BR112020010851A2

BR112020010851A2 - método e sistema

Info

Publication number: BR112020010851A2
Application number: BR112020010851-0A
Authority: BR
Inventors: Dale E. Jamison; William Walter Shumway
Original assignee: Halliburton Energy Services, Inc.
Priority date: 2018-01-10
Filing date: 2018-01-10
Publication date: 2020-11-10
Also published as: BR112020010851B1; WO2019139576A1; US20210071489A1

Abstract

Métodos e sistemas para gerenciar propriedades dielétricas de um fluido de perfuração de energia pulsada são fornecidos. Em uma modalidade, os métodos incluem: introduzir um fluido de perfuração em um tubo de perfuração que se estende para uma porção de um furo de poço; separar o fluido de perfuração em uma porção rica em sólidos e uma porção pobre em sólidos no tubo de perfuração em uma localização próxima de uma broca de perfuração de energia pulsada; permitir que a porção pobre em sólidos do fluido de perfuração flua através da broca de perfuração de energia pulsada; e perfurar pelo menos uma porção de um furo de poço. Em algumas modalidades, os métodos e sistemas incluem passar o fluido de perfuração através de um ou mais hidrociclones. Em algumas modalidades, os métodos e sistemas incluem passar o fluido de perfuração através de uma ou mais centrífugas.

Description

“MÉTODO E SISTEMA” Fundamentos

[001] A presente divulgação se refere a métodos e sistemas para perfuração de energia pulsada de formações subterrâneas.

[002] Perfuração de energia pulsada em formações subterrâneas envolve o uso de uma broca de perfuração na qual um ou mais conjuntos (pares) de eletrodos estão dispostos. Os conjuntos de eletrodos são orientados ao longo de uma face da broca de perfuração e dispostos com uma folga entre cada eletrodo num conjunto. Em outras palavras, os eletrodos entre os quais uma corrente elétrica passa através de um substrato mineral (por exemplo, rocha) não estão em lados opostos da rocha. A passagem da corrente elétrica entre os eletrodos de um conjunto e através da rocha a faz se quebrar. Este processo faz com que a rocha se quebre em grãos monominerais. O processo geralmente resulta na geração mais rápida de mais e mais finos grãos monominerais com processos de perfuração puramente mecânicos.

[003] Em perfuração de broca rotativa convencional, um fluido de perfuração é utilizado, dentre outros fins, como um lubrificante para a broca de perfuração rotativa e para transportar fragmentos e cascalhos de perfuração. Perfuração de energia pulsada, por outro lado, usa tecnologia fundamentalmente diferente da perfuração de broca rotativa para quebrar a rocha e o fluido de perfuração usado na perfuração de energia de pulso pode servir a outras funções. Fluido de perfuração de energia pulsada é bombeado através da ferramenta de fundo de poço no fundo do furo de poço sendo perfurado e para cima através do anular entre a coluna de perfuração e o furo de poço. Como com a perfuração de broca rotativa, o fluido de perfuração de energia pulsada pode trazer fragmentos e cascalhos de perfuração para cima através do anular e pode proporcionar uma altura hidrostática para evitar um blowout. Durante a perfuração de energia pulsada, pode ser vantajoso usar um líquido isolante que tem uma alta permissividade relativa (constante dielétrica) para deslocar os campos elétricos para longe do líquido e para a rocha na região dos eletrodos. No entanto, fluido de perfuração isolante deve proporcionar alta resistência dielétrica para fornecer altos campos elétricos nos eletrodos, baixa condutividade para proporcionar baixa corrente de fuga durante o tempo de retardo da aplicação da voltagem até o arco inflamar na rocha e alta permissividade relativa para deslocar uma proporção mais alta do campo elétrico para a rocha perto dos eletrodos. Consequentemente, um fluido de perfuração de energia pulsada terá de preferência uma constante dielétrica alta, baixa condutividade, alta resistência dielétrica e uma longa vida em ambientes de aplicação industriais ou militares. Breve descrição dos desenhos

[004] Estes desenhos ilustram certos aspectos de algumas das modalidades da presente divulgação e não devem ser usados para limitar ou definir as reivindicações.

[005] Figura 1 é um diagrama que ilustra um conjunto de perfuração de energia pulsada.

[006] Figura 2 é um diagrama ilustrando uma vista de perto da porção de fundo de poço de um conjunto de perfuração de energia pulsada de acordo com certas modalidades da presente divulgação.

[007] Figura 3 é um diagrama ilustrando uma vista de perto da porção de fundo de poço de um conjunto de perfuração de energia pulsada de acordo com certas modalidades da presente divulgação.

[008] Figura 4 é um diagrama ilustrando ferramenta de remoção de sólidos de acordo com certas modalidades da presente divulgação.

[009] Figura 5 é um diagrama ilustrando ferramenta de remoção de sólidos de acordo com certas modalidades da presente divulgação.

[0010] Figura 6 é um diagrama ilustrando uma broca de perfuração de energia pulsada chata.

[0011] Figura 7 é um diagrama ilustrando uma broca de perfuração de energia pulsada cônica.

[0012] Figura 8 é um diagrama ilustrando uma broca de perfuração de energia pulsada cônica.

[0013] Embora modalidades desta divulgação tenham sido representadas, tais modalidades não implicam uma limitação sobre a divulgação e nenhuma tal limitação deve ser inferida. A matéria divulgada é capaz de modificações, alterações e equivalentes consideráveis na forma e na função, conforme ocorrerá com aqueles versados na técnica pertinente ou tendo os benefícios desta divulgação. As modalidades representadas e descritas desta divulgação são apenas exemplos e não são exaustivas do escopo da divulgação.

Descrição de certas modalidades

[0014] A presente divulgação se refere a métodos e sistemas para perfuração de energia pulsada de formações subterrâneas. Mais particularmente, a presente divulgação se refere a métodos e sistemas para controlar uma ou mais propriedades dielétricas de um fluido de perfuração em uma localização de fundo de poço dentro de um furo de poço durante operações de perfuração.

[0015] A presente divulgação proporciona métodos e sistemas para a perfuração de energia pulsada que incluem uma ferramenta de remoção de sólidos acoplada a um tubo de perfuração. A ferramenta de remoção de sólidos está localizada perto da broca de perfuração de energia pulsada para remover certos sólidos de constante dielétrica baixa, tal como agentes de aumento de peso, do fluido de perfuração antes de ele contatar a broca de perfuração de energia pulsada. Os sólidos removidos pela ferramenta de remoção de sólidos são alimentados ao anular do furo de poço. A porção pobre em sólidos do fluido de perfuração (por exemplo, a porção do fluido de perfuração da qual sólidos foram removidos), então, coleta fragmentos e cascalhos de perfuração da broca de energia pulsada e os transporta furo acima onde eles se misturam com os sólidos removidos no anular antes de serem transportados de volta para a superfície.

[0016] As ferramentas de remoção de sólidos e as técnicas aqui utilizadas podem incluir uma ferramenta de remoção de sólidos acoplada a um tubo de perfuração. A ferramenta de remoção de sólidos pode ser acoplada ao tubo de perfuração entre o gerador de energia pulsada e uma broca de perfuração de energia pulsada. UmA “broca de perfuração de energia pulsada” é uma broca de perfuração na qual são dispostos um ou mais conjuntos de eletrodos através dos quais energia elétrica é liberada para uma rocha utilizando um ou mais pulsos de alta corrente de modo que a rocha seja esmagada ou quebrada. O tipo de remoção de sólidos pode incluir um alojamento incluindo uma entrada e uma saída em comunicação de fluido com um caminho de fluxo interior da coluna de perfuração. A ferramenta de remoção de sólidos da presente divulgação pode geralmente ser usada para remover separar um fluido de perfuração de energia pulsada em uma porção rica em sólidos e uma porção pobre em sólidos. A porção pobre em sólidos pode incluir uma constante dielétrica que é mais alta que uma constante dielétrica da porção rica em sólidos.

Uma pessoa versada na técnica entenderia que a ferramenta de remoção de sólidos pode separar o fluido de perfuração de energia pulsada usando qualquer método adequado conhecido na técnica. Por exemplo, a ferramenta de remoção de sólidos pode incluir uma técnica de separação mecânica incluindo, mas não se limitando a, centrífugas, telas, filtros, membranas, hidrociclones ou qualquer mecanismo conhecido na técnica.

[0017] Dentre as muitas vantagens potenciais para os métodos e sistemas da presente divulgação, das quais apenas algumas são aqui aludidas, os métodos e sistemas da presente divulgação podem, dentre outros benefícios, controlar a constante dielétrica de um fluido de perfuração mais precisamente e/ou eficientemente do que outros métodos e sistemas conhecidos na arte. Os métodos e sistemas da presente divulgação podem também controlar a constante dielétrica na broca de perfuração de energia pulsada, sem comprometer as outras propriedades do fluido de perfuração que são vitais para a operação geral do fluido de perfuração. Os métodos e sistemas da presente divulgação permitem geralmente alcançar altas constantes dielétricas na broca, embora também mantendo alta densidade em todo o resto do furo de poço. Isto pode permitir uma operação de perfuração mais rápida sem comprometer a integridade ou a segurança do furo de poço, tal como proporcionando apoio para porções não revestidas do furo de poço, impedindo blowouts de poço e prevenindo a perda de fluidos de formação da formação subterrânea. Os métodos e sistemas da presente divulgação podem também permitir a perfuração de energia pulsada em poços de alta pressão, em que o procedimento era anteriormente impraticável. Em alguns poços mais profundos e de alta pressão, fluidos de alta densidade são necessárias para conter a pressão de furo de poço e impedir influxo de furo de poço ou colapso. As quantidades necessárias de material de aumento de peso para conseguir estas densidades mais altas pode ter um impacto prejudicial na constante dielétrica do fluido resultando em fraca eficiência de perfuração ou na incapacidade para perfurar usando métodos de energia pulsada. Além disso, os métodos e sistemas da presente divulgação podem proporcionar outras vantagens, tal como elevada durabilidade do equipamento, permitindo densidade de circulação equivalente reduzida e abrasão reduzida na broca de perfuração.

[0018] Embora a fabricação e utilização de várias modalidades da presente divulgação sejam discutidas em detalhes abaixo, um versados na técnica apreciará que a presente divulgação apresenta conceitos inventivos aplicáveis que podem ser incorporados numa variedade de contextos específicos. As modalidades específicas discutidas neste documento são ilustrativas de maneiras específicas de fazer e usar a divulgação e não limitam o escopo da presente divulgação.

[0019] A presente divulgação proporciona geralmente aparelhos e métodos de quebra e perfuração de energia pulsada. Como aqui utilizada, “perfuração” é definida como escavação, perfuração, preparação de um furo, ou de outro modo quebrar e condução através de um substrato. Como aqui utilizado, “broca” e “broca de perfuração” são definidos como a porção de trabalho ou a extremidade de uma ferramenta que desempenha uma função tal como, mas não se limitando a, um corte, perfuração, perfuração, fraturamento ou ação de quebrar num substrato (por exemplo, rocha). Como aqui utilizado, o termo “energia pulsada” é aquele que resulta quando energia elétrica é armazenada (por exemplo, em um capacitor ou indutor) e, em seguida, liberada para a carga de modo que um pulso de corrente em alta energia de pico seja produzido. “Eletroesmagamento” (“EC”) é aqui definido como o processo de passar uma corrente elétrica pulsada através de um substrato mineral de modo que o substrato seja esmagado ou quebrado. As frases “constante dielétrica” ou “permissividade relativa” são utilizados de acordo com seu significado padrão e são aqui utilizados intercambiavelmente para se referir a um número adimensional que reflete a extensão à qual um meio concentra linhas eletrostáticas de fluxo. Como seria entendido por uma pessoa versada na técnica, permissividade relativa é definida como a razão da força entre duas cargas separadas por uma certa distância no meio para a força entre as mesmas duas cargas separadas por uma mesma distância no ar. A frase “resistência dielétrica” é aqui utilizada de acordo com o seu significado padrão para descrever um material isolante e está relacionada com o campo elétrico máximo que um material pode suportar sem quebrar (isto é, sem experimentar falha de suas propriedades isolantes) tipicamente relatada em kV/cm.

[0020] Os métodos da presente divulgação proporcionam uma broca de perfuração de energia pulsada na qual um ou mais conjuntos de eletrodos é disposto. Os conjuntos de eletrodos são orientados ao longo de uma face da broca de perfuração e dispostos com uma folga entre cada eletrodo num conjunto. Em outras palavras, os eletrodos entre os quais uma corrente elétrica passa através de rocha não estão em lados opostos da rocha. A passagem da corrente elétrica através da rocha a faz se quebrar. Este processo faz com que a rocha seja grandemente quebrada em grãos monominerais e numa maior extensão do que com processos de perfuração puramente mecânicos. As brocas de perfuração de energia pulsada da presente divulgação podem ser estacionárias ou elas podem girar de um modo semelhante às brocas de perfuração tradicionais. Uma pessoa versada na técnica entenderia que, em modalidades em que a broca de perfuração de energia pulsada gira, os conjuntos de eletrodos podem ser combinados com dentes mecânicos tradicionais para perfuração mais rápida e mais eficiente.

[0021] Figura 6 representa uma vista em seção transversal de uma broca de perfuração de energia pulsada 600 de acordo com uma ou mais modalidades da presente divulgação. A broca de perfuração de energia pulsada 600 inclui um ou mais conjuntos (pares) 601 de eletrodos. Geralmente, mas não necessariamente, os conjuntos 601 de eletrodos estão dispostos na broca, de modo que pelo menos um eletrodo contate a rocha a ser fraturada e o outro eletrodo que geralmente toca a rocha, mas de outro modo pode estar próximo, mas não necessariamente tocando a rocha, contanto que ele esteja em proximidade suficiente para a corrente passar através da rocha. Por exemplo, um ou mais eletrodos centrais 602 estão dispostos ao longo da face de ataque 604 da broca de perfuração de energia pulsada

600. Cada eletrodo central 602 pode ser pelo menos parcialmente contido dentro de um dos eletrodos circundantes 606 dispostos ao longo da face de ataque 604 da broca de perfuração de energia pulsada 600. Os eletrodos centrais 602 e os eletrodos circundantes 606 podem ser dispostos de modo que uma ou mais folgas 608 existam para gerar um arco eléctrico na rocha. Os eletrodos centrais 602 podem ser os eletrodos de alta voltagem e os eletrodos circundantes 606 podem ser os eletrodos de terra. Como representado na Figura 6, os eletrodos de terra são mostrados como círculos preenchidos. No entanto, uma pessoa versada na técnica entenderia que outras modalidades podem incluir eletrodos de terra que são círculos parciais, elipses parciais ou completas, parábolas parciais ou completas em forma geométrica.

[0022] Tipicamente, o eletrodo que não necessita tocar a rocha é o eletrodo central 602, não o eletrodo circundante 606. Não é necessário que todos os eletrodos toquem na rocha quando a corrente está sendo aplicada. De acordo com certas modalidades, pelo menos um dos eletrodos pode se estender da broca em direção à rocha a ser fraturada e pode ser compressível (ou seja, retrátil) para a broca de perfuração por quaisquer meios conhecidos na arte, tal como, por exemplo, através um mecanismo carregado por mola.

[0023] Portanto, os eletrodos estão dispostos em uma broca de perfuração de energia pulsada e dispostos de modo que arcos de eletroesmagamento sejam criados na rocha. Pulsos de voltagem são aplicados repetitivamente aos eletrodos na broca para criar eventos de escavação de eletroesmagamento repetitivos. Perfuração de energia pulsada pode ser conseguida, por exemplo, com uma broca cilíndrica de extremidade chata com um ou mais conjuntos de eletrodos. Como representado na Figura 6, os um ou mais conjuntos 601 de eletrodos estão dispostos numa forma geralmente triangular ao longo da face de ataque 604 da broca de perfuração de energia pulsada 600. Uma pessoa versada na técnica entenderia que os conjuntos 601 de eletrodos podem ser incluídos em qualquer combinação de quantidade e arranjo físico para acomodar as necessidades de uma operação de perfuração de energia pulsada específica. Como representado na Figura 6, os um ou mais conjuntos 601 de eletrodos estão dispostos numa forma geralmente triangular ao longo da face de ataque 604 da broca de perfuração de energia pulsada 600. Uma pessoa versada na técnica entenderia que os conjuntos 601 de eletrodos podem ser incluídos em qualquer combinação de quantidade e arranjo para acomodar as necessidades de uma operação de perfuração de energia pulsada específica. Por exemplo, estes eletrodos podem ser dispostos numa configuração coaxial.

[0024] Pode também ser vantajoso usar uma broca cônica incluindo um ou mais conjuntos de eletrodos para criar os arcos de eletroesmagamento e dentes mecânicos dispostos ao longo da porção cônica da broca para auxiliar o processo de eletroesmagamento. Figura 7 mostra uma modalidade de uma broca de perfuração de energia pulsada mostrada utilizando um arranjo de broca cônica. A broca de perfuração de energia pulsada cônica 700 tem um único conjunto de eletrodos, de preferência, dispostos de modo coaxial na broca. A broca cônica 700 compreende um eletrodo central 702, o eletrodo circundante 704, a carcaça de broca ou alojamento 706 e dentes mecânicos 708 para perfurar a rocha. O eletrodo circundante 704 tem, de preferência dentes de corte mecânicos 710 incorporados na superfície para alisar a textura da rocha rugosa produzida pelo processo de eletroesmagamento. Nesta modalidade, a porção interna do furo é perfurada pela porção de eletroesmagamento (isto é, eletrodos 702 e 704) da broca 700 e a porção externa do furo é perfurada por dentes mecânicos 712. Isto resulta em taxas de perfuração mais rápidas, porque os dentes mecânicos têm boa eficiência de perfuração em alta velocidade perto do perímetro da broca, mas eficiência muito baixa a baixa velocidade perto do centro da broca. A disposição geométrica do eletrodo central para o eletrodo de anel de terra é cônica com uma faixa de ângulos de cone de 180 graus (plano chato) a cerca de 75 graus (eletrodo central estendido). Além disso, pode ser vantajoso combinar a broca de perfuração de energia pulsada da presente divulgação com uma ou mais alargadores. Um alargador é uma ferramenta de perfuração de furo de poço usada para expandir uma porção do furo de poço em uma localização furo acima da broca de perfuração. Uma pessoa versada na técnica entenderia que a presente divulgação é bem adequada para uso com qualquer tecnologia de alargador conhecida na arte.

[0025] Alternativamente, um ou mais conjuntos de eletrodos podem ser dispostos na porção cônica da broca onde uma broca cônica é usada. Figura 8 mostra uma broca de perfuração de energia pulsada 800 incluindo dois conjuntos de eletrodos dispostos ao longo de sua superfície externa. A broca de perfuração de energia pulsada 800 inclui um primeiro conjunto 802 de eletrodos dispostos ao longo do eixo central da extremidade terminal da carcaça de broca 803. A broca de perfuração de energia pulsada 800 também inclui um segundo conjunto 804 de eletrodos dispostos na porção cônica da broca de perfuração de energia pulsada. Cada conjunto de eletrodos, incluindo eletrodo central 806 e eletrodo circundante 808. A broca de perfuração de energia pulsada 800 pode ainda incluir um ou mais dentes mecânicos 814 se estendendo radialmente do primeiro conjunto 802 de eletrodos ao longo da porção cônica da carcaça de broca 803. A combinação da superfície cônica na broca e a assimetria dos conjuntos de eletrodos pode permitir à broca de eletrodo duplo escavar mais rocha em um lado do furo do que do outro e, assim, mudar a direção. Para perfurar um furo reto, a taxa de repetição e a energia de pulso dos pulsos de alta voltagem para o conjunto de eletrodo no lado de superfície cônica da broca é mantida constante por grau de rotação. No entanto, quando a broca se destina a girar em uma direção particular, então, para esse setor do círculo em direção ao qual a perfuração está a girar, a taxa de repetição de pulsos (e/ou energia de pulso) por grau de rotação é aumentada através da taxa de repetição para o resto do círculo. Desta forma, mais rocha é removida pelo conjunto de eletrodo de superfície cônica na direção de rotação e menos rocha é removida nas outras direções. Devido à forma cônica da broca, a broca tende a girar para a seção onde maior quantidade de rocha foi removida e, portanto, o controle do sentido de perfuração é conseguido.

[0026] Fluidos de perfuração são tipicamente classificados de acordo com o seu material de base. Em fluidos de perfuração de base de óleo, partículas sólidas são suspensas em óleo e água ou salmoura pode ser emulsionada com o óleo. O óleo é tipicamente a fase contínua. Em fluidos à base de água, partículas sólidas são suspensas em água ou salmoura e óleo pode ser emulsionado na água. A água é tipicamente a fase contínua.

[0027] Fluidos de perfuração de emulsão invertida, isto é, emulsões nas quais um fluido não oleaginoso é a fase descontínua e um fluido oleaginoso é a fase contínua, são empregados em processos de perfuração para o desenvolvimento de fontes de óleo ou gás, bem como, na perfuração geotérmica, perfuração de água, perfuração geocientífica e perfuração de mina. Especificamente, os fluidos de emulsão invertida são frequentemente usados para esses propósitos como proporcionar estabilidade ao furo perfurado, formando uma torta de filtro fina, lubrificar o furo de perfuração e a área e o conjunto de fundo de poço e penetrar leitos de sal sem descamação ou alargamento do furo perfurado.

[0028] Durante uma operação de perfuração de energia pulsada, um fluido de perfuração é bombeado através da ferramenta de fundo de poço no fundo do furo de poço sendo perfurado e para cima através do anular entre a coluna de perfuração e o furo de poço. O fluido de perfuração de energia pulsada pode trazer fragmentos e cascalhos de perfuração para cima através do anular e proporcionar uma altura hidrostática para evitar um blowout. O fluido de perfuração de energia pulsada frequentemente é um fluido isolante com alta constante dielétrica (em relação a permissividade) para deslocar campos elétricos para longe do líquido e para a rocha na região dos eletrodos. O fluido de perfuração de energia pulsada é frequentemente caracterizado por baixa condutividade para minimizar corrente de fuga.

[0029] Como discutido acima, é vantajoso usar um líquido isolante que tem uma alta permissividade relativa (constante dielétrica) para deslocar os campos elétricos para longe do líquido e para a rocha na região dos eletrodos durante a perfuração de energia pulsada. No entanto, fluido de perfuração isolante também deve proporcionar alta resistência dielétrica para fornecer altos campos elétricos nos eletrodos, baixa condutividade para proporcionar baixa corrente de fuga durante o tempo de retardo da aplicação da voltagem até o arco inflamar na rocha e alta permissividade relativa para deslocar uma proporção mais alta do campo elétrico para a rocha perto dos eletrodos. Preferivelmente, o fluido de isolamento tem todas estas propriedades: uma alta constante dielétrica; uma baixa condutividade; e uma alta resistência dielétrica; embora tendo também uma longa vida em ambientes de furo de poço industriais. Em algumas modalidades, o fluido tem uma condutividade elétrica inferior a 10-5 siemens (ou “mho”) por centímetro (“mho/cm”) e uma constante dielétrica maior que cerca de 6. Em algumas modalidades, o fluido de perfuração inclui ter uma condutividade elétrica inferior a aproximadamente 10-4 mho/cm e uma constante dielétrica maior que cerca de 8.

[0030] Uma propriedade física de qualquer fluido de perfuração que pode ser relevante na execução das funções desejadas do fluido de perfuração é sua densidade. A densidade e a profundidade de uma coluna de fluido de perfuração determinam a pressão exercida pelo fluido de perfuração na formação circundante. Na prática, a densidade de um fluido de perfuração pode ser controlada para exercer pressão de fundo de poço suficiente para estabilizar as paredes do poço e impedir o influxo de óleo ou gás de formações que são perfuradas. No caso extremo, a incapacidade de manter densidade de fluido adequada pode levar a um influxo catastrófico, descontrolado de gás ou óleo conhecido como um “blow- out”. Em algumas modalidades, os fluidos de perfuração da presente divulgação terão uma densidade de pelo menos 14,0 libras ("lbs") por galão ("galão"). Em algumas modalidades, o fluido de perfuração da presente divulgação terá uma densidade de pelo menos 18,0 libras lbs/galão.

[0031] Em muitas situações de perfuração, a densidade do fluido pode ser aumentada adicionando os chamados “materiais de peso” ou “agentes de aumento de peso.” Materiais de peso incluem vários materiais sólidos particulados inertes, de alta densidade com um tamanho de partículas normal inferior a 75 mícrons e, de preferência inferior a 50 mícrons. Finamente barita, hematita e ilmenita moída são alguns exemplos de materiais de peso conhecidos.

[0032] Como grandes quantidades de materiais de peso são frequentemente adicionadas para fluidos de perfuração, o impacto de um material de peso nas propriedades de fluxo (tal como viscosidade) de um fluido de perfuração é de grande importância. Geralmente, a quantidade de material de peso adicionada a um fluido deve ter um aumento adverso mínimo na resistência ao fluxo do fluido. Há também um limite superior para a quantidade de material de peso que pode ser adicionado a um fluido de perfuração antes que ele fique demasiado espesso para ser de uso prático.

[0033] Para perfuração de energia pulsada, a adição de materiais de peso é de preocupação adicional porque eles geralmente têm uma constante dielétrica mais baixa que o resto do fluido de perfuração. Como discutido acima, é desejável que o líquido isolante circundando a broca de perfuração de energia pulsada tenha uma alta constante dielétrica para concentrar o campo elétrico na formação subterrânea. Este problema pode ser agravado pela presença de fragmentos e cascalhos de perfuração sólidos que também têm uma constante dielétrica relativamente baixa.

[0034] A presente divulgação proporciona métodos e sistemas adequados para modificar o fluido de perfuração furo abaixo, desse modo mantendo propriedades de fluidos de perfuração tradicionalmente desejáveis (por exemplo, densidade e reologia) ao longo da maioria do furo de poço, embora aumentando a constante dielétrica na broca de perfuração. Os métodos e sistemas exemplares divulgados neste documento podem afetar diretamente ou indiretamente um ou mais componentes ou equipamentos associados com a preparação, distribuição, recaptura, reciclagem, reuso e/ou descarte das composições divulgadas. Por exemplo, e com referência à Figura 1, os métodos, fluidos de tratamento e/ou aditivos divulgados podem afetar diretamente ou indiretamente um ou mais componentes ou equipamentos associados a um conjunto de perfuração de furo de poço exemplar 100, de acordo com uma ou mais modalidades. Deve ser notado que embora a Figura 1 represente de forma geral um conjunto de perfuração de base terrestre, aqueles versados na técnica reconhecerão prontamente que os princípios descritos neste documento são igualmente aplicáveis a operações de perfuração submarinas que empregam plataformas e sendas flutuantes ou baseadas no mar, sem afastamento do escopo da divulgação.

[0035] Como ilustrado, o conjunto de perfuração 100 pode incluir uma plataforma de perfuração 102 que suporta uma torre 104 tendo uma catarina 106 para elevar e baixar uma coluna de perfuração 108. A coluna de perfuração 108 pode incluir, mas não está limitada a, tubo de perfuração e tubulação espiralada, como geralmente conhecido pelos versados na técnica. Um kelly 110 suporta a coluna de perfuração 108 quando ela é baixada através de uma mesa rotativa 112. Uma broca de perfuração de energia pulsada 114 está fixada à extremidade distal da coluna de perfuração 108. A broca de perfuração de energia pulsada 114 cria um poço 116 que penetra várias formações subterrâneas 118.

[0036] Uma bomba 120 (por exemplo, uma bomba de lama) circula fluido de perfuração 122 através de um tubo de alimentação 124 e para o kelly 110, que transporta o fluido de perfuração 122 furo abaixo através do interior da coluna de perfuração 108 e através de um ou mais orifícios na broca de perfuração 114. O fluido de perfuração 122 é, então, circulado de volta à superfície via um anular 126 definido entre a coluna de perfuração 108 e as paredes do poço 116. Na superfície, o fluido de perfuração recirculado ou gasto 122 sai do anular 126 e pode ser transportado para uma ou mais unidades de processamento de fluido 128 via uma linha de fluxo de interconexão 130. Depois de passar pela(s) unidade(s) de processamento de fluido 128, um fluido de perfuração "limpo" 122 é depositado em um depósito de retenção próximo 132 (isto é, um depósito de lama). Embora ilustrado como estando disposto na saída do furo de poço 116 via o anular 126, aqueles versados na técnica apreciarão prontamente que a(s) unidade(s) de processamento de fluido 128 pode(m) ser colocada(s) em qualquer outra localização no conjunto de perfuração 100 para facilitar sua função adequada, sem afastamento do escopo do escopo da divulgação.

[0037] Um ou mais dos aditivos divulgados podem ser adicionados ao fluido de perfuração 122 via uma tremonha de mistura 134 acoplada de modo comunicável, ou de outro modo, em comunicação de fluido com o depósito de retenção 132. A tremonha de mistura 134 pode incluir, mas não está limitada a, misturadores e equipamentos de mistura relacionados, conhecidos dos versados na técnica. Em outras modalidades, no entanto, os aditivos divulgados podem ser adicionados ao fluido de perfuração 122 em qualquer outra localização no conjunto de perfuração 100. Em pelo menos uma modalidade, por exemplo, poderia haver mais de um depósito de retenção 132, tal como múltiplos depósitos de retenção 132 em série. Além disso, o depósito de retenção 132 pode ser representativo de uma ou mais instalações e/ou unidades de armazenamento de fluido em que os aditivos divulgados podem ser armazenados, recondicionados e/ou regulados até que adicionados ao fluido de perfuração 122.

[0038] Como mencionado acima, os fluidos e aditivos de perfuração divulgados podem afetar diretamente ou indiretamente os componentes e equipamentos do conjunto de perfuração 100. Por exemplo, os fluidos e aditivos de perfuração divulgados podem afetar diretamente ou indiretamente a(s) unidade(s) de processamento de fluido 128, as quais podem incluir, mas não se limitam a, um ou mais de um agitador (por exemplo, peneira de lama), uma centrífuga, um hidrociclone, um separador (incluindo separadores magnéticos e elétricos), um dessiltador, um desareador, um separador, um filtro (por exemplo, filtros de terra diatomácea), um trocador de calor ou qualquer equipamento de recuperação de fluido ou similar. A(s) unidade(s) de processamento de fluido 128 pode(m) ainda incluir um ou mais sensores, medidores, bombas, compressores e similares usados para armazenar, monitorar, regular e/ou recondicionar os fluidos.

[0039] Os métodos, fluidos de perfuração e/ou aditivos podem afetar diretamente ou indiretamente a bomba 120, o que representativamente inclui quaisquer condutos, tubulações, caminhões, tubulares e/ou tubos usados para fluidicamente transportar os fluidos e aditivos furo abaixo, quaisquer bombas, compressores ou motores (por exemplo, no lado de cima ou no fundo de poço) usados para conduzir os fluidos e aditivos em movimento, quaisquer válvulas ou juntas relacionadas utilizadas para regular a pressão ou a taxa de fluxo dos fluidos e aditivos e quaisquer sensores (isto é, pressão, temperatura, taxa de fluxo, etc.), medidores e/ou combinações dos mesmos e semelhantes. Os fluidos e aditivos divulgados podem também afetar diretamente ou indiretamente a tremonha de mistura 134 e o depósito de retenção 132 e suas variações selecionadas.

[0040] Os métodos, fluidos de perfuração e/ou aditivos divulgados também podem afetar diretamente ou indiretamente os vários equipamentos e ferramentas de fundo de poço que podem entrar em contato com as composições tais como, mas não limitados a, a coluna de perfuração 108, quaisquer flutuadores, comandos, motores de lama, motores e/ou bombas de fundo de poço associadas à coluna de perfuração 108 e quaisquer ferramentas MWD/LWD e equipamentos de telemetria relacionados, sensores ou sensores distribuídos associados com a coluna de perfuração 108. Os métodos, fluidos de tratamento e/ou aditivos divulgados também podem afetar diretamente ou indiretamente quaisquer trocadores de calor de fundo de poço, válvulas e dispositivos de atuação correspondentes, vedações de ferramenta, packers e outros dispositivos ou componentes de isolamento de furo de poço e similares associados ao furo de poço 116. Os métodos, fluidos de tratamento e/ou aditivos podem também afetar diretamente ou indiretamente a broca de perfuração 114, o que inclui, geralmente, uma broca de perfuração de energia pulsada de acordo com as descrições apresentadas acima.

[0041] Os métodos, fluidos de perfuração e/ou aditivos divulgados também podem afetar diretamente ou indiretamente os vários equipamentos e/ou ferramentas (não mostradas) utilizadas numa locação de poço ou no conjunto de perfuração 100 para detectar vários eventos, várias propriedades e/ou fenômenos. Esses equipamentos e/ou ferramentas podem incluir, mas não estão limitados a, manômetros, medidores de fluxo, sensores (por exemplo, sensores de flutuação usados para monitorar o nível de fluido de perfuração no depósito de retenção 132, os sensores de fundo de poço, os sensores na linha de fluxo de retorno 130, etc.), equipamento de monitoramento sísmico, equipamentos de perfilagem e similares.

[0042] Embora não especificamente ilustrado neste documento, os métodos, fluidos de perfuração e/ou aditivos divulgados também podem afetar diretamente ou indiretamente qualquer equipamento de transporte ou distribuição usado para transportar as composições para o conjunto de perfuração 100, tal como, por exemplo, quaisquer vasos, condutos, tubulações, caminhões, tubulares e/ou tubos de transporte usados para mover fluidicamente os fluidos e/ou aditivos de tratamento de um local para outro, quaisquer bombas, compressores ou motores usados para conduzir as composições em movimento, quaisquer válvulas ou juntas relacionadas usadas para regular a pressão ou a taxa de fluxo dos fluidos de tratamento e quaisquer sensores (isto é, pressão e temperatura), medidores e/ou combinações dos mesmos e similares.

[0043] Figura 2 representa uma vista de perto do conjunto de perfuração 200. O conjunto de perfuração 200 inclui tubo de perfuração 202 disposto dentro do furo de poço 204 que penetra pelo menos uma porção de formação subterrânea 206. A broca de perfuração de energia pulsada 208 é acoplada à extremidade terminal do conjunto de perfuração 200. O conjunto de perfuração 200 inclui ainda um gerador de energia pulsada 210 localizado ao longo do tubo de perfuração 202 numa localização furo acima da broca de perfuração de energia pulsada 208. O gerador de energia pulsada 210 está eletricamente acoplado à broca de perfuração de energia pulsada 208 e é usado para gerar o pulso de corrente em alta energia de pico na broca de perfuração de energia pulsada 208. Quando o gerador de energia pulsada 210 pulsa corrente através da broca de perfuração de energia pulsada 208, a rocha 212 da formação subterrânea 206 localizada adjacente à broca de perfuração de energia pulsada 208 é esmagada ou quebrada do restante da formação subterrânea 206. O conjunto de perfuração 200 inclui ainda uma ferramenta de remoção de sólidos 214 disposta ao longo do tubo de perfuração 202 entre a broca de perfuração de energia pulsada 208 e o gerador de energia pulsada 210.

[0044] Figura 3 é uma vista esquemática representando o fluxo de um fluido de perfuração por meio do conjunto de perfuração 300. O fluido de perfuração passa através do interior do tubo de perfuração 302 da superfície ao longo do caminho de fluxo interno 303. O fluido de perfuração geralmente inclui um fluido de base e um ou mais aditivos, incluindo um ou mais materiais de peso sólidos. O fluido de perfuração pode incluir uma fase contínua única. Alternativamente, o fluido de perfuração pode incluir uma fase contínua e uma fase dispersa, tal como uma emulsão de óleo em água ou uma emulsão de água em óleo (“Invertida”). O fluido de perfuração flui ao longo do caminho de fluxo interno 303 até ele atingir a ferramenta de remoção de sólidos 314. A ferramenta de remoção de sólidos 314 pode remover ou abaixar a concentração dos sólidos, incluindo os materiais de peso de baixa constante dielétrica do restante do fluido de perfuração. Ao remover estes sólidos de baixa constante dielétrica, a ferramenta de remoção de sólidos 314 aumenta a constante dielétrica global do restante do fluido de perfuração. A ferramenta de remoção de sólidos 314 pode separar os sólidos do restante do fluido de perfuração usando qualquer método conhecido na arte. Uma pessoa versada na técnica apreciará que existam muitos métodos viáveis de remover os sólidos e esta divulgação não se destina a limitar esses métodos. Certos métodos exemplares são descritos abaixo em mais detalhes. Depois de serem separados do restante dos fluidos de perfuração, os sólidos se movem ao longo do caminho de fluxo 305 do interior do tubo de perfuração 302 (por exemplo, através de uma saída (não mostrada) na ferramenta de remoção de sólidos 314) para o anular 316 do furo de poço 304. O restante do fluido de perfuração flui ao longo co caminho de fluxo de isolamento 307 para a broca de perfuração de energia pulsada 308. O restante do fluido de perfuração serve, desse modo, para isolar a broca de perfuração de energia pulsada 308 e coletar fragmentos e cascalhos de perfuração da extremidade terminal do conjunto de perfuração 300. O fluido, então, viaja ao longo do caminho de fluxo da ponta de perfuração 309 onde ele se mistura com os sólidos removidos na ferramenta de remoção de sólidos 314 no anular 316 do furo de poço 304. A mistura combinada do fluido de perfuração e fragmentos e cascalhos de perfuração, incluindo os sólidos removidos anteriormente, se desloca ao longo caminho de fluxo anular 311 para fora do furo de poço 304 para um local de superfície (não mostrado nesta figura).

[0045] Figura 4 é uma representação esquemática de uma ferramenta de remoção de sólidos 400 de acordo com certas modalidades da presente divulgação. A ferramenta de remoção de sólidos 400 pode geralmente incluir um alojamento 402 disposto ao longo de, e em comunicação de fluido com, um primeiro segmento 404 e um segundo segmento 406 do tubo de perfuração 407. O alojamento 402 inclui uma entrada 410 em comunicação de fluido com o primeiro segmento 404 do tubo de perfuração 407 e uma saída 412 em comunicação de fluido com o segundo segmento 406 do tubo de perfuração 407. O alojamento 402 pode ainda incluir um ou mais hidrociclones 408 dispostos dentro do interior do alojamento 402. A entrada 410 está em comunicação de fluido com o primeiro hidrociclone 408a. A saída 412 está em comunicação de fluido com o último hidrociclone 408b. Cada hidrociclone 408 inclui uma saída rica em sólidos 414 e uma saída pobre em sólidos 416. A saída rica em sólidos 414 de cada hidrociclone 408 fluidicamente se comunica com o anular 418 do furo de poço 420. A saída pobre em sólidos 416 de cada hidrociclone 408 é fluidicamente acoplada a cada hidrociclone sunsequente 408, exceto para a saída pobre em sólidos 416 do último hidrociclone 408b que está em comunicação de fluido com a saída 412 do alojamento 402.

[0046] Quando o fluido de perfuração passa através da ferramenta de remoção de sólidos 400, ele flui através da entrada 410 para o alojamento 402. O fluido de perfuração, então, entra no primeiro hidrociclone 408a onde ele entra em um caminho de fluxo de centrífuga

422. Sólidos de peso mais pesado são centrifugamente separados do resto do fluido, criando uma corrente rica em sólidos que sai do hidrociclone 408 através da saída rica em sólidos 414. A porção pobre em sólidos do fluido eventualmente sai do hidrociclone 408 através da saída pobre em sólidos 416 onde ela é alimentada ao próximo hidrociclone 408. Uma pessoa versada na técnica entenderia que o número, tamanho e a concepção geral dos hidrociclones 408 podem ser variados, dependendo de um número de diferentes factores incluindo, mas não se limitando a, características particulares de um fluido de perfuração, características dos sólidos que se deseja remover, tamanho do tubo de perfuração 408, taxa de fluxo do fluido de perfuração e as necessidades da operação de perfuração. Quando o fluido de perfuração pobre em sólidos deixa o último hidrociclone 408b, ele flui através da saída 412 para o segundo segmento 406 do tubo de perfuração 408. O fluido de perfuração agora inclui uma constante dielétrica mais alta e pode ser alimentado furo abaixo para a broca de perfuração de energia pulsada (não mostrada nesta figura).

[0047] Figura 5 é uma representação esquemática de outra ferramenta de remoção de sólidos 500 de acordo com certas modalidades da presente divulgação. A ferramenta de remoção de sólidos 500 pode geralmente incluir um alojamento 502 disposto ao longo de, e em comunicação de fluido com, um primeiro segmento 504 e um segundo segmento 506 do tubo de perfuração 508. O alojamento 502 inclui uma entrada 510 em comunicação de fluido com o primeiro segmento 504 do tubo de perfuração 508 e uma saída 512 em comunicação de fluido com o segundo segmento 506 do tubo de perfuração 508. A ferramenta de remoção de sólidos 500 pode ainda incluir uma turbina 514 e centrífuga 516 dispostas dentro do alojamento 502. A turbina 514 está rotativamente acoplada à centrífuga 516 através do eixo de accionamento 518 passando ao longo de um eixo longitudinal 520 de ambas a turbina 514 e a centrífuga 516. A turbina 514 inclui uma pluralidade de palhetas 522 que irradiam para fora do eixo 520.

[0048] Quando o fluido de perfuração passa através da ferramenta de remoção de sólidos 500, entra no alojamento 502 através da entrada 510. Quando o fluido flui para o alojamento 502, ele flui através da entrada 510 e através da pluralidade de palhetas 522. As palhetas 522 são posicionadas em um ângulo em relação ao caminho de fluxo perpendicular do fluido de modo que quando o fluido passa através das palhetas 522, a turbina 514 gira. A rotação da turbina 514, por sua vez, faz com que tanto o eixo de acionamento 518 quanto a centrífuga 516 girem. O fluido de perfuração, então, passa ao longo do caminho de fluxo interior 524 da turbina 514 para a centrífuga 516. Quando a centrífuga 516 gira, os sólidos mais pesados incluindo, mas não se limitando aos, materiais de peso de constante dielétrica baixa são empurrados para fora do centro do alojamento

502. Pelo menos uma porção dos sólidos é forçada para fora do alojamento 502 através da saída rica em sólidos 526 disposta ao longo do exterior do alojamento 502 para o anular 528 do furo de poço 530. Uma pessoa versada na técnica apreciará que o alojamento 502 pode incluir uma pluralidade de saídas ricas em sólidos 526 dispostas em várias localizações ao longo do alojamento 502. A porção pobre em sólidos do fluido de perfuração passa através da saída 512 do alojamento 502 para o segundo segmento 506 do tubo de perfuração 508. O fluido de perfuração agora inclui uma constante dielétrica mais alta e pode ser alimentado furo abaixo para a broca de perfuração de energia pulsada (não mostrada nesta figura).

[0049] Uma modalidade da presente divulgação é um método que inclui: introduzir um fluido de perfuração em um tubo de perfuração que se estende para uma porção de um furo de poço; separar o fluido de perfuração em uma porção rica em sólidos e uma porção pobre em sólidos no tubo de perfuração em uma localização próxima de uma broca de perfuração de energia pulsada; permitir que a porção pobre em sólidos do fluido de perfuração flua através da broca de perfuração de energia pulsada; e perfurar pelo menos uma porção de um furo de poço.

[0050] Em uma ou mais modalidades descritas no parágrafo anterior, a etapa de separar o fluido de perfuração em uma porção rica em sólidos e uma porção pobre em sólidos inclui ainda aumentar a constante dielétrica da porção pobre em sólidos. Em uma ou mais modalidades descritas acima, a porção pobre em sólidos inclui uma constante dielétrica superior a cerca de 6. Em uma ou mais modalidades descritas acima, o método inclui ainda transportar a porção rica em sólidos para um anular do furo de poço. Em uma ou mais modalidades descritas acima, a etapa de separar o fluido de perfuração em uma porção rica em sólidos e uma porção pobre em sólidos inclui ainda passar o fluido de perfuração por meio de um ou mais hidrociclones. Em uma ou mais modalidades descritas acima, a etapa de separar o fluido de perfuração em uma porção rica em sólidos e uma porção pobre em sólidos inclui ainda passar o fluido de perfuração através de uma ou mais centrífugas. Em uma ou mais modalidades descritas acima, as uma ou mais centrífugas são alimentados pela fluido de perfuração fluindo através de uma ou mais turbinas acopladas rotativamente às centrífugas. Em uma ou mais modalidades descritas acima, o método inclui ainda usar a porção pobre em sólidos para remover uma porção de fragmentos e cascalhos de perfuração da broca de perfuração de energia pulsada. Em uma ou mais modalidades descritas acima, o método inclui ainda misturar a porção rica em sólidos com a porção pobre em sólidos em pelo menos uma porção do furo de poço e circular a porção rica em sólidos e a porção pobre em sólidos misturadas do fluido de perfuração no furo de poço até a superfície.

[0051] Outra modalidade da presente divulgação é um sistema que inclui: um tubo de perfuração disposto dentro de uma porção de um furo de poço penetrando numa formação subterrânea; uma broca de perfuração de energia pulsada acoplada a uma extremidade terminal do tubo de perfuração; um gerador de energia pulsada acoplado ao tubo de perfuração em uma localização furo acima da broca de perfuração de energia pulsada; e uma ferramenta de remoção de sólidos acoplada ao tubo de perfuração entre o gerador de energia pulsada e a broca de perfuração de energia pulsada.

[0052] Em uma ou mais modalidades descritas no parágrafo anterior, a ferramenta de remoção de sólidos inclui um alojamento incluindo uma entrada e uma saída em comunicação de fluido com um caminho de fluxo interior da coluna de perfuração. Em uma ou mais modalidades descritas acima, o sistema inclui ainda um ou mais hidrociclones dispostos dentro do alojamento e fluidicamente acoplados à entrada e à saída do alojamento. Em uma ou mais modalidades descritas acima, o sistema inclui ainda uma ou mais saídas ricas em sólidos dispostas ao longo de uma parede exterior do alojamento e acoplando fluidamente um interior do alojamento e um anular do furo de poço. Em uma ou mais modalidades descritas acima, o sistema inclui ainda uma ou mais centrífugas dispostas dentro do alojamento e fluidicamente acopladas à entrada e à saída do alojamento. Em uma ou mais modalidades descritas acima, o sistema inclui ainda uma ou mais turbinas dispostas dentro do alojamento furo acima e rotativamente acopladas às centrífugas. Em uma ou mais modalidades descritas acima, o sistema inclui ainda uma ou mais saídas ricas em sólidos dispostas ao longo de uma parede exterior do alojamento e acoplando fluidamente um interior do alojamento e um anular do furo de poço.

[0053] Outra modalidade da presente divulgação é um método que inclui: introduzir um fluido de perfuração em um tubo de perfuração que se estende para uma porção de um furo de poço; separar o fluido de perfuração em uma porção rica em sólidos e uma porção pobre em sólidos no tubo de perfuração em uma localização próxima de uma broca de perfuração de energia pulsada; separar o fluido de perfuração em uma porção rica em sólidos tendo uma primeira constante dielétrica e uma porção pobre em sólidos tendo uma segunda constante dielétrica no tubo de perfuração em uma localização próxima a uma broca de perfuração de energia pulsada, em que a segunda constante dielétrica é maior que a primeira constante dielétrica; permitir que a porção pobre em sólidos do fluido de perfuração flua através da broca de perfuração de energia pulsada; e perfurar pelo menos uma porção de um furo de poço.

[0054] Em uma ou mais modalidades descritas no parágrafo anterior, a segunda constante dielétrica é maior que cerca de 6. Em uma ou mais modalidades descritas acima, a etapa de separar o fluido de perfuração em uma porção rica em sólidos tendo uma primeira constante dielétrica e uma porção pobre em sólidos inclui ainda passar o fluido de perfuração através de um ou mais hidrociclones. Em uma ou mais modalidades descritas acima, a etapa de separar o fluido de perfuração em uma porção rica em sólidos tendo uma primeira constante dielétrica e uma porção pobre em sólidos inclui ainda passar o fluido de perfuração através de uma ou mais centrífugas.

[0055] Portanto, a presente divulgação está bem adaptada para obter as finalidades e vantagens mencionadas, bem como aquelas que são inerentes neste documento. As modalidades particulares divulgadas acima são ilustrativas apenas, uma vez que a presente divulgação pode ser modificada e praticada de maneiras diferentes, porém equivalentes, que serão aparentes para aqueles versados na técnica com o benefício dos ensinamentos deste documento.

Embora possam ser feitas numerosas mudanças pelos especialistas na técnica, tais mudanças estão englobadas dentro do espírito da matéria definida pelas reivindicações anexas.

Além disso, nenhuma limitação é destinada aos detalhes de construção ou projeto mostrados neste documento, a não ser como descrito nas reivindicações abaixo.

Portanto, é evidente que as modalidades ilustrativas particulares divulgadas acima podem ser alteradas ou modificadas e todas essas variações são consideradas dentro do escopo e do espírito da presente divulgação.

Em particular, toda faixa de valores (por exemplo, “de cerca de a a cerca de b" ou, de forma equivalente, "de aproximadamente a a b", ou de forma equivalente, "de aproximadamente a-b") divulgada neste documento será entendida como se referindo ao conjunto de potência (o conjunto de todos os subconjuntos) da respectiva faixa de valores.

O termo “entre” não exige que um componente seja adjacente a um primeiro e segundo componentes, pois pode haver outros componentes, estruturas, ferramentas, etc. intervenientes separando os três componentes.

Os termos nas reivindicações têm seu significado simples e comum, a menos que definido de outra maneira explicitamente e claramente pelo titular da patente.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método, caracterizado pelo fato de compreender: - introduzir um fluido de perfuração em um tubo de perfuração que se estende para uma porção de um furo de poço; - separar o fluido de perfuração em uma porção rica em sólidos e uma porção pobre em sólidos no tubo de perfuração em uma localização próxima a uma broca de perfuração de energia pulsada; - permitir que a porção pobre em sólidos do fluido de perfuração flua através da broca de perfuração de energia pulsada; e - perfurar pelo menos uma porção de um furo de poço.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a etapa de separar o fluido de perfuração em uma porção rica em sólidos e uma porção pobre em sólidos ainda compreender aumentar uma constante dielétrica da porção pobre em sólidos.

3. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de a porção pobre em sólidos compreender uma constante dielétrica superior a cerca de 6.

4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, caracterizado pelo fato de compreender ainda a etapa de transportar a porção rica em sólidos para um anular do furo de poço.

5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 4, caracterizado pelo fato de a etapa de separar o fluido de perfuração em uma porção rica em sólidos e uma porção pobre em sólidos compreender ainda passar o fluido de perfuração através de um ou mais hidrociclones.

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 4, caracterizado pelo fato de a etapa de separar o fluido de perfuração em uma porção rica em sólidos e uma porção pobre em sólidos compreender ainda passar o fluido de perfuração através de uma ou mais centrífugas.

7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de as uma ou mais centrífugas serem alimentados pela fluido de perfuração fluindo através de uma ou mais turbinas acopladas rotativamente às centrífugas.

8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 4, caracterizado pelo fato de compreender ainda usar a porção pobre em sólidos para remover uma porção de fragmentos e cascalhos de perfuração da broca de perfuração de energia pulsada. furo de poço para a superfície.

9. Sistema, caracterizado pelo fato de compreender: - um tubo de perfuração disposto dentro de uma porção de um furo de poço penetrando uma formação subterrânea; - uma broca de perfuração de energia pulsada acoplada a uma extremidade terminal do tubo de perfuração; - um gerador de energia pulsada acoplado ao tubo de perfuração em uma localização furo acima da broca de perfuração de energia pulsada; e - a ferramenta de remoção de sólidos acoplada ao tubo de perfuração entre o gerador de energia pulsada e a broca de perfuração de energia pulsada.

10. Sistema, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de a ferramenta de remoção de sólidos compreender um alojamento compreendendo uma entrada e uma saída em comunicação de fluido com um caminho de fluxo interior da coluna de perfuração.

11. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 ou 10, caracterizado pelo fato de compreender ainda um ou mais hidrociclones dispostos dentro do alojamento e fluidicamente acoplados à entrada e à saída do alojamento.

12. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 9 a 11, caracterizado pelo fato de compreender ainda uma ou mais saídas ricas em sólidos dispostas ao longo de uma parede exterior do alojamento e acoplando fluidicamente um interior do alojamento e um anular do furo de poço.

13. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 ou 10, caracterizado pelo fato de compreender ainda uma ou mais centrífugas dispostas dentro do alojamento e fluidicamente acopladas à entrada e à saída do alojamento.

14. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 10 ou 13, caracterizado pelo fato de compreender ainda uma ou mais turbinas dispostas dentro do alojamento furo acima e rotativamente acopladas às centrífugas.

15. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 10 ou 13, caracterizado pelo fato de compreender ainda uma ou mais saídas ricas em sólidos dispostas ao longo de uma parede exterior do alojamento e acoplando fluidicamente um interior do alojamento e um anular do furo de poço.