BR112019027143A2

BR112019027143A2 - método para determinar a perda de metal em um sistema em camadas, e, sistema de medição de poço para determinar a perda de metal em um sistema em camadas

Info

Publication number: BR112019027143A2
Application number: BR112019027143-0A
Authority: BR
Inventors: Freeman Lee Hill Iii; Sushovon Singha ROY; Luis Emilio San Martin; Ahmed Elsayed Fouda
Original assignee: Halliburton Energy Services Inc.
Priority date: 2017-07-17
Filing date: 2018-07-13
Publication date: 2020-06-30
Also published as: US20210108507A1; US11105195B2; BR112019027143B1; GB201917598D0; GB2577014A; GB2577014B; WO2019018237A1

Abstract

Um método e um sistema para determinar a perda de metal em um sistema em camadas. O método pode compreender a disposição de uma ferramenta de perda de metal EM no fundo do poço, transmitindo um campo eletromagnético dos um ou mais transmissores da ferramenta de perda de metal EM para o sistema em camadas, registrando o campo eletromagnético alterado com os um ou mais receptores, processando o sinal com um sistema de manipulação de informações e determinação da perda de metal no sistema em camadas. Um sistema pode compreender uma ferramenta de perda de metal EM. A ferramenta de perda de metal eletromagnético EM pode compreender pelo menos um transmissor e pelo menos um receptor. O sistema pode ainda compreender um transporte, em que o transporte está anexado à ferramenta de perda de metal eletromagnética e um sistema de manipulação de informações, em que o sistema de manipulação de informações é configurado para processar o campo eletromagnético alterado e determinar a perda de metal no sistema em camadas.

Description

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MÉTODO PARA DETERMINAR A PERDA DE METAL EM UM SISTEMA EM CAMADAS, E, SISTEMA DE MEDIÇÃO DE POÇO PARA DETERMINAR A PERDA DE METAL EM UM SISTEMA EM CAMADAS FUNDAMENTOS

[001] Para a exploração e produção de petróleo e gás, uma rede de instalações de poços e outros condutos pode ser estabelecida através da conexão de seções de tubo de metal. Por exemplo, uma instalação de poço pode ser completada, em parte, reduzindo múltiplas seções de tubo de metal (isto é, coluna de revestimento) em um furo de poço e cimentando a coluna de revestimento no lugar. Em algumas instalações de poço, múltiplas colunas de revestimento são empregadas (por exemplo, um arranjo de múltiplas colunas concêntricas) para permitir diferentes operações relacionadas com a completação do poço, produção ou opções de recuperação potencializada de petróleo (EOR).

[002] A perda de metal de tubos de metal é um problema contínuo. Os esforços para mitigar a perda de metal incluem o uso de ligas, revestimentos, tratamentos e transferência de perda de metal resistente à perda de metal, entre outros. Além disso, estão em andamento esforços para melhorar o monitoramento de perdas de metais. Para colunas de revestimento de fundo de poço, vários tipos de ferramentas de monitoramento de perda de metal estão disponíveis. Um tipo de ferramenta de monitoramento de perda de metal usa campos eletromagnéticos (EM) para estimar a espessura do tubo ou outros indicadores de perda de metal. Como exemplo, uma ferramenta de perda de metal EM pode coletar dados sobre a espessura do tubo para produzir um perfil de perda de metal EM. Os dados da perda de metal EM podem ser interpretados para determinar a condição de produção e intermediar as colunas de revestimento, tubulações, colares, filtros, packers, telas e perfurações. Quando várias colunas de revestimento são empregadas

2 / 21 em conjunto, gerenciar corretamente a detecção de perda de metal, as operações da ferramenta de perda de metal EM e a interpretação dos dados pode ser complexo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[003] Estes desenhos ilustram certos aspectos de alguns exemplos da presente divulgação e não devem ser utilizados para limitar ou definir a divulgação.

[004] A Figura 1 ilustra um sistema incluindo uma ferramenta de perda de metal EM; A Figura 2 ilustra um sistema de controle de areia disposto em uma coluna de tubos; A Figura 3 ilustra uma vista detalhada do sistema de controle de areia; A Figura 4 ilustra a ferramenta de perda de metal EM com uma seção primária e uma seção de alta resolução; A Figura 5A ilustra um gráfico de sensibilidade em função da frequência de perfurações; e A Figura 5B ilustra um gráfico de sensibilidade em função da frequência de uma tela de areia.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[005] Esta divulgação pode geralmente se referir a métodos para identificar a perda de metal dentro de uma tela de areia com uma ferramenta de perda de metal eletromagnética. A detecção eletromagnética (EM) pode fornecer medições contínuas in situ de parâmetros relacionados à integridade de telas de areia em poços revestidos. Como resultado, a detecção EM pode ser usada em aplicações de monitoramento de poços. As ferramentas de perda de metal EM podem ser configuradas para vários tubos concêntricos (por exemplo, para um ou mais) com o diâmetro do primeiro tubo variando (por exemplo, de cerca de duas polegadas a cerca de sete polegadas ou mais). As

3 / 21 ferramentas de perda de metal EM podem medir correntes parasitas para determinar a perda de metal e usar núcleos magnéticos nos transmissores. As ferramentas de perda de metal EM podem usar corrente parasita de pulso (domínio do tempo) e podem empregar bobinas múltiplas (longas, curtas e transversais) para avaliar vários tipos de defeitos em tubos duplos. Deve-se notar que as técnicas utilizadas no domínio de tempo podem ser utilizadas em medições no domínio de frequência. As ferramentas de perda de metal EM podem operar em um transporte. A ferramenta de perda de metal EM pode incluir uma fonte de energia independente e pode armazenar os dados adquiridos na memória. Um núcleo magnético pode ser usado na detecção de defeitos de telas de areia em múltiplos tubos concêntricos.

[006] Nas ferramentas de perda de metal de EM, a interpretação dos dados pode ser baseada em diferenças entre respostas em dois pontos diferentes dentro do perfil de perda de metal de EM, um ponto representando uma seção nominal e um ponto onde a espessura pode ser estimada. As diferenças de resposta podem ser processadas para determinar a alteração na espessura do metal dentro de uma tela de areia.

[007] A Figura 1 ilustra um ambiente operacional para uma ferramenta de detecção de perda de metal EM 100, como divulgado neste documento. A ferramenta de detecção de perda de metal EM 100 pode compreender um transmissor 102 e/ou um receptor 104. Nos exemplos, pode haver qualquer número de transmissores 102 e/ou qualquer número de receptores 104, que podem estar disponíveis na ferramenta de detecção de perda de metal EM 100. Como ilustrado, os receptores 104 podem ser posicionados na ferramenta de detecção de perda EM 100 em distâncias selecionadas (por exemplo, espaçamento axial) afastadas dos transmissores

102. Os espaçamentos axiais dos receptores 104 dos transmissores 102 podem variar, por exemplo, de cerca de 0 polegada (0 cm) a cerca de 40 polegadas (101,6 cm) ou mais. Deve ser entendido que a configuração da ferramenta de

4 / 21 perda de metal EM 100, mostrada na Figura 1, é meramente ilustrativa e que outras configurações da ferramenta de detecção de perda de metal EM 100 podem ser utilizadas com as técnicas atuais. Um espaçamento de 0 polegada (0 cm) pode ser obtido colocando-se bobinas com diferentes diâmetros. Enquanto a Figura 1 mostra apenas um arranjo único de receptores 104, pode haver múltiplos arranjos de sensores em que a distância entre o transmissor 102 e os receptores 104 em cada um dos arranjos de sensores pode variar. Além disso, a ferramenta de detecção de perda de metal EM 100 pode incluir mais de um transmissor 102 e mais ou menos que seis dos receptores 104. Além disso, o transmissor 102 pode ser uma bobina implementada para transmissão de campo magnético enquanto também mede campos de EM, em alguns casos. Quando são utilizados múltiplos transmissores 102, o seu funcionamento pode ser multiplexado ou multiplexado no tempo. Por exemplo, um único transmissor 102 pode transmitir, por exemplo, um sinal de múltiplas frequências ou um sinal de banda larga na forma de um campo eletromagnético. O campo eletromagnético pode ser alterado por uma formação de fundo de poço, que pode alterar o campo eletromagnético em um campo eletromagnético alterado. Embora não seja mostrada, a ferramenta de detecção de perda de metal EM 100 pode incluir um transmissor 102 e um receptor 104 que estão na forma de bobinas ou solenoides coaxialmente posicionados dentro de um tubular de fundo de poço (por exemplo, coluna de revestimento 108) e separados ao longo do eixo da ferramenta. Alternativamente, a ferramenta de detecção de perda de metal EM 100 pode incluir um transmissor 102 e receptor 104 que estão na forma de bobinas ou solenoides coaxialmente posicionados dentro de um tubular de fundo de poço (por exemplo, coluna de revestimento 108) e colocados ao longo do eixo da ferramenta.

[008] Em exemplos adicionais, o transmissor 102 pode funcionar e/ou operar como um receptor 104. A ferramenta de detecção de perda de

5 / 21 metal EM 100 pode ser operativamente acoplada a um transportador 106 (por exemplo, cabo de aço, cabo liso, tubulação espiralada, tubo, trator de fundo de poço e/ou semelhantes) que pode fornecer suspensão mecânica, bem como conectividade elétrica, para a ferramenta de detecção de perda de metal EM

100. O transporte 106 e a ferramenta de detecção de perda de metal EM 100 podem se estender dentro da coluna de revestimento 108 até uma profundidade desejada dentro do furo de poço 110. O transporte 106, que pode incluir um ou mais condutores elétricos, pode sair da cabeça de poço 112, pode passar em torno da polia 114, pode engatar o odômetro 116 e pode ser enrolado no guincho 118, o qual pode ser utilizado para elevar e abaixar o conjunto da ferramenta no furo de poço 110. Os sinais registrados pela ferramenta de detecção de perda de metal EM 100 podem ser armazenados na memória e depois processados pela unidade de visualização e armazenamento 120 após a recuperação da ferramenta de detecção de perda de metal EM 100 a partir do furo de poço 110. Alternativamente, os sinais registrado pela ferramenta de detecção de perda de metal EM 100 podem ser conduzidos para exibir e armazenar a unidade 120 pelo transportador 106. A unidade de exibição e armazenamento 120 pode processar os sinais e as informações contidas nele podem ser exibidas para um operador observar e armazenar para o processamento e referência futuros. Alternativamente, os sinais podem ser processados no fundo de poço antes do recebimento pela unidade de display e de armazenamento 120 ou tanto no fundo de poço quanto na superfície 122, por exemplo, pela unidade de display e armazenamento 120. A unidade de display e armazenamento 120 também pode conter um aparelho para fornecer sinais de controle e energia para a ferramenta de detecção de perda de metal EM 100. A coluna de revestimento típica 108 pode se estender da cabeça de poço 112 no nível do solo ou acima dele até uma profundidade selecionada dentro de um furo de poço 110. A coluna de revestimento 108 pode compreender uma pluralidade de junções 130 ou segmentos de coluna de

6 / 21 revestimento 108, cada junção 130 sendo conectada aos segmentos adjacentes por um colar 132. Pode haver qualquer número de camadas na coluna de revestimento 108. Por exemplo, um primeiro revestimento 134 e um segundo revestimento 136. Deve-se notar que pode haver qualquer número de camadas de revestimento.

[009] A Figura 1 também ilustra uma coluna de tubos típica 138, a qual pode ser posicionada dentro da coluna de revestimento 108 que se estende da parte da distância para baixo do furo de poço 110. A coluna de tubo 138 pode ser tubulação de produção, coluna de tubulação, coluna de revestimento ou outro tubo disposto dentro da coluna de revestimento 108. A coluna de tubo 138 pode compreender tubos concêntricos. Deve-se notar que os tubos concêntricos podem ser conectados por colares 132. A ferramenta de detecção de perda de metal EM 100 pode ser dimensionada de modo que possa ser baixada para dentro do furo de poço 110 através da coluna de tubulação 138, evitando assim a dificuldade e a despesa associadas a puxar a coluna de tubos 138 para fora do furo de poço 110.

[0010] Uma tela de areia 140 pode ser disposta dentro da coluna de tubos 138. Nos exemplos, a tela de areia 140 pode impedir a migração de areia para o interior da coluna de tubos 138. Como ilustrado na Figura 2, o sistema de controle de areia 200 pode compreender pelo menos uma perfuração 202 disposta na coluna de tubos 138. A tela 204 pode cobrir as perfurações 202. Isso pode impedir o fluxo de areia no furo de poço 110.

[0011] A Figura 3 ilustra uma vista mais detalhada do sistema de controle de areia 200. As perfurações 202 dentro da coluna de tubos 138 podem ser cobertas pela tela 204 que pode incluir uma pluralidade de camadas de tela. Cada camada pode ser um material diferente que pode ser resistente à abrasão e perda de metal. Cada material pode incluir propriedades elétricas diferentes para condutividade elétrica e permeabilidade magnética. Por exemplo, pode haver uma camada de malha de drenagem inferior 300,

7 / 21 camada de drenagem de suporte 302 e camada de filtração simples de trama holandesa 304, todas as quais podem ser cobertas pela cobertura externa 306.

[0012] Com referência continuada à Figura 3, o fluxo constante e o ambiente hostil de fundo de poço podem erodir e corroer as ligas metálicas que compreendem o sistema de controle de areia 200 com o dano geralmente começando na cobertura externa 306 e se propagando para o interior do sistema de controle de areia 200 incluindo coluna de tubos 138. Se o dano ao sistema de controle de areia 200 for significativo, a migração de areia para o interior do poço 110 (por exemplo, referindo-se à Figura 1) aumenta, o que pode impactar as operações no furo de poço 110. Um método para detectar os danos ao sistema de controle de areia 200 antes que uma falha grave seja detectada no sistema pode ser realizado pela ferramenta de detecção de perda de metal EM 100 (por exemplo, referindo-se à Figura 1). Em particular, um método de inspeção que pode detectar a localização e a quantidade de perda de metal devido à erosão ou a perda de metal pode permitir o reparo adequado das peças deficientes antes que ocorram danos graves.

[0013] Com referência à Figura 1, os sistemas de detecção de perda de metal, como, por exemplo, os sistemas de perda de metal que utilizam a ferramenta de detecção de perda de metal EM 100, um sistema de telemetria digital pode ser empregado, em que um circuito elétrico pode ser usado para fornecer tanto a energia para a ferramenta de detecção de perda de metal EM 100 quanto para transferir os dados entre a unidade de exibição e armazenamento 120 e a ferramenta de detecção de perda de metal EM 100. Uma tensão CC pode ser fornecida à ferramenta de detecção de perda de metal EM 100 por uma fonte de energia localizada acima do nível do solo e os dados podem ser acoplados ao condutor de energia de CC por um sistema de pulsos de corrente de banda base. Alternativamente, a ferramenta de detecção de perda de metal EM 100 pode ser alimentada por baterias localizadas dentro do conjunto de ferramentas de fundo de poço e/ou os dados

8 / 21 fornecidos pela ferramenta de detecção de perda de metal EM 100 podem ser armazenados dentro do conjunto de ferramenta de fundo de poço, em vez de ser transmitidos para a superfície durante a perda de metal (detecção de perda de metal).

[0014] A ferramenta de detecção de perda de metal EM 100 pode ser usada para excitação do transmissor 102. Como ilustrado na Figura 4, os receptores 104 podem ser posicionados na ferramenta de detecção de perda EM 100 em distâncias selecionadas (por exemplo, espaçamento axial) afastadas dos transmissores 102. Os espaçamentos axiais dos receptores 104 dos transmissores 102 podem variar, por exemplo, de cerca de 0 polegada (0 cm) a cerca de 40 polegadas (101,6 cm) ou mais. Deve ser entendido que a configuração da ferramenta de perda de metal EM 100, mostrada na Figura 4, é meramente ilustrativa e que outras configurações da ferramenta de detecção de perda de metal EM 100 podem ser utilizadas com as técnicas atuais. Um espaçamento de 0 polegada (0 cm) pode ser obtido colocando-se bobinas com diferentes diâmetros. Enquanto a Figura 1 mostra apenas um arranjo único de receptores 104, pode haver múltiplos arranjos de sensores em que a distância entre o transmissor 102 e os receptores 104 em cada um dos arranjos de sensores pode variar.

[0015] Como ilustrado na Figura 4, a ferramenta de detecção de perda de metal EM 100 pode incluir mais de um transmissor 102 e mais ou menos que seis dos receptores 104. Por exemplo, a ferramenta de detecção de perda de metal 100 pode compreender uma seção primária 400 e uma seção de alta resolução 402. Nos exemplos, o transmissor 102 pode ser uma bobina implementada para a transmissão de campo magnético enquanto também mede campos de EM, em alguns casos. Quando são utilizados múltiplos transmissores 102, o seu funcionamento pode ser multiplexado ou multiplexado no tempo. Por exemplo, um único transmissor 102 pode transmitir, por exemplo, um sinal de múltiplas frequências ou um sinal de

9 / 21 banda larga. Embora não seja mostrada, a ferramenta de detecção de perda de metal EM 100 pode incluir um transmissor 102 e um receptor 104 que estão na forma de bobinas ou solenoides coaxialmente posicionados dentro de um tubular de fundo de poço (por exemplo, coluna de revestimento 108) e separados ao longo do eixo da ferramenta. Alternativamente, a ferramenta de detecção de perda de metal EM 100 pode incluir um transmissor 102 e receptor 104 que estão na forma de bobinas ou solenoides coaxialmente posicionados dentro de um tubular de fundo de poço (por exemplo, coluna de revestimento 108) e colocados ao longo do eixo da ferramenta.

[0016] A seção primária 400 e a seção de alta resolução 402 podem emitir energia eletromagnética em múltiplas frequências programáveis continuamente. Cada transmissor 102 pode emitir múltiplas frequências simultaneamente. A resposta do sistema de controle de areia 200 (Referindo- se à Figura 2) pode ser recebida por uma matriz de receptores 104 na seção primária 400 e na seção de alta resolução 402. A ferramenta de detecção de perda de metal EM 100 pode medir as diferenças de fase e a amplitude das ondas de energia eletromagnética sendo produzidas a partir de transmissores

102. O processamento das diferenças pode indicar informações sobre qualquer material ferroso no furo de poço 110 (Referindo-se à Figura 1), que pode ser disposto no hardware de completação e/ou no sistema de controle de areia 200. A seção de alta resolução 402 pode ser projetada para analisar em detalhes as regiões mais próximas da ferramenta de detecção de perda de metal EM 100, que pode incluir tubos mais internos, por exemplo, o primeiro revestimento 134 e o segundo revestimento 136. A região próxima à ferramenta de detecção de perda de metal EM 100 pode estar onde o sistema de controle de areia 200 pode ser disposto. A seção de alta resolução 402 pode utilizar uma frequência relativamente mais alta e a excitação é gerada por um transmissor relativamente mais curto 102 para gerar campos na região mais próxima da ferramenta de detecção de perda de metal EM 100. Uma

10 / 21 frequência mais alta pode variar entre cerca de 50 Hz e cerca de 1. 000 Hz, enquanto uma frequência mais baixa pode variar entre cerca de 0,5 Hz e 50 Hz. A distância entre o transmissor 102 e os receptores 104 pode ser menor na seção de alta resolução 402. Os receptores 104 dispostos próximos ao transmissor 102 podem se beneficiar do uso de bobinas de compensação para melhorar a sensibilidade ao sistema de controle de areia 200.

[0017] A seção primária 400 pode incluir um transmissor 102 e uma matriz de receptores 104, mas com espaçamento maior entre o transmissor e o receptor. Por exemplo, um espaçamento maior entre o transmissor e o receptor pode se referir à distância do transmissor 102 a um receptor individual 104, em que uma pluralidade de receptores 104 pode ser disposta em uma matriz. Em uma matriz, os receptores 104 podem ser empilhados em relação ao transmissor 102. Isso pode permitir que um operador use o espaçamento diferente, a distância do transmissor 102 aos receptores individuais 104 na matriz, para ter diferentes sensibilidades à profundidade da investigação através das camadas de formação, o que pode incluir revestimentos de investigação, por exemplo, primeiro revestimento 134 e segundo revestimento 136, circundando a área interna de completação. Uma matriz de alta resolução pode ser usada para as camadas internas, onde a distância entre o receptor 104 e o transmissor 102, por exemplo, espaçamento, é mais curta. Uma matriz de baixa resolução pode ser usada para as camadas externas, onde a distância entre o receptor 104 e o transmissor 102 é maior.

[0018] Em exemplos, o transmissor 102 e os receptores 104 podem ser dispostos no mesmo subconjunto da ferramenta de detecção de perda de metal EM 100 ou subconjuntos diferentes. Sem limitação, se o transmissor 102 e o receptor 104 estiverem dispostos em diferentes subconjuntos, os diferentes subconjuntos podem ser separados ao longo da ferramenta de detecção de perda de metal EM 100 por distância, outros subconjuntos, coluna de tubos, transporte e/ou semelhantes.

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[0019] A seção primária 400 pode medir todos os revestimentos externos e pode se concentrar em informações mais profundas do campo e também pode fornecer informações adicionais sobre o sistema de controle de areia 200, embora com menos resolução. Nos casos em que o sistema de controle de areia 200 pode ser disposto em uma coluna de tubo de diâmetro maior 138 (Referindo-se à Figura 1), as medições da seção primária 400 podem ser muito úteis na determinação do estado do sistema de controle de areia 200.

[0020] Referindo-se novamente à Figura 1, a transmissão de campos EM pelo transmissor 102 e o registro de sinais pelos receptores 104 podem ser controlados pela unidade de display e armazenamento 120, que pode incluir um sistema de manipulação de informações 144. Como ilustrado, o sistema de manipulação de informações 144 pode ser um componente da unidade de display e armazenamento 120. Alternativamente, o sistema de manipulação de informações 144 pode ser um componente da ferramenta de detecção de perda de metal EM 100. Um sistema de manipulação de informações 144 pode incluir qualquer instrumentalidade ou agregado de instrumentalidades operável para calcular, estimar, classificar, processar, transmitir, receber, recuperar, originar, comutar, armazenar, exibir, manifestar, detectar, registrar, reproduzir, manipular ou utilizar qualquer forma de informação, inteligência ou dados para fins de negócios, científicos, de controle ou para outros fins. Por exemplo, um sistema de manipulação de informações 144 pode ser um computador pessoal, um dispositivo de armazenamento de rede ou qualquer outro dispositivo adequado e pode variar em tamanho, formato, desempenho, funcionalidade e preço. O sistema de manipulação de informações 144 pode incluir uma unidade de processamento 146 (por exemplo, microprocessador, unidade de processamento central, etc.) que pode processar os dados do perfil de EM, executando o software ou as instruções obtidas de um meio não transitório legível por computador 148

12 / 21 (por exemplo, discos ópticos, discos magnéticos) que é local. O meio não transitório legível por computador 148 pode armazenar software ou instruções dos métodos aqui descritos. Um meio não transitório legível por computador 148 pode incluir qualquer instrumentalidade ou agregação de instrumentalidades que possa reter os dados e/ou as instruções durante um período de tempo. O meio não transitório legível por computador 148 pode incluir, por exemplo, um meio de armazenamento, tal como um dispositivo de armazenamento de acesso direto (por exemplo, uma unidade de disco rígido ou unidade de disquete), um dispositivo de armazenamento de acesso sequencial (por exemplo, uma unidade de disco de fita), disco compacto, CD- ROM, DVD, RAM, ROM, memória somente de leitura programável eletricamente apagável (EEPROM) e/ou memória flash; assim como um meio de comunicações, tais como fios, fibras ópticas, micro-ondas, ondas de rádio e outras portadoras eletromagnéticas e/ou ópticas; e/ou qualquer combinação das supracitadas. O sistema de manipulação de informações 144 também pode incluir I(s) dispositivo(s) de entrada 150 (por exemplo, teclado, mouse, touchpad, etc.) e o(s) dispositivo(s) de saída 152 (por exemplo, monitor, impressora, etc.). O(s) dispositivo(s) de entrada 150 e o(s) dispositivo(s) de saída 152 proporcionam uma interface de usuário que permite a um operador interagir com a ferramenta de detecção de perda de metal EM 100 e/ou software executado pela unidade de processamento 146. Por exemplo, o sistema de manipulação de informações 144 pode permitir que um operador selecione as opções de análise, veja dados de perfilagem coletados, veja resultados de análises e/ou execute outras tarefas.

[0021] A ferramenta de detecção de perda de metal EM 100 pode usar qualquer técnica EM adequada no domínio da frequência e/ou no tempo. Em técnicas de EC de domínio de frequência, o transmissor 102 da ferramenta de detecção de perda de metal EM 100 pode ser alimentado por um sinal sinusoidal contínuo, produzindo campos magnéticos primários que iluminam

13 / 21 os tubos concêntricos (por exemplo, a coluna de revestimento 108 e a coluna de tubo 138). Os campos eletromagnéticos primários produzem correntes parasitas nos tubos concêntricos. Estas correntes Parasitas, por sua vez, produzem campos eletromagnéticos secundários que podem ser detectados junto com os campos eletromagnéticos primários pelos receptores 104. A caracterização dos tubos concêntricos pode ser realizada medindo e processando esses campos eletromagnéticos.

[0022] Nas técnicas de EC de domínio de tempo, que também podem ser referidas como EC pulsada (“PEC”), o transmissor 102 pode ser alimentado por um pulso. Os campos eletromagnéticos primários transientes podem ser produzidos devido à transição do pulso de “desligado” para “ligado” ou de “ligado” para “desligado” (mais comum). Esses campos eletromagnéticos transientes produzem EC nos tubos concêntricos (por exemplo, a coluna de revestimento 108 e a coluna de tubo 138). A EC, por sua vez, produz campos eletromagnéticos secundários que podem ser medidos pelos receptores 104 colocados a alguma distância na ferramenta de detecção de perda EM 100 do transmissor 102, como mostrado na Figura 1. Alternativamente, os campos eletromagnéticos secundários podem ser medidos por um receptor colocado no mesmo local (não mostrado) ou com o próprio transmissor 102.

[0023] As Figuras 5A e 5B ilustram gráficos de sensibilidade em função da frequência. A sensibilidade pode ser avaliada como as variações normalizadas do sinal em função da frequência. As frequências selecionadas para uso em operação podem ser baseadas na sensibilidade ideal para detectar perda de metal no sistema de controle de areia 200. Assim, múltiplas frequências podem ser utilizadas durante as operações. Cada gráfico pode incluir as propriedades do material de cada uma das diferentes camadas do sistema de controle de areia 200. Os diferentes métodos de processamento podem ser utilizados como indicadores de perda de metal nas diferentes partes

14 / 21 do sistema de controle de areia 200. Por exemplo, uma inversão matemática pode ser utilizada para determinar as espessuras equivalentes de diferentes partes do sistema de controle de areia 200. Por exemplo, as inversões matemáticas determinam o conjunto mais provável de parâmetros de tela de tubo ou areia (por exemplo, espessura) ajustando-os até que os erros entre medição e modelagem sejam minimizados. O algoritmo de otimização subjacente pode ser qualquer um dos algoritmos de otimização numérica, incluindo, entre outros, descida mais íngreme, gradiente conjugado, Gauss- Newton, Levenberg-Marquardt e Nelder-Mead. Embora os exemplos anteriores sejam todos algoritmos iterativos convencionais, abordagens globais como algoritmos evolutivos e baseados em enxame de partículas também podem ser usadas. Em exemplos, os erros podem ser minimizados usando uma pesquisa linear sobre um vetor de pesquisa, em vez de uma otimização iterativa ou global sofisticada. A pesquisa linear, como mencionado anteriormente, tem a vantagem de ser prontamente paralelizável. Essa vantagem pode ser desejável, pois pode ser rentável com a computação em nuvem.

[0024] As espessuras equivalentes significam a quantidade de metal que uma placa sólida pode incluir, que pode produzir aproximadamente o mesmo sinal da malha com furos. As espessuras equivalentes podem ser encontradas equiparando o volume de metal do sólido ao volume de metal da malha. A espessura equivalente pode simplificar um modelo avançado. Assim, a inversão pode determinar as espessuras de uma pluralidade de camadas dispostas no sistema de controle de areia 200. O esquema de inversão matemática pode determinar a corrosão de diferentes partes do sistema de controle de areia 200 a partir de medições realizadas pelo sistema de controle de areia 200. As frequências diferentes podem ser uma variável manipulada pela ferramenta de detecção de perda de metal EM 100 para determinar a perda de metal em diferentes camadas do sistema de controle de

15 / 21 areia 200. Essas medições podem produzir um modelo em camadas. O número de medições realizadas pela ferramenta de detecção de perda de metal EM 100 pode ser suficiente para resolver todos os parâmetros desconhecidos no modelo em camadas. Este modelo em camadas pode ser utilizado pelo código do modelo direto para resolver os campos EM em cada camada do sistema de controle de areia 200. O modelo avançado pode ser comparado com as medições da ferramenta de detecção de perda de metal EM 100 e com base em uma função de custo, que pode produzir um novo modelo, repetindo as etapas iterativamente até que a função de custo seja minimizada. Deve-se notar que um método de deconvolução pode ser utilizado no lugar de um método que utiliza uma inversão matemática. Os esquemas de inversão e de deconvolução podem ser utilizados juntos para melhorar a resolução das características como perda de metal localizada.

[0025] Ao examinar as diferenças entre as ondas de energia eletromagnética que saem do transmissor e são recebidas nos receptores em espaçamentos diferentes, é possível obter informações sobre o metal (material ferroso) no furo de poço. Através da modelagem direta, usando uma reconstrução sintética do hardware do furo de poço no software, as respostas podem ser previstas. Ao estratificar o modelo e usar as informações de cada componente, como a composição desse componente, a permeabilidade eletromagnética, a espessura normal e muito mais, uma grande quantidade de informações pode ser descoberta.

[0026] As melhorias em relação a outras técnicas e ferramentas podem ser encontradas através da seleção de frequências especificadas que podem ter sensibilidade aumentada a partes do sistema de controle de areia

200. Preparação de um esquema em camadas na modelagem para determinar a perda de metal, que pode incluir a utilização de diferentes permeabilidades magnéticas por camada para melhorar o modelo esquemático em camadas. Outros exemplos de melhorias podem ser personalizar layouts de frequência

16 / 21 para cada componente da tela e empilhar frequências simultaneamente, levando em consideração a excentricidade de tubulares e o uso de bobinas de compensação para obter medições satisfatórias perto de um receptor. A partir dessas informações e modelagem, um operador pode ser capaz de determinar a espessura individual de diferentes camadas no sistema de controle de areia

200.

[0027] Além disso, os sistemas e métodos divulgados anteriormente usam uma combinação de múltiplas frequências e espaçamentos de receptor, o que pode permitir medições in situ de hardware de completação (incluindo telas de cascalho e semelhantes) e camadas de material em resposta à estimulação eletromagnética. As frequências transmitidas eletromagnéticas podem ser selecionadas e otimizadas para examinar especificamente as diferentes camadas de material dentro do sistema de completação. Os algoritmos de inversão podem resolver as propriedades individuais da espessura e do metal por camada. Portanto, tendo a capacidade de detectar danos em cada camada examinada. Isso pode levar à detecção precoce de áreas problemáticas que levariam à falha. Também detecta falhas existentes no pacote de cascalho em que a areia causou um furo na tela metálica.

[0028] Assim, um operador pode ser capaz de determinar a perda de metal, identificar uma boa tela, identificar a condição do sistema de controle de areia 200, identificar pontos de desgaste, identificar danos dentro e fora da tela e identificar hardware externo.

[0029] Informações mais precisas podem ser obtidas na condição de completação ou da tela do empacotamento de cascalho. Pode identificar a perda de metal possivelmente proveniente da produção de areia, portanto, a localização do furo e qualquer dano ao redor do furo. Isso pode ser importante, pois em alguns casos o cliente não pode produzir ou assume grande responsabilidade de produzir poços enquanto estiver conectado em águas profundas e preferiria não fluir a produção. Isso pode permitir que um

17 / 21 cliente identifique problemas sem fluxo.

[0030] Deve-se notar que esta divulgação não se limita ao sistema de controle de areia 200. Esta divulgação pode ser aplicável a qualquer sistema em camadas e/ou dispositivo disposto no furo de poço 110. Por exemplo, a tela do empacotamento de cascalho, tubo de cromo com tubo de aço ou uma completação que pode incluir metais diferentes, nos quais os diferentes metais incluem permeabilidade e/ou espessuras diferentes.

[0031] Declaração 1: Um método para determinar a perda de metal em um sistema em camadas pode compreender a disposição de uma ferramenta de perda de metal EM no fundo do poço, em que a ferramenta de perda de metal EM compreende um ou mais transmissores e um ou mais receptores; transmitir um campo eletromagnético dos um ou mais transmissores da ferramenta de perda de metal EM para o sistema em camadas, em que o sistema em camadas altera o campo eletromagnético em um campo eletromagnético alterado; registrar o campo eletromagnético alterado com um ou mais receptores; processar o sinal com um sistema de tratamento de informações; e determinar a perda de metal no sistema em camadas.

[0032] Declaração 2: O método da declaração 1, compreendendo ainda determinar a perda de metal em outro sistema em camadas disposto em um segundo revestimento, em que o sistema em camadas é disposto em um primeiro revestimento.

[0033] Declaração 3: O método de qualquer declaração anterior, compreendendo ainda realizar uma inversão para determinar uma espessura equivalente de uma coluna de tubos.

[0034] Declaração 4: O método de qualquer uma das declarações anteriores, compreendendo ainda estimar a espessura equivalente do sistema em camadas como uma razão entre um volume de metal da coluna de tubos e um volume de metal do sistema em camadas.

18 / 21

[0035] Declaração 5: O método de qualquer declaração anterior, compreendendo ainda preparar um modelo em camadas para uma inversão, em que um modelo direto utiliza o modelo em camadas para determinar campos eletromagnéticos para pelo menos uma camada do modelo em camadas.

[0036] Declaração 6: O método de qualquer declaração anterior, compreendendo ainda, comparar o modelo direto com o campo eletromagnético alterado.

[0037] Declaração 7: O método de qualquer declaração anterior, em que a transmissão do campo eletromagnético a partir de um ou mais transmissores da ferramenta de perda de metal EM compreende uma pluralidade de frequências.

[0038] Declaração 8: O método de qualquer declaração anterior, compreendendo ainda otimizar a pluralidade de frequências para aprimorar a sensibilidade para uma camada do sistema em camadas.

[0039] Declaração 9: O método de qualquer declaração anterior, em que o sistema em camadas é um sistema de controle de areia compreendendo uma ou mais telas.

[0040] Declaração 10: Um sistema de medição de poço para determinar a perda de metal em um sistema em camadas pode compreender uma ferramenta de perda de metal EM, em que a ferramenta de perda de metal eletromagnética compreende: pelo menos um transmissor, em que o pelo menos um transmissor está configurado para transmitir um campo eletromagnético; e pelo menos um receptor, em que o pelo menos um receptor está configurado para registrar um campo eletromagnético alterado; e um transporte, em que o transporte está fixado à ferramenta de perda de metal eletromagnética; e um sistema de manipulação de informações, em que o sistema de manipulação de informações é configurado para processar o campo eletromagnético alterado e determinar a perda de metal no sistema em

19 / 21 camadas.

[0041] Declaração 11: O sistema de medição de poço da declaração 10 em que a ferramenta de perda de metal eletromagnética compreende uma seção primária e uma seção de alta resolução.

[0042] Declaração 12: O sistema de medição de poço das declarações 10 ou 11, em que o sistema de manipulação de informações é configurado para preparar um modelo em camadas para uma inversão, em que um modelo direto utiliza o modelo em camadas para determinar o campo eletromagnético alterado para o modelo em camadas.

[0043] Declaração 13: O sistema de medição de poço das declarações 10 a 12, em que o sistema de manipulação de informações é configurado para comparar o modelo direto com o campo eletromagnético alterado registrado para formar um novo modelo com base em uma função de custo.

[0044] Declaração 14: O sistema de medição de poço das declarações 10 a 13, em que o sistema de manipulação de informações é configurado para repetir a comparação do modelo direto com a gravação do campo eletromagnético alterado até que a função de custo seja minimizada.

[0045] Declaração 15: O sistema de medição de poço das declarações 10 a 14, em que a transmissão do sinal com o transmissor compreende uma pluralidade de frequências.

[0046] Declaração 16: O sistema de medição de poço das declarações 10 a 15, em que o sistema de manipulação de informações é configurado para identificar uma frequência sensível para cada camada do sistema em camadas.

[0047] Declaração 17: O sistema de medição de poço das declarações 10 a 16, em que o pelo menos um receptor está disposto em um primeiro subconjunto e o transmissor está disposto em um segundo subconjunto.

[0048] Declaração 18: O sistema de medição de poço das declarações 10 a 17, em que um terceiro subconjunto é disposto entre o primeiro subconjunto e o segundo subconjunto.

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[0049] Declaração 19: O sistema de medição de poço das declarações 10 a 18, em que o sistema em camadas inclui uma pluralidade de perfurações, uma camada de malha de drenagem inferior, uma camada de drenagem de suporte e uma cobertura externa.

[0050] Declaração 20: O sistema de medição de poço das declarações 10 a 19, em que o pelo menos um transmissor emite uma pluralidade de frequências.

[0051] A descrição anterior fornece vários exemplos dos sistemas e métodos de uso aqui divulgados, os quais podem conter diferentes etapas do método e combinações alternativas de componentes. Deve ser entendido que, embora exemplos individuais possam ser aqui discutidos, a presente divulgação cobre todas as combinações dos exemplos divulgados, incluindo, entre outros, as diferentes combinações de componentes, combinações método de etapa e as propriedades do sistema. Deve-se compreender que as composições e os métodos são descritos em termos de “compreender”, “conter” ou “incluir” vários componentes ou etapas, as composições e métodos também podem “consistir essencialmente em” ou “consistir em” vários componentes e etapas. Além disso, os artigos indefinidos "um" ou "uma", como usados nas reivindicações, são definidos neste documento para significar um ou mais que um elemento que eles introduzem.

[0052] Por uma questão de brevidade, apenas certas faixas são explicitamente divulgadas neste documento. Entretanto, as faixas de qualquer limite inferior poderão ser combinadas com qualquer limite superior para relatar uma faixa não explicitamente relatada, bem como as faixas de qualquer limite inferior poderão ser combinadas com qualquer outro limite inferior para relatar uma faixa não explicitamente relatada, na mesma maneira, as faixas de qualquer limite superior poderão ser combinadas com qualquer outro limite superior para relatar uma faixa não explicitamente relatada. Adicionalmente, sempre que uma faixa numérica com um limite inferior e um limite superior

21 / 21 for divulgada, qualquer número e qualquer faixa incluída que sejam abrangidos pela faixa também serão especificamente divulgados. Em particular, cada faixa de valores (na forma, “de cerca de a a cerca de b” ou, equivalentemente, “de aproximadamente a até b” ou equivalentemente, “de aproximadamente a-b”) divulgada neste documento deve ser compreendida como apresentando cada número e faixa abrangida pela faixa mais ampla de valores, mesmo se não explicitamente citado. Assim, cada ponto ou valor individual poderá servir como seu próprio limite inferior ou superior combinado com qualquer outro ponto ou valor individual ou qualquer outro limite inferior ou superior, para relatar uma faixa não explicitamente relatada.

[0053] Portanto, os presentes exemplos neste documento são bem adaptados para alcançar as finalidades e as vantagens mencionadas, assim como as que são inerentes às mesmas. Os exemplos específicos divulgados anteriormente são apenas ilustrativas e podem ser modificados e praticados de maneiras diferentes mas equivalentes evidentes para os versados na técnica tendo o benefício dos ensinos deste documento. Embora exemplos individuais sejam discutidos, a divulgação abrange todas as combinações de todos os exemplos. Além disso, nenhuma limitação é destinada aos detalhes de construção ou concepção mostrados neste documento, a não ser as descritas nas reivindicações a seguir. Além disso, os termos nas reivindicações têm seu significado simples e comum, a menos que explícita e claramente definido de outra forma pelo titular da patente. É, portanto, evidente que os exemplos ilustrativos específicas divulgadas acima podem ser alteradas ou modificadas e todas estas variações são consideradas dentro do escopo e da essência dos exemplos. Se existir qualquer conflito nos usos de uma palavra ou termo neste relatório descritivo e em uma ou mais patentes ou outros documentos que possam ser incorporados no presente documento a título de referência, as definições que forem consistentes com este relatório descritivo devem ser adotadas.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método para determinar a perda de metal em um sistema em camadas, caracterizado pelo fato de que compreende: dispor uma ferramenta de perda de metal EM no fundo do poço, em que a ferramenta de perda de metal EM compreende um ou mais transmissores e um ou mais receptores; transmitir um campo eletromagnético dos um ou mais transmissores da ferramenta de perda de metal EM para o sistema em camadas, em que o sistema em camadas altera o campo eletromagnético em um campo eletromagnético alterado; registrar o campo eletromagnético alterado com um ou mais receptores; processar o sinal com um sistema de tratamento de informações; e determinar a perda de metal no sistema em camadas.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda determinar a perda de metal em outro sistema em camadas disposto em um segundo revestimento, em que o sistema em camadas é disposto em um primeiro revestimento.

3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda realizar uma inversão para determinar uma espessura equivalente de uma coluna de tubos.

4. Método de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que compreende ainda estimar a espessura equivalente do sistema em camadas como uma razão entre um volume de metal da coluna de tubos e um volume de metal do sistema em camadas.

5. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda preparar um modelo em camadas para uma inversão, em que um modelo direto utiliza o modelo em camadas para determinar campos eletromagnéticos para pelo menos uma camada do modelo em camadas.

6. Método de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que compreende ainda comparar o modelo direto com o campo eletromagnético alterado.

7. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a transmissão do campo eletromagnético de um ou mais transmissores da ferramenta de perda de metal EM compreende uma pluralidade de frequências.

8. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que compreende ainda otimizar a pluralidade de frequências para aprimorar a sensibilidade para uma camada do sistema em camadas.

9. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sistema em camadas é um sistema de controle de areia compreendendo uma ou mais telas.

10. Sistema de medição de poço para determinar a perda de metal em um sistema em camadas, caracterizado pelo fato de que compreende: uma ferramenta de perda de metal EM, em que a ferramenta de perda de metal eletromagnética compreende: pelo menos um transmissor, em que o pelo menos um transmissor está configurado para transmitir um campo eletromagnético; e pelo menos um receptor, em que o pelo menos um receptor está configurado para registrar um campo eletromagnético alterado; e um transportador, em que o transportador está ligado à ferramenta de perda de metal eletromagnética; e um sistema de manipulação de informações, em que o sistema de manipulação de informações é configurado para processar o campo eletromagnético alterado e determinar a perda de metal no sistema em camadas.

11. Sistema de medição de poço de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a ferramenta de perda de metal eletromagnética compreende uma seção primária e uma seção de alta resolução.

12. Sistema de medição de poço de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o sistema de manipulação de informações é configurado para preparar um modelo em camadas para uma inversão, em que um modelo direto utiliza o modelo em camadas para determinar o campo eletromagnético alterado para o modelo em camadas.

13. Sistema de medição de poço de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o sistema de manipulação de informações é configurado para comparar o modelo direto com o campo eletromagnético alterado registrado para formar um novo modelo com base em uma função de custo.

14. Sistema de medição de poço de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o sistema de manipulação de informações é configurado para repetir a comparação do modelo direto com a gravação do campo eletromagnético alterado até que a função de custo seja minimizada.

15. Sistema de medição de poço de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a transmissão do sinal com o transmissor compreende uma pluralidade de frequências.

16. Sistema de medição de poço de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o sistema de manipulação de informações é configurado para identificar uma frequência sensível para cada camada do sistema em camadas.

17. Sistema de medição de poço de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um receptor está disposto em um primeiro subconjunto e o transmissor está disposto em um segundo subconjunto.

18. Sistema de medição de poço de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que um terceiro subconjunto é disposto entre o primeiro subconjunto e o segundo subconjunto.

19. Sistema de medição de poço de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o sistema em camadas inclui uma pluralidade de perfurações, uma camada de malha de drenagem inferior, uma camada de drenagem de suporte e uma cobertura externa.

20. Sistema de medição de poço de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um transmissor emite uma pluralidade de frequências.