BR112021001196A2 - sistema de injeção de fluido distribuído para furos de poço - Google Patents
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Abstract
"SISTEMA DE INJEÇÃO DE FLUIDO DISTRIBUÍDO PARA FUROS DE POÇO". A presente invenção se refere a um sistema de injeção de fluido de fundo de poço que compreende: uma primeira linha de fluido incluindo uma primeira extremidade, uma segunda extremidade e uma porção intermediária, a primeira extremidade sendo conectada a uma fonte de fluido, a primeira linha de fluido sendo extensível ao longo de uma primeira porção de um furo de poço; e uma segunda linha de fluido incluindo uma primeira seção de extremidade, uma segunda seção de extremidade e uma seção intermediária, a segunda linha de fluido sendo extensível ao longo de uma segunda porção do furo de poço que se estende em um ângulo em relação à primeira porção e inclui uma pluralidade de injetores de fluido dispostos ao longo da seção intermediária.
Description
[0001] Este pedido reivindica o benefício de uma data de depósito anterior ao pedido de patente US nº 62/711.027, depositado em 27 de julho de 2018, cuja revelação está aqui incorporada a título de referência em sua totalidade.
[0002] No setor de exploração e recuperação de recursos, podem ser formados poços com seções horizontais. Uma ou mais seções horizontais podem se estender a partir de um furo principal em uma formação. Pode ser desejável administrar produtos químicos selecionados em seções horizontais para aumentar a produção. Os produtos químicos aumentam a produção, melhorando várias características dos fluidos de formação que estão sendo produzidos. Os produtos químicos são injetados através de um sistema de injeção de fluido que é introduzido na seção horizontal.
[0003] O sistema de injeção de fluido pode ser executado nas seções horizontais com tubulação de produção. Um ponto de injeção pode ser disposto em uma porção de calcanhar da seção horizontal. A localização no calcanhar reduz problemas ao retirar o sistema de injeção da seção. Embora adequado para seções mais curtas, a injeção no calcanhar pode não ser suficiente para seções horizontais mais longas.
[0004] Para seções horizontais mais longas, os produtos químicos talvez não tratem grandes porções dos fluidos de formação. Os fluidos não tratados podem causar problemas com a tubulação de produção que podem fazer com que múltiplas operações de limpeza sejam necessárias durante a produção dos fluidos de formação. Consequentemente, a técnica apreciaria um sistema que promova a injeção química ao longo das seções horizontais do furo de poço.
[0005] Um sistema de injeção de fluido de fundo de poço é revelado, compreendendo: uma primeira linha de fluido incluindo uma primeira extremidade, uma segunda extremidade e uma porção intermediária, a primeira extremidade sendo conectada a uma fonte de fluido, a primeira linha de fluido sendo extensível ao longo de uma primeira porção de um furo de poço; e uma segunda linha de fluido incluindo uma primeira seção de extremidade, uma segunda seção de extremidade e uma seção intermediária, a segunda linha de fluido sendo extensível ao longo de uma segunda porção do furo de poço que se estende em um ângulo em relação à primeira porção e inclui uma pluralidade de injetores de fluido dispostos ao longo da seção intermediária.
[0006] É revelado também um sistema de recuperação e exploração de recursos compreendendo: um sistema de superfície incluindo uma fonte de fluido; um sistema subterrâneo incluindo um tubular de revestimento se estendendo para dentro de um furo de poço de uma formação, o furo de poço incluindo uma seção horizontal incluindo uma porção de ponta e uma porção de calcanhar; e um sistema de injeção de fluido que se estende para o segundo sistema a partir do primeiro sistema, o sistema de injeção de fluido compreendendo: uma primeira linha de fluido incluindo uma primeira extremidade, uma segunda extremidade e uma porção intermediária, a primeira extremidade conectada à fonte de fluido; e uma segunda linha de fluido incluindo uma primeira seção de extremidade, uma segunda seção de extremidade e uma seção intermediária, sendo que a segunda linha de fluido se estende ao longo da porção horizontal e inclui uma pluralidade de injetores de fluido dispostos ao longo da seção intermediária.
[0007] É revelado adicionalmente um método de injeção de fluido em uma seção horizontal de um furo de poço compreendendo: introdução de um sistema de injeção de fluido no furo de poço; guiar uma porção do sistema de injeção de fluido para a seção horizontal do furo de poço; e injetar um fluido através de uma pluralidade de injetores de fluido dispostos ao longo da porção do sistema de injeção de fluido.
[0008] As seguintes descrições não devem ser consideradas limitantes sob nenhum aspecto. Com referência aos desenhos anexos, elementos semelhantes são numerados de maneira semelhante:
[0009] A Figura 1 representa um sistema de exploração e recuperação de recursos incluindo um sistema de injeção de fluido distribuído, de acordo com um aspecto de uma modalidade exemplificadora; e
[0010] A Figura 2 mostra um mecanismo conector do sistema de injeção de fluido distribuído, de acordo com um aspecto de uma modalidade exemplificadora.
[0011] A presente invenção apresenta uma descrição detalhada de uma ou mais modalidades do aparelho e método revelados na presente invenção por meio de exemplificação, mas sem qualquer limitação com referência às figuras.
[0012] Um sistema de exploração e recuperação de recursos, de acordo com uma modalidade exemplificadora, é genericamente indicado com a referência numérica 10, na Figura 1. O sistema de exploração e recuperação de recursos 10 deve ser entendido como incluindo operações de perfuração de poços, completações, extração e recuperação de recursos, sequestro de CO» e similares. O sistema de exploração e recuperação de recursos 10 pode incluir um primeiro sistema 14 que, em alguns ambientes, pode assumir a forma de um sistema de superfície 16 conectado de modo operacional e fluido a um segundo sistema 18 que, em alguns ambientes, pode assumir a forma de um sistema de fundo de poço.
[0013] O primeiro sistema 14 pode incluir um sistema de controle 23 que pode fornecer energia para monitorar, se comunicar com e/ou ativar uma ou mais operações de fundo de poço conforme será discutido na presente invenção. O sistema de superfície 16 pode incluir sistemas adicionais como bombas, sistemas de armazenamento de fluidos, guindastes e similares (não mostrados). O segundo sistema 18 pode incluir um tubular 30 que pode ser formado por um ou mais tubulares ou, em uma modalidade, por tubulação em espiral.
[0014] O tubular 30 se estende para um furo de poço 34 formado na formação 36. O furo de poço 34 inclui uma parede anular 38, uma porção da qual pode ser definida por um tubular de revestimento 40, como mostrado. Outra porção do furo de poço 34 (não separadamente identificada) pode ser formada por uma superfície de formação
36. A formação 36 inclui uma seção horizontal 42 que tem uma porção de calcanhar 44 e uma porção de ponta 46. O tubular 30 pode suportar uma bomba elétrica submersível (ESP) 55 conectada ao sistema de controle 23 através de um cabo ESP 58.
[0015] Em uma modalidade, um sistema de injeção de fluido 66 se estende para dentro do furo de poço 34 com tubular 30. O sistema de injeção de fluido 66 pode introduzir fluidos selecionados no furo de poço 34 para aumentar várias propriedades de fluidos de formação para, por exemplo, melhorar a produção. O sistema de injeção de fluido 66 inclui uma primeira linha de fluido 70 e uma segunda linha de fluido 72. A primeira linha de fluido 70 inclui uma primeira extremidade 78 que pode ser conectada à fonte de fluido 25, uma segunda extremidade 79 e uma porção intermediária 80. A segunda extremidade 79 inclui uma primeira porção de conector 82. Conforme mostrado na Figura 2, a primeira porção de conector 82 pode definir uma porção de conector macho 83.
[0016] A segunda linha de fluido 72 inclui uma primeira seção de extremidade 86, uma segunda seção de extremidade 87 e uma seção intermediária 88. À primeira seção de extremidade 86 suporta uma segunda porção de conector 90 que, conforme mostrado na Figura 2, assume a forma de um conector fêmea 91 que define um soquete (não identificado separadamente) receptivo da primeira porção de conector 82. A primeira e a segunda porções de conector 82 e 90 se unem para formar um conector de fluido 93 que pode servir como uma interseção. Em uma modalidade, a segunda linha de fluido 72 pode assumir a forma de tubulação em espiral. Em outra modalidade, a segunda linha de fluido 72 pode assumir a forma de "tubo de bastão" definido por uma pluralidade de segmentos de tubulação distintos. Em uma modalidade, a seção intermediária 88 suporta uma pluralidade de injetores de fluido 98a-98g. Os injetores de fluido 98a-98g introduzem um fluido na seção horizontal 42 para melhorar a produção. Naturalmente, deve ser entendido que os injetores de fluido 98a-98g podem ser empregados para introduzir uma variedade de fluidos para dentro do furo de poço 34 e não apenas os produtos químicos destinados a melhorar a produção.
[0017] Em uma modalidade, o sistema de injeção de fluido 66 é executado no furo do poço 34. A primeira linha de fluido 70 pode terminar abaixo da bomba elétrica submersível 55 na primeira porção de conector 82. A segunda linha de fluido 72 se estende para dentro da seção horizontal 42 partir da porção de calcanhar 44 até a porção de ponta 46. O fluido pode ser introduzido a partir de primeiro sistema 12 e guiado para o fundo de poço, por exemplo, pela bomba elétrica submersível 55. O fluido passa da primeira linha de fluido 70, através do conector 93 e para a segunda linha de fluido 72.
[0018] O fluido pode ser seletivamente introduzido na seção horizontal 42 através de um ou mais dos injetores de fluido 98a-98g. O fluido pode tratar os fluidos de formação que fluem através da seção horizontal 42 ou formação 36. Em algum ponto, pode ser desejável fazer a manutenção de componentes dispostos acima dos injetores de fluido 98a-98g. Por exemplo, pode ser desejável fazer a manutenção ou substituir a bomba elétrica submersível 55. Em tal momento, o sistema de injeção de fluido 66 pode ser retirado do furo de poço 34. Em uma modalidade, a primeira linha de fluido 70 pode ser desconectada da segunda linha de fluido 72 no conector
93. Nesse ponto, a primeira linha de fluido 70 juntamente com a bomba elétrica submersível 55 pode ser levada para fora do furo de poço 34. A segunda linha de fluido 72 pode ser deixada na seção horizontal 42. Depois de efetuar a manutenção da bomba elétrica submersível 55, a primeira linha de fluido 70 pode ser levada de volta para o furo de poço 34 e conectada à segunda linha de fluido 72.
[0019] Nesse ponto, deve-se compreender que as modalidades exemplificadoras descrevem um sistema que permite o tratamento de fluido de seções horizontais de um furo de poço de uma porção de calcanhar até uma porção de ponta. Os injetores de fluido podem ser dispostos em uma relação espaçada que permite uma distribuição de fluidos desejável para dentro da formação. Adicionalmente, é fornecido um conector que permite que uma porção do sistema de injeção de fluido seja retirado do furo de poço deixando uma outra seção para trás. Dessa forma, no caso em que uma porção do sistema se torna bloqueado ou limitado, porções superiores do sistema podem ser retiradas.
[0020] Serão apresentadas a seguir algumas modalidades referentes à revelação supracitada:
[0021] Modalidade 1: Um sistema de injeção de fluido de fundo de poço que inclui: uma primeira linha de fluido incluindo uma primeira extremidade, uma segunda extremidade e uma porção intermediária, a primeira extremidade sendo conectada a uma fonte de fluido, a primeira linha de fluido sendo extensível ao longo de uma primeira porção de um furo de poço; e uma segunda linha de fluido incluindo uma primeira seção de extremidade, uma segunda seção de extremidade e uma seção intermediária, a segunda linha de fluido sendo extensível ao longo de uma segunda porção do furo de poço que se estende em um ângulo em relação à primeira porção e inclui uma pluralidade de injetores de fluido dispostos ao longo da seção intermediária.
[0022] Modalidade 2: O sistema de injeção de fluido como em qualquer modalidade anterior, sendo que a segunda linha de fluido compreende um comprimento de tubulação em espiral.
[0023] Modalidade 3: O sistema de injeção de fluido como em qualquer modalidade anterior, sendo que a segunda linha de fluido compreende uma pluralidade de segmentos de tubulação discretos acoplados através de um ou mais conectores, a pluralidade de injetores de fluido sendo disposta em um ou mais dentre a pluralidade de segmentos de tubulação discretos.
[0024] Modalidade 4: O sistema de injeção de fluido como em qualquer modalidade anterior, compreendendo adicionalmente: uma bomba elétrica submersível (ESP) acoplada à primeira linha de fluido.
[0025] Modalidade 5: O sistema de injeção de fluido de acordo com qualquer modalidade anterior, sendo que a bomba elétrica submersível é disposta na porção acima da primeira porção de conector.
[0026] Modalidade 6: O sistema de injeção de fluido como em qualquer modalidade anterior, sendo que a segunda extremidade da primeira linha de fluido inclui um primeiro conector e a primeira porção de extremidade da segunda linha de fluido inclui uma segunda porção de conector, a primeira porção de conector sendo seletivamente conectada à segunda porção conectora para conectar de modo fluido a primeira linha e a segunda linha de fluido.
[0027] Modalidade 7: Um sistema de recuperação e exploração de recursos incluindo: um sistema de superfície incluindo uma fonte de fluido; um sistema subterrâneo incluindo um tubular de revestimento se estendendo para um furo de poço de uma formação, o furo de poço incluindo uma seção horizontal incluindo uma porção de ponta e uma porção de calcanhar; e um sistema de injeção de fluido que se estende para o segundo sistema a partir do primeiro sistema, o sistema de injeção de fluido incluindo: uma primeira linha de fluido incluindo uma primeira extremidade, uma segunda extremidade e uma porção intermediária, a primeira extremidade conectada à fonte de fluido; e uma segunda linha de fluido incluindo uma primeira seção de extremidade, uma segunda seção de extremidade e uma seção intermediária, sendo que a segunda linha de fluido se estende ao longo da porção horizontal e inclui uma pluralidade de injetores de fluido dispostos ao longo da seção intermediária.
[0028] Modalidade 8: O sistema de exploração e recuperação de recursos como em qualquer modalidade anterior, sendo que a segunda linha de fluido compreende um comprimento de tubulação em espiral.
[0029] Modalidade 9: O sistema de exploração e recuperação de recursos como em qualquer modalidade anterior, sendo que a segunda linha de fluido compreende uma pluralidade de elementos distintos segmentos de tubulação acoplado através de uma ou mais conectores, a pluralidade de injetores de fluido sendo disposta em um ou mais dentre a pluralidade de segmentos de tubulação distintos.
[0030] Modalidade 10: O sistema de exploração e recuperação de recursos como em qualquer modalidade anterior, compreendendo adicionalmente: uma bomba elétrica submersível (ESP) acoplada à primeira linha de fluido.
[0031] Modalidade 11: O sistema de exploração e recuperação de recursos como em qualquer modalidade anterior, sendo que a bomba elétrica submersível é disposta na porção acima da primeira porção de conector.
[0032] Modalidade 12: O sistema de exploração e recuperação de recursos como em qualquer modalidade anterior, sendo que a primeira porção de conector é acoplada à segunda porção de conector no espaço acima da porção de calcanhar.
[0033] Modalidade 13: O sistema de exploração e recuperação de recursos como em qualquer modalidade anterior, sendo que pelo menos um da pluralidade de injetores de fluido está disposto na porção de ponta da seção horizontal.
[0034] Modalidade 14: O sistema de exploração e recuperação de recursos como em qualquer modalidade anterior, sendo que a segunda extremidade da primeira linha de fluido inclui um primeiro conector e a primeira porção de extremidade da segunda linha de fluido inclui uma segunda porção de conector, a primeira porção de conector sendo seletivamente conectada à segunda porção conectora para conectar de modo fluido a primeira linha e a segunda linha de fluido.
[0035] Modalidade 15: Um método de injeção de fluido em uma seção horizontal de um furo de poço, incluindo: introdução de um sistema de injeção de fluido no furo de poço; guiar uma porção do sistema de injeção de fluido para a seção horizontal do furo de poço; e injetar um fluido através de uma pluralidade de injetores de fluido dispostos ao longo da porção do sistema de injeção de fluido.
[0036] Modalidade 16: O método como em qualquer modalidade anterior, em que a injeção do fluido inclui introduzir o fluido para dentro da porção de ponta da seção horizontal.
[0037] Modalidade 17: O método como em qualquer modalidade anterior, compreendendo adicionalmente: desconectar um conector acoplado à porção do sistema de injeção de fluido na seção horizontal; e retirar a porção restante do sistema de injeção de fluido a partir do furo do poço.
[0038] O uso dos termos "um", "uma", "o" e"a" e referências similares no contexto de descrever a invenção (especialmente no contexto das reivindicações a seguir) deve ser interpretado como abrangendo tanto o singular quanto o plural, exceto quando indicado em contrário na presente invenção ou claramente contradito pelo contexto. Adicionalmente, deve ser considerado que os termos "primeiro", "segundo" e similares na presente invenção não denotam qualquer ordem, quantidade ou importância, sendo, ao invés disso, usados para distinguir um elemento de outro.
[0039] Os termos "cerca de" e "substancialmente" destinam-se a incluir o grau de erro associado à medição da quantidade específica com base nos equipamentos disponíveis no momento do depósito do pedido. Por exemplo, "cerca de" e "substancialmente" podem incluir uma faixa de + 8% ou 5%, ou 2% de um dado valor.
[0040] Os ensinamentos da presente revelação podem ser usados em uma variedade de operações de poços. Essas operações podem envolver o uso de um ou mais agentes de tratamento para tratar uma formação, os fluidos residentes em uma formação, um furo de poço e/ou equipamentos no poço, como uma tubulação de produção. Os agentes de tratamento podem estar sob a forma de líquidos, gases, sólidos, semissólidos e misturas dos mesmos. Os agentes de tratamento ilustrativos incluem, mas não se limitam a, fluidos de fraturamento, fluidos de estimulação, ácidos, vapor, água, salmoura, agentes anticorrosão, cimento, modificadores de permeabilidade, lamas de perfuração, emulsificantes, desemulsificantes, sinalizadores, melhoradores de fluxo, etc. As operações de poços ilustrativas incluem,
mas não se limitam a, fraturamento hidráulico, estimulação, injeção de sinalizador, limpeza, acidificação, injeção de vapor, injeção de água, cimentação, etc.
[0041] Embora a invenção tenha sido descrita com referência a uma modalidade ou modalidades exemplificativas, será entendido pelos versados na técnica que várias alterações podem ser feitas e equivalentes podem ser substituídos por elementos dos mesmos sem que se afaste do escopo da invenção. Adicionalmente, muitas modificações podem ser feitas para adaptar uma situação ou um material específico aos ensinamentos da invenção sem que se afaste do escopo essencial da mesma. Portanto, pretende-se que a invenção não se limite à modalidade específica apresentada como o melhor modo contemplado para realizar a presente invenção, mas que a invenção inclua todas as modalidades que se enquadrem no escopo das reivindicações. Além disso, nos desenhos e na descrição, foram reveladas modalidades exemplificativas da invenção e, embora termos específicos possam ter sido empregados, eles são usados, a menos que seja afirmado de outra forma, em um sentido genérico e descritivo apenas e não para fins de limitação, portanto o escopo da invenção não é assim limitado.
Claims (15)
1. Sistema de injeção de fluido de fundo de poço (66), caracterizado por compreender: uma primeira linha de fluido (70) incluindo uma primeira extremidade (78), uma segunda extremidade (79) e uma porção intermediária (80), a primeira extremidade (78) sendo conectada a uma fonte de fluido (25), a primeira linha de fluido (70) sendo extensível ao longo de uma primeira porção de um furo de poço (34); e uma segunda linha de fluido (72) que inclui uma primeira seção de extremidade (86), uma segunda seção de extremidade (87) e uma seção intermediária (88), sendo que a segunda linha de fluido (72) é extensível ao longo de uma segunda porção do furo do poço (34) que se estende em um ângulo em relação à primeira porção e inclui uma pluralidade de injetores de fluido (98a-98g) dispostos ao longo da seção intermediária (88).
2. Sistema de injeção de fluido (66), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a segunda linha de fluido (72) compreender um comprimento de tubulação em espiral.
3. Sistema de injeção de fluido (66), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a segunda linha de fluido (72) compreender uma pluralidade de segmentos de tubulação discretos acoplados através de um ou mais conectores, a pluralidade de injetores de fluido (98a-98g) sendo disposta em um ou mais dentre a pluralidade de segmentos de tubulação discretos.
4. Sistema de injeção de fluido (66), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender adicionalmente: uma bomba elétrica submersível (ESP) (55) acoplada à primeira linha de fluido (70).
5. Sistema de injeção de fluido (66), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a segunda extremidade (79) da primeira linha de fluido (70) incluir uma primeira porção de conector (82) e a primeira extremidade (78) da segunda linha de fluido (72) incluir uma segunda parte do conector, a primeira parte do conector (82) sendo seletivamente conectada à segunda parte do conector (90) para conectar fluidamente a primeira linha de fluido (70) e a segunda linha de fluido (72).
6. Sistema de exploração e recuperação de recursos (10), caracterizado por compreender: um sistema de superfície (16) incluindo uma fonte de fluido (25); um sistema subterrâneo incluindo um tubular de revestimento (40) estendendo-se para dentro de um furo do poço (34) de uma formação, o furo do poço (34) incluindo uma seção horizontal (42) incluindo uma porção de ponta (46) e uma porção de calcanhar (44); e um sistema de injeção de fluido (66) que se estende para dentro do segundo sistema a partir do primeiro sistema, o sistema de injeção de fluido (66) compreendendo: uma primeira linha de fluido (70) incluindo uma primeira extremidade (78), uma segunda extremidade (79) e uma porção intermediária, a primeira extremidade (78) conectada à fonte de fluido (25); e uma segunda linha de fluido (72) incluindo uma primeira seção de extremidade (86), uma segunda seção de extremidade (87) e uma seção intermediária (88), sendo que a segunda linha de fluido (72) se estende ao longo da porção horizontal e inclui uma pluralidade de injetores de fluido (98a-989g) dispostos ao longo da seção intermediária (88).
7. Sistema de exploração e recuperação de recursos (10), de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por a segunda linha de fluido (72) compreender um comprimento de tubulação em espiral.
8. Sistema de exploração e recuperação de recursos (10), de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por a segunda linha de fluido (72) compreender uma pluralidade de segmentos de tubulação discretos acoplados através de um ou mais conectores, a pluralidade de injetores de fluido (982-98g) sendo disposta em um ou mais dentre a pluralidade de segmentos de tubulação discretos.
9. Sistema de exploração e recuperação de recursos (10), de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por compreender adicionalmente: uma bomba elétrica submersível (ESP) (55) acoplada à primeira linha de fluido (70).
10. Sistema de exploração e recuperação de recursos (10), de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por a primeira porção de conector (82) ser acoplada à segunda porção de conector (90) no espaço acima da porção de calcanhar (44).
11. Sistema de exploração e recuperação de recursos (10), de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por pelo menos um dentre a pluralidade de injetores de fluido (98a-98g) estar disposto na porção de ponta (46) da seção horizontal (42).
12. Sistema de exploração e recuperação de recursos (10), de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por a segunda extremidade (79) da primeira linha de fluido (70) incluir uma primeira porção de conector (82) e a primeira extremidade (78) da segunda linha de fluido (72) incluir uma segunda parte do conector (90), a primeira parte do conector (82) sendo seletivamente conectada à segunda parte do conector (90) para conectar fluidamente a primeira linha de fluido (70) e a segunda linha de fluido (72).
13. Método para injetar fluidos em uma seção horizontal (42) de um furo de poço (34), caracterizado por compreender: introduzir um sistema de injeção de fluido (66) no furo de poço (34); guiar uma porção do sistema de injeção de fluido (66) para dentro da seção horizontal (42) do furo de poço (34); e injetar um fluido através de uma pluralidade de injetores de fluido (98a- 98g) dispostos ao longo da porção do sistema de injeção de fluido (66).
14. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por a injeção do fluido incluir introduzir fluido na porção de ponta (46) da seção horizontal (42).
15. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por compreender adicionalmente: desconectar um conector acoplado à porção do sistema de injeção de fluido (66) na seção horizontal (42); e retirar a porção restante do sistema de injeção de fluido (66) do furo de poço (34).
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