BR112019003118B1

BR112019003118B1 - Sensor, método e sistema

Info

Publication number: BR112019003118B1
Application number: BR112019003118-9A
Authority: BR
Inventors: David L. Perkins; Christopher Michael Jones; Michael T. Pelletier
Original assignee: Halliburton Energy Services, Inc
Priority date: 2016-09-27
Filing date: 2016-09-27
Publication date: 2022-09-27
Also published as: WO2018063141A1; EP3485283A4; EP3485283B1; US10704387B2; SA519401128B1; EP3485283A1; BR112019003118A2; US20180340418A1

Abstract

As modalidades neste documento referem-se a sensores que possuem materiais de filtro reativos para detectar analitos em poços. O sensor inclui pelo menos um material de filtro reativo disposto numa linha de fluxo, em que o material de filtro reativo sorve um analito num fluido de poço na linha de fluxo; e pelo menos um detector que detecta um sinal de sorção específico para o analito em pelo menos uma primeira localização e uma segunda localização do material de filtro reativo, em que a primeira localização está a montante na linha de fluxo em relação à segunda localização. O detector (1) calcula uma medição balanceada correspondente à presença do analito no poço ou (2) transmite as medições para uma unidade de processamento de sinal para calcular uma medição balanceada correspondente à presença do analito no poço.

Description

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[0001] As modalidades descritas neste documento referem-se geralmente a aparelhos e métodos para utilização em operações de formação subterrânea e, mais particularmente, a materiais de filtro reativos e métodos de utilização dos mesmos para detectar analitos em operações de formação subterrânea.

[0002] Fluidos de hidrocarbonetos, incluindo petróleo e gás natural, são obtidos de poços perfurados em formações subterrâneas (ou simplesmente "formações") com reservatórios ricos em hidrocarbonetos. Depois que o poço é perfurado, ele é completado pela instalação de equipamentos e materiais especialmente projetados para facilitar e controlar a produção de hidrocarbonetos. Em qualquer ponto durante o projeto de perfuração e completação de um determinado poço, pode ser desejável obter certas informações sobre as características dos fluidos do poço da formação. Como utilizado neste documento, o termo “fluidos de poço” e suas variantes gramaticais referem-se a qualquer fluido recuperável de um poço (líquido ou fase gasosa), que não é um fluido de tratamento introduzido inalterado (isto é, não é um fluido que foi colocado no poço, a menos que o referido fluido colocado tenha vindo com um fluido do poço ou em contato com a formação subterrânea). Como utilizado neste documento, o termo “fluido de tratamento” e as suas variantes gramaticais referem-se a qualquer fluido que possa ser utilizado em uma aplicação subterrânea em conjunção com uma função desejada e/ou para um fim desejado, e não implica qualquer ação particular pelo fluido ou qualquer componente do mesmo. Por conseguinte, os fluidos do poço podem ser óleo, gás, água e similares e incluem qualquer fluido recuperado (incluindo fluidos de tratamento) que tenha sido colocado em contato com uma porção da formação subterrânea ou um fluido que ocorra naturalmente no seu interior.

[0003] Pode ser desejável determinar se os materiais prejudiciais (por exemplo, materiais corrosivos, materiais reagentes metalúrgicos e semelhantes) estão presentes nos fluidos do poço. Tais materiais deletérios podem afetar os equipamentos e/ou operadores envolvidos nos setores de petróleo e gás a jusante, a montante e no meio. Como usado neste documento, o "setor a montante" refere-se à exploração e produção de fluidos de formação de petróleo bruto; o “setor do meio” refere-se ao transporte e armazenamento de fluidos de formação de petróleo bruto; e o “setor a jusante” refere-se ao refinamento de fluidos de formação de petróleo bruto, incluindo processamento e purificação de gás natural bruto.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0004] As seguintes figuras são incluídas para ilustrar certos aspectos da invenção e recursos das modalidades descritas neste documento e não devem ser vistas como modalidades exclusivas. A matéria divulgada é capaz de modificações consideráveis, alterações, combinações e equivalentes na forma e função, como ocorrerá àqueles versados na técnica e com o benefício desta divulgação.

[0005] A FIG. 1 é um sistema de poço que pode empregar um ou mais princípios da presente divulgação, de acordo com uma ou mais modalidades.

[0006] A FIG. 2 é um diagrama de um testador de formação compreendendo um material de filtro reativo da presente divulgação, de acordo com uma ou mais modalidades.

[0007] As FIGs. 3A e 3B são uma configuração de cartucho compreendendo uma pluralidade de materiais de filtro reativos de acordo com uma ou mais modalidades da presente divulgação.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0008] As modalidades descritas neste documento referem-se geralmente a aparelhos e métodos para utilização em operações de formação subterrânea e, mais particularmente, a materiais de filtro reativos e métodos de utilização dos mesmos para detectar analitos em operações de formação subterrânea.

[0009] Especificamente, as modalidades empregam materiais de filtro reativos dentro de uma linha de fluxo de fluido que são capazes de absorver ou adsorver um analito de interesse dentro de um fluido de poço. Como usado neste documento, o termo "material de filtro reativo" e suas variantes gramaticais refere- se a um material que é capaz de pelo menos absorção (a incorporação de uma substância em um estado em outro de um estado diferente) ou adsorção (a aderência física ou ligação de íons e moléculas à superfície de outra molécula) (coletivamente “sorção” e suas variantes gramaticais) um analito dentro de um fluido de poço. Assim, o filtro reativo pode adicionalmente ser capaz de realizar dessorção do analito, sem se afastar do escopo da presente divulgação. O termo "analito" e suas variantes gramaticais, como usado neste documento, refere-se a um material (ou substância) tendo atributos químicos e/ou físicos capazes de serem qualitativa e/ou qualitativamente detectados.

[0010] Uma ou mais modalidades ilustrativas divulgadas neste documento são apresentadas abaixo. Nem todas as características de uma implementação real são descritas ou mostradas nesta aplicação por uma questão de clareza. É compreendido que no desenvolvimento de uma modalidade real incorporando as modalidades divulgadas neste documento, inúmeras decisões específicas a implementações devem ser tomadas para alcançar as metas do desenvolvedor, tais como conformidade com restrições relacionadas ao sistema, relacionadas à litologia, relacionadas ao negócio, relacionados ao governo e outras restrições que variam por implementação e de tempos em tempos. Embora os esforços de um desenvolvedor possam ser complexos e demorados, tais esforços seriam, no entanto, um empreendimento de rotina para aqueles versados nesta técnica, tendo o benefício desta divulgação.

[0011] Deve ser notado que, quando o termo "cerca de" é fornecido neste documento no início de uma lista numérica, o termo modifica cada número da lista numérica. Em algumas listas numéricas de faixas, alguns limites inferiores listados podem ser maiores do que alguns limites superiores listados. Um indivíduo versado na técnica reconhecerá que o subconjunto selecionado demandará a seleção de um limite superior que exceda o limite inferior selecionado. Salvo indicação em contrário, todos os números que expressam quantidades de ingredientes, propriedades tais como peso molecular, condições de reação, e assim por diante, usadas no presente relatório descritivo e nas reivindicações associadas devem ser entendidos como sendo modificados em todos os casos pelo termo “cerca de”. Neste documento, termo “cerca de” abrange +/- 5% de um valor numérico. Por exemplo, se o valor numérico for "de cerca de 80%", então, pode ser de 80% +/- 5%, equivalente a 76% a 84%. Por conseguinte, a menos que indicado o contrário, os parâmetros numéricos estabelecidos no seguinte relatório descritivo e nas reivindicações anexas são aproximações que podem variar dependendo das propriedades desejadas se obtidas pelas modalidades exemplares descritas neste documento. No mínimo e não como uma tentativa de limitar a aplicação da doutrina dos equivalentes ao escopo das reivindicações, cada parâmetro numérico deve, pelo menos, ser interpretado à luz do número de dígitos significantes relatados e ao aplicar as técnicas de arredondamento comuns.

[0012] Embora composições e métodos sejam descritos nesse documento em termos de “compreendendo”, vários componentes ou etapas, as composições e os métodos podem também “consistir essencialmente em” ou “consistir em” vários componentes e etapas. Quando "compreendendo" é usado em uma reivindicação, ele é aberto.

[0013] Tal como utilizado neste documento, o termo "substancialmente" significa, em grande parte, mas não necessariamente, na sua totalidade.

[0014] O uso de termos direcionais, tais como acima, abaixo, superior, inferior, ascendente, descendente, esquerda, direita, superfície de poço, fundo de poço e semelhantes são usados em relação às modalidades ilustrativas como elas são representadas nas figuras, a direção ascendente sendo em direção ao topo da figura correspondente e a direção descendente sendo em direção à parte inferior da figura correspondente, a direção de superfície de poço sendo em direção à superfície do poço e a direção de fundo de poço sendo em direção ao fundo do poço.

[0015] O material de filtro reativo descrito neste documento pode ser usado sozinho em uma linha de fluxo (isto é, não em combinação com um detector para formar um sensor, como descrito abaixo), onde um ou mais materiais de filtro reativos são selecionados para sorver determinados analitos. Em outras modalidades, o material de filtro reativo pode ser combinado com pelo menos um detector que detecta um sinal (por exemplo, um sinal de sorção) específico para o analito em uma ou mais localizações do material de filtro reativo, como descrito em maior detalhe abaixo. Consequentemente, em algumas modalidades, o material de filtro reativo é simplesmente usado como uma armadilha para sorver e remover analitos de um fluido de poço em uma linha de fluxo, enquanto em outras modalidades, o material de filtro reativo é usado separadamente ou adicionalmente como um sensor em combinação com pelo menos um detector para determinar uma concentração qualitativa ou quantitativa do analito.

[0016] As modalidades neste documento empregam um ou mais materiais de filtro reativos para detecção de um analito de interesse dentro de um fluido de poço, incluindo analitos prejudiciais, que podem ser de interesse particular. Embora algumas das modalidades abaixo sejam descritas com referência à sorção, detecção e /ou de potencial medição de analitos conhecidos ou deletérios, deve ser apreciado que analitos são deletérios também podem ser sorvidos, detectados e/ou medidos, sem se afastar do escopo da presente divulgação. Ou seja, qualquer analito desejado que seja capaz de ser pelo menos sorvido por um material de filtro reativo, como descrito neste documento, pode ser removido, detectado e/ou medido a partir de um fluido de poço de acordo com as modalidades da presente divulgação.

[0017] Os materiais de filtro reativos (incluindo os que formam os sensores descritos abaixo) podem ser utilizados nos processos e/ou equipamento do setor a jusante, setor no meio ou a jusante, sem sair do escopo da presente divulgação. Como utilizado neste documento, o termo "material de filtro reativo" e suas variantes gramaticais abrange apenas o material de filtro reativo e utilizado como parte de um sensor que possui o próprio material de filtro reativo e pelo menos um detector, salvo indicação em contrário. Por exemplo, os materiais de filtro reativo podem ser empregados em uma ferramenta de teste de formação de fundo de poço (sozinha ou como parte de um sensor) dentro de um poço que sorve, monitora, analisa e/ou traz amostras de fluido de poço à superfície. Tais ferramentas de teste de formação são ferramentas vedadas que tipicamente contêm uma passagem ou canal de fluxo que é usado para retirar o fluido diretamente da formação. O fluido de formação é coletado dentro da ferramenta e analisado no poço utilizando os sensores de frequência descritos neste documento e pode adicionalmente ser trazido para a superfície para uma análise duplicada ou posterior, que pode ou não empregar o material de filtro reativo descrito neste documento.

[0018] Quando usado em um testador de formação, o material de filtro reativo é localizado em uma linha de fluxo de fluido. Em algumas modalidades, o material de filtro reativo é preferencialmente localizado na linha de fluxo de fluido a jusante de uma câmara de amostra, de modo que uma leitura precisa do fluido do poço pode ser medida na câmara de amostra. No que diz respeito às linhas de fluxo de fluido descritas neste documento, o termo “a jusante” e suas variantes gramaticais refere-se a localizações ao longo da linha de fluxo de fluido que estão relativamente próximas da extremidade de saída da linha de fluxo de fluido (por exemplo, onde um fluido de poço sai, tal como uma porta) e o termo "a montante" e suas variantes gramaticais, refere-se a locais ao longo da linha de fluxo de fluido que estão relativamente mais próximos da extremidade de entrada da linha de fluxo de fluido.

[0019] Em algumas modalidades, o material de filtro reativo está preferencialmente localizado na linha de fluxo de fluido a jusante de uma câmara de amostra e perto de uma extremidade de saída da linha de fluxo, de modo que antes do fluido de poço coletado sair ou ser removido do testador de formação, o material do filtro reativo é capaz de sorver um analito (por exemplo, um analito deletério) antes de expor o fluido do poço ao ambiente externo (isto é, fora do testador de formação). Desta forma, o material de filtro reativo serve ainda como um mecanismo de segurança embutido contra exposição ao meio ambiente e/ou pessoal do operador a certos analitos, porque o material de filtro reativo sorve todos ou pelo menos uma porção do analito antes de permitir que o fluido do poço seja exposto a um ambiente fora do testador de formação. Além disso, a localização estratégica do material de filtro reativo permite a medição precisa e não adulterada e/ou outra análise do fluido do poço em uma ou mais câmaras de amostra no testador de formação.

[0020] Em algumas modalidades, o material de filtro reativo pode ser utilizado em uma ou mais localizações em uma linha de fluxo de fluido durante qualquer ou todas as operações ou processos a montante, no meio e a jusante do setor. Por exemplo, o material do filtro reativo pode estar localizado em um espaço anular em uma formação subterrânea, em equipamentos de produção e/ou em equipamentos de transporte e armazenamento (por exemplo, um duto, um caminhão, um vagão ferroviário, um navio petroleiro, uma barcaça) para transportar o fluido do poço para um ou mais locais ou para mantê-lo em um local específico. Adicionalmente, o material de filtro reativo pode ser utilizado no processamento, refino e purificação do equipamento que entra em contato com o fluido do poço. Por conseguinte, o material de filtro reativo pode estar localizado em uma linha de fluxo de fluido de óleo ou gás em um ou mais locais de fundo de poço e/ou superfície. Em algumas modalidades, o material de filtro reativo (seja sozinho ou formando um sensor) pode ser localizado em um local no fundo do poço e então recolhido para uma localização de superfície para análise e comparação com a localização no fundo do poço, permitindo assim uma medição mais precisa de uma determinada operação de formação subterrânea (por exemplo, uma bomba). A análise e a comparação da localização da superfície também podem permitir a extrapolação da concentração do analito para a concentração do reservatório com maior precisão.

[0021] O material de filtro reativo é capaz de sorver os analitos desejados, mas também quando utilizado na formação de um sensor de acordo com a presente divulgação, mede qualitativa ou quantitativamente um analito desejado. Em alguns casos, o material do filtro reativo é usado para atingir ambas as funções. Por conseguinte, um ou mais analitos desejados podem ser monitorados ao longo de toda ou parte da vida útil do fluido do poço antes da entrega a um usuário final ou um ou mais analitos desejados podem ser absorvidos aumentando assim a segurança do ambiente ou indivíduos que entram em contato com o fluido de poço. Além disso, as interações com equipamento específico podem ser identificadas ou esclarecidas, que resultam em níveis crescentes ou decrescentes de um ou mais analitos desejados quando tais analitos são qualitativamente ou quantitativamente medidos e/ou analisados.

[0022] Como mencionado anteriormente, os analitos deletérios podem ser particularmente desejáveis para detectar e/ou absorver fluidos da formação. Por exemplo, o mercúrio presente no fluido do poço (por exemplo, em uma linha de fluxo de fluido gasoso em um testador de formação ou de uma formação, como um encanamento, equipamento de armazenamento ou equipamento de processamento) pode resultar em falhas de equipamentos metalúrgicos (por exemplo, equipamentos de troca de calor) devido à amalgamação das superfícies do equipamento com o mercúrio no fluido do poço. Essa fusão pode causar falha do equipamento ou reduzir a eficácia ou a eficiência do equipamento. De fato, em alguns casos, os fluidos do poço podem conter mais de 500 gramas (g) de mercúrio elementar, o que pode afetar significativamente os equipamentos, operações e custos. Como outro exemplo, o sulfeto de hidrogênio (H2S) presente no fluido do poço pode resultar em preocupações ambientais, de saúde e de segurança (por exemplo, quando exposto ao ambiente externo e/ou ao pessoal operacional). O sulfeto de hidrogênio é extremamente venenoso, corrosivo, inflamável e explosivo. Pode causar corrosão sob tensão quando combinada com água, resultando em microfissuras em equipamentos metálicos que reduzem o estresse de tração do metal (e, portanto, o estresse com o qual ele pode falhar). Com exceção do mercúrio e sulfureto de hidrogênio, os analitos adicionais de interesse incluem, mas não estão limitados a, um sal, dióxido de carbono e qualquer combinação destes, como discutido em maior detalhe abaixo.

[0023] Como descrito acima, em algumas modalidades, o material de filtro reativo da presente divulgação pode estar presente em uma linha de fluxo de fluido em um testador de formação e/ou qualquer outra linha de fluxo (por exemplo, um espaço anular) dentro de uma formação subterrânea, como um poço. Com referência agora à FIG. 1, é ilustrado um sistema de poço 100 que pode empregar um ou mais dos princípios da presente divulgação, de acordo com uma ou mais modalidades. Como ilustrado, o sistema de poço 100 pode incluir uma plataforma de serviço 102 (também referida como uma “torre”) que está posicionada na superfície da terra 104 e se estende sobre e em torno de um poço 106 que penetra na formação subterrânea 108. A sonda de serviço 102 pode ser uma sonda de perfuração, uma sonda de completação, uma sonda de recondicionamento ou semelhantes. Em algumas modalidades, a sonda de serviço 102 pode ser omitida e substituída com uma completação ou instalação de cabeça de poço de superfície padrão, sem se afastar do escopo da divulgação. Enquanto o sistema de poço 100 é descrito como uma operação em terra, será apreciado que os princípios da presente divulgação podem igualmente ser aplicados em qualquer aplicação baseada no mar ou submarina onde a sonda de serviço 102 pode ser uma plataforma flutuante ou instalação de cabeça de poço de sub-superfície, como é geralmente conhecido na técnica.

[0024] O poço 106 pode ser perfurado em uma formação subterrânea 108 por meio de utilização de qualquer técnica de perfuração adequada e pode se estender em uma direção substancialmente vertical para longe da superfície da terra 104 ao longo de uma porção do poço vertical 110. Em algum ponto no poço 106, a porção vertical do poço 110 pode desviar-se da vertical em relação à superfície da terra 104 e transitar para uma porção substancialmente horizontal do poço 112, embora tal desvio não seja necessário. Ou seja, o poço 106 pode ser vertical, horizontal ou desviado (inclinado a partir da vertical verdadeira ou da horizontal verdadeira), sem se afastar do escopo da presente divulgação. Em algumas modalidades, o poço 106 pode ser completado por cimentação de uma coluna de revestimento 114 dentro do poço 106 ao longo de toda ou porção da mesma. Como aqui utilizado, o termo “revestimento” refere-se não apenas ao revestimento como geralmente conhecido na técnica, mas também ao liner do poço, que compreende seções tubulares acopladas de ponta a ponta mas que não se estende até um local de superfície. Em outras modalidades, no entanto, a coluna de revestimento 114 pode ser omitida de todo ou de uma porção do poço 106 e os princípios da presente divulgação podem se aplicar alternativamente a um ambiente de "furo aberto".

[0025] O material de filtro reativo sozinho ou para utilização na formação de um sensor pode ser colocado em qualquer localização dentro de uma linha de fluxo de fluido na formação subterrânea 108, tal como ao longo do poço 106 dentro ou fora do revestimento 114, desde que o material de filtro reativo entre em contato com um fluido de poço na linha de fluxo de fluido. Em algumas modalidades, tal como anteriormente descrito, o material de filtro reativo está presente em um testador de formação, onde o material de filtro reativo está em uma linha de fluxo de fluido do testador de formação a jusante de uma câmara de amostra (ver FIG. 2). Como mostrado, portanto, o sistema de poço 100 pode ainda incluir um testador de formação 116 que pode ser transportado para o poço 106 em um meio de transporte 118 (também referido como uma “coluna de ferramenta”) que se estende a partir da sonda de serviço 102. O meio de transporte 118 que fornece o dispositivo de isolamento do poço 116 no fundo do poço pode ser, mas não está limitado a, cabo wireline, slickline, linha elétrica, tubulação enrolada, tubo de perfuração, tubulação de produção ou semelhantes.

[0026] O testador de formação 116 pode ser transportado para o fundo do poço até um local alvo (não mostrado) dentro do poço 106. No local de destino, o testador de formação pode ser acionado ou “ajustado” contra uma parede do poço 106 e, de outro modo, fornecer um ponto de contato para a extração de fluido a partir da formação subterrânea 108. Em algumas modalidades, o testador de formação 116 é bombeado para o local alvo usando pressão hidráulica aplicada a partir da plataforma de serviço 102 na superfície 104, onde o meio de transporte 118 serve para manter o controle do testador de formação 116 ao atravessar o poço 106 e fornece a energia necessária para acionar e definir o testador de formação 116 ao atingir o local alvo. Em outras modalidades, o testador de formação 116 cai livremente para o local alvo sob a força da gravidade para atravessar todo ou parte do poço 106.

[0027] Será apreciado por aqueles versados na técnica que, embora a FIG. 1 represente o testador de formação 116 como estando disposto e operando na porção horizontal 112 do poço 106, as modalidades descritas neste documento são igualmente aplicáveis para utilização em porções do poço 106 que são verticais ou desviadas. Também deve ser notado que uma pluralidade de testadores de formação 116 podem ser colocados no poço 106. Em algumas modalidades, por exemplo, vários (por exemplo, dois ou mais) testadores de formação 116 podem ser dispostos no poço 106 para coletar fluido da formação em vários locais alvo. Em outras modalidades, um único testador de formação 116 com várias câmaras de amostra pode ser acionado ou fixado em vários locais ao longo do poço 106 para coletar fluidos da formação em vários locais alvo.

[0028] Referindo-se agora à FIG. 2, com referência continuada à FIG. 1, uma porção de um poço 106 é mostrada em uma formação subterrânea 108. O poço 106 é mostrado como sendo um furo aberto, contudo, como descrito acima, o poço 106 pode ser parcialmente ou totalmente revestido por uma coluna de revestimento, que pode ou não ser cimentada, de maneira que permite que o testador de formação 116 entre em contato com a formação 108, sem sair do escopo da presente divulgação. O poço 106 pode, como mostrado, ser preenchido com um fluido 214, tal como um fluido de perfuração (isto é, lama de perfuração). O testador de formação 116 é suspenso no poço 106 por meio de um meio de transporte 216. O meio de transporte 216 pode conduzir a uma sonda na superfície (ver FIG. 1). O meio de transporte 216 pode ser um cabo blindado, tal como um cabo de perfilagem de poços ou cabo wireline, tendo condutores elétricos inclusos no cabo e conectados a uma fonte de energia na superfície para receber e/ou transmitir sinais. O cabo também pode ter fibras óticas para transmissão bidirecional de dados e energia ótica. O meio de transporte 216 também pode ser uma coluna de perfuração que consiste em comprimentos de tubo conectados implantados em uma sonda de perfuração ou em um comprimento contínuo de tubulação implantado por uma unidade de tubulação em espiral ou slickline. O meio de transporte 216 pode usar fios, fibras óticas, pulsos acústicos ou sinais eletromagnéticos, por exemplo, para transmitir dados para e a partir do testador de formação 116. O comprimento do meio de transporte 216 pode depender das profundidades do testador de formação 116 e da distância na formação que se espera que ele percorra para realizar o teste de formação e pode, em alguns casos, ser de dezenas de milhares de pés.

[0029] O corpo do testador de formação 116 é representado como uma forma alongada e cilíndrica, contudo o corpo do testador de formação 116 pode ter qualquer forma que possa ser estendida no interior do poço 106, sem sair do escopo da presente divulgação. O testador de formação 116 tem uma sonda 230 que se estende lateralmente a partir do mesmo. A sonda estendida 230 pode ser rodeada por uma almofada de vedação 232, como mostrado, destinada a formar uma vedação com a formação subterrânea 108 uma vez que a sonda 230 é estendida e entra em contato com a mesma. A almofada de vedação 232 pode ser formada em um círculo para envolver a sonda 230. A almofada de vedação 232 pode ser composta por um material elastomérico ou outro material elástico capaz de formar uma vedação com a formação subterrânea 108. Um elemento expansível mais convencional também pode ser utilizado para criar uma vedação com a formação 108 semelhante à utilizada em testes de avaliação de formação, sem sair do escopo da presente divulgação. Pode haver um único elemento expansível com aberturas de sonda em sua superfície, dois elementos expansíveis isolando um intervalo vedado do poço para teste, ou mais, sem se afastar do escopo da presente divulgação.

[0030] O fluido de formação da formação subterrânea 108 é testado pela extensão da almofada de vedação 232 contra o poço 106 para entrar em contato com a perna de elevação 242 e pela extensão de um tubo de snorkel de sonda 236 a partir da sonda 230. A vedação formada pela almofada de vedação 232 e a formação 108 destina-se a impedir a invasão da pressão do orifício aberto ou dos fluidos do poço (por exemplo, fluidos de perfuração) na vizinhança do tubo de snorkel de sonda estendido 236. O tubo de snorkel de sonda 236 está conectado a uma linha de fluxo 246 dentro do corpo do testador de formação 116. A linha de fluxo 246 tem uma extremidade de entrada conectada ao tubo de snorkel de sonda 236 para receber fluido de formação e uma extremidade de saída conectada a uma saída 254 para remover o fluido de formação do testador 116. A saída 254 pode ser seletivamente aberta ou fechada para remoção do fluido de formação do testador 116 ou retenção do fluido de formação no testador 116, respectivamente.

[0031] O teste de formação ocorre tipicamente após a almofada de vedação 232 estar posicionada contra o poço 106 da formação 108 e os mecanismos de fixação 238 serem estendidos lateralmente a partir do testador de formação 116 e contra uma porção do poço 106 da formação 108 para manter o testador de formação 116 em um local a uma profundidade no poço 106. Os mecanismos de fixação 238 podem operar pelo acionamento de um pistão 242 e uma haste de pistão 240 em um cilindro hidráulico 244. Um mecanismo semelhante pode se estender lateralmente à sonda 230 para entrar em contato com a almofada de vedação 232 contra a formação 108. Contudo, os mecanismos de fixação 238 e a sonda 230 podem também funcionar para manter o testador de formação 116 no poço 106 ou formar uma vedação com a formação 108, respectivamente, por qualquer outro mecanismo, sem sair do escopo da presente divulgação.

[0032] Como representado, os mecanismos de fixação 238 estão dispostos no corpo do testador de formação 116 oposto à sonda 230; no entanto, eles podem estar localizados em qualquer posição no corpo do testador de formação 116, desde que sejam capazes de manter o testador de formação 116 no lugar durante o teste da formação, sem se afastarem do escopo da presente divulgação. Adicionalmente, enquanto são mostrados dois mecanismos de fixação 238, um ou mais de dois podem também ser empregados, sem sair do escopo da presente divulgação. Além disso, um testador de formação 116 também pode ter extensões de fixação fixas ou recursos que não se estendem a partir do corpo do testador 116, mas que são pontos de fixação quando a sonda 230 é estendida e empurra o testador 116 contra o poço 106, sem se afastar do escopo da presente divulgação.

[0033] Durante o teste da formação, o testador de formação 116 é primeiramente posicionado de modo que a almofada de vedação 232 e os um ou mais mecanismos de fixação 238 estejam em contato com a formação 108. O tubo de snorkel de sonda 236 está conectado a uma linha de fluxo 246 e a linha de fluxo 246 está conectada a uma câmara de amostra 248 (que pode ser uma câmara de amostra pré-teste), um medidor 250 e um valor de equalização 252. Em algumas modalidades, a câmara de amostra 248 pode ter um volume de cerca de 10 centímetros cúbicos (cm3) a cerca de 100 cm3, englobando qualquer valor e subconjunto entre eles. Dentro da linha de fluxo 246 entre a sonda 236 e a saída para o poço 254 pode haver uma bomba (não mostrada). Esta bomba pode reduzir a pressão de fluido no snorkel 236. O que faz com que o fluido de formação entre na ferramenta e flua para além das câmaras de amostra 248, manômetros e qualquer sensor ou pacote de sensores (por exemplo, um sensor com material de filtro reativo 256a e/ou 256b ou mais de um de tais materiais de filtro reativos) dentro ou ligados à linha de fluxo. A câmara de amostra 248 é usada para coletar fluido de formação e realizar o teste imediatamente no fluido retido na câmara de amostra 248 (por exemplo, realizando pré-testes) ou para armazenar o fluido na câmara de amostra 248 até que o testador de formação 116 seja removido para a superfície e o fluido seja coletado para teste fora do testador 116. Em algumas modalidades, a câmara de amostra 248 é classificada a uma determinada diferencial de pressão. Um ou mais componentes adicionais podem ser conectados à linha de fluxo 246, sem sair do escopo da presente divulgação. Por exemplo, câmaras de amostra adicionais 248 podem estar localizadas em comunicação de fluido com a linha de fluxo 246 para coletado fluido de formação. O medidor 250 mede pressão e temperatura.

[0034] Uma vez que o testador de formação 116 esteja posicionado, o fluido de formação pode ser arrastado para a linha de fluxo 246. Tipicamente, quando o fluido é arrastado para o testador 116, o medidor 250 começa as operações de medição, por exemplo, pela leitura da pressão hidrostática do poço. O medidor 250 inclui tipicamente uma temperatura do sensor de temperatura que também está registrando a temperatura e é usada também para correções de calibração do medidor. A válvula de equalização 250 é normalmente aberta quando o registro do medidor 250 começa de modo que a pressão na linha de fluxo 246 é equalizada com a pressão hidrostática do fluido 214 no poço 106 (também referida como "pressão hidrostática do poço" ou "pressão hidrostática da lama do poço"). A válvula de equalização 252 é fechada antes ou depois de estender a sonda 230, que isola a linha de fluxo 246 do poço 106 quando a sonda 230 faz contato de vedação. Um pequeno pistão (não mostrado) no testador de formação 116 move-se então a uma taxa constante para criar uma taxa de fluxo de extração. Outros métodos também podem ser usados para mover fluido de formação no testador de formação 116, tal como uma bomba ou pela abertura de uma válvula a uma câmara, de modo que a taxa de fluxo e o volume sejam controlados, sem sair do escopo da presente divulgação.

[0035] O fluido é retirado ou produzido a partir da formação 108 através do tubo de snorkel da sonda 236 e para dentro da linha de fluxo 246. Quando o fluido é arrastado para o testador de formação 116, o medidor 250 continua as operações de medição, registrando uma diminuição na pressão à medida que o fluido de formação é produzido na linha de fluxo 246. A pressão na linha de fluxo 246 aumenta quando a produção de fluido da formação 108 para e após isso, a linha de fluxo 246 é novamente exposta à pressão hidrostática abrindo a válvula de equalização 252. Para recuperar o testador de formação 116 para a superfície a sonda 230 e os mecanismos de fixação 238 são retraídos (por exemplo, para dentro ou para dentro do corpo do testador de formação 116).

[0036] Deve ser apreciado que outras configurações da linha de fluxo no corpo de um testador de formação diferente do mostrado na FIG. 2 podem ser adequadas, sem se afastar do escopo da presente divulgação. Por exemplo, várias câmaras de amostra podem se estender a partir da linha de fluxo, medidores adicionais podem estar presentes, válvulas de equalização adicionais podem estar presentes, a ordem das câmaras/medidores/válvulas de equalização ao longo da linha de fluxo pode variar em qualquer ordem e assim por diante.

[0037] Os materiais de filtragem reativos (de novo, englobando tanto o material de filtragem reativo isolado quanto aquele fazendo parte de um sensor) como descritos neste documento podem estar em uma ou mais linhas de fluxo de fluido para sorver e/ou analisar um analito de fluido do poço ou do reservatório circundante. Por exemplo, a linha de fluxo de fluido pode ser uma fora de um poço, mas através da qual flui um fluido de formação coletado. A título de exemplo, como parte de uma coluna de Testes de Avaliação de Formação (drill steam testing, DST), que pode ser conduzida durante um tempo de fechamento ou, por exemplo, em um momento mais tardio da vida útil do poço do que o uso típico de ferramentas de teste de avaliação de formação, mas antes da instalação de um ou todos os componentes de completação. Em tais casos, a linha de fluxo pode ser parte da coluna DST ou instalada na superfície antes de um choke.

[0038] Em outros exemplos, a linha de fluxo pode ser a mesma ou similar à linha de fluxo de fluido 246, por exemplo, em um testador de formação 116. Como mostrado, o material de filtragem reativo 256a está localizado na linha de fluxo 246. Como representado e em uma modalidade preferida, o material de filtragem reativo 256a é representado a jusante da câmara de amostra 248 e em estreita proximidade com a extremidade de saída da linha de fluxo 246 (por exemplo, adjacente e conectável à saída 254). Por conseguinte, a sorção de um analito do poço pelo material de filtragem reativo 256a não afetará a integridade do fluido na câmara de amostra 248 (que pode ser coletada diretamente a partir da câmara 248, em vez da linha de fluxo 246 e da extremidade de saída conectável à saída 254 - não mostrada), mas irá atuar como um mecanismo de segurança incorporado para os operadores ao abrir a extremidade de saída da linha de fluxo 246 utilizando a saída 254 (por exemplo, em uma localização de superfície). Em outras modalidades preferidas, o material de filtro reativo está localizado ao longo da linha de fluxo 246 mais a montante da extremidade de saída da linha de fluxo 246, mas ainda a jusante da câmara de amostra 248, tal como a localização do material de filtragem reativo 256b. Geralmente, prefere-se que o material de filtragem reativo esteja localizado ao longo da linha de fluxo 246 tão próximo da extremidade de saída quanto possível. Ainda em outras modalidades, no entanto, em que a remoção de um ou mais analitos do poço de um fluido de formação coletado não é preocupante, a localização do material de filtragem reativo pode estar ao longo da linha de fluxo 246 a montante da câmara de amostra 248, como a localização do material de filtragem reativo 256c, mostrado em fantasma.

[0039] Deve ser apreciado que um ou mais materiais de filtragem reativos podem ser incluídos ao longo da linha de fluxo de fluido 246 no testador 116 (ou ao longo de qualquer outra linha de fluxo de fluido, como descrito neste documento) para sorver e/ou medir um analito do poço que flui dentro da linha de fluxo. A presença de mais de um material de filtragem reativo (por exemplo, em linha em uma linha de fluxo) pode aumentar a remoção de um ou mais analitos do poço (por exemplo, para aumentar a segurança de um operador). Outras configurações (por exemplo, paralelas) de múltiplos materiais de filtro reativos podem ser adicionalmente desejáveis, particularmente quando o material de filtro reativo forma um sensor, como descrito em detalhe abaixo.

[0040] Em algumas modalidades, o material de filtragem reativo é um material sorvente seletivo para um determinado analito do poço. Como usado neste documento, o termo "sorvente" e suas variantes gramaticais, refere-se a uma substância que tem a propriedade de coletar outra substância (por exemplo, moléculas de outra substância) por sorção. Os sorventes descritos neste documento sorvem (isto é, "coletam" ou "capturam") analitos de poços líquidos ou gasosos (coletivamente "fluidos" e suas variantes gramaticais). Quando o sorvente (ou material de filtragem reativo) é um líquido, este deve ser suportado por um material de suporte ou de outro ser revestido de modo que seja capaz de sorver um analito do poço sem dispersão a partir da localização desejada dentro de uma linha de fluxo de fluido. A título de exemplo, o líquido pode ser distribuído em um solvente e depois bombeado através de um material poroso, com o líquido sendo capturado por forças capilares. Em outro exemplo, o solvente pode ser evaporado, em que “material de filtragem reativo” é concebido para se ligar à superfície do meio poroso durante o processo de evaporação. A dessorção de um analito do poço do filtro reativo (por exemplo, do sorvente) também pode ser alcançada, como para uso na medição de certas características qualitativas e/ou quantitativas do analito do poço, como discutido em maior detalhe com referência aos sensores da presente divulgação. O material do filtro reativo pode ser permeável ou semi-permeável.

[0041] Os absorventes do filtro reativo (ou simplesmente "sorvente") descritos neste documento podem estar na forma sólida (por exemplo, na forma de partículas ou em pó) ou na forma líquida. Em algumas modalidades, o sorvente de filtro reativo está presente em uma linha de fluxo de fluido, como descrito neste documento, na presença de um material de suporte, que também pode servir para formar o material sorvente retido micro-fibroso descrito abaixo se este estiver na forma micro-fibrosa. O material de suporte pelo menos opera para estabilizar ou suportar o sorvente para uso em uma linha de fluxo de fluido, mantendo-o em uma determinada posição e retendo sua capacidade. Por exemplo, o sorvente pode ser estabilizado nos poros de um material de suporte poroso, pode ser estabilizado por atração entre o sorvente e o material de suporte, permanecer coerentemente em conjunto ou pode ser estabilizado ao estar rodeado pelo material de suporte (por exemplo, um material poroso que permite que o fluido flua mas não permite que o sorvente se disperse). O material de suporte pode incluir, mas não está limitado a, um polímero, uma cerâmica, um vidro, um metal, uma liga de metal e qualquer combinação destes. Exemplos específicos de materiais de suporte adequados incluem, mas não estão limitados a, lã de quartzo, lã de vidro, sílica, permanganato de cálcio, óxido de lantânio, maienita, alumina, alumina hidratada, um aluminossilicato, uma argila, zircônia, titânia, um metal (por exemplo, formando uma estrutura metal-orgânica) e qualquer combinação destes. Outros materiais porosos ou mesoporosos também podem ser utilizados, sem sair do escopo da presente divulgação. O material de suporte pode, por conseguinte, estar na forma de espuma, favo de mel, meio poroso e semelhantes e qualquer combinação destes. O material de suporte selecionado é preferencialmente inerte, não afetando assim a capacidade do sorvente de filtro reativo sorver um ou mais analitos de interesse.

[0042] Em alguns casos, um determinado sorvente absorve mais de um tipo de analito do poço. Isto pode ser particularmente benéfico quando o sorvente de filtragem reativo é colocado dentro de um testador de formação para sorver analitos deletérios do poço (ou não deletérios) para proteger um operador e/ou o ambiente. Em tais casos, um único sorvente pode ser usado para remover ou reduzir a exposição a múltiplos analitos do poço. Em outras modalidades, o sorvente de filtragem de poço é selecionado de modo que é apenas capaz de sorver um analito de poço comum, tal como quando a análise qualitativa ou quantitativa de um determinado analito de poço é desejada, que pode ser o caso quando o material de filtragem de poço é usado como parte de um sensor, por exemplo.

[0043] Os sorventes da presente divulgação destinam-se a sorver um ou mais analitos do poço incluindo, mas não se limitando a, mercúrio, sulfeto de hidrogênio, um sal, diodo de carbono e quaisquer combinações destes. Estes analitos do poço podem ser prejudiciais ou influenciar as operações do poço, que podem ser compensadas se a sua presença e/ou quantidade, por exemplo, forem conhecidas. Os materiais adequados para formar os sorventes de filtragem reativos a mercúrio descritos neste documento incluem, mas não estão limitados a, carvão ativado, um carbono ativado impregnado com iodo, carvão ativado impregnado com metal (usando metais como cobre, prata, ouro ou uma liga de todos os três metais), carvão ativado impregnado de enxofre, carvão ativado impregnado de boro, um material zeólito (por exemplo, um material zeólito clinoptilolita), cinzas volantes, um óxido de metal de transição, um sulfeto de metal de transição, um óxido de metal alcalino-terroso, um sulfeto de metal alcalino- terroso, um sulfeto orgânico (polissulfeto de d-limoneno) e qualquer combinação destes. Os carvões ativados impregnados incorporam uma ou mais substâncias no carvão ativado (por exemplo, nas aberturas porosas do carvão ativado).

[0044] Materiais adequados para formar os sorventes de filtragem reativos de sulfeto de hidrogênio da divulgação presente incluem, mas não estão limitados a, ferro (ou um composto que contém ferro), de lã, um óxido de metal (por exemplo, óxido de zinco, óxido de cálcio, óxido de magnésio, alumínio aço óxido, óxido de cobre, óxido de níquel, óxido de cobalto, óxido de ferro, óxido de estanho, óxido de prata, óxido de manganês, óxido de zircônio, óxido de molibdênio e qualquer combinação destes), feroxita mineral, nitrato de prata, minério de manganês, carvão ativado, carvão ativado impregnado de hidróxido de sódio, carvão ativado impregnado de hidróxido de potássio, carvão ativado impregnado de iodeto de potássio, carvão ativado impregnado de permanganato de potássio, carbono ativado impregnado de carbonato de potássio, carbono ativado impregnado de carbonato de sódio, um material zeólito (por exemplo, mordenite, clinoptilolita, erionita, filipsita, materiais zeólitos de ferrierita), sílica mesoporosa e qualquer combinação destes. Exemplos de combinações adequadas de óxidos metálicos incluem, mas não estão limitadas a, óxido de cobalto-zinco-alumínio, óxido de zinco-cobalto, óxido de zinco-ferro, óxido de zinco-níquel, óxido de zinco-manganês, óxido de zinco-ferro-zircónio, óxido de zinco de estanho-zircônio, óxido de zinco-cobre-zircônio, óxido de zinco-cobalto- alumínio, óxido de zinco-alumínio. Como exemplo, 50 gramas (g) de um material de filtro reativo de ferro configurado para ocupar 15 mililitros (mL) de espaço em uma linha de fluxo de fluido filtraria 200 litros (L) de um fluido contendo 200 ppm de sulfeto de hidrogênio. Assim, o peso e/ou volume requeridos de um material de filtragem reativo (por exemplo, ferro) é proporcional ao volume de fluido e à concentração esperada do analito, em que concentrações mais baixas do analito requerem necessariamente menos peso e/ou volume de material de filtragem reativo.

[0045] Sorventes de filtragem reativos a sal adequados incluem, mas não estão limitados a carvão ativado, calcita, sílica (preferencialmente com uma malha unitária inferior a 2,5 micrômetros (μm)), cascalho de quartzo (preferencialmente com uma malha unitária inferior a 7,5 centímetros (cm)), alumina ativada e qualquer combinação destes. Sorventes de material de filtragem reativo de sal podem ser selecionados com base em determinados halogênios, por exemplo. Como usado neste documento, o termo "tamanho de malha unitário" e suas variantes gramaticais referem-se a um tamanho de um objeto que é capaz de passar por uma área quadrada tendo cada lado igual a um valor numérico especificado.

[0046] Exemplos de sorventes de dióxido de carbono adequados incluem, mas não estão limitados a carbono ativado, um composto à base de carbono, um zeólito, sílica (por exemplo, sílica mesoporosa), uma amina (por exemplo, uma alcoxiamina, monoetanolamina, um sólido impregnado com amina e semelhantes), um óxido de metal (por exemplo, óxido de cálcio), um hidróxido de metal (por exemplo, hidróxido de lítio, hidróxido de sódio, hidróxido de silicato de magnésio, hidróxido de potássio), serpentinito, silicato de ferro magnésio, cal sodada, carbonato de potássio, carbonato de sódio e qualquer combinação destes.

[0047] Em algumas modalidades, o material de filtragem reativo é um material sorvente retido por microfibras seletivo ao analito de interesse. Como utilizado neste documento, o termo "material sorvente retido por microfibras" e suas variantes gramaticais (incluindo simplesmente "sorvente retido por microfibras"), refere-se a um ou mais sorventes (por exemplo, aqueles descritos acima) retidos em meios microfibrosos projetados para aumentar a eficiência de sorção em comparação ao sorvente sozinho. As vantagens desses materiais incluem, mas não estão limitadas a, perfis de velocidade uniformes, canalização minimizada, condutividade térmica elevada, rápida transferência de calor, perfis de temperatura quase isotérmicos e semelhantes e qualquer combinação destes. Por exemplo, sorventes retidos por microfibras (micro-fibrous entrapped sorbents, MFESs) podem ser usados para obter uma cinética de sorção aumentada (por exemplo, cinética de adsorção ou eficiência de contato) e uma baixa queda de pressão. Como os MFESs são altamente porosos por natureza, a queda de pressão dos MFESs pode ser reduzida em 1/8 a 1/2 em comparação com outro material de suporte vedado por sorvente.

[0048] Os meios microfibrosos que formam os MFESs descritos neste documento e para utilização em uma linha de fluxo de fluido relacionada a uma operação de formação subterrânea ou dentro de uma ferramenta de poço (por exemplo, um testador de formação) sozinhos ou em combinação com a formação de um sensor compreendem uma estrutura de suporte fibrosa e altamente porosa de sorventes retidos. O meio microfibroso pode ainda ser sinterizado e também ser um tecido não tecido. Outros materiais podem ser adicionalmente incluídos no meio microfibroso, como desejado, tal como catalisadores, sem sair do escopo da presente divulgação. Consequentemente, os sorventes e quaisquer materiais adicionais estão em uma configuração de leito fluidizado fixo e que são de forma fibrosa. Os meios microfibrosos, como o material de suporte descrito acima, podem ser compostos por um material incluindo, mas não limitado a, um polímero, uma cerâmica, um vidro, um metal, uma liga metálica e qualquer combinação destes. O material selecionado para formar o meio microfibroso dependerá da localização específica do material de filtro reativo (por exemplo, fluxo de fluido, tipo de fluxo de fluido (por exemplo, condutividade do fluido), temperatura, corrosividade e similares), o analito de interesse do poço específico, e considerações de custo. Por exemplo, meios microfibrosos feitos de materiais fibrosos cerâmicos ou de vidro em ambientes altamente corrosivos, materiais fibrosos poliméricos em operações de baixo custo, materiais fibrosos de metal e ligas metálicas em ambientes de alta temperatura e/ou condutores de propriedades de fluxo de fluido e semelhantes.

[0049] A sinterização do meio microfibroso pode ser usada para estabilizar o meio microfibroso para fornecer uma estrutura de suporte para os sorventes e quaisquer materiais adicionais, conforme necessário. A sinterização usando soldagem mecânica para estabilizar as fibras de meio microfibroso e quando o meio microfibroso é um metal ou uma liga de metal pode sugerir contato térmico e elétrico, aumentando, assim, as propriedades térmicas e elétricas do meio.

[0050] As fibras dos meios microfibrosos dominam o padrão de fluxo do fluido que flui através dos MFESs, produzindo assim um perfil de fluxo de velocidade uniforme sem canalização. Além disso, os MFESs têm menor capacidade de saturação volumétrica em comparação com outros materiais de suporte vedados com sorventes, pois possuem menores cargas volumétricas de sorventes. Por exemplo, os MFESs podem ter uma carga volumétrica de sorvente de até 35%. Em algumas situações, quando um método de dois feixes é usado, uma carga de sorvente de 0% pode ser usada como uma amostra de controle/comparação. Em tais casos, uma superfície descarregada é usada juntamente com uma superfície reativa para comparação, o que permite a detecção diferencial do analito na superfície reativa. Em outros materiais de suporte vedados com sorvente, os leitos podem ter uma carga volumétrica de sorvente de 60-70%. Esta diminuição é a carga volumétrica neutralizada por maior eficiência de sorção e menor queda de pressão.

[0051] Tamanhos de partículas pequenas de sorventes podem ainda ser usados sem comprometer a sorção, desde que as partículas estejam firmemente presas a um meio de suporte. A extremidade inferior da distribuição de tamanho é limitada pela química usada para criar as partículas e a capacidade de extinguir as reações. Em alguns casos, a partícula pode ter apenas 2 a 5 diâmetros atômicos de uma espessura de átomo de metal, depositado por deposição da camada atômica. As vantagens de tais sorventes pequenos incluem, mas não estão limitadas a, grande área superficial, reduzida resistência à difusão inter- absorvente (partícula), rápida transferência de massa, independência de orientação e semelhantes, e qualquer combinação destas.

[0052] Uma aplicação particular dos MFESs descritos neste documento é como uma fina camada de polimento em uma extremidade a jusante de um material de suporte vedado com sorvente não microfibroso. Como utilizado neste documento, o termo "camada de polimento" e suas variantes gramaticais, refere- se a uma camada de material MFES em série com um material de suporte vedado com sorvente não microfibroso. Por conseguinte, um ou mais materiais de suporte vedados com sorvente não microfibroso, tal como descrito acima, são utilizados em conjunto com um material sorvente retido por microfibras, em que ambos os materiais estão muito próximos ou fisicamente adjacentes (isto é, em contato) com um outro. A combinação dos dois tipos de materiais de filtragem reativos pode aumentar o tempo de penetração três vezes mais do que o material de suporte vedado por sorvente não microfibroso sozinho, sem aumentar significativamente o comprimento ou tamanho do material sorvente reativo como um todo. Como utilizado neste documento, o termo "tempo de rompimento" e suas variantes gramaticais referem-se ao tempo decorrido entre o contato inicial de um analito do poço com um material de filtragem reativo e o tempo no qual o material de filtragem reativo já não consegue reter analitos adicionais do poço.

[0053] Como exemplo, os MFES descritos neste documento podem ser utilizados em uma linha de fluxo de fluido para remover sulfureto de hidrogênio (por exemplo, em uma corrente de gás, em uma corrente de fluido de poço - por exemplo, um hidrocarboneto - e semelhantes). Tais usos são comercialmente disponibilizados para prevenir o envenenamento de catalisadores anódicos em células de combustível. Um exemplo de um MFES adequadamente disponível para tal uso inclui o H2F Fuel Cell Sorbent Filter, disponibilizado pela IntraMicron, Inc. em Auburn, Alabama. Este filtro absorvente de célula de combustível é pequeno e facilmente adaptável para uso em operações de formação subterrânea (por exemplo, em uma linha de fluxo no fundo do poço ou na superfície ou em uma linha de fluxo em uma ferramenta de poço, como um testador de formação). Por exemplo, os MFESs descritos neste documento ou o próprio filtro absorvente de célula de combustível disponível comercialmente, podem ser colocados em uma linha de fluxo, como para iniciar a remoção de sulfeto de hidrogênio para seleção aprimorada da sonda (enhanced probe selection, EPS) para começar assim que um fluido entra em um ferramenta de cabo wireline. Para uso com líquidos, o filtro absorvente de célula de combustível de sulfeto de hidrogênio H2F comercialmente disponível é classificado para > 60 miligramas (mg) de adsorção de sulfeto de hidrogênio para fornecer < 0,01 partes por milhão (ppm) de pureza por 2820 minutos para uma célula de combustível de 1 kilowatt (kW) a 15 ligantes de hidrogênio gasoso (H2) por minuto com um fundo de sulfeto de hidrogênio a 1 ppm. Para uso com gases, o item comercial poliu 15*2820 = 37800 std litros de gás. À pressão do reservatório de 5000 psi, esse volume de gás é reduzido como PV=PV de aproximadamente 113 litros. Tal sistema seria razoável para a amostragem de mais de 1 ponto em um poço; no entanto, se tempos mais longos ou níveis mais altos forem esperados, maiores diâmetros e comprimentos maiores do meio podem ser necessários. Aumentar o diâmetro reduziria a taxa de fluxo local e aumentaria a capacidade e, uma vez fixado o diâmetro, o comprimento deveria ser ajustado para ser proporcional à capacidade de absorção.

[0054] Resultados semelhantes ou melhores para outros analitos do poço, dependendo do tipo de MFES de filtragem reativos selecionados, são esperados para utilização nas operações de formação subterrânea descritas neste documento (isto é, em uma linha de fluxo de fluido relacionada com o mesmo). Por exemplo, as ferramentas de descrição de reservatório (reservoir description tools, RDTs) de cabo wireline normalmente têm taxas de fluxo de cerca de 4 mililitros por segundo (mL/s) em formações estreitas e até cerca de 40 mL/s em formações de alta permeabilidade. Isto é, portanto, menor que a taxa de fluxo descrita acima com referência ao filtro absorvente de célula de combustível H2F disponível comercialmente (por exemplo, uma média de RDT de 18 mL/s é 15 vezes menor que a taxa de fluxo da célula de combustível). Consequentemente, uma MFES em uma linha de fluxo usada em uma operação de formação subterrânea (por exemplo, linha de fluxo de cabo wireline) poderia remover cerca de 60 mg ou mais de sulfeto de hidrogênio ao longo de 4,23 x 105 min (ou 705 horas). Em altas concentrações de sulfeto de hidrogênio, como cerca de 30 ppm em operações típicas de formação subterrânea (por exemplo, linhas de fluxo de fluido de poço), a sorção do tempo de sulfeto de hidrogênio diminuiria para cerca de 24 horas.

[0055] Em algumas modalidades, uma pluralidade (dois ou mais) de materiais de filtragem reativos são incluídos em uma configuração de cartucho, de modo que o material de filtro reativo particular fornecido em um trajeto de fluxo de fluido pode ser seletivamente escolhido por um operador ou pode ser "atualizado", (ou seja, movendo-se para um novo material de filtro) entre bombeamentos para obter amostras de formação em um testador de formação, por exemplo. Desta forma, um único cartucho contendo vários materiais de filtro reativo, sejam iguais ou diferentes, pode ser usado seletivamente em uma determinada linha de fluxo de fluido ou durante certos estágios de fluxo de fluido na linha de fluxo de fluido ou em certas localizações zonais por toda linha de fluxo de fluido. Por conseguinte, a configuração do cartucho pode ser construída de materiais de filtragem reativos individuais, como descrito neste documento, concebidos para encontrar seletivamente e individualmente um fluido em uma linha de fluxo de fluido. Como exemplo, a configuração do cartucho pode ser na forma de um conjunto de válvula em linha, onde cada material de filtro reativo é inserido em uma seção de válvula específica que é selecionável (por exemplo, girando-se a válvula). O último filtro no cartucho pode, assim, passar o fluido na linha de fluxo de fluido para uma saída do conjunto. Uma linha de bypass, preferencialmente concêntrica com o conjunto da válvula e adicionalmente sendo usada para selecionar qual filtro ou filtros devem encontrar a linha de fluxo do fluido.

[0056] Por exemplo, em algumas modalidades, a configuração do cartucho está na forma de um conjunto de válvula que possui três estados com três materiais de filtro reativos (iguais ou diferentes). Em algumas modalidades, o filtro pode (1) passar fluido através de um material de filtro reativo para uma linha comum, (2) passar fluido através de um material de filtro reativo e também servir como um desvio para materiais de filtro reativos a jusante, (3) passar fluido para desviar o material de filtro reativo selecionado instantaneamente e o material de filtro reativo subsequente em linha. A mudança de um material de filtro reativo para o próximo material de filtro reativo pode ser um processo automatizado, tal como ao detectar uma queda de sinal (por exemplo, espectro de sorvente) por todo o material de filtro reativo indicando que a quantidade máxima de analito foi consumida. Um quarto estado também poderia existir, onde o fluido é passado para uma linha que não tem um material de filtro reativo, como quando a remoção ou medição de um determinado analito não é desejável ou quando cada um dos materiais de filtro reativos foi gasto. Por conseguinte, através da utilização da configuração do cartucho, a quantidade de analito removida ou sorvida de um fluido do poço pode ser maximizada em um espaço relativamente pequeno dentro da linha de fluxo do fluido. O último material de filtro reativo em linha se abriria para a linha de bypass, como descrito anteriormente.

[0057] A seleção de cada filtro pode ser conseguida utilizando uma válvula de isolamento, onde se permite que o fluido passe sobre um único material de filtro reativo no cartucho apenas se a válvula de isolamento permitir essa passagem. Em algumas modalidades, a válvula de isolamento pode ser uma válvula articulada. Por exemplo, entre cada material de filtro reativo e em frente ao primeiro, a válvula articulada pode ser usada para direcionar o fluxo para um desvio ou para o próximo material de filtro reativo. A válvula articulada pode ser controlada automaticamente, eletricamente ou manualmente, sem se afastar do escopo da presente divulgação ou pode ser funcionalmente incorporada ao conjunto da válvula. O conjunto de válvula pode ser uma válvula de três vias ou uma configuração de válvula de seis vias, por exemplo, embora outras configurações também possam ser utilizadas, sem sair do escopo da presente divulgação.

[0058] Com referência agora às FIGs. 3A e 3B, é ilustrada uma configuração de cartucho 300 compreendendo uma pluralidade de materiais de filtro reativos de acordo com uma ou mais modalidades da presente divulgação, em que a FIG. 3A é uma vista lateral e a FIG. 3B é uma vista superior. Como mostrado na FIG. 3A, a configuração de cartucho 300 pode ser parte de uma ferramenta de perfuração de poço (por exemplo, um testador de formação e seção de sonda aprimorada do mesmo e similares), onde “A” está na parte superior da ferramenta e “B” está na parte inferior da ferramenta. Em algumas modalidades, um detector (por exemplo, um micro ICE) pode estar localizado na direção “A”, ou a montante do cartucho 300 e uma bomba que remove o fluido do poço pode estar localizada no sentido “B”. Nesses casos, o detector (micro ICE) pode ser usado para medir componentes de fluido (por exemplo, analitos) antes do contato com o material de filtro reativo 302. Outras configurações também são permitidas, como ter um detector no sentido “B” e capaz de determinar um espectro de sorção de um ou mais dos materiais de filtro reativos 302 após a passagem do fluxo de fluido ou uma combinação de um detector em ambos os locais, sem se afastar do escopo da presente divulgação. Como mostrado, oito (8) materiais de filtro reativos 302 estão dispostos em um padrão em forma de estrela em relação um ao outro. Os materiais de filtro reativos 302 estão dispostos em torno de um bypass 304, que opera para desviar o fluido para longe de um ou mais materiais de filtro reativos 302 ou para um ou mais materiais de filtro reativos 302, como descrito acima. Deve ser apreciado que embora sejam mostrados oito (8) materiais de filtro reativos 302, qualquer pluralidade (dois ou mais) de materiais de filtro reativos 302 pode ser utilizada em uma configuração de cartucho 300, como descrito anteriormente, sem sair do escopo do presente divulgação.

[0059] Após a conclusão de uma tarefa específica (por exemplo, uso de um testador de formação), o cartucho de materiais de filtro reativo pode ser recolhido para a superfície, como indicado anteriormente e pesado para sorção do analito (por exemplo, adsorção) comparado ao seu peso anterior à tarefa. O peso do analito total adsorvido em conjunto com o volume de fluido (por exemplo, gás ou fluido líquido) bombeado através de cada (ou o número total) dos materiais de filtro reativos pode ser utilizado para determinar a concentração do analito sorvido. Por exemplo, as Equações 1-3 abaixo podem ser usadas para determinar a concentração de um determinado analito: analitowt = RFMawt - RFMiwt Equação 1 fluidovol = RFMtaxa de bombeamento * tempo de bombeamento Equação 2 analitocon = analitowt/ fluidovol Equação 3 em que “analitowt” é o peso final do analito depois de se subtrair o peso inicial do material de filtro reativo, “RFMiwt,” do peso final do material de filtro reativo, “RFMawt ” (por exemplo, após do recolhimento do material de filtro reativo para a superfície); “fluidovoi ” é o volume do fluido que flui através do material de filtro reativo (e, portanto, a linha de fluxo do fluido no qual o material de filtro reativo está localizado) e é baseado na taxa de bombeamento (por exemplo, mL/s) através do material de filtro reativo, “RFMtaxa de bombeamento” e o tempo pelo qual o fluido é bombeado através do material de filtro reativo, “tempo de bombeamento;’” e “analitocon” é a concentração final do analito presente no fluido que flui através do material de filtro reativo.

[0060] Como descrito anteriormente, em algumas modalidades, o material de filtro reativo (seja um sorvente, um MFES ou uma combinação dos mesmos) pode ser usado como parte de um sensor para medir uma característica qualitativa ou quantitativa de um analito em um fluido de poço, conforme descrito acima. Os sensores descritos neste documento destinam-se a ter maior sensibilidade a tais analitos de poço baseados na avaliação do seu espectro de sorção. Como utilizado neste documento, o termo “espectro de sorção” refere-se a qualquer espectro detectável (por exemplo, óptico, acústico e semelhantes e como descrito abaixo com referência aos detectores da presente divulgação resultante do contato ou reação de um material de filtro reativo e um analito (por exemplo, um analito de poço).

[0061] Todos os sensores analíticos enfrentam comprometimentos na concepção, experimentando compensações entre sensibilidade e especificidade. Em operações de formações subterrâneas, como em ambientes de fundo de poço, as medições são frequentemente levadas ao limite de sua sensibilidade para um determinado analito (por exemplo, sensores utilizando eletrodos seletivos de íons, resistividade, capacitância, ótica e similares). Para fazer um sensor analítico específico para um determinado analito em um fundo não discernido (ou seja, quando o analito de interesse está entre outros produtos químicos e ele próprio pode ou não estar presente), frequentemente, muito da sensibilidade é sacrificada. Como exemplo, um analito de sulfeto de hidrogênio é oticamente ativo (ou seja, produz um espectro de sorção ótica), mas é afetado por múltiplas interferências. Por exemplo, água, dióxido de carbono, metano e suas combinações, pelo menos, tornam difícil o isolamento da região de infravermelho (IR) do sulfeto de hidrogênio. Além disso, os mercaptanos interferem no isolamento dos espectros IR e ultravioleta (UV) do sulfeto de hidrogênio. A regressão multivariada é capaz de remover tal interferência usando meios matemáticos, mas a técnica é limitada em termos práticos pela sensibilidade requerida da medição.

[0062] Vantajosamente, os sensores da presente divulgação aumentam a sensibilidade empregando um material de filtro reativo que é seletivo para um determinado analito, por sorção do determinado analito, por filtragem seletiva das interferências contra o referido analito, ou ambos. Consequentemente, os sensores descritos neste documento podem ser utilizados para medir qualitativamente ou quantitativamente (por exemplo, utilizando medições diferenciais) um analito de poço desejado. Os sensores da presente divulgação compreendem pelo menos um material de filtro reativo, que sorve um analito em um fluido de poço em uma linha de fluxo, como descrito acima. Além disso, o sensor compreende pelo menos um detector que detecta um espectro de sorção específico para o analito em pelo menos uma primeira e uma segunda localização, em que a primeira localização é a montante na linha de fluxo em relação à segunda localização. O detector calcula ainda uma medição balanceada correspondente à presença do analito no fluido do poço. Em algumas modalidades, um dispositivo secundário que não seja o detector pode ser utilizado para calcular a medição balanceada, sem sair do escopo da presente divulgação. Exemplos de detectores adequados incluem, mas não estão limitados a, detectores óticos, detectores de eletrodos, detectores de resistividade, detectores de NMR, detectores acústicos, detectores de capacitância, um detector de elemento computacional integrado (ICE), assim como detectores magnéticos e indutivos (disponibilizados pela Halliburton Energy Services, Inc. em Houston, Texas) e qualquer combinação destes.

[0063] Assim, quando dois locais no filtro são detectados, o fluido do poço fluindo inicialmente através do primeiro local terá uma quantidade maior do analito do poço do que quando o fluido do poço passar pelo segundo local porque o material do filtro reativo terá sorvido em todo ou em parte o analito do poço no primeiro local. Assim, uma medição balanceada pode ser obtida pela comparação do espectro de sorção do primeiro local ao espectro de sorção do segundo local. Em algumas modalidades, a totalidade do analito é absorvida no primeiro local do material de filtro reativo e apenas a interferência associada ao fluido de fluxo (e não ao analito) é medida no segundo local, permitindo assim o cancelamento completo da interferência para permitir análises adicionais relacionadas ao analito. Em outras modalidades, são medidas mais de duas localizações, em que cada localização remove progressivamente o analito do fluido que flui, até que as medições finais (ou mais de uma, posteriormente) sejam apenas interferência, removendo assim cada vez mais o analito do fluido que flui. Consequentemente, o espectro de sorção detectado por, pelo menos, um detector nos dois ou mais locais ao longo de um comprimento de um material de filtro reativo é especificamente em razão da sorção do analito de interesse apenas.

[0064] Em outras modalidades, em vez de o material de filtro reativo ser concebido para sorver o analito de interesse, um ou mais compostos de interferência conhecidos podem ser sorvidos no material de filtro reativo, sem sair do escopo da presente divulgação. De modo semelhante, então, a presença, qualitativa ou quantitativamente, do analito conhecido poderia ser medida usando o sensor. Deve ser apreciado, no entanto, que, porque os compostos de interferência podem ser numerosos, a seletividade do material de filtro reativo para um analito desejado (por exemplo, analito do poço) pode ser preferida.

[0065] Como um exemplo prático, como descrito anteriormente, o ferro pode ser usado como um material de filtro reativo para detectar o sulfeto de hidrogênio do analito. O ferro é seletivamente reativo com o sulfeto de hidrogênio, e em uma taxa rápida, enquanto os interferentes conhecidos dióxido de carbono, metano e mercaptanos não são reativos com o ferro. Além disso, um interferente da água é reativo com o ferro em um ambiente oxidante, mas apenas a uma taxa lenta, que pode ser distinguida da reação do ferro com o sulfeto de hidrogênio; além disso, a água não é reativa na maioria dos ambientes redutores onde o sulfeto de hidrogênio estaria presente. O sulfeto de hidrogênio se converteria em sulfato em um ambiente oxidante. Consequentemente, um material de filtro reativo de lã de aço poderia ser colocado em uma linha de fluxo de fluido e a presença de sulfeto de hidrogênio poderia ser determinada pela obtenção de uma medição balanceada com um detector baseado em um espectro de sorção em um primeiro local do material de filtro reativo a montante de um espectro de sorção em um segundo local do material de filtro reativo.

[0066] Em algumas modalidades, em vez de fluir um fluido de poço em uma linha de fluxo de fluido através de pelo menos duas localizações de um único material de filtro reativo, um par (ou uma pluralidade) de materiais de filtro reativos pode ser usado nos sensores da presente divulgação para alcançar o mesmo resultado. Além disso, um material de filtro reativo seletivo para um determinado analito pode ser combinado em série (em linha) com outro material que não é seletivo (embora possa ser sensível) ao analito desejado e a diferença detectada é que os espectros de sorção seriam seletivos para o analito desejado. Por exemplo, se o analito fosse sulfeto de hidrogênio, um filtro reativo de lã de aço seletivo poderia ser colocado em uma linha de fluxo de fluido a montante ou a jusante de outro material de filtro reativo (ou sensor) que não é seletivo ao sulfeto de hidrogênio. A diferencial do sinal de espectros de sorção é então inferida em relação ao analito de sulfeto de hidrogênio, sinalizando assim a presença do analito. Em outras modalidades, uma pluralidade de materiais de filtro reativos pode ser colocada em paralelo (não em série) em uma linha de fluido, de modo que o fluido passe separadamente através dos materiais de filtro reativo (não primeiro através de um, depois através de um segundo, etc.). Nesses arranjos paralelos, por exemplo, múltiplos tipos de analitos podem ser sorvidos simultaneamente, sem sair do escopo da presente divulgação.

[0067] Aspectos e exemplos divulgados neste documento incluem:

[0068] Modalidade A: Um sensor compreendendo: pelo menos um material de filtro reativo disposto numa linha de fluxo, em que o material de filtro reativo sorve um analito num fluido de poço na linha de fluxo; e pelo menos um detector que detecta um sinal de sorção específico para o analito em pelo menos uma primeira localização e uma segunda localização do material de filtro reativo, em que a primeira localização é a montante na linha de fluxo em relação à segunda localização, em que o detector (1) calcula uma medição balanceada correspondente à presença do analito no poço ou (2) transmite as medições a uma unidade de processamento de sinal para calcular uma medição balanceada correspondente à presença do analito no furo do poço.

[0069] Modalidade B: Um método compreendendo: introdução de um sensor numa linha de fluxo num poço numa formação subterrânea, o sensor compreendendo: pelo menos um material de filtro reativo disposto numa linha de fluxo, em que o material de filtro reativo sorve um analito num fluido de poço na linha de fluxo; e pelo menos um detector que detecta um sinal de sorção específico ao analito em pelo menos uma primeira localização e uma segunda localização do material de filtro reativo, em que a primeira localização está a montante na linha de fluxo em relação à segunda localização; fluir um fluido do poço através da linha de fluxo, em que o fluido do poço entra em contato primeiro com a primeira localização e depois em contato com a segunda localização do material do filtro reativo; e calcular uma medição balanceada com o detector correspondente à presença do analito no fluido do poço.

[0070] Modalidade C: Um sistema compreendendo: um poço que se estende em uma formação subterrânea; e um sensor colocado no furo do poço, o sensor compreendendo: pelo menos um material de filtro reativo disposto numa linha de fluxo, em que o material de filtro reativo sorve um analito num fluido de poço na linha de fluxo; e pelo menos um detector que detecta um sinal de sorção específico para o analito em pelo menos uma primeira localização e uma segunda localização do material de filtro reativo, em que a primeira localização está a montante na linha de fluxo em relação à segunda localização, e calcula um equilíbrio medição correspondente à presença do analito no fluido do poço.

[0071] Modalidades A, B, e C podem ter um ou mais dentre os seguintes elementos adicionais em qualquer combinação:

[0072] Elemento 1: Em que a linha de fluxo está em um testador de formação.

[0073] Elemento 2: Em que a linha de fluxo está num testador de formação e a linha de fluxo compreende ainda pelo menos uma câmara de amostra, e o sensor está na linha de fluxo a jusante da câmara de amostra.

[0074] Elemento 3: Em que a linha de fluxo está num testador de formação e a linha de fluxo compreende ainda pelo menos uma câmara de amostra, e o sensor está na linha de fluxo a jusante da câmara de amostra adjacente a uma extremidade de saída da linha de fluxo.

[0075] Elemento 4: Em que a medição balanceada correspondente à presença do analito no fluido do poço é uma concentração quantitativa ou qualitativa.

[0076] Elemento 5: Em que o sensor compreende uma pluralidade de materiais de filtro reativos do mesmo tipo.

[0077] Elemento 6: Em que o sensor compreende uma pluralidade de materiais de filtro reativos de pelo menos dois tipos diferentes.

[0078] Elemento 7: Em que o material de filtro reativo é um material sorvente sensível ao analito.

[0079] Elemento 8: Em que o analito é selecionado do grupo que consiste em mercúrio, sulfureto de hidrogênio, um sal, dióxido de carbono e qualquer combinação destes.

[0080] Por meio de exemplo não limitante, exemplos de combinações aplicáveis para A, B e C incluem: Qualquer um dentre A, B, e/ou C com Elementos 1-8; 1 e 2; 1 e 3; 1 e 4; 1 e 5; 1 e 6; 1 e 7; 1 e 8; 2 e 3; 2 e 4; 2 e 5; 2 e 6; 2 e 7; 2 e 8; 3 e 4; 3 e 5; 3 e 6; 3 e 7; 3 e 8; 4 e 5; 4 e 6; 4 e 7; 4 e 8; 5 e 6; 5 e 7; 5 e 8; 6 e 7; 6 e 8; 7 e 8; 1, 2, e 3; 1, 2, e 4; 1, 2, e 5; 1, 2, e 6; 1, 2, e 7; 1, 2, e 8; 2, 3, e 4; 2, 3, e 5; 2, 3, e 6; 2, 3, e 7; 2, 3, e 8; 3, 4, e 5; 3, 4, e 6; 3, 4, e 7; 3, 4, e 8; 4, 5, e 6; 4, 5, e 7; 4, 5, e 8; 2, 3, 4, e 6; 3, 4, 5, e 8; 1, 2, 3 e 4; 3, 6, 7, e 8; 1, 4, 6, e 8; e similares; e qualquer combinação de 1-8, sem limitação.

[0081] Portanto, as modalidades divulgadas neste documento são bem adaptadas para alcançar as finalidades e as vantagens mencionadas, assim como aquelas que são inerentes às mesmas. As modalidades particulares divulgadas acima são apenas ilustrativas, uma vez que podem ser modificadas e praticadas de maneiras diferentes mas equivalentes aparentes àqueles versados na técnica tendo o benefício dos ensinos deste documento. Além disso, nenhuma limitação é destinada aos detalhes de construção ou projeto mostrados neste documento, a não ser aquelas descritas nas reivindicações abaixo. Portanto, é evidente que as modalidades ilustrativas específicas divulgadas acima podem ser alteradas, combinadas ou modificadas e todas as tais variações são consideradas dentro do escopo e do espírito da presente divulgação. As modalidades divulgadas de maneira ilustrativa neste documento podem ser praticadas na ausência de qualquer elemento que não é divulgado especificamente neste documento e/ou qualquer elemento opcional divulgado neste documento. Embora as composições e métodos sejam descritos em termos de “compreendendo”, “contendo” ou “incluindo” vários componentes ou etapas, as composições e métodos também podem “consistir essencialmente em” ou “consistir em” vários componentes e etapas. Todos os números e intervalos divulgados acima podem variar em alguma quantidade. Sempre que um intervalo numérico com um limite inferior e um limite superior for divulgado, qualquer número e qualquer intervalo incluso que é esteja dentro do intervalo seja especificamente divulgado. Em particular, todos os intervalos de valores (da forma "de cerca de a a cerca de b" ou, de forma equivalente, "de aproximadamente a a b", ou, de forma equivalente, "de aproximadamente a-b") divulgados neste documento devem ser entendidos como estabelecendo todo número e intervalo englobado dentro do intervalo de valores mais amplo. Além disso, os termos nas reivindicações têm seu significado simples e comum, a menos que explicitamente e claramente definido de outra forma pelo titular da patente. Além disso, os artigos indefinidos "um" ou "uma", como usados nas reivindicações, são definidos neste documento para significar um ou mais do que um do elemento que eles introduzem.

Claims

1. Sensor, caracterizado pelo fato de compreender: - pelo menos um material de filtro reativo (256a, 256b, 256c, 302) disposto em uma linha de fluxo (246), - sendo que o pelo menos um material de filtro reativo (256a, 256b, 256c, 302) sorve um analito em um fluido (214) de poço (106) na linha de fluxo (246); e - um primeiro detector (1) que detecta um primeiro sinal de sorção específico para o analito em uma primeira localização a montante do pelo menos um material de filtro reativo(256a, 256b, 256c, 302) e um segundo detector que detecta um segundo sinal de sorção específico para o analito em uma segunda localização a jusante de pelo menos um material de filtro reativo (256a, 256b, 256c, 302), sendo que o detector (i) tanto calcula uma medição balanceada correspondente para a presença do analito no poço quanto (ii) transmite os primeiros sinais e os segundos sinais de sorção para uma unidade de processamento de sinal configurada para calcular uma medição balanceada correspondente para a presença do analito no poço (106); sendo que o cálculo da medição balanceada é baseado no primeiro sinal de sorção e no segundo sinal de sorção.

2. Sensor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a linha de fluxo (246) estar num testador de formação (116).

3. Sensor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a linha de fluxo (246) estar em um testador de formação (116) e a linha de fluxo (246) compreender ainda pelo menos uma câmara de amostra (248), e o sensor estar na linha de fluxo (246) a jusante da câmara de amostra (248).

4. Sensor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a medição balanceada correspondente à presença do analito no fluido (214) do poço (106) ser uma concentração quantitativa ou qualitativa.

5. Sensor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o sensor compreender uma pluralidade de materiais de filtro reativos (256a, 256b, 256c, 302) do mesmo tipo.

6. Sensor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o sensor compreender uma pluralidade de materiais de filtro reativos(256a, 256b, 256c, 302) de pelo menos dois tipos diferentes.

7. Sensor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o material de filtro reativo (256a, 256b, 256c, 302) ser um material absorvente sensível ao analito.

8. Sensor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o analito ser selecionado do grupo que consiste em mercúrio, sulfeto de hidrogênio, um sal, dióxido de carbono e qualquer combinação destes.

9. Método, caracterizado pelo fato de compreender: - introduzir um sensor dentro de uma linha de fluxo (246) em um poço em uma formação subterrânea, o sensor compreendendo: - pelo menos um material de filtro reativo (256a, 256b, 256c, 302) disposto em uma linha de fluxo (246), - em que o material de filtro reativo (256a, 256b, 256c, 302) sorve um analito em um fluido de poço na linha de fluxo (246); e - um primeiro detector (1) que detecta um primeiro sinal de sorção específico para o analito em uma primeira localização a montante de pelo menos um material de filtro reativo (256a, 256b, 256c, 302) e um segundo detector que detecta um segundo sinal de sorção específico para o analito em uma segunda localização a jusante do pelo menos um material de filtro reativo(256a, 256b, 256c, 302);; - fluir um fluido (214) do poço (106) através da linha de fluxo (246), em que o fluido (214) do poço (106) entra em contato primeiro com a primeira localização e depois contata a segunda localização; e - calcular uma medição balanceada com o detector (1) correspondente à presença do analito no fluido (214) do poço (106); sendo que o cálculo da medição balanceada é baseado no primeiro sinal de sorção e no segundo sinal de sorção.

10. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de a linha de fluxo (246) estar em um testador de formação (116).

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de a linha de fluxo (246) estar em um testador de formação (116) e a linha de fluxo (246) compreender ainda pelo menos uma câmara de amostra (248), e o sensor estar na linha de fluxo (246) a jusante da câmara de amostra (248)..

12. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de a medição balanceada correspondente à presença do analito no fluido do poço ser uma concentração quantitativa ou qualitativa.

13. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de o sensor compreender uma pluralidade de materiais de filtro reativos (256a, 256b, 256c, 302) do mesmo tipo.

14. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de o sensor compreender uma pluralidade de materiais de filtro reativos (256a, 256b, 256c, 302) de pelo menos dois tipos diferentes.

15. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de o pelo menos um material de filtro reativo (256a, 256b, 256c, 302) ser um material absorvente sensível ao analito.

16. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de o analito ser selecionado do grupo que consiste em mercúrio, sulfureto de hidrogênio, um sal, dióxido de carbono e qualquer combinação destes.

17. Sistema, caracterizado pelo fato de compreender: - um sensor colocado no poço estendendo-se em uma formação subterrânea, o sensor compreendendo: - pelo menos um material de filtro reativo (256a, 256b, 256c, 302) disposto em uma linha de fluxo (246), - em que o material de filtro reativo (256a, 256b, 256c, 302) sorve um analito em um fluido (214) de poço (106) na linha de fluxo (246); e - um primeiro detector que detecta um primeiro sinal de sorção específico para o analito em uma primeira localização a montante do pelo menos um material de filtro reativo (256a, 256b, 256c, 302) e um segundo detector que detecta um segundo sinal de sorção em uma segunda localização a jusante do pelo menos um material de filtro reativo (256a, 256b, 256c, 302), em que o sensor calcula uma medição balanceada correspondente à presença do analito no fluido (214) do poço (106); sendo que o cálculo da medição balanceada é baseado no primeiro sinal de sorção e no segundo sinal de sorção.

18. Sistema, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de a linha de fluxo (246) estar num testador de formação (116).

19. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o segundo detector que detecta o segundo sinal de sorção na segunda localização compreender o segundo detector para detectar uma medição de interferência do fluido (214) do poço (106) com o analito removido; e sendo que o cálculo da medição balanceada é baseado em uma comparação do primeiro sinal de sorção detectado na primeira localização e no segundo sinal de sorção detectado na segunda localização.

20. Sensor, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de o primeiro detector que detecta o primeiro sinal de sorção na primeira localização compreender o primeiro detector para detectar uma interferência na primeira localização que é a mesma que a interferência detectada na segunda localização.

21. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de o segundo detector que detecta o segundo sinal de sorção na segunda localização compreender o segundo detector para detectar uma medição de interferência do fluido (214) do poço (106) com o analito removido; e sendo que o cálculo da medição balanceada compreende o cálculo da medição balanceada com base uma comparação do primeiro sinal de sorção detectado na primeira localização e no segundo sinal de sorção detectado na segunda localização.

22. Método, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de o primeiro detector que detecta o primeiro sinal de sorção na primeira localização compreender o primeiro detector para detectar uma interferência na primeira localização que é a mesma que a interferência detectada na segunda localização.

23. Sistema, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de o segundo detector que detecta o segundo sinal de sorção na segunda localização compreender o segundo detector para detectar uma medição de interferência do fluido (214) do poço (106) com o analito removido; e sendo que o cálculo da medição balanceada ser baseado em uma comparação do primeiro sinal de sorção detectado na primeira localização e no segundo sinal de sorção detectado na segunda localização.

24. Sistema, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de o primeiro detector que detecta o primeiro sinal de sorção na primeira localização compreender o primeiro detector para detectar uma interferência na primeira localização que é a mesma que a interferência detectada na segunda localização.