BR112019019893B1

BR112019019893B1 - Componente de poço

Info

Publication number: BR112019019893B1
Application number: BR112019019893-8A
Authority: BR
Inventors: Michal Gumos
Original assignee: Petroleum Technology Company As
Priority date: 2017-03-29
Filing date: 2018-03-28
Publication date: 2023-10-03
Also published as: SG11201908510WA; AU2018246879A1; WO2018182428A1; US11111746B2; NO342890B1; AU2018246879B2; NO20170516A1; GB201913588D0; GB2574353B; BR112019019893A2; US20200080393A1; CA3056442A1; GB2574353A

Abstract

a presente invenção se refere a um componente de poço possuindo uma perfuração principal (20) e uma abertura lateral (21) a partir da perfuração principal (um furo principal) (20), o componente de poço adicionalmente compreendendo uma superfície de defletor (24) disposta adjacente para a abertura lateral (21) sobre uma parede interna (23) da perfuração principal (20) e definindo um caminho configurado para guiar um/a ou mais drenos/dedos de guia (30) de uma ferramenta de fundo de poço (5) para fora a partir da abertura (21).

Description

CAMPO TÉCNICO

[0001] A presente invenção se refere a um componente de poço, adequado para utilização, por exemplo, com poços de petróleo.

ANTECEDENTES

[0002] Em poços de petróleo, vários equipamentos e ferramentas são utilizados no poço para assistência de produção ou para outras operações. Tais operações podem abranger uma grande variedade de atividades, e é comum utilizar equipamento especializado para realizar tais atividades de poço. Este equipamento pode possuir funcionalidade para ser abaixado no poço, posicionado em localização, e realizar uma determinada operação.

[0003] Um exemplo de tal equipamento de fundo de poço e operações relacionadas são sistemas de injeção de fluido. Alguns exemplos foram descritos nos documentos US 3.561.528, WO 2008/118022, WO 1998/26154, US 3.752.231 e US 9.394.754. Geralmente, quando produzindo hidrocarbonetos, incluindo água, óleo e óleo com gás entranhado, a partir de uma formação geológica, a pressão natural no reservatório atua para elevar os fluidos produzidos para cima para uma superfície através de uma tubulação de produção. A pressão de reservatório tem que exceder a pressão hidrostática do fluido no poço e pressão de retorno imposta pelas instalações de produção na superfície do poço para produzir naturalmente. Este nem sempre é o caso e algumas vezes existe uma necessidade para auxiliar o fluxo de produção através da tubulação de produção. Em adição, injeção de produtos químicos é algumas vezes empregada para auxiliar a produção e para preservar equipamento.

[0004] Por exemplo, se a pressão natural no reservatório tiver caído de maneira que o fluxo de líquido natural do poço tenha cessado ou se tornado excessivamente lento para produção econômica, métodos de produção artificiais podem ser empregados. Diversos sistemas e/ou métodos de produção artificiais são conhecidos, tais como a utilização de bombas submersíveis ou a injeção de um meio de fluido para a tubulação de produção ou para o reservatório para estimular fluxo. O meio de fluido pode ser gás, líquido, fluido de poço processado ou até mesmo uma parte do fluido de poço a partir do reservatório. Um dos sistemas mais comumente utilizados nos dias de hoje é elevação de gás. Em adição, produtos químicos são frequentemente injetados na tubulação de produção para preservar equipamento ou para garantia de fluxo.

[0005] O gás é tipicamente injetado através de uma ou mais válvulas de elevação de gás dispostas ao longo do comprimento da tubulação de produção, onde o número de válvulas de elevação de gás dependerá das necessidades no campo ou poço. No caso de injeção de produtos químicos, válvulas podem também ser dispostas na profundidade desejada ou posicionadas apropriadamente ao longo do comprimento da tubulação de produção. As válvulas de elevação de gás e de injeção de produtos químicos são usualmente dispostas em mandris de cavidade lateral formando uma parte da tubulação de produção, onde uma ferramenta desviadora é utilizada para colocar e substituir as válvulas no mandril de cavidade lateral. Por exemplo, se uma válvula de elevação de gás disposta em um mandril de cavidade lateral devesse ser substituída por uma nova válvula de elevação de gás, a ferramenta desviadora é executada para baixo na tubulação de produção para recuperar a velha válvula de elevação de gás, e instalar a nova válvula de elevação de gás. Isto pode ser feito em operações separadas (ou “viagens” para baixo no poço), ou a remoção e instalação pode ser feita em uma viagem única se a ferramenta desviadora possui a capacidade para isto.

[0006] Várias outras ferramentas, instalações ou equipamentos de fundo de poço, que podem possuir outras funções do que a de injeção de gás ou de produto químico, podem ser dispostas e/ou utilizadas de uma maneira similar.

[0007] Um desafio com tais operações de fundo de poço é o de que ferramentas ou equipamento necessitam ser controlados a partir da superfície. É muito importante que uma ferramenta seja ativada na posição correta no poço, entretanto, isto pode ser desafiador, por exemplo, quando executando a ferramenta sobre um cabo de aço para o poço, na medida em que o cabo de aço pode possuir alguma elasticidade, a perfuração de poço pode ser encurvada, etc., de maneira que executar a ferramenta para a posição de ativação exata pode não ser direta (em linha reta). Além do mais, pode ser necessário que a ferramenta seja rotacionada no poço, de maneira a orientar esta ferramenta corretamente em relação a instalações de fundo de poço. Para estes propósitos, a ferramenta pode ser proporcionada com um ou mais drenos ou “dedos” de guia, que irão cooperar com uma trilha de guia (luva de orientação) em uma unidade de fundo de poço. Tipicamente, a ferramenta é, então, abaixada para uma posição abaixo de sua posição de operação, e então, elevada para posição. Durante elevação, o(s) dreno(s)/dedo(s) de guia engatam a trilha de guia (luva de orientação), por intermédio do que a ferramenta é rotacionada para sua orientação correta e conduzida para sua posição de operação correta, na qual esta ferramenta pode ser ativada.

[0008] Tais mecanismos mecânicos de orientação, de posicionamento, e de ativação para ferramentas ou equipamento de fundo de poço podem, entretanto, ser propensos a falhas, por exemplo, se ativam a ferramenta (tal como uma ferramenta desviadora) em uma posição incorreta, ou falham em posicionar a ferramenta no local correto para ativação e utilização. Isto leva a perda de tempo se a ferramenta devesse ser recuperada e a operação repetida, e pode também ter consequências econômicas e/ou de saúde e de segurança se, por exemplo, operações de fundo de poço são incorretamente executadas. Consequentemente, existe uma necessidade de sistemas e métodos mais eficientes, seguros e confiáveis para desempenho de operações de fundo de poço, incluindo, mas não limitados a utilização, instalação e/ou recuperação de equipamento ou ferramentas de fundo de poço.

[0009] A presente invenção tem como objetivo proporcionar tal sistema e/ou método com vantagens sobre soluções e técnicas conhecidas.

SUMÁRIO

[0010] Em uma modalidade da presente invenção, é proporcionado um componente de poço possuindo uma perfuração principal e uma abertura lateral a partir da perfuração principal, o componente de poço adicionalmente compreendendo uma superfície de defletor disposta adjacente à abertura lateral sobre uma parede interna da perfuração principal e definindo um caminho configurado para guiar um ou mais drenos/dedos de guia de uma ferramenta de fundo de poço para fora da abertura.

[0011] Em uma modalidade presente invenção, a superfície de defletor é espaçada da abertura em uma direção longitudinal da perfuração principal.

[0012] Em uma modalidade presente invenção, a superfície de defletor se estende entre uma primeira parte que é espaçada da abertura em uma direção longitudinal da perfuração principal e uma segunda parte que está longitudinalmente na mesma altura como a abertura e circunferencialmente espaçada da abertura.

[0013] Em uma modalidade presente invenção, a superfície de defletor abrange um setor circunferencial maior da perfuração principal do que a abertura abrange.

[0014] O componente de poço pode ser um mandril de cavidade lateral, o mandril de cavidade lateral possuindo uma perfuração de cavidade lateral lateralmente deslocada, e onde a abertura se estende entre a perfuração principal e a perfuração de cavidade lateral lateralmente deslocada. Alternativamente, o componente de poço pode ser um preventor de explosão, uma válvula, um tubo, uma subjato de injeção química, um subjato de injeção de gás, ou um outro tipo de componente localizado no poço, ou conectado ao poço.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0015] Modalidades ilustrativas da presente invenção agora serão descritas com referência aos desenhos, nos quais:

[0016] A Figura 1 mostra uma vista em corte e esquemática de parte de uma tubulação de produção;

[0017] A Figura 2 mostra um mandril de cavidade lateral;

[0018] A Figura 3 e a Figura 4 mostram partes de um mandril de cavidade lateral;

[0019] As Figuras 5 - 7 mostram etapas de posicionamento de uma ferramenta desviadora em um mandril de cavidade lateral, e:

[0020] A Figura 8 mostra aspectos de um mandril de cavidade lateral.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0021] Modalidades da presente invenção agora serão descritas em relação a um mandril de cavidade lateral que é parte de um sistema de produção para um poço de petróleo, entretanto, deve ser compreendido que a presente invenção pode ser realizada em uma ampla variedade de outras aplicações e equipamentos. Isto inclui, mas não é limitado a tubulações de fundo de poço com uma ou mais aberturas, BOPs, válvulas, subjatos de injeção química, ou qualquer outro tipo de equipamento ou instalação de fundo de poço.

[0022] Em uma modalidade da presente invenção, é proporcionado um mandril de cavidade lateral que é parte de uma tubulação de produção para um poço de petróleo. Uma ferramenta desviadora pode ser utilizada para instalar e para recuperar dispositivos de perfuração de poço (dispositivos de fundo de poço), e particularmente válvulas, tais como válvulas de elevação de gás, válvulas de alívio, válvulas de inundação de água e válvulas de injeção de vapor, que são posicionadas no mandril de cavidade lateral. A ferramenta desviadora pode também ser utilizada para instalar e para recuperar outros dispositivos de poço, tais como diferentes tipos de plugues, sensores de temperatura ou de pressão, dispositivos de medição de fluxo, etc. Em adição, a ferramenta desviadora pode também compreender equipamento e/ou ferramentas para reparação e manutenção no interior do mandril de cavidade lateral e/ou perfuração de cavidade lateral deslocada.

[0023] A Figura 1 mostra parte de uma tubulação de produção (1) compreendendo um mandril de cavidade lateral (2) possuindo uma perfuração principal que é geralmente alinhada com a tubulação de produção (1) e uma perfuração de cavidade lateral lateralmente deslocada (4). Um dispositivo de poço, nesta modalidade da presente invenção, uma válvula de elevação de gás (3b), é disposto na perfuração de cavidade lateral lateralmente deslocada (4) do mandril de cavidade lateral (2). Uma ferramenta desviadora (5) é conectada a um membro de transporte (por exemplo, um cabo de aço ou trator, não mostrados), que controla a posição da ferramenta desviadora (5) a partir de uma localização de superfície.

[0024] A ferramenta desviadora (5) possui primeiro e segundo dispositivos de ajuste (8, 9), onde o primeiro e o segundo dispositivos de ajuste (8, 9) através de respectivas hastes/varas (10, 11) são conectados a um primeiro e segundo mecanismos de acoplamento (12, 13) articulados e pivotantes (primeiro dispositivo de ajuste (8) sendo conectado ao primeiro mecanismo de acoplamento (12) articulado e pivotante, e segundo dispositivo de ajuste (9) sendo conectado ao segundo mecanismo de acoplamento (13) articulado e pivotante). Cada um do primeiro e do segundo mecanismos de acoplamento (12, 13) articulados e pivotantes pode ser estendido externamente a partir da ferramenta desviadora (5) quando devem desempenhar uma operação. Na modalidade que é mostrada, o segundo mecanismo de acoplamento (13) engata a válvula de elevação de gás (3b) para remover a mesma do mandril de cavidade lateral (2), enquanto o primeiro mecanismo de acoplamento (12) suporta uma válvula de elevação de gás de substituição (3a) a ser disposta no mandril de cavidade lateral (2) depois de remoção da válvula de elevação de gás (3b).

[0025] As Figuras 2 - 4 mostram o mandril de cavidade lateral (2) em detalhes adicionais. Para clareza, o mandril de cavidade lateral (2) é ilustrado não conectado para a tubulação de produção (1). O mandril de cavidade lateral (2) possui uma primeira parte, “topo de poço” (“furo acima”) (2a) e uma segunda parte, “fundo de poço” (“furo abaixo”) (2b). Como utilizado aqui, topo de poço e fundo de poço deverão se referir às respectivas partes (2a, 2b) de localização em relação umas às outras quando o mandril de cavidade lateral (2) é instalado no poço, onde a segunda parte (2b) será localizada mais distante do poço do que a primeira parte (2a).

[0026] A Figura 3 e a Figura 4 mostram uma parte do mandril de cavidade lateral (2), a saber, parte da perfuração principal (20) como observada a partir da extremidade do mandril de cavidade lateral (2) na segunda parte (2b). A perfuração principal (20) possui uma abertura lateral (21) (ver também as Figuras 5-7) a partir da perfuração de cavidade lateral (4) para a perfuração principal (20) através da qual um fluido pode ser injetado para a perfuração principal (20). O inventor descobriu que um problema associado com instalação de uma ferramenta desviadora (5) em um mandril de cavidade lateral (2) é o de que a abertura (21) pode perturbar a operação de posicionamento da ferramenta desviadora (5). Para aliviar este problema, o mandril de cavidade lateral (2) compreende um recesso (22) disposto na parede interna (23) definindo a perfuração interna (20). O recesso (22) define uma superfície de defletor (24), que é configurada para engatar um ou mais drenos/dedos de guia (30) (ver as Figuras 5-7) na ferramenta desviadora (5) e guiar o(s) dreno(s)/dedo(s) de guia (30) para fora a partir da abertura (21). A superfície de defletor (24) é disposta com um ângulo de maneira a guiar o(s) dreno(s)/dedo(s) de guia (30) circunferencialmente ao longo da circunferência interna da perfuração principal (20) e para fora a partir da abertura (21). A superfície de defletor (24) em consequência disso gira a ferramenta desviadora (5) de maneira que o(s) dreno(s)/dedo(s) de guia (30) passam a abertura (21) sobre a lateral da abertura (21), e não correm risco de ficar capturados pela borda da abertura (21).

[0027] As Figuras 5-7 ilustram a utilização do mandril de cavidade lateral (2). Para clareza, a tubulação de produção (1) não é mostrada nas Figuras 5-7, e o mandril de cavidade lateral (2) é mostrado em uma vista de corte parcial. Pode, por exemplo, durante uma operação de petróleo ser desejável instalar uma nova válvula de elevação de gás (não mostrada) na perfuração de cavidade lateral lateralmente deslocada (4). A válvula de elevação de gás pode, então, controlar o fluxo de um fluido a partir das portas de entrada (26), conduzindo a partir de um exterior do mandril de cavidade lateral (2) para a perfuração de cavidade lateral lateralmente deslocada (4), para a abertura (21). Desta maneira, elevação de gás pode ser empregada por provisão de gás pressurizado em um anel entre a tubulação de produção (1) e o alojamento de poço, e conduzindo o mesmo para a tubulação de produção (1).

[0028] Para instalar (ou remover) a válvula de elevação de gás, ou para instalar ou remover outros dispositivos, uma ferramenta desviadora (5) possuindo um dreno/dedo de guia (30) é abaixada para o poço, por exemplo, por intermédio de um cabo, para uma posição ligeiramente mais baixa do que sua posição de operação. Isto é mostrado na Figura 5, com a lateral direita sendo uma direção para o poço (a lateral de fundo de poço). A ferramenta desviadora (5) é então içada, como é indicado pela flecha na Figura 6, para trazer a mesma em engate com o mandril de cavidade lateral (2) e para bloquear a mesma em sua posição de operação. Neste processo, poderia existir um risco de que o dreno/dedo de guia (30) engate a abertura (21) e ative a ferramenta desviadora (5) na posição incorreta, e/ou quebre os pinos de cisalhamento intencionados para utilização somente para liberação da ferramenta desviadora (5) quando a operação de instalação/remoção tiver sido finalizada. Na medida em que a ferramenta desviadora (5) se movimenta para cima, o dreno/dedo de guia (30) engata a superfície de defletor (24) (ver a Figura 6), por intermédio do que a integridade de ferramenta desviadora (5) será girada ligeiramente, como é mostrado na Figura 7, e por intermédio do que a ferramenta desviadora (5) pode prosseguir para sua posição de operação dentro do mandril de cavidade lateral (2) sem perturbação da abertura (21).

[0029] A superfície de defletor (24) pode ser disposta sobre uma lateral da abertura (21), como é ilustrado na Figura 3 e na Figura 4, ou sobre ambas as laterais (tanto de topo de poço e quanto de fundo de poço) se requerido for. A superfície de defletor (24) pode ser espaçada a partir da abertura (21) com uma distância adequada na direção longitudinalmente em relação para a perfuração principal (20). A distância pode ser escolhida para ser próxima o suficiente para a abertura (21) de maneira tal a minimizar o risco de que a ferramenta desviadora (5) retorne na direção reversa depois de ter sido girada pela superfície de defletor (24). Alternativamente, a superfície de defletor (24) pode se estender entre uma parte (24a) longitudinalmente espaçada da abertura (21) para uma parte (24b) longitudinalmente na mesma altura como a abertura (21), mas circunferencialmente espaçada da abertura (21). (Ver a Figura 4). A guia do dreno/dedo de guia (30) inteiramente passada a abertura (21) desta maneira assegura que a ferramenta desviadora (5) não pode retornar para o dreno/dedo de guia (30) para engatar a abertura (21).

[0030] A Figura 8 ilustra uma modalidade de um mandril de cavidade lateral (2), similar àquela descrita anteriormente e com os mesmos numerais de referência indicando os mesmos componentes. Na Figura 8, as flechas tracejadas indicam o possível caminho do dreno/dedo de guia (30). Se a ferramenta desviadora (5) possui uma orientação de maneira que o dreno/dedo de guia (30) não passará sobre a abertura (21), nenhuma volta é necessária. Se o dreno/dedo de guia (30) pode adentrar um setor circunferencial da perfuração principal (20) sobre o qual a abertura (21) repousa, como é indicado pelas três flechas tracejadas centrais, a superfície de defletor (24) conduzirá o dreno/dedo de guia (30) para a lateral da abertura (21) e passada a abertura (21) sem risco de que a abertura (21) interfira com a operação da ferramenta desviadora (5).

[0031] Pode ser vantajoso se a superfície de defletor (24) abranger um maior setor circunferencial da perfuração principal (20) do que a abertura (21) abrange, como é mostrado na Figura 8.

[0032] Quando utilizados neste relatório descritivo e nestas reivindicações de patente, os termos “compreende” e “compreendendo” e variações dos mesmos se quer significar que as características, etapas ou inteiros especificada(os) são incluída(os). Os termos não devem ser interpretados para excluir a presença de outras características, etapas ou componentes.

[0033] As características apresentadas na descrição precedente, ou nas reivindicações a seguir, ou no desenhos, expressadas em suas formas específicas ou em termos de um recurso para desempenho da função apresentada, ou um método ou processo para a consecução do resultado apresentado, como apropriado, podem, separadamente, ou em qualquer combinação de tais características, serem utilizadas para realização da presente invenção em diversas formas da mesma.

Claims

1. Componente de poço tendo uma perfuração principal (20) e uma abertura lateral (21) a partir da perfuração principal (20), o componente de poço adicionalmente compreendendo uma superfície de defletor (24) disposta adjacente à abertura lateral (21) sobre uma parede interna (23) da perfuração principal (20) e que se estende longitudinalmente a partir de uma localização espaçada da abertura (21) em uma direção longitudinal da perfuração principal (20), para uma localização de mesma altura que, e circunferencialmente espaçada da, abertura lateral da perfuração principal (20), caracterizado pelo fato de que a superfície defletora (24) define um caminho configurado para guiar um ou mais drenos/dedos de guia (30) radialmente salientes de uma ferramenta de fundo de poço (5) em uma direção circunferencial e para fora da abertura (21) ao engatar os drenos/dedos de guia com o caminho de modo a girar a ferramenta de fundo de poço (5) na perfuração principal (20).

2. Componente de poço, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a superfície de defletor (24) abrange um setor circunferencial maior da perfuração principal (20) do que a abertura (21) abrange.

3. Componente de poço, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o componente de poço é um mandril de cavidade lateral (2), o mandril de cavidade lateral (2) tendo uma perfuração de cavidade lateral (4) lateralmente deslocada, e em que a abertura (21) se estende entre a perfuração principal (20) e a perfuração de cavidade lateral (4) lateralmente deslocada.

4. Componente de poço, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o componente de poço é um dentre: um preventor de explosão, uma válvula, um tubo, um subjato de injeção química e um subjato de injeção de gás.