BR112019008101A2 - método, fluido de manutenção de furo de poço e sistema para manutenção de um furo de poço - Google Patents
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Abstract
fluidos de manutenção de furo de poço incluindo um material com memória de formato e métodos de uso são fornecidos. um método pode incluir: fornecer um fluido de manutenção de furo de poço incluindo: um fluido de base; e um material com memória de formato; deformar o material com memória de formato para ter um formato temporário; introduzir do fluido de manutenção de furo de poço em um furo de poço; e ativar o material com memória de formato de tal modo que o material com memória de formato altere a partir de da formato temporário para um formato inicial.
Description
“MÉTODO, FLUIDO DE MANUTENÇÃO DE FURO DE POÇO E SISTEMA PARA MANUTENÇÃO DE UM FURO DE POÇO”
ESTADO DA TÉCNICA [0001] Os fluidos de manutenção de furo de poço podem ser usados em uma variedade de operações subterrâneas, incluindo, por exemplo, tratamentos de estimulação, tratamentos de conformidade, tratamentos de fraturamento hidráulico, tratamentos de acidificação, tratamentos de remediação, tratamentos de remoção de incrustações, tratamentos de inibição de incrustações e similares. Como aqui usado, os termos “tratamento” e/ou “tratar” se referem a qualquer operação subterrânea que usa um fluido em conjunção com o alcance de uma função pretendida e/ou uma finalidade pretendida. O uso destes termos aqui não implica qualquer ação particular pelo fluido ou qualquer componente particular do mesmo. Como aqui usado, o termo “fluido de tratamento” se refere a qualquer fluido que possa ser usado em uma operação subterrânea em conjunção com uma função pretendida e/ou com uma finalidade pretendida.
[0002] As propriedades do fluido de perfuração e de conclusão, incluindo reologia, viscosidade e resistência do gel, podem ser fatores importantes na concepção de uma operação de perfuração bem-sucedida. Em algumas operações de perfuração, as propriedades do fluido podem ter margens de operação estreitas. Em processos de perfuração profundos onde alta temperatura e pressão podem estar presentes, as propriedades do fluido podem ser adversamente afetadas pelas condições do furo de poço e projetar um fluido de perfuração operável no poço pode ser um desafio.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0003] Estes desenhos ilustram certos aspectos de algumas das modalidades da presente invenção e não devem ser usados para limitar ou definir a invenção.
[0004] A FIG. 1 é uma ilustração esquemática da deformação de um material com memória de formato.
[0005] A FIG. 2 é uma ilustração esquemática da deformação e revestimento de um material com memória de formato.
[0006] A FIG. 3 é uma ilustração esquemática de um sistema incluindo um fluido inteligente programável.
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2/26 [0007] A FIG. 4 é uma ilustração esquemática de um sistema alternativo, incluindo um fluido inteligente programável.
DESCRIÇÃO DETALHADA [0008] São aqui fornecidos métodos, composições e sistemas para fluido de manutenção de furo de poço que incluem materiais com memória de formato. O fluido de manutenção de furo de poço incluindo os materiais com memória de formato pode ser descritos como um fluido inteligente programável, pois o material com memória de formato pode ser deformado (ou programado) para afetar certas propriedades do fluido, tais como, sem limitação, viscosidade, lubrificação, resistência ao gel, capacidade de transporte e outras. Como aqui usado, o fluido inteligente programável pode ser qualquer fluido que inclua um material com memória de formato. Os atuais fluidos inteligentes programáveis podem ser programados na superfície e configurados para responder a um estímulo externo, como calor, campos magnéticos, radiação e produtos químicos, para afetar a propriedade do fluido. Desta maneira, o fluido pode atrasar a propriedade desejada até que uma profundidade desejada seja atingida. As propriedades do fluido podem também ser continuamente ajustadas ao longo do comprimento de um furo de poço pela manipulação do fluido inteligente programável à medida que ele atravessa o furo de poço. Sem limitação, o fluido de manutenção de furo de poço podem incluir vários fluidos de tratamento de poço, tais como, sem limitação, fluidos usados para desvio, conformidade, controle de perda de fluido, transporte de estacas de perfuração e/ou outros tratamentos de poços onde o controle do fluxo de fluidos em formações subterrâneas pode ser desejado. O fluido inteligente programável pode incluir um fluido de base e um material com memória de formato.
[0009] O fluido inteligente programável pode ter muitas aplicações e benefícios, apenas alguns dos quais podem ser aqui mencionados. Uma aplicação pode ser um fluido de perfuração que inclui um material com memória de formato. As propriedades do fluido de perfuração tais como resistência à deformação, viscosidade e propriedades reológicas, podem ser projetadas para alterar em relação às condições variáveis do furo de poço. Cada uma das propriedades do fluido pode ter um efeito no desempenho geral do fluido. Por exemplo, um fluido de alta viscosidade pode ter a capacidade de transportar mais sólidos
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3/26 arrastados. Em alguns exemplos, o fluido inteligente pode responder a alterações na profundidade, pressão ou temperatura ou uma combinação dos fatores. Durante operações de perfilagem de poços, tais como em MWD (medição durante a perfuração) ou perfilagem a cabo, as propriedades do furo de poço podem ser medidas em registro. Se uma propriedade do furo de poço, como a temperatura, é conhecida, o material com memória de formato pode ser programado para reagir quando uma determinada temperatura é atingida. Algumas das propriedades com que um engenheiro de lama pode se preocupar incluem a lubrificação da lama e a capacidade de transportar estacas de perfuração. A lubrificação pode ser importante para garantir que a cabeça de perfuração não se desgaste prematuramente, embora com danos por atrito. A lubrificação também pode ser importante para garantir que a cabeça de perfuração não se agarre durante uma operação de perfuração. O fluido de perfuração também pode transportar estacas de perfuração, embora o anel seja formado entre a coluna de perfuração e o furo de poço até a superfície. As estacas de perfuração podem precisar de ser removidas, a fim de avançar a coluna de perfuração ainda mais na formação. Em alguns exemplos, o material com memória de formato pode ser programado para exibir uma viscosidade relativamente mais baixa na superfície e, em seguida, quando uma temperatura predeterminada no final da soldagem é alcançada, o material com memória de formato pode exibir uma viscosidade relativamente maior. A viscosidade relativamente mais alta pode permitir que o fluido de perfuração transporte mais estacas de fluido de perfuração, por exemplo.
[0010] Os fluidos de perfuração podem incluir um fluido à base de água ou um fluido à base de óleo. O fluido aquoso pode ser de qualquer fonte desde que não contenha um excesso de compostos que possam afetar indesejavelmente outros componentes nos fluidos de perfuração. Por exemplo, um fluido de perfuração pode incluir água doce ou salgada. A água salgada em geral pode incluir um ou mais sais dissolvidos e pode ser saturada ou insaturada como desejado para uma aplicação particular. A água do mar ou salmouras podem ser adequadas para uso em alguns exemplos. Um fluido à base de óleo pode ser de qualquer fonte. Em alguns exemplos, o fluido à base de óleo pode incluir alcanos, alquenos, alquinos e compostos aromáticos. Além disso, o fluido à base de água ou de óleo pode estar presente em uma quantidade suficiente para formar uma pasta bombeável. Em
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4/26 certos exemplos, o fluido pode estar presente nos fluidos de perfuração em um ponto que varia de cerca de 33% a cerca de 100% em peso dos fluidos de perfuração. Em certos exemplos, o fluido pode estar presente nos fluidos de perfuração em um ponto que varia de cerca de 35% a cerca de 70% em peso dos fluidos de perfuração.
[0011] Os fluidos de perfuração podem adicionalmente incluir aditivos de fluido de perfuração, que podem incluir viscosificantes, estabilizadores de xisto, emulsificantes, agentes umectantes, agentes de ponderação, etc. Como discutido acima, os fluidos de perfuração podem estar substancialmente isentos de sólidos. Alternativamente, em alguns exemplos, o fluido de perfuração pode incluir sólidos. Os sólidos podem ser qualquer tipo de sólidos encontrados em um furo de poço ou introduzidos em um fluido de furo de poço. Sem limitação, exemplos de sólidos podem incluir pedaços da formação, estacas de perfuração e aditivos introduzidos a um fluido de perfuração, por exemplo, materiais de perda de circulação, agentes de ponderação, etc. Exemplos adequados de agentes de ponderação incluem, por exemplo, materiais com gravidade específica de 2 ou maior, como barita. Exemplos de agentes de ponderação que podem ser usados incluem, mas não estão limitados a, hematita, ilmenita, hausmanita, barita e as combinações das mesmas.
[0012] Outra aplicação potencial pode ser um fluido de circulação de perda incluindo um material com memória de formato. A circulação de perda é uma condição que pode ocorrer quando um fluido de perfuração ou outro fluido de manutenção de furo de poço flui para a formação ou outra estrutura geológica. Um evento de circulação de perda pode levar à perda de fluido de perfuração ou em casos de circulação de preda severa, uma erupção do poço. A circulação de perda pode ser causada por uma zona de alta permeabilidade na formação ou, em alguns casos, lacunas e rachaduras na formação. Um material com memória de formato pode ser incluído em um fluido de circulação de perda para remediar o evento de circulação de perda. Em alguns exemplos, um material com memória de formato que tem um formato relativamente pequeno na superfície pode se expandir para um formato maior em uma posição predeterminada no furo de poço. Se a localização da zona de circulação de perda for conhecida, o material com memória de formato pode ser programado para ativar perto ou dentro da zona de circulação de perda. Em alguns exemplos, o fluido de circulação de perda pode entrar na zona de circulação de perda em
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5/26 um estado inativado, em que o fluido inteligente pode incluir partículas relativamente menores e subsequentemente se ativar dentro da zona de circulação de perda para se expandir para uma partícula relativamente maior. A expansão do material com memória de formato dentro da zona de circulação de perda pode reduzir a permeabilidade da zona de circulação de perda e pode bloquear completamente a zona de absorver mais fluido de perfuração. Em alguns exemplos, o material com memória de formato pode fornecer uma força expansiva que pode impedir eficazmente a migração das partículas de material com memória de formato dentro da zona de circulação de perda. A combinação de redução de permeabilidade e mobilidade relativamente baixa do material com memória de formato ativado na zona de circulação de perda pode fornecer uma vedação contra uma circulação de perda adicional.
[0013] Outra aplicação potencial pode ser injeções de lama pesada de barreira, incluindo um material com memória de formato. O material com memória de formato pode ser incluído em um fluido de injeção de lama pesada de barreira, a fim de melhorar as propriedades da injeção de lama pesada de barreira. Pode haver a necessidade de isolar temporariamente as zonas do furo de poço durante as operações do furo de poço, como, por exemplo, durante a perfuração e a conclusão. O isolamento temporário pode ser alcançado por uma injeção de lama pesada de barreira que pode incluir, sem limitação, fluidos termofixos, fluidos de ajuste de tempo, fluidos altamente tixotrópicos, fluidos dilatantes e fluidos de alta viscosidade. O fluido da injeção de lama pesada de barreira pode ser bombeado para o lugar e pode formar um tampão estático que temporariamente isola uma zona do furo de poço em relação à transferência de massa. Quando não há mais necessidade de isolamento de zona; a injeção de lama pesada de barreira pode ser removida perfurando, girando e lavando, e/ou deslocando com outro fluido. O fluido da injeção de lama pesada de barreira pode ser incorporado no fluido de perfuração ou conclusão ou circulado para fora do furo de poço e isolado para descarga, eliminação ou reuso. Uma vez que uma injeção de lama pesada de barreira tradicional é colocada no fundo do poço, suas propriedades reológicas geralmente não podem ser alteradas sem remover e substituir a injeção de lama pesada de barreira por uma de composição diferente. Isso pode exigir tempo e despesas operacionais adicionais devido aos procedimentos necessários de
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6/26 remoção e substituição de injeções de lama pesada de barreira. A inclusão de um material com memória de formato em uma injeção de lama pesada de barreira pode permitir que as propriedades reológicas da injeção de lama pesada a ser alterada in-situ. Como no exemplo do fluido de circulação de perda inteligente, se as propriedades do furo de poço em um determinado ponto são conhecidas, o material com memória de formato pode ser programado para exibir propriedades certificadas em determinado ponto no furo de poço. Alternativamente, o material com memória de formato pode ser programado para reagir a um estímulo externo. Por exemplo, o material com memória de formato pode ser “comutado” e exibir uma viscosidade aparente mais alta uma vez que a injeção de lama pesada de barreira esteja em uma posição predeterminada. A viscosidade pode ser substancialmente alta, de modo que a migração de fluidos através da injeção de lama pesada é eliminada. A alta viscosidade pode isolar substancialmente várias porções do furo de poço. Uma vez que a injeção de lama pesada barreira não é mais necessária, a injeção de lama pesada pode então ser “comutada” por um estímulo externo para reduzir a viscosidade aparente e reativar o fluxo.
[0014] Outra aplicação potencial pode ser injeções de lama pesada de limpeza, incluindo um material com memória de formato. Um material com memória de formato pode ser incluído em um fluido de injeções de lama pesada de limpeza, a fim de melhorar as propriedades da injeção de lama pesada de barreira. Resíduos e detritos gerados a partir de perfuração, moagem, perfuração, fraturamento e outras operações de perfuração podem ser depositados e acumulados em risers, prevenção de erupção, invólucros, revestimentos, conjuntos de furos inferiores e outros equipamentos de furo de poço. Os materiais podem interferir na instalação do equipamento ou com etapas adicionais de conclusão no poço. Por exemplo, pode ser crítico que todos os fluidos de perfuração sejam deslocados antes que o poço possa ser cimentado e concluído. Uma injeção de lama pesada de limpeza pode ajudar na remoção dos detritos e outros particulados do furo de poço embutidos nas paredes do furo de poço. O fluido inteligente pode auxiliar na remoção de detritos por ativação por estímulos externos e, por exemplo, aumentando a viscosidade.
[0015] Outra aplicação potencial pode ser injeções de lama pesada de fortalecimento de furo de poço, incluindo um material com memória de formato. O material com memória de
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7/26 formato pode ser incluído em injeções de lama pesada de fortalecimento de furo de poço (WSP), a fim de melhorar as propriedades das injeções de lama pesada de fortalecimento de furo de poço. Uma WSP incluindo um material com memória de formato pode ser colocada em fraturas ou outras regiões permeáveis em um furo de poço. O material com memória de formato pode permitir que a permeabilidade inicial da WSP permaneça alta durante a injeção nas superfícies fraturadas. O material com memória de formato pode ser ativado e a WSP pode se expandir e travar nas superfícies fraturadas. A marcial inteligente pode incluir uma permeabilidade variável em que a permeabilidade pode ser controlada por um estímulo externo. A WSP inteligente pode, portanto, fornecer um meio de controlar a permeabilidade e a permeabilidade do desligamento através de fraturas e zonas permeáveis de furo de poço. A WSP inteligente também pode permitir o controle dinâmico do módulo de Young com base nas necessidades de projeto. Os módulos do Young de uma WSP inteligente podem ser controlados através de ciclos de recuperação de formato, conforme descrito abaixo. O controle do módulo de Young pode permitir a otimização da distribuição dos módulos através da superfície da fratura. Outro uso potencial do material com memória de formato pode ser como um material intersticial para minimizar o atrito do tamanho de partícula. O atrito de partículas se refere à quebra, geração de finos e fragmentação resultante da compressão, impacto e cisalhamento. O efeito pode ser observado em materiais friáveis e sólidos aglomerados. Em uma operação de fratura, o agente de sustentação que é bombeado para uma formação pode experimentar uma força de compressão que é maior que sua resistência ao esmagamento. O material pode fraturar e causar a geração de finos. Uma WSP inteligente pode fornecer uma barreira para transportar os finos para o furo de poço. O material com memória de formato pode atuar como uma ferramenta eficiente para controlar o atrito de distribuição de tamanho de partícula.
[0016] Os materiais com memória de formato podem ser incluídos no fluido de manutenção de furo de poço. Como aqui usado, o termo “material com memória de formato” se refere a materiais inteligentes que têm a capacidade de se deformar e subsequentemente regressar à forma pré-deformada quando induzida por um estímulo ou estímulo externo. Em contraste, polímeros dilatáveis, tais como, por exemplo, polímeros
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8/26 superabsorventes, podem absorver líquidos e inchar sem qualquer configuração predeterminada. Os materiais com memória de formato podem ser projetados, fabricados e/ou programados para se transformar em formatos ou configurações benéficas com um estímulo externo. Por exemplo, um pequeno material de formato esférico pode se transformar em uma fibra alongada com características únicas ao longo de seu eixo. Essas características podem ser configuradas para interagir com características de materiais de memória adjacentes. Misturas de materiais com memória discreta podem funcionar juntas como um único dispositivo para fornecer uma vantagem aproveitável. O formato original (ou formato pré-deformada) pode ser referido como um formato permanente enquanto o formato deformado pode ser referido como um estado temporário. Alguns materiais com memória de formato podem reter uma pluralidade de formatos permanentes que podem ser transicionados através da variação do estímulo externo. Em alguns exemplos, o estímulo pode ser a temperatura. O material com memória de formato pode exibir um formato a uma temperatura relativamente mais baixa e outro formato a uma temperatura relativamente mais alta. Em um exemplo, o material com memória de formato pode ser deformado a uma temperatura relativamente mais baixa, em que o material é “congelado” em uma posição em que pode reter o seu formato. A temperatura pode ser aumentada e o material com memória de formato pode retornar ao seu formato permanente pré-deformado. A título de exemplo, algumas propriedades do material com memória de formato de interesse podem ser, sem limitação, reologia, viscosidade, resistência do gel, viscoelasticidade, módulo, dureza, lubrificação, carga, susceptibilidade magnética, aderência, resistência à compressão, resistência à tração e solubilidade.
[0017] A título de exemplo, outros estímulos que podem ativar o material com memória de formato podem incluir campos elétricos ou magnéticos, luz como UV e Infravermelho, pressão, variações de taxa de pressão e propriedades da solução como pH, salinidade e concentração de ions. A concentração de íons pode ser a concentração de qualquer íon em solução, como, por exemplo, os íons de um sal dissolvido. Os materiais aqui divulgados podem inchar minimamente, e em algumas modalidades, não de todo, por contato com um líquido, sólido ou gás e podem ser seletivamente controlados com combinações de estímulos. Por exemplo, a temperatura pode ser um estímulo, mas somente se outro
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9/26 estímulo estiver presente. Assim, quaisquer combinações de estímulo podem ser programadas para ativar a transição desejável de materiais com memória de formato.
[0018] Os materiais com memória de formato podem incluir uma liga com memória de formato ou polímero com memória de formato. As ligas com memória de formato podem incluir muitas ligas tais como, mas não se limitam a, Ag-Cd, Au-Cd, Au-Al-Ni, Cu-Sn, CuZn, Cu-Zn-Si, Cu-Zn-AL, Cu-Zn-Sn, Fe-Pt, Mn-Cu, Fe-Mn-Si, Co-Ni-Al, Co-Ni-Ga, NiFe-Ga, Ni-Nb, Ni-Ti, Ni-Ti-Hf, Ni-Ti, Pd, e Ni-Mn-Ga. Em geral, a liga com memória de formato pode sofrer uma alteração na estrutura cristalina por influência dos estímulos externos. Em particular, uma liga de Ni-Ti pode sofrer uma alteração na estrutura cristalina de mais austenítica para mais martensítica após o resfriamento. A alteração na microestrutura cristalina pode afetar os fenômenos macroscópicos, como densidade, magnetismo, permeabilidade, etc. As outras ligas mencionadas podem exibir mudanças microcristalinas similares. Em geral, a liga com memória de formato pode ser repetidamente deformada e retornada ao formato permanente sem perda significativa de função.
[0019] Um polímero com memória de formato pode incluir polímeros, tais como termofixos, termoplásticos ou espumas. Em particular, um polímero de memória de formato pode incluir, mas não se limita a, poliuretanos, tereftalato de polietileno, óxido de polietileno, poliestireno, polinoroboreno, oligossilsesquioxano poliédrico. Combinações de polímeros com memória de formato adequados podem ser usadas. Em geral, o polímero com memória de formato pode ser repetidamente deformada e retornada ao formato permanente sem perda significativa de função. Em alguns exemplos, um polímero com memória de formato e uma liga com memória de formato podem ser combinados no mesmo fluido. Materiais que não são comumente considerados como materiais com memória de formato podem ser combinados com materiais com memória ou outros materiais que não sejam com memória para fazer materiais compostos que se comportam como materiais com memória de formato no agregado.
[0020] Nos fluidos inteligentes, o material com memória de formato pode ser deformado com um formato temporário na superfície que pode ser ativada quando no local apropriado no furo de poço. Em alguns exemplos, a deformação pode incluir a redução do volume de
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10/26 um material com memória de formato ou deformação para uma morfologia ou formato predeterminado pela aplicação de uma força de compressão. A força de compressão pode ser aplicada a uma temperatura predeterminada e por uma quantidade predeterminada de tempo. Em outro exemplo, a deformação pode incluir expor o material com memória de formato a uma força de tração a uma temperatura predeterminada durante um período de tempo predeterminado. A deformação pode ser feita a uma temperatura relativamente mais alta de cerca de 100°F a 200°F (37,77 a 93,33°C) ou uma temperatura relativamente baixa de cerca de 50°F a 100°F (10°C a 37,77°C). A deformação pode, em alguns exemplos, aumentar a densidade do material com memória de formato, reduzindo o volume, mantendo a mesma massa.
[0021] Sem limitação, o material com memória de formato pode incluir grupos funcionais, tais como hidróxi, carboxila, amina e outros conhecidos na técnica no interior de uma estrutura globular. Uma estrutura similar à globular é uma estrutura que tem o formato de um globo ou glóbulo e pode incluir um ou mais polímeros de cadeia longa dobrados para fazer a estrutura. Polímeros de cadeia longa podem ser qualquer polímero com uma estrutura de base repetida em que a estrutura de base pode se repeti de cerca de 100 vezes a vários milhões de vezes. A estrutura pode abrir após exposição a um estímulo externo, expondo assim os grupos funcionais. Em um exemplo, um material com memória de formato, incluindo um grupo funcional, pode ser “enrolado” ou compactado de tal maneira que o grupo funcional não seja exposto ao ambiente. O material com memória de formato compactado pode incluir uma única molécula, ou algumas moléculas, do material com memória de formato. Após a exposição a um estímulo externo, o material com memória de formato pode se desintegrar e se juntar a uma massa maior. Os grupos funcionais expostos podem, por exemplo, ser atraídos um pelo outro por uma força eletromotriz, ou ser feitos reagir.
[0022] Sem limitação, o material com memória de formato pode ser incorporado em fibras. A título de exemplo, as fibras podem incluir um material com memória de formato e um material de vidro. Adicionalmente, outras fibras tais como grafite, poliésteres, poliamidas e poliolefinas podem ser combinados com o material com memória de formato. O material com memória de formato pode estar em um formato de fibra ou se transformar em um
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11/26 formato de fibra. Qualquer técnica adequada pode ser usada para incorporação do material com memória de formato nas fibras, incluindo rolagem e extrusão, entre outras. As fibras podem ser incluídas em qualquer fluido de manutenção de furo de poço adequado, mas podem ser particularmente úteis em composições de cimento. As fibras podem ser programadas, por exemplo, por enrolamento ou dobragem ou de outra forma deformadora, de tal modo que as fibras se encontrem em um estado deformado ou programado. Após a aplicação de um estímulo externo, as fibras podem retornar ao seu estado alongado original. Isto pode ser benéfico em operações de poço, uma vez que as fibras, incluindo o material com memória de formato, podem ser bombeadas para um poço em um estado programado e, portanto, “inativo”, e então desdobradas in situ. O desdobramento pode emaranhar ou, de alguma forma, fazer com que as fibras interajam, por exemplo, em uma estrutura globular. A estrutura pode exibir qualquer uma das propriedades do material com memória de formato, como a alteração de densidade, mencionada anteriormente.
[0023] Sem limitação, o material com memória de formato pode ter um tamanho de partícula em um ponto que varia de cerca de 1 nanômetro a cerca de 5 microns, 5 microns a cerca de 5 cm ou de cerca de 5 microns a cerca de 1 cm ou de cerca de 500 microns a cerca de 1 cm. Contudo, os tamanhos de partículas fora destas faixas divulgadas podem também ser adequados para aplicações particulares. Como aqui usado, o termo “tamanho de partícula” se refere ao diâmetro médio de volume. Em certas modalidades, as partículas podem ter um tamanho médio de partícula em um ponto que varia de cerca de 1 micron a cerca de 200 microns. O tamanho médio de partícula corresponde aos valores d50 medidos por analisadores de tamanho de partícula, como os fabricados pela Malvern Instruments, Worcestershire, United. Kingdom. Ainda mais, o material com memória de formato pode ter qualquer formato adequado, incluindo, mas não se limita a, plaquetas, estacas, fibras, flocos, fitas, hastes, esferoides, toroides, pastilhas, comprimidos e outros formatos físicos adequados. O material com memória de formato pode ter um formato físico bem definido e/ou uma geometria irregular. Geralmente, o material com memória de formato pode ser incluído no fluido de manutenção de furo de poço numa quantidade adequada para uma aplicação particular, incluindo sem limitação numa quantidade que varia de cerca de 0,1% a cerca de 30%, ou de cerca de 0,1% a cerca de 5%, ou de cerca de 5% a cerca de 10%, ou
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12/26 de cerca de 10% a cerca de 15%, ou de cerca de 15% a cerca de 20%, ou de cerca de 20% a cerca de 25%, ou de cerca de 25% a cerca de 30% por peso do fluido de manutenção de furo de poço. Um versado na técnica, com o benefício desta divulgação, deve selecionar um tipo apropriado e uma quantidade de material com memória de formato para incluir num fluido de manutenção de furo de poço para uma aplicação particular.
[0024] Um material com memória de formato pode ser impresso em 3D para criar formatos personalizados. Formatos personalizados podem ter muitas vantagens, tais como, se as propriedades do material do produto impresso forem bem compreendidas, o comportamento dependente do tempo pode ser previsto. As propriedades do material podem ser previstas no espaço de 4 dimensões, 3 dimensões físicas e uma dimensão de tempo. Com o conhecimento das propriedades do material dependentes do tempo, pode ser concebido um material com memória de formato impresso em 4D. Por exemplo, se o módulo de elasticidade de um material é conhecido, pode ser possível prever o tempo que levaria para um determinado formato retornar ao estado permanente, dada uma certa temperatura e estímulos. Outro exemplo pode ser um formato que tenha uma área de superfície de contato baixa, como um formato de estrela. Se uma força de compressão for aplicada a um material com memória de formato impresso em 3D e o volume do material com memória de formato for reduzido, pode ser possível prever o volume dependente do tempo do material com memória de formato.
[0025] Qualquer dos fluidos de manutenção de furo de poço mencionado anteriormente pode incluir um fluido de base, que pode ser aquoso ou não aquoso. Fluidos não aquosos adequados podem incluir um ou mais polímeros orgânicos, tais como hidrocarbonetos (por exemplo, querosene, xileno, tolueno ou diesel), óleos (por exemplo, óleos minerais ou óxidos sintéticos), ésteres e similares. Os fluidos de base adequados podem incluir, sem limitação, água doce, salgada, salmoura, água do mar ou quaisquer outros fluidos de base adequados que não interajam indesejavelmente com os outros componentes usados numa composição que inclui um material com memória de formato. Sem limitação, o fluido de base pode ser uma solução salina aquosa. Tais soluções salinas aquosas podem ter uma concentração de sal variando entre cerca de 0,1% e cerca de 10% em peso. Sem limitação, a concentração de sal pode estar entre cerca de 1% e cerca de 10% em peso ou entre cerca
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13/26 de 2% e cerca de 5%. O sal de tais soluções salinas aquosas pode incluir um sal de metal alcalino ou de metal alcalino-terroso. Sais de metais alcalinos ilustrativos podem incluir, por exemplo, NaCl, NaBr, KC1 e KBr. Sais ilustrativos de metais alcalino-terrosos podem incluir, por exemplo, CaC12, CaBr2 e ZnBr. Outros sais de metais alcalinos ou alcalinoterrosos, tais como, por exemplo, nitratos, acetatos e formatos solúveis, podem também ser usados para formar a solução salina aquosa. Em alguns exemplos, o fluido de base pode incluir uma solução ácida aquosa, soluções ácidas aquosas ilustrativas podem incluir um ou mais ácidos, tais como ácido clorídrico, ácido fluorídrico, ácido acético ou ácido fórmico, entre outros. Outros ácidos orgânicos também podem ser adequados. Soluções ácidas aquosas podem ser usadas em tratamentos de acidificação, por exemplo, para aumentar a permeabilidade de zonas de produção. Geralmente, o fluido de base pode ser incluído no fluido de manutenção de furo de poço em uma quantidade adequada para uma aplicação particular, incluindo sem limitação em um ponto que varia de 10% a cerca de 99%, ou de cerca de 10% a cerca de 30%, ou cerca de 30% a cerca de 50%, ou de cerca de 50% a cerca de 70%, ou de cerca de 70% a cerca de 90%, ou de cerca de 90% a cerca de 99% em peso do fluido de manutenção de furo de poço. Um versado na técnica, com o benefício desta divulgação, deve selecionar um tipo apropriado e uma quantidade de fluido de base para incluir num fluido de manutenção de furo de poço para uma aplicação particular.
[0026] Dependendo do fluido de manutenção de furo de poço, o material com memória de formato será adicionado, os fluidos de manutenção do furo de poço podem incluir opcionalmente qualquer número de aditivos adicionais, incluindo, mas não se limitando a surfactantes, aditivos de controle de perda de fluido, gás, nitrogênio, dióxido de carbono, agentes espumantes, inibidores de corrosão, inibidores de incrustações, catalisadores, agentes de controlo de argila, biocidas, redutores de fricção, agentes antiespuma, agentes intercalares, dispersantes, floculantes, eliminadores de H2S, eliminadores de CO2, eliminadores de oxigênio, lubrificantes, agentes de viscosidade, disjuntores, agentes de ponderação, modificadores de permeabilidade relativos, resinas, materiais particulados (por exemplo, particulados de agente de sustentação como areia ou partículas de cerâmica), agentes molhantes, agentes de aumento de revestimento e similares. Um versado na
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14/26 técnica, com o benefício desta divulgação, deve reconhecer os tipos de aditivos que podem ser incluídos no fluido de manutenção de furo de poço para uma aplicação particular.
[0027] Além disso, o pH do fluido de manutenção do furo de poço pode também depender do tratamento particular. Fluidos de fluido de manutenção de furo de poço com um pH alto (por exemplo, 10 a 14) podem ser usados, e fluidos de fluido de manutenção de furo de poço com um pH baixo (por exemplo, <4) também podem ser usados. Os fluidos de fluido de manutenção de furo de poço com pH baixo podem ser usados, por exemplo, em tratamentos de acidificação com um fluido de base que inclua uma solução ácida aquosa.
[0028] Exemplos de métodos de uso de fluidos inteligentes programáveis agora serão descritos em mais detalhes com referência à FIG. 1. Qualquer um dos exemplos anteriores dos fluidos inteligentes programáveis pode se aplicar no contexto da FIG. 1. A FIG. 1 ilustra um exemplo de polímero com memória de formato 100. A FIG. 1 mostra esquematicamente o ciclo de programação (bloco 105) e de recuperação (bloco 110) para o polímero com memória de formato 100, incluindo um formato aleatório. O ciclo de programação e recuperação pode ser repetido inúmeras vezes sem perda significativa de recuperação do formato. A etapa de programação (bloco 105) pode incluir uma compressão ou tensão a baixa ou alta pressão. Como ilustrado na FIG. 1, o polímero com memória de formato pode ser deformado por compressão para um tamanho menor. A etapa de programação (bloco 105) pode ocorrer na superfície de tal modo que o polímero com memória de formato no estado comprimido possa ser bombeado e introduzido no furo de poço. O polímero 120 com memória de formato programado pode se recuperar para o tamanho original por exposição a aquecimento, campo magnético, infravermelho ou qualquer um dos estímulos mencionados anteriormente. A etapa de recuperação (bloco 110) pode ocorrer in situ, por exemplo, após o polímero com memória de formato programado 115 ter sido colocado numa formação subterrânea. Os ciclos de programação (bloco 105) e de recuperação (bloco 110) podem ser repetidos inúmeras vezes sem perda significativa da recuperação do formato.
[0029] Sem limitação, o polímero com memória de formato ou liga com memória de formato pode incluir um revestimento que pode atrasar o processo de ativação até que os componentes atinjam a profundidade desejada no poço. Sem limitação, o revestimento
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15/26 pode ser solúvel em água ou óleo. A espessura do revestimento pode ser projetada em relação à pressão hidrostática necessária para fraturar o revestimento. O revestimento também pode quebrar ou dissolver por outros meios discutidos abaixo. Em alguns exemplos, o material com memória de formato pode ser programado na superfície e depois revestido com uma camada de material que pode ser dissolúvel. Exemplos de revestimentos adequados podem incluir polímeros solúveis em óleo ou em água, revestimentos semipermeáveis, polímeros termicamente instáveis, argilas, polímeros sensíveis ao cisalhamento mecânico, materiais sensíveis a ácidos tais como carbonates, materiais sensíveis à base tais como resinas e materiais que podem ser oxidados. Uma vez que o polímero com memória de formato ou a liga com memória de formato atinjam a profundidade desejada, o revestimento pode falhar devido à pressão hidrostática ou à dissolução no fluido da superfície até a profundidade desejada. O polímero com memória de formato ou a liga com memória de formato pode ser exposto a estímulos externos, como, por exemplo, a temperatura do poço, e recuperar sua forma original.
[0030] A FIG. 2 ilustra o processo de revestimento de um material com memória de formato e subsequente recuperação de formato. Um material com memória de formato, tal como uma liga com memória de formato ou polímero com memória de formato, pode incluir um formato permanente 200. O material com memória de formato pode ser programado como representado pela seta 205 para se conformar a um formato programado 210. O formato programado 210 pode ser um formato aleatório ou pode ser um formato predeterminado. O formato programado 210 pode ser revestido com um revestimento 235, que pode ser água ou ser dissolvido, como representado pela seta 215. O revestimento 235 pode revestir substancialmente o formato programado 210. O revestimento 235 pode ser concebido para quebrar a uma certa profundidade do furo de poço ou após um determinado período de tempo no furo de poço. O formato revestido 220 pode ser introduzido na formação através de um fluido de manutenção, tal como um fluido de perfuração. Como representado pela seta 225, o revestimento 235 pode ser dissolvido ou de outro modo removido uma vez que uma certa profundidade tenha sido atingida ou uma quantidade predeterminada de tempo tenha passado. O formato programado não revestido 210 pode recuperar o formato permanente 200 como representada pela seta 230. Como discutido
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16/26 anteriormente, o formato programado 210 pode recuperar o formato permanente 200 por quaisquer estímulos externos.
[0031] Referência é feita à FIG. 3 Um sistema para usar o fluido inteligente programável em uma operação de perfuração é ilustrado na FIG. 3 Um agitador 300 pode aceitar um fluido de perfuração incluindo um material com memória de formato do furo de poço 350. O agitador 300 pode separar sólidos, tais como estacas de perfuração, do fluido de perfuração. O agitador 300 pode alimentar os sólidos separados do fluido de perfuração na centrífuga 310, em que o material com memória de formato presente no fluido de perfuração pode ser separado. O agitador 300 e a centrífuga 310 podem formar uma unidade de separação para separação do material com memória de formato do fluido de perfuração. Deve ser entendido que a presente técnica não se limita ao uso do agitador 300 e da centrífuga 310 e pode ser usado outro equipamento adequado para a separação do material com memória de formato. O fluxo de material com memória de formato 311 pode ser transportado para a unidade de programação 320. O fluxo de fluido de perfuração limpo 312 pode ser combinado com o fluxo de efluente da unidade de programação 320. A unidade de programação 320 pode deformar o material com memória de formato como discutido anteriormente, bem como adicionar qualquer fluido de base necessário para transportar o material com memória de formato. A unidade de programação 320 pode incluir equipamento para deformar o material com memória de formato para o seu formato programado, incluindo, sem limitação, prensas aquecidas, geradores de campo elétrico ou magnético e unidades de secagem, bem como revestir o revestimento de material com memória de formato, como sistemas de deposição de vapor, cabines de pulverização, tanques de imersão e reatores de precipitação. Uma unidade de propriedades de fluido em tempo real 330 pode recolher dados sobre o fluido, furo de poço, maquinaria, esquema de bombas, entradas do engenheiro de lama e outros fluxos de dados, de modo a enviar instruções para a unidade de programação 320. A unidade de propriedades de fluido em tempo real 330 pode incluir uma unidade de processamento (por exemplo, um microprocessador), arranjos de entrada/saída, armazenamento de dados e portas de comunicação de rede, entre outros equipamentos. O engenheiro de lama pode receber dados em tempo real sobre as propriedades do fluido através da unidade de propriedades de
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17/26 fluido em tempo real 330 e pode fazer quaisquer ajustes necessários. O efluente da unidade de programação 320 pode ser combinado com o fluxo de fluido de perfuração limpo 312 antes de ser transportado para a unidade de mistura e bombeamento 340. A unidade de mistura e bombeamento 340 pode preparar o fluido de perfuração misturando aditivos, tais como bentonita e outros previamente discutidos, bem como quaisquer outros conhecidos na técnica. A unidade de mistura e bombeamento 340 pode incluir tanques, reatores, bombas, misturadores, válvulas, meios de transporte, tubulares, centrífugas, dispositivos de pulverização, dispositivos de cisalhamento, hidrociclones, agitadores, compressores, dispositivos de pesagem, dispositivos de fluxo de massa, sensores como reômetros, termopares, medidores de vazão e densidade, computadores e microprocessadores e outros equipamentos para campos petrolíferos. O fluido de perfuração pode ser bombeado para o furo de poço 350 através de uma coluna de perfuração (não ilustrada). O fluido de perfuração pode sair do furo de poço 350 e ser devolvido ao agitador 300.
[0032] A FIG. 4 ilustra outro sistema que pode ser usado usando o fluido inteligente programável em um fluido de manutenção de furo de poço. A unidade de propriedades de fluido em tempo real 330, a unidade de programação 320 e o furo de poço 350 podem ser os mesmos que na FIG. 3 A unidade de bombeamento e condicionamento de fluidos 400 pode aceitar um fluxo de entrada designado pela seta 405 e o efluente da unidade de programação 320. O fluxo de entrada pode incluir qualquer material que seja bombeado para o furo de poço. A unidade de bombeamento e condicionamento de fluidos 400 pode incluir uma pluralidade de bombas, misturadores, válvulas, meios de transporte, tubulares e outros equipamentos de campo petrolífero. Em alguns exemplos, a unidade de bombeamento e condicionamento de fluido 400 pode se misturar e criar um fluido de manutenção de furo de poço tal como os descritos anteriormente. Em alguns exemplos, a unidade de bombeamento e condicionamento de fluidos 400 pode ser configurada para produzir um fluido de fraturamento hidráulico. Em tal exemplo, a unidade de bombeamento e condicionamento de fluidos 400 pode incluir um misturador, meios de transporte de agente de sustentação, bombas de alta pressão, coletores, tanques de água e tubulares. A unidade de programação 320 pode fornecer um material com memória de formato deformado para ser incluído no fluido de fraturamento. A unidade de
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18/26 bombeamento e condicionamento de fluidos 400 pode combinar o material com memória de formato deformado de efluente com um agente de sustentação, fluido de base e aditivos do fluxo de entrada 401 para criar o fluido de fraturamento. A unidade de bombeamento e condicionamento de fluidos 400 pode pressurizar o fluido de fraturamento para cerca de 10.000 psi (68947,57 kPa) ou mais antes de transportar para o furo de poço 350. Em geral, o furo de poço 350 pode incluir uma cabeça de poço, um dispositivo de prevenção de erupção e outro equipamento de superfície conhecido na técnica. Em alguns exemplos, pode ser desejável reciclar fluido de manutenção do furo de poço após a introdução no furo de poço 350 como ilustrado na FIG. 3 com um segundo fluido de manutenção de furo de poço circulante. No exemplo do fluido de fraturamento, pode não ser desejável reciclar, pois o fluido de fraturamento pode não estar em conformidade com um ou mais parâmetros, como, por exemplo, salinidade. Outro exemplo em que uma reciclagem pode ser desejável é um fluido de circulação de perda. O fluido de circulação de perda, incluindo o material com memória de formato, pode circular como descrito anteriormente para preencher a zona de circulação de perda. No caso de um fluido de circulação de perda, uma porção do fluido de circulação de perda introduzido no furo de poço pode entrar na zona de circulação de perda e a porção que não entra na zona pode regressar à superfície. A porção de fluido que retorna à superfície pode ser retornada ao furo de poço para circulação adicional.
[0033] Em exemplos onde o fluido de manutenção de furo de poço é reciclado, o sistema pode incluir quaisquer meios de separação o material com memória de formato do fluido de manutenção de furo de poço. Na FIG. 2, o meio de separação foi descrito como um agitador e uma centrífuga. Deve ser entendido que outro equipamento configurado para separar os componentes do fluido de manutenção de furo de poço pode ser usado como apropriado. O equipamento de separação pode ser configurado para separar os componentes por qualquer meio, como por exemplo, adsorção, centrifugação, separação ciclônica, cristalização, decantação, destilação, secagem, elutriação, evaporação, extração, fracionamento de campo, flotação, floculação, filtração por malha saco, papel, microfiltração, ultrafiltração, nanofiltração, osmose inversa, ou filtração em membrana, separação óleo em água, separação magnética, precipitação, recristalização, depuração,
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19/26 sedimentação, separação por gravidade, peneiração, decapagem e outros métodos conhecidos na técnica. Como discutido anteriormente, existem muitos fluidos de manutenção de furo de poço com potencial que um material com memória de formato pode ser adicionado. A unidade de bombeamento e condicionamento de fluidos 400 pode ser configurada de qualquer maneira para permitir que o fluido de manutenção de furo de poço específico de interesse seja produzido e bombeado. Por exemplo, a unidade de bombeamento e condicionamento de fluidos 400 pode incluir um caminhão de tubulação de bobina e equipamento associado se o fluido de manutenção de furo de poço for um fluido de limpeza. Como mencionado anteriormente, o fluido de manutenção de furo de poço pode incluir qualquer número de fluidos de manutenção, incluindo, mas não limitado a, fluidos de material de circulação de perda inteligente, injeções de lama pesada inteligentes, injeções de lama pesada de vedação inteligentes, fluidos inteligentes de alta viscosidade, injeções de lama pesada inteligentes de limpeza e injeções de lama pesada de fortalecimento de furo de poço. Cada fluido de manutenção de furo de poço pode requerer equipamento diferente na unidade de bombeamento e condicionamento de fluidos 400 de estar presente. Os materiais com memória de formato específicos escolhidos para qualquer aplicação podem, direta ou indiretamente, afetar os componentes e equipamento da FIG. 4 Por exemplo, o fluido de perfuração 144 pode, direta ou indiretamente afetar a unidade de bombeamento e condicionamento de fluidos 400 que pode incluir, mas não se limita a, um ou mais de um agitador (por exemplo, agitador de xisto), uma centrífuga, um hidrociclone, um separador (incluindo separadores magnéticos e elétricos), um desiltro, um desviador, um separador, um filtro (por exemplo, filtros de terra diatomácea), um trocador de calor, qualquer equipamento de recuperação de fluidos, sensores, medidores, bombas, compressores e similares usados, monitorar, regular e/ou recondicionar os fluidos do tratamento.
[0034] Assim, esta divulgação descreve sistemas, composições e métodos relativos a fluido de manutenção de furo de poço, incluindo materiais com memória de formato. Sem limitação, os sistemas, composições e métodos podem ainda ser caracterizados por uma ou mais das seguintes afirmações:
[0035] Declaração 1: Um método compreendendo: fornecer um fluido de manutenção de
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20/26 furo de poço compreendendo: um fluido de base; e um material com memória de formato; deformar o material com memória de formato para ter um formato temporário; introduzir o fluido de manutenção de furo de poço em um furo de poço; e ativar o material com memória de formato de tal modo que o material com memória de formato se altere a partir do formato temporária para um formato inicial.
[0036] Declaração 2: O método, de acordo com a declaração 1, em que o material com memória de formato é selecionado a partir de polímeros com memória de formato, ligas com memória de formato e as combinações dos mesmos.
[0037] Declaração 3: O método, de acordo com a declaração 1 ou declaração 2, em que o material com memória de formato é pelo menos parcialmente revestido com um revestimento solúvel em óleo, um revestimento solúvel em água ou as combinações dos mesmos.
[0038] Declaração 4: O método, de acordo com qualquer uma das declarações anteriores, em que a ativação compreende expor o material com memória de formato a um estímulo selecionado a partir de um campo elétrico, um campo magnético, luz, temperatura, pressão, pH, concentração de íons de sais e as combinações dos mesmos.
[0039] Declaração 5: O método, de acordo com qualquer uma das declarações anteriores, em que o material com memória de formato é incorporado em uma fibra, em que a fibra é deformada por enrolamento ou dobragem e em que a ativação do material com memória de formato compreende fazer com que a fibra se desenrole ou se desdobre.
[0040] Declaração 6: O método, de acordo com qualquer uma das declarações anteriores, em que compreende ainda retornar a pelo menos uma porção do fluido de manutenção de furo de poço para uma superfície e a separar a pelo menos uma porção do material com memória de formato a partir do fluido de base para formar um material com memória de formato separado.
[0041] Declaração 7: O método, de acordo com a declaração 6, em que compreende ainda deformar o material com memória de formato separado para formar um material com memória de formato deformado e reintroduzir o material com memória de formato deformado no furo de poço.
[0042] Declaração 8: Um fluído de serviço de furo de poço compreendendo: um fluido de
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21/26 base, em que o fluido de base compreende um fluido à base de óleo ou um fluido à base de água; e um material com memória de formato, em que o material com memória de formato é selecionado a partir de polímeros com memória de formato, ligas com memória de formato e as combinações dos mesmos, e em que o material com memória de formato está configurado para alterar de formato em um furo de poço quando atuado por um ou mais estímulos.
[0043] Declaração 9: O fluido de manutenção de furo de poço, de acordo com a declaração 8, em que o material com memória de formato é impresso em 3-D.
[0044] Declaração 10: O fluido de manutenção de furo de poço, de acordo com a declaração 8 ou declaração 9, em que o fluido de manutenção de furo de poço compreende o fluido de base em uma quantidade que varia de cerca de 10% em peso a cerca de 99% em peso com base no peso total do fluido de manutenção de furo de poço.
[0045] Declaração 11:0 fluido de manutenção de furo de poço, de acordo com qualquer uma das declarações 8 a 10, em que o um ou mais estímulos são selecionados a partir de um campo elétrico, um campo magnético, luz, temperatura, pressão, pH, concentração de íon de sal e combinações dos mesmos.
[0046] Declaração 12: O fluido de manutenção de furo de poço, de acordo com qualquer uma das declarações 8 a 11, em que o fluido de manutenção de furo de poço compreende o material com memória de formato em uma quantidade que varia de cerca de 0,1% em peso a cerca de 30% em peso do fluido de manutenção de furo de poço.
[0047] Declaração 13: O fluido de manutenção de furo de poço, de acordo com qualquer uma das declarações 8 a 12, em que o material com memória de formato é pelo menos parcialmente revestido com um revestimento solúvel em óleo, um revestimento solúvel em água ou as combinações dos mesmos.
[0048] Declaração 14: O fluido de manutenção de furo de poço, de acordo com qualquer uma das declarações 8 a 13, caracterizado pelo fato de que o material com memória de formato é incorporado em uma fibra, em que a fibra é enrolada ou dobrada em um formato temporário.
[0049] Declaração 15: O fluido de manutenção de furo de poço, de acordo com a declaração 14, em que a fibra compreende um material de vidro e o material com memória
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22/26 de formato.
[0050] Declaração 16: Um sistema para manutenção de um furo de poço compreendendo: um fluido de manutenção de furo de poço compreendendo um material com memória de formato; uma unidade de programação configurada para deformar o material com memória de formato; uma unidade de mistura e bombeamento acoplada de modo fluido ao furo de poço; e uma unidade de separação acoplada de modo fluido ao furo de poço configurada para separar pelo menos uma porção do material com memória de formato a partir do fluido de base.
[0051] Declaração 17: O sistema, de acordo com a declaração 16, em que o material com memória de formato é selecionado a partir de polímeros com memória de formato, ligas com memória de formato e as combinações dos mesmos.
[0052] Declaração 18: O sistema, de acordo com a declaração 16 ou a declaração 17, em que o material com memória de formato é pelo menos parcialmente revestido com um revestimento solúvel em óleo ou um revestimento solúvel em água.
[0053] Declaração 19: O sistema, de acordo com qualquer uma das declarações 16 a 18, em que o fluido de manutenção de furo de poço compreende um fluido de circulação de perda ou um fluido de perfuração.
[0054] Declaração 20: O sistema, de acordo com qualquer uma das declarações 16 a 19, em que a unidade de programação compreende pelo menos um membro selecionado a partir do grupo consistindo em uma prensa aquecida, um gerador de campo elétrico, um gerador de campo magnético e uma unidade de secagem.
[0055] Os materiais com memória de formato revelados podem afetar direta ou indiretamente quaisquer sistemas de bombeamento, que representativamente incluam quaisquer condutos, tubulações, caminhões, tubulações e/ou tubos que possam ser acoplados à bomba e/ou quaisquer sistemas de bombeamento e podem ser usados para transportar fluidicamente o furo do fluido de perfuração, quaisquer bombas, compressores ou motores (por exemplo, parte superior ou inferior) usados para acionar o fluido de perfuração, quaisquer válvulas ou juntas relacionadas usadas para regular a pressão ou vazão do fluido de perfuração, e quaisquer sensores (isto é, pressão, temperatura, caudal, etc.), medidores e/ou combinações dos mesmos e similares. Os materiais com memória de
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23/26 formato também podem afetar direta ou indiretamente quaisquer funis de mistura e poços de retenção e suas diversas variações.
[0056] Os materiais com memória de formato revelados também podem afetar direta ou indiretamente os vários equipamentos e ferramentas de fundo de poço que podem entrar em contato com os fluido de manutenção de furo de poço, tais como, mas não se limitam a, coluna de perfuração, flutuadores, colares de perfuração, motores de lama, motores de fundo de poço e/ou bombas associadas à coluna de perfuração e quaisquer ferramentas MWD/LWD e equipamentos de telemetria relacionados, sensores ou sensores distribuídos associados à coluna de perfuração. Os materiais com memória de formato revelados também podem afetar direta ou indiretamente quaisquer trocadores de calor no fundo do poço, válvulas e dispositivos de acionamento correspondentes, vedantes de ferramentas, packers e outros dispositivos ou componentes isoladores de furo de poço e semelhantes associados ao furo de poço. Os materiais com memória de formato também podem afetar direta ou indiretamente a broca de perfuração, que pode incluir, mas não está limitada a, brocas de rolo cônico, brocas PDC, brocas de diamantes naturais, abridores de furos, alargadores, brocas, etc.
[0057] Embora não especificamente ilustrado aqui, os fluidos de perfuração incluindo um material com memória de formato também podem afetar direta ou indiretamente qualquer equipamento de transporte ou entrega usado para transportar os fluidos de perfuração para o conjunto de perfuração, como, por exemplo, quaisquer recipientes de transporte, condutos, tubulações, caminhões, tubulações e/ou tubos usados para mover fluidicamente os fluidos de perfuração de um local para outro, quaisquer bombas, compressores ou motores usados para acionar os fluidos de perfuração, válvulas ou juntas relacionadas usadas para regular a pressão ou fluxo dos fluidos de perfuração e quaisquer sensores (ou seja, pressão e temperatura), calibradores e/ou combinações dos mesmos e similares.
[0058] Os materiais com memória de formato exemplares aqui divulgados podem afetar direta ou indiretamente um ou mais componentes ou peças de equipamento associados à preparação, entrega, recaptura, reciclagem, reutilização e/ou descarte dos materiais com memória de formato. Por exemplo, os fluido de manutenção de furo de poço, incluindo um material com memória de formato, podem direta ou indiretamente afetar um ou mais
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24/26 misturadores, equipamentos de mistura relacionados, poços de lama, instalações ou unidades de armazenamento, separadores de composição, trocadores de calor, sensores, medidores, bombas, compressores e os similares que usados geram, armazenam, monitorizam, regulam e/ou recondicionam a composição de vedação. Os materiais com memória de formato também podem afetar direta ou indiretamente qualquer equipamento de transporte ou entrega usado para transportar os fluido de manutenção de furo de poço ou fundo do poço, como, por exemplo, quaisquer recipientes de transporte, condutos, tubulações, caminhões, tubulares e/ou tubos usados para mover composicionalmente os fluido de manutenção de furo de poço de um local para outro, quaisquer bombas, compressores ou motores (por exemplo, parte superior ou inferior) usados para movimentar as partículas de hidrogel, quaisquer válvulas ou juntas relacionadas usadas para regular a pressão ou fluxo taxa das partículas de hidrogel (ou fluidos contendo as mesmas partículas de hidrogel, e quaisquer sensores (ou seja, pressão e temperatura), medidores, e/ou as combinações dos mesmos, e similares. Os materiais com memória de formato divulgados também podem afetar direta ou indiretamente os vários equipamentos e ferramentas de fundo de poço que podem entrar em contato com os materiais com memória de formato tais como, mas não limitados a, invólucro de furo de poço, revestimento de furo de poço, cadeia de completação, inserção de cordas, tubulação em espiral, arame, e-line, cabo fixo, tubos de perfuração, colares de perfuração, motores de lama, motores de fundo de poço e/ou bombas, bombas de cimento, motores de superfície e/ou bombas, centralizadores, turbolizadores, arranhador, flutuadores (por exemplo, sapatos, colares, válvulas, etc.), ferramentas de perfilagem e equipamentos de telemetria relacionados, atuadores (por exemplo, dispositivos eletromecânicos, dispositivos hidromecânicos, etc.) mangas corrediças, mangas de produção, tampões, monitores, filtros, dispositivos de controle de fluxo (por exemplo, dispositivos de controle de afluência, dispositivos autônomos de controle de entrada, dispositivos de controle de vazão, etc.) acoplamentos (por exemplo, conexão úmida eletro-hidráulica, conexão seca, acoplador indutivo, etc.), linhas de controle (por exemplo, elétricas, de fibra óptica, hidráulicas, etc.), linhas de vigilância, brocas e alargadores, sensores ou sensores distribuídos, trocadores de calor de fundo de poço, válvulas e dispositivos de atuação correspondentes, vedações de
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25/26 ferramentas, empacotadores, tampões de cimento, tampões de ponte e outros dispositivos de isolamento de poço ou componentes e similares.
[0059] Deve ser entendido que as composições e métodos são descritos em termos de “compreendendo”, “contendo” ou “incluindo” vários componentes ou etapas, as composições e métodos podem também “consistir essencialmente em ou” consistir de vários componentes e etapas. Além disso, os artigos indefinidos “um” ou “um”, como usados nas reivindicações, são aqui definidos para significar um ou mais do que um dos elementos que ele introduz.
[0060] Por uma questão de brevidade, apenas determinadas faixas são explicitamente divulgadas no presente documento. No entanto, faixas de qualquer limite inferior podem ser combinadas com qualquer limite superior para citar uma faixa não explicitamente citada, assim como, faixas de qualquer limite inferior podem ser combinadas com qualquer outro limite inferior para citar uma faixa não explicitamente citada, da mesma maneira, as faixas de qualquer limite superior podem ser combinadas com qualquer outro limite superior para citar uma faixa não explicitamente citada. Adicionalmente, sempre que é divulgado uma faixa numérica com um limite inferior e um limite superior, qualquer número e qualquer faixa incluída dentro da faixa são especificamente divulgados. Em particular, cada gama de valores (da forma “de cerca de a cerca de b”, ou, equivalentemente, “de aproximadamente a para b” ou, equivalentemente, “de aproximadamente a-b”) aqui descritos deve ser entendida para definir todos os números e faixas abrangidas dentro da faixa mais ampla de valores, mesmo que não seja explicitamente citado. Assim, cada ponto ou valor individual pode servir como seu próprio limite inferior ou superior combinado com qualquer outro ponto ou valor individual ou qualquer outro limite inferior ou superior, para citar um uma faixa não explicitamente citada.
[0061] Portanto, a presente divulgação está bem adaptada para atingir os fins e vantagens mencionadas, bem como aqueles que são inerentes aos mesmos. As modalidades particulares divulgadas acima são apenas ilustrativas, uma vez que a presente invenção pode ser modificada e praticada de maneiras diferentes, mas equivalentes, aparentes para os versados na técnica, tendo o benefício dos ensinamentos da presente invenção. Embora
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26/26 as modalidades individuais sejam discutidas, a invenção abrange todas as combinações de todas essas modalidades. Além disso, nenhuma limitação é pretendida para os detalhes de construção ou desenho aqui mostrados, a não ser como descrito nas reivindicações abaixo. Além disso, os termos nas reivindicações têm seu significado simples e comum, a menos que explicitamente e claramente definidos pelo titular da patente. E, portanto, evidente que as modalidades ilustrativas particulares reveladas acima podem ser alteradas ou modificadas e todas essas variações são consideradas dentro do escopo e alcance da presente invenção. Se houver qualquer conflito nos usos de uma palavra ou termo neste relatório e uma ou mais patentes ou outros documentos que possam ser incorporados aqui por referência, as definições que são consistentes com este relatório devem ser adotadas.
Claims (15)
- REIVINDICAÇÕES1. Método, caracterizado pelo fato de compreender:fornecer um fluido de manutenção de furo de poço compreendendo:um fluido de base; e um material com memória de formato;deformar o material com memória de formato para ter um formato temporário;introduzir o fluido de manutenção de furo de poço em um furo de poço; e ativar o material com memória de formato de tal modo que o material com memória de formato se altere a partir do formato temporária para um formato inicial.
- 2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o material com memória de formato ser selecionado a partir de polímeros com memória de formato, ligas com memória de formato e as combinações dos mesmos e, opcionalmente, em que o material com memória de formato é pelo menos parcialmente revestido com um revestimento solúvel em óleo, um revestimento solúvel em água ou as combinações dos mesmos.
- 3. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado pelo fato de a ativação compreender expor o material com memória de formato a um estímulo selecionado a partir de um campo elétrico, um campo magnético, luz, temperatura, pressão, pH, concentração de íons de sais e as combinações dos mesmos.
- 4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, caracterizado pelo fato de o material com memória de formato ser incorporado em uma fibra, em que a fibra é deformada por enrolamento ou dobragem e em que a ativação do material com memória de formato compreende fazer com que a fibra se desenrole ou se desdobre.
- 5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 4, caracterizado pelo fato de compreender ainda retornar a pelo menos uma porção do fluido de manutenção de furo de poço para uma superfície e a separar a pelo menos uma porção do material com memória de formato a partir do fluido de base para formar um material com memória de formato separado e, opcionalmente, deformar o material com memória de formato separado para formar um material com memória de formato deformado e reintroduzir o material com memória de formato deformado no furo de poço.Petição 870190037810, de 22/04/2019, pág. 43/452/3
- 6. Fluido de manutenção de furo de poço, caracterizado pelo fato de compreender: um fluido de base, em que o fluido de base compreende um fluido à base de óleo ou um fluido à base de água; e um material com memória de formato, em que o material com memória de formato é selecionado a partir de polímeros com memória de formato, ligas com memória de formato e as combinações dos mesmos, e em que o material com memória de formato está configurado para alterar de formato em um furo de poço quando atuado por um ou mais estímulos.
- 7. Fluido de manutenção de furo de poço, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de o material com memória de formato ser impresso em 3D.
- 8. Fluido de manutenção de furo de poço, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 ou 7, caracterizado pelo fato de o fluido de manutenção de furo de poço compreender o fluido de base em uma quantidade que varia de cerca de 10% em peso a cerca de 99% em peso com base no peso total do fluido de manutenção de furo de poço e em o fluido de manutenção de furo de poço compreende o material com memória de formato em uma quantidade que varia de cerca de 0,1% em peso a cerca de 30% em peso do fluido de manutenção de furo de poço.
- 9. Fluido de manutenção de furo de poço, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 6 a 8, caracterizado pelo fato de os um ou mais estímulos serem selecionados de um campo elétrico, um campo magnético, temperatura, pressão, pH, concentração de íon de sal e combinações dos mesmos.
- 10. Fluido de manutenção de furo de poço, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 6 a 9, caracterizado pelo fato de o material com memória de formato ser pelo menos parcialmente revestido com um revestimento solúvel em óleo, um revestimento solúvel em água ou as combinações dos mesmos.
- 11. Fluido de manutenção de furo de poço, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 6 a 10, caracterizado pelo fato de o material com memória de formato ser incorporado em uma fibra, em que a fibra é enrolada ou dobrada em um formato temporário e, opcionalmente, em que a fibra compreende um material de vidro e o material com memória de formato.Petição 870190037810, de 22/04/2019, pág. 44/453/3
- 12. Sistema para manutenção de um furo de poço, caracterizado pelo fato de compreender:um fluido de manutenção de furo de poço compreendendo um material com memória de formato; uma unidade de programação configurada para deformar o material com memória de formato;uma unidade de mistura e bombeamento acoplada de modo fluido ao furo de poço; e uma unidade de separação acoplada de modo fluido ao furo de poço configurada para separar pelo menos uma porção do material com memória de formato a partir do fluido de base.
- 13. Sistema, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de o material com memória de formato ser selecionado a partir de polímeros com memória de formato, ligas com memória de formato e as combinações dos mesmos e, opcionalmente, em que o material com memória de formato é pelo menos parcialmente revestido com um revestimento solúvel em óleo ou um revestimento solúvel em água.
- 14. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 ou 13, caracterizado pelo fato de o fluido de manutenção de furo de poço compreender um fluido de circulação de perda ou um fluido de perfuração.
- 15. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 12 a 14, caracterizado pelo fato de a unidade de programação compreender pelo menos um membro selecionado a partir do grupo consistindo em uma prensa aquecida, um gerador de campo elétrico, um gerador de campo magnético e uma unidade de secagem.
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