BR112019008789B1

BR112019008789B1 - Módulo de propelente para um recipiente de geração de gás de furo de poço e sistema de geração de gás de furo de poço

Info

Publication number: BR112019008789B1
Application number: BR112019008789-3A
Authority: BR
Inventors: Thomas Earl Burky
Original assignee: Halliburton Energy Services, Inc
Priority date: 2016-12-28
Filing date: 2016-12-28
Publication date: 2022-07-05
Also published as: US20200033101A1; CA3040900A1; BR112019008789A2; GB201904367D0; FR3061233A1; DE112016007553B4; GB2568644A; DE112016007553T5; GB2568644B; MX2019005109A; CA3040900C; US11162767B2; WO2018125102A1; US11698245B2; AU2016433810A1; US20220042775A1; FR3061233B1

Abstract

Esta divulgação fornece um módulo de propelente empilhável para uso dentro de um recipiente de geração de gás. Os módulos são projetados para permitir que eles sejam disparados individualmente e não como uma massa unitária, como feito em configurações convencionais. Isto permite a geração de um perfil de pressão controlado, em vez de um perfil de pressão descontrolado determinado pelas condições ambientais de fundo de poço, tal como temperatura e pressão.

Description

ANTECEDENTES

[0001] A criação de canhoneios dentro de um furo de poço é uma prática de completação bem conhecida e, com a tecnologia e os equipamentos atuais, ela é relativamente fácil de alcançar. No entanto, a criação de um caminho de fluxo de baixa queda de pressão requer consideravelmente mais esforço. A maioria dos canhoneios tem uma zona esmagada e outros mecanismos de danos que impedem produção. Para melhorar a capacidade de fluxo, canhoneios desequilibrados a menor, canhoneios desequilibrados a maior extremos, surgência ou uma de várias ações de quebra são necessários para limpar os canhoneios e melhorar a capacidade de fluxo.

[0002] Na maioria dos casos, condições de pressão positiva dinâmica (desequilíbrio a maior) são frequentemente geradas no ambiente de furo de poço queimando propelente para produzir rapidamente gás. A intenção é que a pressão rapidamente aumentada e o fluido de baixa viscosidade (gás) fluam para o reservatório e iniciem rachaduras na formação de rocha que se originam nos túneis de canhoneio. Ao criar com sucesso pequenas redes de fraturas "micro", o poço é estimulado até certo ponto e o fraturamento subsequente do poço é mais eficiente. Normalmente, o propelente é iniciado pelas cargas explosivas que também estão produzindo os canhoneios, acoplando de fato a temporização do desequilíbrio a maior dinâmico (DOB) ao evento de canhoneio.

[0003] Este método de iniciação é conveniente, mas o acoplamento destes dois eventos tão intimamente pode resultar em efeitos colaterais negativos. Como mencionado acima, o processo de canhoneio pode resultar em uma quantidade substancial de detritos no túnel de canhoneio, bem como uma zona de rocha esmagada revestindo o túnel. Os detritos do túnel podem bloquear o fluxo de material em qualquer direção e a zona esmagada tem uma permeabilidade extremamente baixa ou um efeito de "pele" alto. Um forte desequilíbrio a menor dinâmico (DUB) pode ser usado para limpar o túnel de canhoneio de um ou ambos estes problemas. No entanto, a rápida geração do gás imediatamente após o evento de detonação pode interferir com o DUB e impedir a limpeza do túnel.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0004] FIG. 1 ilustra um ambiente de poço no qual as várias modalidades desta divulgação podem ser usadas;

[0005] FIG. 2 ilustra uma modalidade de um módulo de propelente empilhável;

[0006] FIG. 3A ilustra um sistema de geração de gás de furo de poço no qual uma modalidade do módulo de propelente empilhável pode ser implementada;

[0007] FIG. 3B ilustra um sistema de geração de gás de furo de poço após uma série de módulos de propelente empilháveis terem sido inflamados com os alojamentos gastos sendo ejetados para uma seção de armazenamento do sistema de geração de gás de furo de poço;

[0008] FIG. 4 ilustra uma modalidade de um módulo de propelente empilhável;

[0009] FIG. 5A ilustra um sistema de geração de gás de furo de poço no qual uma modalidade do módulo de propelente empilhável pode ser implementada; e

[0010] FIG. 5B ilustra um sistema de geração de gás de furo de poço após uma série de módulos de propelente empilháveis terem sido inflamados com pelo menos uma porção dos alojamentos gastos sendo ejetada para uma seção de armazenamento do sistema de geração de gás de furo de poço.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0011] A relação da pressão de furo de poço para pressão de formação imediatamente antes e depois do canhoneio é um fator determinante chave no volume do túnel de canhoneio, na limpeza e, finalmente, no desempenho de fluxo do poço. Uma relação de perfil de tempo de pressão ótima não é fixa, pois cada cenário de canhoneio pode ter fatores únicos em termos de pressão de poro, volume de furo de poço, desequilíbrio a menor, desequilíbrio a maior e da taxa de mudança preferida de uma condição para outra.

[0012] O DOB pode interferir com o evento DUB, de modo que a limpeza do túnel possa ser afetada negativamente. Por outro lado, o DUB também está interferindo no evento DOB. A implicação disto é que o evento DOB não geraria nenhum fluxo ou rachaduras na formação e, assim, falharia em produzir os benefícios de estimulação. A maneira de corrigir esta situação é desacoplar o DUB de canhoneio e os eventos de DOB.

[0013] Esta divulgação, em suas várias modalidades, proporciona um módulo de propelente empilhável para uso dentro de um recipiente de geração de gás. Os módulos são projetados para permitir que eles sejam disparados individualmente e não como uma massa unitária, como feito em configurações convencionais. Isto permite a geração de um perfil de pressão controlado, em vez de um perfil de pressão descontrolado determinado pelas condições ambientais de fundo de poço, tal como temperatura e pressão. Esta ação se destina a ocorrer após o evento de detonação de canhão de canhoneio e, em algumas modalidades, pode ser atuada por qualquer um de um sistema de circuito lógico de detecção/análise/resposta de bordo que é totalmente autônomo ou de um sistema de disparo de superfície. Os benefícios incluem a capacidade de as operações de campo separarem os eventos de canhoneio e estimulação de gás para produção de petróleo intensificada e reduzir o risco de danos ao equipamento de furo de poço de pressões dinâmicas descontroladas.

[0014] Sistemas convencionais para aplicações de fundo de poço têm usado grãos de propelente unitários, isto é, há apenas uma peça de propelente por gerador de gás. Uma vez que a peça é inflamada, ela queima a uma taxa que é determinada pela sua formulação e pelas condições de temperatura e pressão de fundo de poço. Portanto, a taxa de rampa de pressão não pode ser controlada com precisão pelo usuário e pode resultar em condições indesejáveis de fundo de poço. Como proporcionado por esta divulgação, o propelente é dividido em módulos individuais, cada um com um ignitor independente que pode ser disparado em tempos controlados, o que proporciona controle mais preciso sobre a taxa de rampa de pressão. Além disso, esta divulgação proporciona modalidades que permitem o desacoplamento do tempo de ignição do propelente a partir do tempo de detonação do sistema de canhoneio. Adicionalmente, os módulos de propelente podem ser densamente empacotados para eficiência ótima de comprimento e volume de coluna de canhão.

[0015] Assim, as várias modalidades desta divulgação permitem que o efeito de estimulação que é desejado nas aplicações de propelente atuais seja eficaz, uma vez que ele pode ser aplicado em alta densidade e separado a tempo do evento de canhoneio. Isto também fornece o sistema de controle de pressão autônomo para a sobrevivência da coluna de canhão que permite que a pressão de furo de poço seja aumentada somente tanto quanto necessário, quando for necessário.

[0016] Nos desenhos e nas descrições a seguir, peças similares são tipicamente marcadas em todo o relatório descritivo e nos desenhos com os mesmos numerais de referência, respectivamente. As figuras desenhadas não estão necessariamente em escala. Certas características desta divulgação podem ser mostradas exageradas em escala ou de forma um tanto esquemática e alguns detalhes de elementos convencionais podem não ser mostrados no interesse da clareza e concisão. Modalidades específicas são descritas em detalhes e são mostradas nos desenhos; com o entendimento de que elas servem como exemplos e que elas não limitam a divulgação apenas às modalidades ilustradas. Mais ainda, será plenamente reconhecido que os diferentes ensinamentos das modalidades discutidas, abaixo, podem ser empregados separadamente ou em qualquer combinação adequada para produzir resultados desejados.

[0017] A menos que de outro modo especificado, qualquer uso de qualquer forma dos termos "conectar", "engatar", "acoplar", "fixar" ou qualquer outro termo descrevendo uma interação entre elementos não se destina a limitar a interação a interação direta entre os elementos, mas inclui conexão ou interação indireta entre os elementos descritos também. Como aqui utilizado e nas reivindicações, as frases “operativamente conectado” ou “configurado” significam que os elementos recitados estão conectados seja diretamente ou indiretamente de uma maneira que permita que a função declarada seja realizada. Estes termos também incluem a(s) estrutura(s) física(s) necessária(s) que é/são necessária(s) para realizar a função declarada.

[0018] Na discussão que se segue e nas reivindicações, os termos "incluindo" e "compreendendo" são usados de uma forma aberta e, assim, devem ser interpretados para significar "incluindo, mas não se limitando a". A menos que de outro modo especificado, qualquer uso de qualquer forma dos termos "conectar", "engatar", "acoplar", "fixar" ou qualquer outro termo descrevendo uma interação entre elementos não se destina a limitar a interação a interação direta entre os elementos, mas inclui interação indireta entre os elementos descritos também. Referências a acima ou abaixo são feitas para fins de descrição com "acima", "superior" ou "furo acima", significando em direção à superfície do furo de poço e com "abaixo", "inferior", "para baixo", "furo abaixo" ou "a jusante" significando em direção à extremidade terminal do poço, como a ferramenta seria posicionada dentro do furo de poço, independentemente da orientação do furo de poço. Adicionalmente, estes termos não limitam as orientações dos componentes do dispositivo em relação um ao outro. Além disso, quaisquer referências a “primeiro”, “segundo”, etc. , não especificam uma ordem preferida de método ou importância, a menos que seja especificado de outra forma, mas tais termos se destinam a distinguir um elemento de outro. Por exemplo, um primeiro elemento poderia ser denominado segundo elemento e, similarmente, um segundo elemento poderia ser denominado primeiro elemento, sem afastamento do escopo de modalidades de exemplo. Além disso, um primeiro elemento e um segundo elemento podem ser implementados por um único elemento capaz de fornecer a funcionalidade necessária de primeiro e segundo elementos separados.

[0019] As várias características acima mencionadas, bem como outros aspectos e outras características descritas em mais detalhes abaixo serão prontamente evidentes para os peritos na arte com o auxílio desta divulgação mediante leitura da seguinte descrição detalhada das modalidades e fazendo referência aos desenhos anexos.

[0020] FIG. 1 ilustra geralmente um sistema de exploração 100 no qual as modalidades da presente divulgação podem ser implementadas. É mostrada uma sonda de perfuração convencional 105, que pode ser uma plataforma de perfuração marítima ou uma plataforma terrestre. Neste estágio das operações de perfuração, um revestimento 110 foi inserido no furo de poço 115 e cimentado no lugar, o que forma um anular de poço 120. Por convenção na discussão seguinte, embora a FIG. 1 represente um furo de poço vertical, deve ser entendido por aqueles versados na técnica que modalidades do aparelho de acordo com a presente divulgação são igualmente adequadas para uso em furos de poços tendo outras orientações, incluindo furos de poços horizontais, furos de poços inclinados, furos de poços multilaterais ou semelhantes. Adicionalmente, embora seja mostrada uma sonda de perfuração 105, aqueles versados na técnica compreendem que uma sonda de recondicionamento ou caminhão equipado com uma tubulação espiralada ou cabo de aço podem também ser utilizados para operar as modalidades do aparelho de acordo com a presente divulgação. A sonda de perfuração 105 suporta uma coluna de tubulação 125, a qual está fixada a um canhão de canhoneio convencional 130 e uma modalidade de um sistema de geração de gás de furo de poço/controle de pressão de anular 135, como discutido abaixo.

[0021] FIG. 2 ilustra uma vista em seção de uma modalidade de um módulo de propelente 200 que pode ser usado no sistema de geração de gás de furo de poço 135. Nesta modalidade, o módulo de propelente 200 compreende um alojamento 205 configurado para ser inserido num recipiente de geração de gás de furo de poço (não mostrado), um propelente 210 contido no alojamento 205 e um ignitor 215 associado ao alojamento 205 e posicionado para inflamar o propelente 210. O alojamento 205 protege o propelente 210 do calor e d pressão gerados pela ignição de um módulo de propelente adjacente 200. O alojamento 205 é projetado para suportar este calor e esta pressão sem inadvertidamente inflamar seu propelente até que ele seja sinalizado para fazê-lo. Numa modalidade, o alojamento 205 pode ser compreendido por um material rígido que é capaz de suportar a ignição do propelente 210 sem desintegrar. Por exemplo, o alojamento 205 pode ser um metal ou liga de metal, ou um plástico térmico rígido, ou outro material sintético. Em uma modalidade, o propelente 210 preenche uma porção substancial do espaço oco do alojamento 205, como geralmente mostrado. No entanto, deve ser notado que podem ser utilizadas quantidades diferentes de propelente 210, dependendo da quantidade de gás e da pressão correspondente que é pretendida ser gerada e em tais modalidades, o propelente 210 pode preencher menos espaço dentro do alojamento 205. O propelente 210 pode ser um explosivo convencional ou propelente que é convencionalmente usado para gerar gás.

[0022] O ignitor 215 está associado ao alojamento 205, isto é, o ignitor 215, ou uma porção do mesmo, pode estar contida dentro do alojamento e embutida dentro do propelente 210, como mostrado, ou o ignitor 215 pode contatar o propelente 210, embora permanecendo fora do alojamento 205. O ignitor 215 pode ser usado para inflamar o propelente 210 de uma variedade de maneiras, tal como através do uso de contatos elétricos ou percussão mecânica. Assim, em algumas modalidades, o ignitor 215 pode ser simplesmente dois condutores elétricos que se estendem para o propelente 210 ou, em outra modalidade, ele pode ser um detonador que forma uma pequena explosão dentro do propelente 210 que, então, inflama o propelente 210. Em uma modalidade, o ignitor 215 está localizado num eixo longitudinal central e está embutido dentro do propelente, como geralmente mostrado na FIG. 2.

[0023] FIG. 3A ilustra uma modalidade de um sistema de geração de gás de furo de poço 300. A modalidade representada compreende um alojamento de recipiente de geração de gás 305 tendo pelo menos um ou mais furos de ventilação 310 localizados ao longo de um comprimento do alojamento de recipiente de geração de gás 305. Em uma modalidade, quando um furo de ventilação 310 está presente, ele está localizado no centro do comprimento longitudinal do sistema de geração de gás de furo de poço 300, isto é, no seu centro axial. Uma série de módulos de propelente 200 (apenas um dos quais é marcado por simplicidade de ilustração) está posicionada numa seção de armazenamento de módulo 315, um dos quais obstrui o furo de ventilação 310 até o propelente 210 ser inflamado. Esta modalidade ilustra o sistema de geração de gás de furo de poço 300 antes de ser colocado no furo de poço. Esta modalidade também inclui uma seção de armazenamento de alojamento de módulo gasto 325 que está posicionada para receber o alojamento de módulo 205 após ignição. Quando o sistema de geração de gás de furo de poço 300 é posicionado em um furo de poço, a seção de armazenamento de alojamento de módulo gasto 325 está localizada furo abaixo do furo de ventilação 310.

[0024] Em uma modalidade, o sistema de geração de gás de furo de poço 300 inclui um sistema de controle eletrônico 330 que pode ter uma fonte de energia elétrica embutida ou uma fonte de energia externa. O sistema de controle eletrônico 330 está conectado eletricamente, seja por fio rígido ou sem fio, ao ignitor 210 de cada um dos módulos de propelente 200 para facilitar a transmissão do sinal de ignição. Os ignitores 215 de cada um dos módulos de propelente 200 têm um endereço de sinal que o sistema controlador 330 utiliza para inflamar cada módulo de propelente 200 individualmente. O sistema de controle elétrico 330 está programado para cronometrar o disparo de cada ignitor 215 em tempo real quando ele avalia as condições de pressão de furo de poço. Deste modo, os módulos de propelente 200 podem ser disparados por ondulação com pequenos retardos de tempo dirigidos entre cada sinal de disparo de módulo, de modo que a taxa e o tempo de aumento de pressão do furo de poço desejada possam ser atingidos.

[0025] Embora a modalidade ilustrada mostre o sistema de controle eletrônico 330 acoplado diretamente ao sistema de geração de gás de furo de poço 300, deve ser entendido que em outras modalidades, o sistema de controle eletrônico 330 pode ser acoplado remotamente ao sistema de geração de gás de furo de poço 300. Por exemplo, o sistema de controle eletrônico 330 pode estar localizado na superfície do furo de poço e ser acoplado ao sistema de geração de gás de furo de poço 300 por um fio passando da superfície para o sistema de geração de gás de furo de poço 300, ou ele pode ser acoplado sem fio.

[0026] Em uma modalidade, o sistema de geração de gás de furo de poço 300 também pode incluir um sensor de pressão 335 e outros sensores, tal como sensores de temperatura (não mostrados). O sensor de pressão 335 é acoplado ao sistema de controle eletrônico 330 e fornece dados de pressão ao sistema de controle eletrônico 330 que permite que o sistema de controle eletrônico 330 mantenha a quantidade desejada de pressão dentro do sistema de geração de gás de furo de poço 300.

[0027] FIG. 3B mostra o sistema de geração de gás de furo de poço 300 após a ignição sequencial de múltiplos módulos de propelente 200. Como visto, quando o primeiro módulo de propelente 200 é inflamado, o gás que é gerado sopra através do furo de ventilação 310. A ignição do propelente 210 gera um gás de alta pressão 340 que sai do sistema de geração de gás de furo de poço 300 através do furo de ventilação 310 para obter um DOB, o que ajuda a limpar detritos na zona de fratura. Quando cada um dos módulos de propelente 200 é inflamado, os alojamentos gastos 205 são ejetados para a seção de armazenamento de alojamento de módulo gasto 325.

[0028] FIG. 4 ilustra uma vista em seção de uma modalidade de um módulo de propelente 400 que pode ser usado no sistema de geração de gás de furo de poço 135. Nesta modalidade, o módulo de propelente 400 compreende um alojamento 405 configurado/projetado para ser inserido num recipiente de geração de gás de furo de poço (não mostrado), um propelente 410 contido no alojamento 405 e um ignitor 415 associado ao alojamento 405 e posicionado para inflamar o propelente 410. Nesta modalidade, o alojamento 405 é compreendido por um propelente, tal como um material reativo/consumível que tem um ponto de ignição mais alto do que um ponto de ignição do propelente 410. Esta modalidade proporciona a vantagem de reduzir o espaço necessário para armazenar um módulo de alojamento dentro do sistema de geração de gás 135, como descrito acima. Assim, esta característica permite que mais módulos de propelente 400 sejam empilhados dentro do sistema de geração de gás de furo de poço 135, dado que uma quantidade substancial do alojamento é consumida durante a reação exotérmica/explosiva. O propelente 410 que constitui o alojamento 405 é um propelente relativamente rígido, que é suficientemente rígido para suportar a carga de pressão externa. No entanto, devido ao seu ponto de ignição mais alto, será mais difícil de inflamar e também será mais lento de queimar, mas o benefício vem do alojamento 405 ser consumido durante a reação, desse modo reduzindo a quantidade de detritos, como mencionado acima.

[0029] Num aspecto desta modalidade, o propelente do alojamento 405 tem uma porosidade mais baixa e área de superfície mais baixa por volume do que o propelente 415 que está localizado dentro do alojamento 405. Em algumas modalidades, o alojamento 405 terá um interior arqueado 420 para adicionar resistência estrutural ao alojamento 405. Em outra modalidade, em que o alojamento 405 é constituído por um propelente, o alojamento 405 inclui ainda uma camada isolante térmica 425 localizada numa extremidade 405a do alojamento 405 oposta ao ignitor 415, como geralmente mostrado. A camada isolante térmica 425 pode ser constituída por um plástico térmico maleável ou material frangível, tal como gesso. A camada isolante 425 protege o módulo de propelente 400 da ignição inadvertida quando um módulo de propelente adjacente é inflamado. Em uma modalidade, o propelente 410 preenche uma porção substancial do espaço oco do alojamento 405, como geralmente mostrado. No entanto, deve ser notado que podem ser utilizadas quantidades diferentes de propelente 410, dependendo da quantidade de gás e da pressão correspondente que é pretendida ser gerada e em tais modalidades, o propelente 410 pode preencher menos espaço dentro do alojamento 405. O propelente 410 e o propelente que compreende o alojamento 405 podem ser explosivos ou propelentes convencionais que são utilizados convencionalmente para gerar gás em aplicações de furo de poço.

[0030] O ignitor 415 está associado ao alojamento 405, isto é, o ignitor 415, ou uma porção do mesmo, pode estar contida dentro do alojamento 405 e embutida dentro do propelente 410, como mostrado, ou o ignitor 415 pode contatar o propelente 410, embora permanecendo fora do alojamento 405. O ignitor 415 pode ser usado para inflamar o propelente 410 de uma variedade de maneiras, tal como através do uso de contatos elétricos ou percussão mecânica. Assim, em algumas modalidades, o ignitor 415 pode ser simplesmente dois condutores elétricos que se estendem para o propelente 410 ou, em outra modalidade, ele pode ser um detonador que forma uma pequena explosão dentro do propelente 410 que, então, inflama o propelente 410. Em uma modalidade, o ignitor 415 está localizado num eixo central e está embutido dentro do propelente, como geralmente mostrado na FIG. 4.

[0031] FIG. 5A ilustra uma modalidade de um sistema de geração de gás de furo de poço 500 que utiliza modalidades do módulo de propelente da FIG. 4, apenas um dos quais é designado para simplicidade de ilustração. A modalidade representada compreende um alojamento de recipiente de geração de gás 505 tendo pelo menos um ou mais furos de ventilação 510 localizados ao longo de um comprimento do alojamento de recipiente de geração de gás 505. Em uma modalidade, em que apenas um furo de ventilação 510 está presente, ele está localizado adjacente a uma extremidade do sistema de geração de gás de furo de poço 500. Uma série de módulos de propelente 400 está posicionada numa seção de armazenamento de módulo 515 (quando posicionada num furo de poço) de uma válvula de sopro 520, tal como um disco ou uma placa, que obstrui o furo de ventilação 510 até o propelente 410 ser inflamado. Esta modalidade ilustra o sistema de geração de gás de furo de poço 500 antes de ser colocado em um furo de poço. Esta modalidade também inclui uma seção de armazenamento de alojamento de módulo gasto 525 que está posicionada para receber a camada de isolamento térmico 425 e quaisquer outros detritos não consumidos na ignição. Quando o sistema de geração de gás de furo de poço 500 é posicionado em um furo de poço, a seção de armazenamento de alojamento de módulo gasto 525 está localizada furo abaixo do furo de ventilação 510.

[0032] Em uma modalidade, o sistema de geração de gás de furo de poço 500 inclui um sistema de controle eletrônico 530 que pode ter uma fonte de energia elétrica embutida ou uma fonte de energia externa. O sistema de controle eletrônico 530 está conectado eletricamente, seja por fio rígido ou sem fio, ao ignitor 410 de cada um dos módulos de propelente 400 para facilitar a transmissão do sinal de ignição. Os ignitores 415 de cada um dos módulos de propelente têm um endereço de sinal que o sistema controlador 530 utiliza para inflamar cada módulo de propelente 400 individualmente. O sistema de controle elétrico 530 está programado para cronometrar o disparo de cada ignitor 415 em tempo real quando ele avalia as condições de pressão de furo de poço. Deste modo, os módulos de propelente 400 podem ser disparados por ondulação com pequenos retardos de tempo dirigidos entre cada sinal de disparo de módulo, de modo que a taxa e o tempo de aumento de pressão do furo de poço desejada possam ser atingidos.

[0033] Embora a modalidade ilustrada mostre o sistema de controle eletrônico 530 acoplado diretamente ao sistema de geração de gás de furo de poço 500, deve ser entendido que em outras modalidades, o sistema de controle eletrônico 530 pode ser acoplado remotamente ao sistema de geração de gás de furo de poço 500. Por exemplo, o sistema de controle eletrônico 530 pode estar localizado na superfície do furo de poço e ser acoplado ao sistema de geração de gás de furo de poço 500 por um fio passando da superfície para o sistema de geração de gás de furo de poço 500, ou ele pode ser acoplado sem fio.

[0034] Em uma modalidade, o sistema de geração de gás de furo de poço 500 também pode incluir um sensor de pressão 535 e outros sensores, tal como sensores de temperatura (não mostrados). O sensor de pressão 535 é acoplado ao sistema de controle eletrônico 530 e fornece dados de pressão ao sistema de controle eletrônico 530 que permite que o sistema de controle eletrônico 530 mantenha a quantidade desejada de pressão dentro do sistema de geração de gás de furo de poço 500.

[0035] FIG. 5B mostra o sistema de geração de gás de furo de poço 500 após a ignição sequencial de múltiplos módulos de propelente 500. Como visto, a válvula de sopro 520 foi soprada até o final da seção de armazenamento de alojamento de módulo gasto 525 pela ignição do propelente 410. A ignição do propelente 410 gera uma alta pressão de gás 540 que sai do sistema de geração de gás de furo de poço 500 através do furo de ventilação 510. Após a ignição do propelente padrão 410 nos módulos de propelente 400, o alojamento reativo 400 será inflamado na sua superfície interna por exposição aos produtos de reação quentes e o alojamento também se partirá quando a pressão interna aumentar, desse modo aumentando a área de superfície do alojamento e aumentando sua taxa de queima. Como mencionado acima, a camada de isolamento térmico 425 pode ser um material que seja maleável e permaneça intacto ao longo da reação (por exemplo, uma bolacha de plástico espessa). Alternativamente, ela poderia ser feita de um material que é frangível (por exemplo, gesso de Paris) e, em tais casos, ela se romperá sempre que um módulo de propelente adjacente 400 for inflamado. Se for escolhido plástico, a camada de isolamento térmico 425 permanecerá após a reação e será ejetada para e empilhará na seção de armazenamento de alojamento de módulo gasto 525. Se um material frangível for escolhido, então, parte ou a maior parte dele pode ser ejetada para o furo de poço.

[0036] Modalidades aqui compreendem:

[0037] Um módulo de propelente para um recipiente de geração de gás de furo de poço. Esta modalidade compreende um alojamento configurado para ser inserido num recipiente de geração de gás de furo de poço, um propelente contido no alojamento e um ignitor associado ao alojamento e posicionado para inflamar o propelente.

[0038] Outra modalidade é dirigida a um sistema de geração de gás de furo de poço. Esta modalidade compreende um alojamento de recipiente de geração de gás tendo pelo menos um ou mais furos de ventilação localizados ao longo de um comprimento do alojamento de recipiente de geração de gás. Um ou mais módulos de propelente empilháveis estão localizados dentro de uma seção de armazenamento de módulo do recipiente de geração de gás. Cada um dos módulos de propelente empilháveis compreende: um alojamento de módulo configurado para ser inserido no alojamento de recipiente de geração de gás de furo de poço; um propelente contido no alojamento de módulo; e um ignitor associado ao alojamento de módulo e localizado adjacente a uma primeira extremidade do alojamento de módulo e posicionado para inflamar o propelente.

[0039] Outra modalidade é dirigida a um método para controlar uma taxa de rampa de pressão associada a um evento de geração de gás em um furo de poço. Esta modalidade compreende colocar uma ferramenta canhoneio no furo de poço. A ferramenta de canhoneio tem uma extremidade inferior acoplada a um sistema de recipiente de geração de gás de furo de poço. O recipiente de geração de gás de furo de poço tem um ou mais módulos de propelente empilháveis localizados no mesmo. Cada um dos módulos de propelente empilháveis tem um ignitor individualmente endereçável e um propelente contido dentro de um alojamento de módulo do mesmo. Um revestimento do furo de poço é perfurado usando a ferramenta de canhoneio. Subsequentemente ao canhoneio, um ou mais dos módulos de propelente empilháveis são inflamados de uma maneira endereçável, utilizando um controlador, em que o controlador envia um sinal de ignição para cada um dos ignitores endereçáveis de uma maneira retardada no tempo. Pelo menos uma porção do alojamento de módulo de cada um dos um ou mais módulos de propelente empilháveis que é inflamado é ejetado para uma seção de alojamento de módulo gasto do sistema de recipiente de geração de gás de furo de poço.

[0040] Cada uma das modalidades anteriores pode compreender um ou mais dos elementos adicionais seguintes isoladamente ou em combinação, e nem as modalidades de exemplo nem os seguintes elementos listados limitam a divulgação, mas são fornecidos como exemplos das várias modalidades cobertas pela divulgação:

[0041] Elemento 1: em que o alojamento não propelente é constituído de metal ou plástico.

[0042] Elemento 2: em que o alojamento é constituído de um propelente tendo um ponto de ignição mais alto do que um ponto de ignição do propelente.

[0043] Elemento 3: em que o propelente do alojamento tem uma porosidade mais baixa e área de superfície mais baixa por volume do que o propelente localizado dentro do alojamento.

[0044] Elemento 4: em que o alojamento tem um interior arqueado.

[0045] Elemento 5: em que o alojamento compreende ainda uma camada de isolamento térmico localizada numa extremidade do alojamento oposta ao ignitor.

[0046] Elemento 6: em que o ignitor está localizado dentro do propelente e num eixo central do alojamento.

[0047] Elemento 7: em que o alojamento de módulo é constituído de metal ou plástico.

[0048] Elemento 8: em que o alojamento de recipiente de geração de gás compreende ainda uma seção de armazenamento de alojamento de módulo gasto posicionada para receber um alojamento de módulo do módulo de propelente após ignição do propelente e o pelo menos um furo de ventilação está localizado num centro axial do alojamento de recipiente de geração de gás e entre a seção de armazenamento de módulo e a seção de armazenamento de alojamento de módulo gasto.

[0049] Elemento 9: em que o alojamento de módulo é constituído de um propelente tendo um ponto de ignição mais alto do que um ponto de ignição do propelente.

[0050] Elemento 10: em que o alojamento de módulo é constituído de um propelente tendo uma porosidade mais baixa e área de superfície mais baixa por volume do que o propelente localizado dentro do alojamento de módulo.

[0051] Elemento 11: em que o alojamento de módulo tem um interior arqueado.

[0052] Elemento 12: em que o alojamento de módulo compreende ainda uma camada de isolamento térmico localizada numa segunda extremidade do alojamento de módulo oposta à primeira extremidade.

[0053] Elemento 13: em que o alojamento de recipiente de geração de gás compreende ainda uma seção de armazenamento de camada isolante térmica localizada para receber as camadas isolantes térmicas após a ignição do propelente e o pelo menos um furo de ventilação está localizado entre a seção de armazenamento de módulo e a seção de armazenamento de camada isolante térmica.

[0054] Elemento 14: em que o ignitor está localizado dentro do propelente e num eixo central do alojamento.

[0055] Elemento 15: em que o recipiente de geração de gás inclui ainda um sistema de controle eletrônico acoplado ao ignitor.

[0056] Elemento 16: em que o recipiente de geração de gás inclui ainda um sensor de pressão.

[0057] Elemento 17: em que o alojamento de recipiente de geração de gás é acoplado a uma ferramenta de canhoneio.

[0058] Elemento 18: em que os um ou mais furos de ventilação incluem uma válvula de sopro.

[0059] Elemento 19: em que cada um dos alojamentos de módulo é constituído de um propelente tendo um ponto de ignição mais alto do que um ponto de ignição do propelente contido nos alojamentos de módulo, cada um dos alojamentos de módulo tendo uma camada isolante térmica localizada em uma extremidade do alojamento de módulo oposta a uma extremidade na qual os ignitores endereçáveis estão localizados e ejetando a camada de isolamento térmico para a seção de alojamento de módulo gasto.

[0060] As modalidades e os elementos listados anteriormente não limitam a divulgação a apenas esses listado acima e aqueles versados na técnica à qual este pedido se refere apreciarão que outras e adições, deleções, substituições e modificações adicionais podem ser feitas às modalidades descritas.

Claims

1. Módulo de propelente para um recipiente de geração de gás de furo de poço, caracterizado pelo fato de compreender: - um alojamento (205, 405) configurado para ser inserido em um recipiente de geração de gás de furo de poço; - um propelente (210, 410) contido no referido alojamento (205, 405); e - um ignitor (215, 415) associado ao referido alojamento (205, 405) e posicionado para inflamar o referido propelente (210, 410).

2. Módulo de propelente, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o referido alojamento (205, 405) ser compreendido por metal ou plástico.

3. Módulo de propelente, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o referido alojamento (405) ser compreendido por um propelente (410) tendo um ponto de ignição mais alto que um ponto de ignição do referido propelente (410).

4. Módulo de propelente, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de o referido propelente (210, 410) do referido alojamento (205, 405) ter uma porosidade mais baixa e área de superfície mais baixa por volume que o referido propelente (210, 410) localizado dentro do referido alojamento (205, 405).

5. Módulo de propelente, de acordo com as reivindicações 3 ou 4, caracterizado pelo fato de o referido alojamento (405) ter um interior arqueado (420).

6. Módulo de propelente, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 3 a 5, caracterizado pelo fato de o referido alojamento (405) compreender ainda uma camada isolante térmica (425) localizada em uma extremidade do referido alojamento (405) oposta ao referido ignitor (415).

7. Módulo de propelente, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 6, caracterizado pelo fato de o citado ignitor (215, 415) estar localizado dentro do referido propelente (210, 410) e num eixo central do referido alojamento (205, 405).

8. Sistema de geração de gás de furo de poço, caracterizado pelo fato de compreender: - um alojamento de recipiente de geração de gás (305, 505) tendo pelo menos um ou mais furos de ventilação (310, 510) localizados ao longo de um comprimento do referido alojamento de recipiente de geração de gás (305, 505); - um ou mais módulos de propelente empilháveis (400) localizados dentro de uma seção de armazenamento do módulo (515) do referido alojamento de recipiente de geração de gás (505), sendo que cada um dos referidos um ou mais dos módulos de propelente empilháveis (400) compreende: - um alojamento de módulo (405) configurado para ser inserido no citado alojamento de recipiente de geração de gás (505); - um propelente (410) contido no referido alojamento de módulo (405); e - um ignitor (415) associado ao referido alojamento de módulo (405) e localizado adjacente a uma primeira extremidade (405a) do referido alojamento de módulo (405) e posicionado para inflamar o referido propelente (410).

9. Sistema de geração de gás de furo de poço, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de o referido alojamento de módulo (405) ser compreendido por metal ou plástico.

10. Sistema de geração de gás de furo de poço, de acordo com as reivindicações 8 ou 9, caracterizado pelo fato de o referido alojamento de recipiente de geração de gás (505) compreender ainda uma seção de armazenamento de alojamento de módulo gasto (525) posicionada para receber um alojamento de módulo (405) do referido módulo de propelente (410) após ignição do referido propelente (410), e o referido pelo menos um furo de ventilação (510) está localizado num centro axial do referido alojamento de recipiente de geração de gás (505) e entre a referida seção de armazenamento de módulo e a referida seção de armazenamento de alojamento de módulo gasto (525).

11. Sistema de geração de gás de furo de poço, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de o referido alojamento de módulo (405) ser compreendido por um propelente (410) tendo um ponto de ignição mais alto que um ponto de ignição do referido propelente (410).

12. Sistema de geração de gás de furo de poço, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de o referido alojamento de módulo (405) ser compreendido por um propelente (410) tendo uma porosidade mais baixa e área de superfície mais baixa por volume do que o referido propelente (410) localizado dentro do referido alojamento de módulo (405).

13. Sistema de geração de gás de furo de poço, de acordo com as reivindicações 11 ou 12, caracterizado pelo fato de o referido alojamento de módulo (405) ter um interior arqueado.

14. Sistema de geração de gás de furo de poço, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 11 a 13, caracterizado pelo fato de o referido alojamento de módulo (405) compreender ainda uma camada isolante térmica (425) localizada em uma segunda extremidade do referido alojamento de módulo (405) oposta à referida primeira extremidade.

15. Sistema de geração de gás de furo de poço, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 11 a 14, caracterizado pelo fato de o referido alojamento de recipiente de geração de gás (505) compreender ainda uma seção de armazenamento de camada isolante térmica (425) localizada para receber as referidas camadas isolantes térmicas após a ignição do referido propelente (410) e o referido pelo menos um furo de ventilação (510) está localizado entre a referida seção de armazenamento de módulo (515) e a referida seção de armazenamento de camada isolante térmica (425).

16. Sistema de geração de gás de furo de poço, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 9 a 15, caracterizado pelo fato de o referido ignitor (215, 415) estar localizado dentro do referido propelente (210, 410) e em um eixo central do referido alojamento (205, 405).

17. Sistema de geração de gás de furo de poço, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 9 a 16, caracterizado pelo fato de o referido alojamento de recipiente de geração de gás (305, 505) incluir ainda um sistema de controle eletrônico (330, 530) acoplado ao referido ignitor (215, 415).

18. Sistema de geração de gás de furo de poço, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 9 a 17, caracterizado pelo fato de o referido alojamento de recipiente de geração de gás (305, 505) incluir ainda um sensor de pressão (335, 535).

19. Sistema de geração de gás de furo de poço, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 9 a 18, caracterizado pelo fato de o referido alojamento de recipiente de geração de gás (305, 505) estar acoplado a uma ferramenta de perfuração.

20. Sistema de geração de gás de furo de poço, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 9 a 19, caracterizado pelo fato de os referidos um ou mais furos de ventilação (510) incluírem uma válvula de sopro (520).