BR112020020056A2 - Sistema de duas posições para fraturamento e contenção (frac-pack) ou empacotamento de cascalho (gravel-pack) com telemetria - Google Patents
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Abstract
sistema de duas posições para fraturamento e contenção (frac-pack) ou empacotamento de cascalho (gravel-pack) com telemetria. é apresentado um aparelho de completação para uso com um conjunto de fraturamento e contenção ou empacotamento de cascalho que é operado em qualquer uma dentre duas posições: uma posição de compressão ou assentamento e uma posição de circulação reversa. o aparelho de completação inclui uma rede de telemetria, a qual é usada para radiodifusão de dados do fundo de poço durante a operação de fraturamento ou empacotamento, como medições de tensão-compressão, medições de pressão e medições de temperatura. os dados podem ser usados para ajustar a operação de fraturamento ou empacotamento, ou para determinar propriedades da formação sendo completada.
Description
[0001] A presente revelação se refere, de modo geral, a métodos e aparelhos para executar uma completação, como fraturamento ou empacotamento de uma porção perfurada de um furo de poço perfurado através de formações contendo hidrocarbonetos. A completação pode também ser executada em poços, como poços injetores, os quais podem não ser perfurados através de formações contendo hidrocarbonetos.
[0002] Em uma típica operação de completação, um conjunto de fraturamento e contenção (Frac-Pack) ou empacotamento de cascalho (Gravel-Pack) pode ser afixado a um aparelho de completação. O aparelho de completação e o conjunto de fraturamento e contenção ou empacotamento de cascalho pode ser suspenso de uma coluna de perfuração e, então, baixado em um furo de poço, em geral acima de um vedador de reservatório ou conjunto vedador anteriormente colocado no furo de poço abaixo das perfurações. O conjunto de fraturamento e contenção ou empacotamento de cascalho pode ser colocado no furo de poço, e uma porção perfurada do furo de poço pode ser selada entre o vedador de reservatório ou conjunto vedador e um vedador fornecido com o conjunto de fraturamento e contenção ou empacotamento de cascalho. Uma pasta fluida pode, então, ser bombeada através da coluna de perfuração, através do aparelho de completação e para dentro da porção perfurada do furo de poço, para fraturamento ou empacotamento da porção perfurada do furo de poço. Antes, durante ou depois do bombeamento da pasta fluida, o aparelho de completação pode ser movido entre três posições em relação ao conjunto de fraturamento e contenção ou empacotamento de cascalho, para ou vedar a porção perfurada do furo de poço e comprimir a pasta fluida para dentro da porção perfurada (às vezes chamada de posição de compressão ou assentamento), ou fornecer comunicação de pressão entre a porção perfurada do furo de poço e um anel em torno da coluna de perfuração (às vezes chamada de posição de circulação ou anel vivo), ou fornecer uma trajetória de fluxo de fluido a partir do anel em torno da coluna de perfuração e para dentro da coluna de perfuração (às vezes chamada de posição de circulação reversa). A posição de circulação ou anel vivo pode ser particularmente útil, pois permite o monitoramento da pressão na porção perfurada do furo de poço, a qual é transmitida à superfície pelo fluido preenchendo o anel em torno do tubo de perfuração. A pressão monitorada pode ser usada para otimizar a taxa ou pressão à qual a pasta fluida é bombeada para dentro da porção perfurada do furo de poço. O monitoramento de pressão pode também ser útil para evitar que a formação apresente influxo (kick-in) e cause um problema de controle do poço, onde os hidrocarbonetos podem ir para o anel, forçando assim a remoção desses hidrocarbonetos do furo de poço por meio da posição de circulação reversa, atrasando a operação de completação. Ao final da operação de completação, o aparelho de completação e a coluna de perfuração podem ser removidos do furo de poço, deixando o conjunto de fraturamento e contenção ou empacotamento de cascalho, bem como a pasta fluida bombeada, no furo de poço.
[0003] Esse tipo de aparelho de completação de três posições pode, às vezes, apresentar limitações. Por exemplo, a comunicação de pressão entre a porção perfurada do furo de poço e o anel em torno da coluna de perfuração pode obstruir- se, ou obstruir-se parcialmente, durante o uso do aparelho de completação, impedindo assim o adequado monitoramento de pressão. Pode não ser possível ampliar a comunicação de pressão para evitar obstrução, pois essa ampliação pode, por sua vez, restringir o fluxo da pasta fluida através do aparelho de completação. Adicionalmente, em formações esgotadas, a coluna de fluido no anel pode fluir através da comunicação de pressão e ser perdida para a formação, impedindo assim o adequado monitoramento de pressão, ou não permitindo o monitoramento de pressão em geral. Em alguns aparelhos de completação, a comunicação de pressão criada durante a posição de circulação é mantida na posição de circulação reversa, expondo a formação submetida a fraturamento e contenção ou empacotamento de cascalho à pressão proveniente do anel, que poderia resultar no arrasto, para dentro do reservatório, do material de fraturamento e contenção ou do cascalho, causando problemas com a produtividade, a injetividade ou o controle de areia da formação, e que pode forçar a repetir a operação de completação, causando assim atrasos e custos adicionais. Adicionalmente, quando é desejado aplicar um peso da coluna de perfuração ao conjunto de fraturamento e contenção ou empacotamento de cascalho, durante a posição de circulação, esse peso pode ser transmitido por meio de uma porção do aparelho de completação, em geral um tubo de lavagem, que é propenso a deformação, causando uma falha e atrasando a operação de completação. Ainda adicionalmente, esse peso pode ser transmitido por meio de um conector com colar fornecido no tubo de lavagem e total ou parcialmente suportado por um anteparo externo no conjunto de fraturamento e contenção ou empacotamento de cascalho. O conector com colar é propenso a reter detritos provenientes da pasta fluida ou do furo de poço, o que por sua vez pode impedir a remoção do aparelho de completação e da coluna de perfuração do furo de poço. Novamente, esse tipo de falha pode atrasar a operação de completação.
[0004] Portanto, existe uma necessidade contínua na técnica por métodos e aparelhos para executar uma completação, como fraturamento ou empacotamento de uma porção perfurada de um furo de poço. De preferência, esses métodos e aparelhos aliviam as limitações que podem ser encontradas com um aparelho de completação de três posições e que podem surgir com o uso da posição de circulação ou anel vivo. Entretanto, esses métodos e aparelhos ainda precisam fornecer algumas das vantagens que surgem com o uso da posição de circulação ou anel vivo. Consequentemente, esses métodos e aparelhos permitem, de preferência, o monitoramento da pressão ou de outro parâmetro na porção perfurada do furo de poço que é selada abaixo do vedador fornecido com o conjunto de fraturamento e contenção ou empacotamento de cascalho.
[0005] A revelação descreve um aparelho, o qual pode ser usado para executar uma completação, como fraturamento ou empacotamento de uma porção perfurada de um furo de poço perfurado através de formações contendo hidrocarbonetos. O aparelho pode alternativamente ser usado para executar uma completação em poços, como poços injetores, os quais podem não ser perfurados através de formações contendo hidrocarbonetos.
[0006] O aparelho pode compreender uma ferramenta de redução transversal. A ferramenta de redução transversal pode incluir um corpo cilíndrico alongado. O corpo cilíndrico alongado pode ter uma superfície externa, um furo central ao longo de um comprimento do corpo cilíndrico alongado, e uma parede se estendendo entre o furo central e a superfície externa. A ferramenta de redução transversal pode incluir um assento de esfera se estendendo a partir da parede e para dentro do furo central. A ferramenta de redução transversal pode incluir uma porta lateral situada acima do assento de esfera. A porta lateral pode fornecer uma trajetória de fluxo através da parede. A ferramenta de redução transversal pode incluir uma pluralidade de vedações situadas na superfície externa. De preferência, a ferramenta de redução transversal não inclui um desvio de fluido se estendendo através da parede, a partir do furo central abaixo do assento de esfera, e até a superfície externa acima da porta lateral.
[0007] O aparelho pode compreender uma ferramenta de assentamento conectada acima da ferramenta de redução transversal. A ferramenta de assentamento pode ser capaz de transmitir, por meio de uma conexão rosqueada, uma força descendente a um conjunto de fraturamento e contenção ou empacotamento de cascalho instalado em um furo de poço.
[0008] O aparelho pode compreender um tubo de lavagem conectado abaixo da ferramenta de redução transversal. De preferência, o tubo de lavagem não inclui um anteparo externo ou conector com colar capaz de transmitir a força descendente ao conjunto de fraturamento e contenção ou empacotamento de cascalho.
[0009] O aparelho pode compreender um sensor situado abaixo da pluralidade de vedações. O sensor pode ser um sensor de pressão configurado para estar em comunicação de pressão com o fluido em torno da ferramenta de redução transversal ou em torno do tubo de lavagem. Alternativa ou adicionalmente, o sensor pode ser um sensor de pressão configurado para estar em comunicação de pressão com o fluido dentro da ferramenta de redução transversal ou dentro do tubo de lavagem. O sensor pode ser um sensor de temperatura acoplado ao sistema de telemetria acústica. O sensor pode ser um sensor de tensão-compressão acoplado ao sistema de telemetria acústica. O aparelho pode compreender adicionalmente uma pluralidade de sensores situados ao longo do tubo de lavagem abaixo da ferramenta de redução transversal.
[0010] O aparelho pode compreender um sistema de telemetria acústica conectado ao sensor. O sistema de telemetria acústica pode ser capaz de emitir ondas que se propagam ao longo do comprimento do corpo cilíndrico alongado. O sistema de telemetria acústica pode ser acoplado ao tubo de lavagem.
[0011] O aparelho pode compreender uma coluna de perfuração conectada acima da ferramenta de redução transversal. A coluna de perfuração pode compreender um ou mais repetidores acústicos em linha.
[0012] A revelação descreve um método de uso do aparelho.
[0013] O método pode compreender a etapa de instalar, em um furo de poço, um conjunto de fraturamento e contenção ou empacotamento de cascalho que inclui um vedador, uma extensão do vedador tendo uma porta de circulação e uma área selante (seal bore), e uma tela. O método pode compreender a etapa de vedar um primeiro anel entre o conjunto de fraturamento e contenção ou empacotamento de cascalho e o furo de poço com o vedador.
[0014] O método pode compreender a etapa fornecer, no furo de poço, os aparelhos acima descritos. O método pode compreender a etapa de vedar um segundo anel entre a ferramenta de redução transversal e o conjunto de fraturamento e contenção ou empacotamento de cascalho com a área selante.
[0015] O método pode compreender a etapa de mover a ferramenta de redução transversal entre uma primeira posição e uma segunda posição. Na primeira posição, a porta lateral da ferramenta de redução transversal pode estar em comunicação fluida com a porta de circulação do conjunto de fraturamento e contenção ou empacotamento de cascalho. Na segunda posição, a porta lateral da ferramenta de redução transversal pode estar em comunicação fluida com um terceiro anel situado acima do primeiro anel entre uma coluna de perfuração conectada em cima da ferramenta de redução transversal e do furo de poço. Entre a primeira posição e a segunda posição, um quarto anel situado abaixo do segundo anel entre um tubo de lavagem conectado abaixo da ferramenta de redução transversal e do conjunto de fraturamento e contenção ou empacotamento de cascalho pode permanecer isolado do terceiro anel.
[0016] O método pode compreender as etapas de fornecer, no furo de poço, um primeiro sistema de telemetria conectado a um sensor, e fornecer, em uma coluna de perfuração conectada acima da ferramenta de redução transversal, um segundo sistema de telemetria conectado a um receptor de superfície.
[0017] O método pode compreender a etapa de medir dados com o sensor. À etapa de medir os dados com o sensor pode ser executada enquanto é executada uma operação de fraturamento ou empacotamento.
[0018] O método pode compreender a etapa de radiodifundir os dados com o sistema de telemetria acústica. A etapa de radiodifusão dos dados pode incluir radiodifundir os dados provenientes do sensor para o segundo sistema de telemetria ao longo da ferramenta de redução transversal com o primeiro sistema de telemetria. A etapa de radiodifusão dos dados pode ser executada mediante a emissão de ondas que se propagam ao longo do comprimento do corpo cilíndrico alongado. A etapa de radiodifusão dos dados pode incluir adicionalmente radiodifundir os dados provenientes do segundo sistema de telemetria para o receptor de superfície com o segundo sistema de telemetria. A etapa de radiodifusão dos dados pode ser executada enquanto o quarto anel está isolado do terceiro anel.
[0019] Os dados podem compreender pressão hidrostática em torno da ferramenta de redução transversal ou em torno do tubo de lavagem. Alternativa ou adicionalmente, os dados podem compreender pressão hidrostática dentro da ferramenta de redução transversal ou dentro do tubo de lavagem. Em modalidades onde uma pluralidade de sensores são fornecidos, por exemplo, em um tubo de lavagem conectado abaixo da ferramenta de redução transversal, os dados podem compreender pressão hidrostática, temperatura do fluido ou tensão-compressão do tubo de lavagem.
[0020] O método pode adicionalmente incluir a etapa de ajustar a operação de fraturamento ou empacotamento com base nos dados radiodifundidos para o receptor de superfície.
[0021] Para uma descrição mais detalhada das modalidades da revelação, será feita agora referência aos desenhos anexos, sendo que:
[0022] a Figura 1 é uma vista esquemática de um conjunto de fraturamento e contenção ou empacotamento de cascalho e um aparelho de completação que compreende uma ferramenta de redução transversal, sendo que a ferramenta de redução transversal está em uma posição de compressão;
[0023] a Figura 2 é uma vista esquemática do conjunto de fraturamento e contenção ou empacotamento de cascalho e do aparelho de completação mostrados na Figura 1, sendo que a ferramenta de redução transversal está em uma posição de circulação reversa; e
[0024] a Figura 3 é um fluxograma de um método de execução de uma operação de completação que pode ser executada com o aparelho de completação mostrado na Figura 1.
[0025] A revelação descreve modalidades de um aparelho de completação para uso com um conjunto de fraturamento e contenção ou empacotamento de cascalho.
O aparelho de completação pode ser operado em qualquer uma dentre duas posições em relação ao conjunto de fraturamento e contenção ou empacotamento de cascalho, uma posição de compressão ou assentamento e uma posição de circulação reversa. Em contraste com outro aparelho de completação, o aparelho de completação não tem uma posição de circulação ou anel vivo que fornece, durante uma operação de fraturamento ou empacotamento, a comunicação de pressão entre a porção perfurada do furo de poço e um anel em torno da coluna de perfuração. Consequentemente, a complexidade do design do aparelho de completação pode ser reduzida e, assim, o risco de falha operacional pode também ser reduzido. Além disso, o aparelho de completação compreende uma rede de telemetria acústica ou outra rede de telemetria, inclusive comunicação elétrica através de corpos condutivos dos aparelhos e/ou do revestimento. A revelação descreve também modalidades de um método de uso do aparelho de completação e da rede de telemetria. A rede de telemetria pode ser usada para radiodifusão de dados do fundo de poço durante a operação de fraturamento ou empacotamento, como medições de tensão-compressão, medições de pressão, medições de temperatura e/ou outras medições. Consequentemente, os dados podem ser usados para ajustar em tempo real, ou quase em tempo real, a operação de fraturamento ou empacotamento, bem como para determinar propriedades da formação sendo completada.
[0026] Com referência à Figura 1, é ilustrado um furo de poço 10 perfurado através de uma formação contendo hidrocarbonetos. O furo de poço 10 conforme mostrado foi revestido e perfurado. Um vedador de reservatório 14 (ou um conjunto vedador) foi previamente instalado no furo de poço 10 abaixo das perfurações 12. Um conjunto de fraturamento e contenção ou empacotamento de cascalho foi instalado em cima do vedador de reservatório 14. Tipicamente, o conjunto de fraturamento e contenção ou empacotamento de cascalho inclui um vedador 20, uma extensão do vedador 21 tendo uma porta de circulação 22 e uma área selante 23, uma tela 24, uma tubo espaçador 25, e uma ponteira 26 que se engata ao vedador de reservatório 14 (ou um bujão que se engata ao conjunto vedador).
[0027] Um aparelho de completação é mostrado suspenso de uma coluna de perfuração 30. Consequentemente, o aparelho de completação pode ser movido em relação ao conjunto de fraturamento e contenção ou empacotamento de cascalho mediante a subida ou descida da coluna de perfuração 30 no furo de poço 10. O aparelho de completação tipicamente inclui uma ferramenta de redução transversal, uma ferramenta de serviço ou de assentamento conectada acima da ferramenta de redução transversal (não mostrada), e um tubo de lavagem 45 conectado abaixo da ferramenta de redução transversal.
Opcionalmente, a ferramenta de assentamento é capaz de transmitir uma força descendente ao conjunto de fraturamento e contenção ou empacotamento de cascalho já instalado no furo de poço 10. À transmissão da força é executada por meio de uma conexão rosqueada 47 que inclui um terminal fêmea que é implementado no conjunto de fraturamento e contenção ou empacotamento de cascalho, e um terminal macho que é implementado na ferramenta de assentamento.
Na técnica anterior, após o conjunto de fraturamento e contenção ou empacotamento de cascalho ser instalado, o aparelho de completação é separado do conjunto de fraturamento e contenção ou empacotamento de cascalho para deslocar a ferramenta de redução transversal.
Assim sendo, os terminais fêmea e macho já não estão em contato, impedindo a transmissão de peso.
No aparelho de completação mostrado na Figura 1, não é necessário separar o aparelho de completação do conjunto de fraturamento e contenção ou empacotamento de cascalho.
Assim sendo, a conexão rosqueada 47 pode ser usada para aplicar a força descendente ao conjunto de fraturamento e contenção ou empacotamento de cascalho já instalado, evitando assim a transmissão do peso aplicado pela coluna de perfuração 30 sobre o vedador 20 por meio do tubo de lavagem 45 e, portanto, pode-se evitar a deformação do tubo de lavagem 45. De preferência, o tubo de lavagem 45 não inclui qualquer anteparo externo ou conector com colar capaz de transmitir a força descendente ao conjunto de fraturamento e contenção ou empacotamento de cascalho.
Assim sendo, pode- se reduzir o risco de capturar detritos provenientes da pasta fluida entre o tubo de lavagem 45 e o conjunto de fraturamento e contenção ou empacotamento de cascalho. Portanto, o aparelho de completação pode ser mais facilmente puxado para fora do conjunto de fraturamento e contenção ou empacotamento de cascalho ao final da operação de completação.
[0028] A ferramenta de redução transversal conforme mostrada inclui um corpo cilíndrico alongado. O corpo cilíndrico alongado tem uma superfície externa 40, um furo central 41 ao longo de um comprimento do corpo cilíndrico alongado, e uma parede se estendendo entre o furo central 41 e a superfície externa 40. A ferramenta de redução transversal inclui adicionalmente um assento de esfera 42 se estendendo a partir da parede e para dentro do furo central 41. A ferramenta de redução transversal inclui adicionalmente uma porta lateral 43 situada acima do assento de esfera 42 e fornecendo uma trajetória de fluxo através da parede. À ferramenta de redução transversal inclui adicionalmente uma pluralidade de vedações 44 situadas na superfície externa 40. Em contraste com outras ferramentas de redução transversal, a ferramenta de redução transversal conforme mostrada não inclui a um desvio de fluido se estendendo através da parede, a partir do furo central 41 abaixo do assento de esfera 42, até a superfície externa 40 acima da porta lateral 43. Não fornecer esse desvio de fluido elimina o risco de obstrução do desvio de fluido, e pode permitir a redução da espessura da parede se estendendo entre o furo central 41 e a superfície externa 40 da ferramenta de redução transversal. Por sua vez, o furo central 41 pode ser ampliado, facilitando assim o fluxo da pasta fluida através do aparelho de completação.
[0029] Com breve referência à Figura 2, e também aplicável à Figura 1, um primeiro anel 50 entre o conjunto de fraturamento e contenção ou empacotamento de cascalho e o furo de poço 10 com o vedador 20 é selado ao ocorrer a instalação, no furo de poço 10, do conjunto de fraturamento e contenção ou empacotamento de cascalho. Um segundo anel 52 entre a ferramenta de redução transversal e o conjunto de fraturamento e contenção ou empacotamento de cascalho é selado com a área selante 23. Um terceiro anel 54 está situado acima do primeiro anel 50,
entre uma coluna de perfuração 30 e o furo de poço 10. Um quarto anel 56 está situado abaixo do segundo anel 52, entre um tubo de lavagem 45 e o conjunto de fraturamento e contenção ou empacotamento de cascalho. Além disso, algumas dentre a pluralidade de vedações 44 podem se engatar e vedar contra um furo interno do vedador 20.
[0030] Ao descer a coluna de perfuração 30 dentro do furo de poço 10 conforme mostrado na Figura 1, o aparelho de completação, incluindo a ferramenta de redução transversal, pode ser movido para uma primeira posição que pode ser chamada de posição de compressão ou assentamento, que é a mesma posição na qual foi instalado o conjunto de fraturamento e contenção ou empacotamento de cascalho. Na primeira posição, a porta lateral 43 da ferramenta de redução transversal está em comunicação fluida com a porta de circulação 22 do conjunto de fraturamento e contenção ou empacotamento de cascalho. Também na primeira posição, a conexão rosqueada 47 pode opcionalmente transmitir uma força descendente ao conjunto de fraturamento e contenção ou empacotamento de cascalho instalado em um furo de poço 10, por meio do contato entre os terminais macho e fêmea. Por outro lado, ao subir a coluna de perfuração 30 dentro do furo de poço 10 conforme mostrado na Figura 2, o aparelho de completação, incluindo a ferramenta de redução transversal, pode ser movido para uma segunda posição que pode ser chamada de posição de circulação reversa. Na segunda posição, a porta lateral 43 da ferramenta de redução transversal está em comunicação fluida com o terceiro anel 54. Como a ferramenta de redução transversal não inclui um desvio de fluido se estendendo ao longo da parede, a partir do furo central 41 abaixo do assento de esfera 42, e até a superfície externa 40 acima da porta lateral 43, o quarto anel 56 pode permanecer isolado do terceiro anel 54.
[0031] Com referência às Figuras | e 2, o aparelho de completação compreende um sensor de pressão 36 situado abaixo da pluralidade de vedações
44. Em algumas modalidades, o sensor de pressão 36 pode ser configurado para estar em comunicação de pressão com o fluido em torno da ferramenta de assentamento ou em torno do tubo de lavagem 45. Em algumas modalidades, o sensor de pressão 36 pode ser configurado para estar em comunicação de pressão com o fluido dentro da ferramenta de assentamento ou dentro do tubo de lavagem
45. Em algumas modalidades, um sensor de temperatura e/ou um sensor de tensão-compressão pode também ser fornecido no aparelho de completação. Outros tipos de sensores podem ser fornecidos no aparelho de completação. Uma pluralidade de sensores pode ser fornecida no aparelho de completação, incluindo sensores situados abaixo da ferramenta de redução transversal. Alguns sensores podem ser colocados, e alguns outros sensores, por exemplo um conjunto de sensores do mesmo tipo, podem ser distribuídos ao longo de ao menos uma porção do comprimento do aparelho de completação.
[0032] O aparelho de completação compreende adicionalmente um sistema de telemetria acústica 34 conectado ao sensor de pressão 36 e capaz de emitir ondas que se propagam ao longo do comprimento do corpo cilíndrico alongado, até um ou mais repetidores acústicos em linha 32 compreendidos na coluna de perfuração
30. Em algumas modalidades, o sistema de telemetria acústica 34 pode ser preso ao tubo de lavagem 45. Desse modo, os dados de pressão do fundo de poço medidos pelo sensor de pressão 36 podem ser radiodifundidos para os um ou mais repetidores acústicos em linha 32. Os dados de pressão do fundo de poço podem, por sua vez, ser radiodifundidos para um receptor de superfície com os um ou mais repetidores acústicos em linha 32.
[0033] A pressão do fundo de poço pode ser usada para monitorar em tempo real, ou quase em tempo real, a pressão na porção perfurada do furo de poço 10, por exemplo para otimizar a taxa ou a pressão à qual a pasta fluida é bombeada para dentro da porção perfurada do furo de poço 10. Os dados de pressão do fundo de poço podem ser mais fáceis de interpretar do que os dados de pressão da superfície, os quais seriam medidos próximo às bombas usadas para bombear a pasta fluida na coluna de perfuração 30, pois os dados de pressão da superfície que seriam medidos próximo às bombas são afetados pelo atrito da pasta fluida ao longo da coluna de perfuração. Além disso, o sistema de telemetria acústica 34 não depende de uma comunicação de pressão entre o quarto anel 56 (a porção perfurada do furo de poço) e o terceiro anel 54 (em torno da coluna de perfuração 30). Portanto, a radiodifusão dos dados de pressão do fundo de poço pode ser executada enquanto o quarto anel 56 está isolado do terceiro anel 54.
[0034] Agora com referência à Figura 3, é ilustrado um fluxograma de um método para executar a completação, como o fraturamento ou empacotamento de uma porção perfurada de um furo de poço revestido. O método compreende uma etapa de instalação 100. A etapa de instalação 100 pode envolver instalar, em um furo de poço 10, um conjunto de fraturamento e contenção ou empacotamento de cascalho. O conjunto de fraturamento e contenção ou empacotamento de cascalho pode incluir um vedador 20, uma extensão do vedador 21 tendo uma porta de circulação 22 e uma área selante 23, e uma tela 24, por exemplo conforme mostrado nas Figuras 1 e 2. O método compreende uma etapa 102 de fornecer uma ferramenta de redução transversal que está compreendida em um aparelho de completação. Por exemplo, a ferramenta de redução transversal pode ser similar à ferramenta de redução transversal mostrada nas Figuras 1 e 2. Em particular, a ferramenta de redução transversal pode não incluir um desvio de fluido se estendendo ao longo da parede da ferramenta de redução transversal. O método compreende uma etapa 104 de fornecer um sensor de fundo de poço. O sensor de fundo de poço pode ser similar ao sensor de pressão 36 fornecido abaixo de uma pluralidade de vedações da ferramenta de redução transversal, por exemplo conforme mostrado nas Figuras 1 e 2, ou pode incluir um sensor de temperatura e/ou um sensor de tensão-compressão, ou outro sensor conhecido, situado no aparelho de completação. O método compreende uma etapa 106 de fornecer um primeiro sistema de telemetria conectado ao sensor. O primeiro sistema de telemetria pode ser similar ao sistema de telemetria acústica 34, por exemplo, conforme mostrado nas Figuras 1 e 2, ou pode compreender outro tipo conhecido de sistema de telemetria, como baseado em condução de sistema elétrico através de peças metálicas do revestimento ou do aparelho de completação. O método compreende uma etapa 108 de fornecer um segundo sistema de telemetria conectado a um receptor de superfície.
O segundo sistema de telemetria pode ser similar aos um ou mais repetidores acústicos em linha 32, por exemplo conforme mostrado nas Figuras 1 e 2, ou pode compreender outro tipo conhecido de sistema de telemetria, como telemetria eletromagnética.
O primeiro e o segundo sistemas de telemetria formam, assim, uma rede de telemetria, sendo que o tipo da primeira telemetria pode ser selecionado para fornecer uma telemetria de curto alcance através da ferramenta de redução transversal, e o tipo da segunda telemetria pode ser selecionado para fornecer uma telemetria de longo alcance até o receptor de superfície.
O método compreende uma etapa de medição 110. A etapa de medição 110 pode envolver medir dados com o sensor enquanto é executada uma análise de microfraturamento ou uma operação de fraturamento ou empacotamento.
Os dados podem incluir medições de pressão e/ou temperatura do fluido dentro da ferramenta de redução transversal ou dentro do tubo de lavagem, medições de pressão e/ou temperatura do fluido em torno da ferramenta de redução transversal ou em torno do tubo de lavagem, e/ou tensão-compressão na ferramenta de redução transversal ou no tubo de lavagem.
O método compreende uma etapa 112 de radiodifundir os dados medidos provenientes do sensor para o segundo sistema de telemetria com o primeiro sistema de telemetria.
O método compreende a etapa 114 de radiodifundir os dados provenientes do segundo sistema de telemetria para o receptor de superfície com o segundo sistema de telemetria.
Consequentemente, a rede de telemetria formada pelo primeiro e segundo sistemas de telemetria pode ser capaz de fornecer dados em tempo real, ou quase em tempo real, ao receptor de superfície durante o fraturamento ou empacotamento.
Em algumas modalidades, o receptor de superfície pode exibir os dados a um operador.
O método pode compreender uma etapa de ajuste 116. A etapa de ajuste 116 pode envolver ajustar a operação de fraturamento ou empacotamento com base nos dados radiodifundidos para o receptor de superfície.
Em algumas modalidades, a etapa de ajuste 116 pode ser executada pelo operador.
Em algumas modalidades, o receptor de superfície pode ser acoplado a um controlador que está configurado para ajustar a pressão de bombeamento, a taxa de bombeamento, a duração de bombeamento e/ou o volume de bombeamento da pasta fluida para fraturamento ou empacotamento.
[0035] Embora a revelação seja sujeita a várias modificações e formas alternativas, as modalidades específicas da mesma são mostradas a título de exemplo nos desenhos e na descrição. Deve-se entender, entretanto, que os desenhos e sua descrição detalhada não se destinam a limitar as reivindicações à forma particular revelada, mas, ao contrário, a intenção é abranger todas as modificações, equivalentes e alternativas incluídas no escopo das reivindicações.
Claims (16)
1. Aparelho, caracterizado por compreender: uma ferramenta de redução transversal que inclui um corpo cilíndrico alongado tendo uma superfície externa, um furo central ao longo de um comprimento do corpo cilíndrico alongado, e uma parede se estendendo entre o furo central e a superfície externa; um assento de esfera se estendendo a partir da parede e para dentro do furo central; uma porta lateral situada acima do assento de esfera e fornecendo uma trajetória de fluxo através da parede; uma pluralidade de vedações situadas na superfície externa; sendo que a ferramenta de redução transversal não inclui um desvio de fluido se estendendo através da parede, a partir do furo central abaixo do assento de esfera, e até a superfície externa acima da porta lateral; um sensor situado abaixo da pluralidade de vedações; e um sistema de telemetria acústica conectado ao sensor e capaz de emitir ondas que se propagam ao longo do comprimento do corpo cilíndrico alongado.
2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender adicionalmente um tubo de lavagem conectado abaixo da ferramenta de redução transversal, sendo que o sistema de telemetria acústica está acoplado ao tubo de lavagem.
3. Aparelho, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por o sensor ser um sensor de pressão configurado para estar em comunicação de pressão com o fluido em torno da ferramenta de redução transversal ou em torno do tubo de lavagem.
4. Aparelho, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por o sensor ser um sensor de pressão configurado para estar em comunicação de pressão com o fluido dentro da ferramenta de redução transversal ou dentro do tubo de lavagem.
5. Aparelho, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por compreender adicionalmente uma pluralidade de sensores situados ao longo do tubo de lavagem abaixo da ferramenta de redução transversal.
6. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender adicionalmente uma coluna de perfuração conectada acima da ferramenta de redução transversal, sendo que a coluna de perfuração compreende um ou mais repetidores acústicos em linha.
7. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender adicionalmente uma ferramenta de assentamento conectada acima da ferramenta de redução transversal, sendo que a ferramenta de assentamento é capaz de transmitir uma força descendente a um conjunto de fraturamento e contenção ou empacotamento de cascalho instalado em um furo de poço, por meio de uma conexão rosqueada, e sendo que um tubo de lavagem conectado abaixo da ferramenta de redução transversal não inclui um conector com colar ou anteparo externo capaz de transmitir a força descendente ao conjunto de fraturamento e contenção ou empacotamento de cascalho.
8. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o sensor ser um sensor de temperatura acoplado ao sistema de telemetria acústica.
9. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o sensor ser um sensor de tensão-compressão acoplado ao sistema de telemetria acústica.
10. Método, caracterizado por compreender: fornecer, em um furo de poço, uma ferramenta de redução transversal que inclui um corpo cilíndrico alongado tendo uma superfície externa, um furo central ao longo de um comprimento do corpo cilíndrico alongado, e uma parede se estendendo entre o furo central e a superfície externa;
um assento de esfera se estendendo a partir da parede e para dentro do furo central; uma porta lateral situada acima do assento de esfera e fornecendo uma trajetória de fluxo através da parede; uma pluralidade de vedações situadas na superfície externa; sendo que a ferramenta de redução transversal não inclui um desvio de fluido se estendendo através da parede, a partir do furo central abaixo do assento de esfera, e até a superfície externa acima da porta lateral; fornecer, no furo do poço, um sensor situado abaixo da pluralidade de vedações; fornecer, no furo de poço, um sistema de telemetria acústica conectado ao sensor; medir dados com o sensor; e radiodifundir os dados com o sistema de telemetria acústica, mediante a emissão de ondas que se propagam ao longo do comprimento do corpo cilíndrico alongado.
11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por compreender adicionalmente: instalar, no furo de poço, um conjunto de fraturamento e contenção ou empacotamento de cascalho que inclui um vedador, uma extensão do vedador tendo uma porta de circulação e uma área selante, e uma tela; vedar um primeiro anel entre o conjunto de fraturamento e contenção ou empacotamento de cascalho e o furo de poço com o vedador; e vedar um segundo anel entre a ferramenta de redução transversal e o conjunto de fraturamento e contenção ou empacotamento de cascalho com a área selante, Mover a ferramenta de redução transversal entre uma primeira posição e uma segunda posição,
sendo que, na primeira posição, a porta lateral da ferramenta de redução transversal está em comunicação fluida com a porta de circulação do conjunto de fraturamento e contenção ou empacotamento de cascalho, sendo que, na segunda posição, a porta lateral da ferramenta de redução transversal está em comunicação fluida com um terceiro anel situado acima do primeiro anel entre uma coluna de perfuração conectada em cima da ferramenta de redução transversal e do furo de poço, e sendo que, entre a primeira posição e a segunda posição, um quarto anel situado abaixo do segundo anel entre um tubo de lavagem conectado abaixo da ferramenta de redução transversal e do conjunto de fraturamento e contenção ou empacotamento de cascalho permanece isolado do terceiro anel.
12. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por a radiodifusão dos dados ser executada enquanto o quarto anel está isolado do terceiro anel.
13. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por o sensor ser um sensor de pressão, e sendo que os dados compreendem pressão hidrostática em torno da ferramenta de redução transversal ou em torno do tubo de lavagem.
14. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por o sensor ser um sensor de pressão, e sendo que os dados compreendem pressão hidrostática dentro da ferramenta de redução transversal ou dentro do tubo de lavagem.
15. Método, caracterizado por compreender: instalar, em um furo de poço, um conjunto de fraturamento e contenção ou empacotamento de cascalho que inclui um vedador, uma extensão do vedador tendo uma porta de circulação e uma área selante, e uma tela; fornecer, no furo de poço, uma ferramenta de redução transversal que inclui:
um corpo cilíndrico alongado tendo uma superfície externa, um furo central através de um comprimento do corpo cilíndrico alongado, e uma parede se estendendo entre o furo central e a superfície externa; um assento de esfera se estendendo a partir da parede e para dentro do furo central; uma porta lateral situada acima do assento de esfera e fornecendo uma trajetória de fluxo através da parede; uma pluralidade de vedações situadas na superfície externa; sendo que a ferramenta de redução transversal não inclui um desvio de fluido se estendendo ao longo da parede, a partir do furo central abaixo do assento de esfera, e até a superfície externa acima da porta lateral; fornecer, no furo do poço, um sensor situado abaixo da pluralidade de vedações; fornecer, no furo de poço, um primeiro sistema de telemetria conectado ao sensor; fornecer, em uma coluna de perfuração conectada acima da ferramenta de redução transversal, um segundo sistema de telemetria conectado a um receptor de superfície; medir dados com o sensor enquanto é executada uma operação de fraturamento ou empacotamento; radiodifundir os dados provenientes do sensor para o segundo sistema de telemetria ao longo da ferramenta de redução transversal com o primeiro sistema de telemetria; radiodifundir os dados provenientes do segundo sistema de telemetria para o receptor de superfície com o segundo sistema de telemetria; e ajustar a operação de fraturamento ou empacotamento com base nos dados radiodifundidos para o receptor de superfície.
16. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por compreender adicionalmente fornecer uma pluralidade de sensores em um tubo de lavagem conectado abaixo da ferramenta de redução transversal, e sendo que os dados compreendem pressão hidrostática, temperatura do fluido, ou tensão- compressão do tubo de lavagem.
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