System 500 further comprises a receiver 530 for receiving sensor data communicated by the sensor array. In this case, the receiver is configured to extract the signals communicated in the metallic tubing 110 by itself. Of course, in other examples, the receiver may be configured to receive signals from wired (e.g., e-line) or similar connections, or another signal path, from the sensor array. Additionally, the monitoring system 500 comprises a composition analyzer 540 configured to measure the fluid composition within the well and provide corresponding composition data. This composition data can be indicative of the location in which the fluid was in the well, as will be observed.
[084] Embora nesse exemplo o sistema de monitoramento 500 seja configurado para receber os dados de sensor e dados de composição na infraestrutura de poço 100, em outros exemplos, o sistema 500 pode ser configurado para receber tais dados remotamente à infraestrutura (por exemplo, dados recebidos por meio de uma conexão de rede ou semelhantes). Em alguns exemplos, os dados de sensor junto dos dados de composição podem ser coletados na infraestrutura de poço 100 e, subsequentemente, comunicados remotamente ao sistema de monitoramento 600 para recepção e análise a fim de determinar as condições associadas a uma barreira 130. Em alguns exemplos, os dados de sensor podem ser coletados na infraestrutura de poço e comunicados remotamente para análise subsequente. De modo semelhante, as amostras de fluido da composição de fluido dentro do poço podem ser coletadas e comunicadas a uma localização remota para análise ou, de fato, os dados de composição podem ser coletados e comunicados a uma localização remota. Em tais exemplos, os dados de sensor coletados, as amostras de fluido e/ou os dados de composição podem ser comunicados remotamente a fim de permitir a determinação subsequente da condição da barreira com o uso dos dados de sensor e dos dados de composição.[084] Although in this example the monitoring system 500 is configured to receive sensor data and composition data at the well infrastructure 100, in other examples, the system 500 may be configured to receive such data remotely to the infrastructure (e.g. data received via a network connection or similar). In some examples, sensor data along with composition data may be collected at well infrastructure 100 and subsequently communicated remotely to monitoring system 600 for reception and analysis to determine conditions associated with a barrier 130. In some For example, sensor data can be collected at the well infrastructure and communicated remotely for subsequent analysis. Similarly, fluid samples of the fluid composition within the well may be collected and communicated to a remote location for analysis or, in fact, composition data may be collected and communicated to a remote location. In such examples, the collected sensor data, fluid samples and/or composition data may be communicated remotely to enable subsequent determination of the condition of the barrier using the sensor data and composition data.
[085] Em uso, a fim de determinar a condição de uma barreira 130 em uma localização em uma infraestrutura de poço 110, o sistema 500 (seja remoto ou local à infraestrutura, ou uma combinação dos mesmos) receber inicialmente os dados de sensor associados às condições medidas na barreira 130 ou na zona 150. Adicionalmente, os dados de composição da composição de fluido dentro do poço 100 são obtidos. Os dados de sensor e/ou dados de composição podem ser recebidos periodicamente, por exemplo, durante a conclusão e/ou a produção do poço. Os dados de sensor/de composição podem ser recebidos periodicamente, por exemplo, por hora, por dia, por semana ou semelhantes.[085] In use, in order to determine the condition of a barrier 130 at a location in a well infrastructure 110, the system 500 (whether remote or local to the infrastructure, or a combination thereof) initially receives associated sensor data to conditions measured in barrier 130 or zone 150. Additionally, compositional data of the fluid composition within well 100 is obtained. Sensor data and/or composition data may be received periodically, for example, during well completion and/or production. The sensor/composite data may be received periodically, for example, hourly, daily, weekly, or the like.
[086] No presente contexto, o sistema 500 é configurado para analisar os dados de sensor recebidos e dados de composição para determinar a condição da barreira 130. Em alguns exemplos, caso os dados de sensor sugiram que uma zona isolada 150 (por exemplo, uma barreira 130) pode ser comprometida, então, o sistema 500 é configurado para autenticar, ou, de outro modo, validar, os dados de sensor associados a essa zona/barreira quando os dados de composição recebidos confirmam que a localização na qual o fluido está sendo produzido é da zona isolada (por exemplo, atrás da barreira). Nesses casos, o sistema pode ser configurado adicionalmente para emitir ou, de outro modo, sinalizar um estado de alerta caso os dados de composição confirmem que a localização na qual o fluido é produzido é da primeira zona, ou zona isolada. Alternativamente, o sistema pode ter capacidade para determinar, a partir dos dados de sensor detalhados, que o comprometimento permanece dentro dos limites aceitáveis e não tomar nenhuma ação imediata.[086] In the present context, system 500 is configured to analyze received sensor data and composition data to determine the condition of barrier 130. In some examples, if the sensor data suggests that an isolated zone 150 (e.g., If a barrier 130) can be compromised, then the system 500 is configured to authenticate, or otherwise validate, the sensor data associated with that zone/barrier when the received composition data confirms that the location at which the fluid is being produced is from the isolated zone (e.g. behind the barrier). In such cases, the system may be additionally configured to issue or otherwise signal an alert state if the composition data confirms that the location at which the fluid is produced is the first zone, or isolated zone. Alternatively, the system may be able to determine from detailed sensor data that the compromise remains within acceptable limits and take no immediate action.
[087] Ainda alternativamente, o sistema 500 pode ser configurado para descartar dados de sensor associados à barreira 130 quando os dados de composição confirmem que a localização na qual o fluido é produzido é da segunda zona, ou zona de produção. Em tais casos, o sistema 500 pode ser configurado para atribuir dados de sensor associados à barreira às condições de fluxo no poço, quando os dados de composição confirmem que a localização na qual o fluido é produzido é da segunda zona, ou zona de produção.[087] Still alternatively, system 500 can be configured to discard sensor data associated with barrier 130 when the composition data confirms that the location in which the fluid is produced is from the second zone, or production zone. In such cases, system 500 may be configured to assign sensor data associated with the barrier to flow conditions in the well, when the composition data confirms that the location at which the fluid is produced is from the second zone, or production zone.
[088] Adicional ou alternativamente, será observado, exemplo acima, que o sistema 500 pode ser usado por um período da vida útil da infraestrutura de poço 110. No entanto, ao fazer isso, a fonte de alimentação para a disposição de sensores 300 pode se esgotar ao longo do tempo. Portanto, em alguns exemplos, o sistema 500 pode ser configurado para, inicialmente, usar essencialmente os dados de sensor recebidos para determinar condições na barreira 130 e, subsequentemente, usar essencialmente os dados de composição para determinar condições na barreira 130. Por exemplo, o sistema 300 pode ser configurado para, inicialmente, usar essencialmente os dados de sensor recebidos durante a instalação/conclusão e subsequentemente usar os dados de composição durante produção. Ao fazer isso, os dados detalhados podem ser obtidos do poço durante instalação (por exemplo, dados de sensor detalhados), ao passo que a integridade a longo prazo pode ser monitorada de modo correspondente (com o uso de dados de composição).[088] Additionally or alternatively, it will be noted, in the example above, that the system 500 may be used for a period of the useful life of the well infrastructure 110. However, in doing so, the power supply for the sensor array 300 may deplete over time. Therefore, in some examples, system 500 may be configured to initially use essentially received sensor data to determine conditions at barrier 130 and subsequently essentially use composition data to determine conditions at barrier 130. For example, the System 300 can be configured to initially use essentially the sensor data received during installation/completion and subsequently use the composition data during production. By doing so, detailed data can be obtained from the well during installation (e.g. detailed sensor data), whilst long-term health can be monitored accordingly (using composition data).
[089] Além disso, embora nos exemplos acima, a referência tenha sido feita a uma zona/barreira, será observado prontamente que múltiplas disposições de sensor/elemento rastreador podem ser fornecidas, o que pode ser associados a múltiplas zonas isoladas, ou semelhantes. Nesses casos, cada elemento rastreador pode fornecer um marcador exclusivo de modo correspondente a fim de confirmar os dados de sensor.[089] Furthermore, although in the examples above, reference was made to a zone/barrier, it will be readily observed that multiple sensor/tracking element arrangements may be provided, which may be associated with multiple isolated zones, or the like. In such cases, each tracking element can provide a correspondingly unique marker in order to confirm the sensor data.
[090] O requerente divulga no presente documento, isoladamente, cada recurso individual descrito no presente documento e qualquer combinação de dois ou mais recursos, até o ponto em que tais recursos e combinações podem ser realizados com base no presente relatório descritivo como um todo à luz do conhecimento geral comum de um especialista no assunto da técnica, independentemente da possibilidade de tais recursos ou combinações de recursos solucionarem os problemas divulgados no presente documento e sem limitação do escopo das reivindicações. O requerente indica que os aspectos da invenção podem consistir em qualquer recurso individual ou combinação de recursos. Tendo em vista a descrição supracitada, ficará evidente para uma pessoa versada na técnica que várias modificações podem ser feitas dento do espírito ou do escopo da invenção.[090] The applicant discloses in this document, separately, each individual feature described herein and any combination of two or more features, to the extent that such features and combinations can be realized based on the present specification as a whole at light of the common general knowledge of one skilled in the art, regardless of the possibility of such features or combinations of features solving the problems disclosed herein and without limiting the scope of the claims. The applicant indicates that aspects of the invention may consist of any individual feature or combination of features. In view of the foregoing description, it will be apparent to a person skilled in the art that various modifications can be made within the spirit or scope of the invention.
Claims (15)
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US15/079,813 | 2016-03-24 | ||
| US15/079,813 US10392935B2 (en) | 2016-03-24 | 2016-03-24 | Monitoring systems and methods |
| PCT/GB2017/050820 WO2017163074A1 (en) | 2016-03-24 | 2017-03-23 | Well barrier integrity monitoring systems and methods |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BR112018069369A2 BR112018069369A2 (en) | 2019-01-22 |
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Family
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