BR112021008910A2 - método de enchimento com cascalho de poços abertos - Google Patents
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Abstract
MÉTODO DE ENCHIMENTO COM CASCALHO DE POÇOS ABERTOS.
Um método de enchimento com cascalho em um poço aberto que penetra em uma formação subterrânea inclui a instalação de pelo menos uma peneira de controle de areia disposta sobre um elemento tubular no poço aberto, circular uma pasta incluindo a instalação de pelo menos uma peneira de controle de areia no poço aberto, pelo menos uma peneira de controle de areia sendo disposta acima de um elemento tubular, circular uma pasta que compreende um cascalho expansível e um fluido transportador, depositar a pasta no espaço anular do poço de exploração de exploração em torno de pelo menos uma peneira de controle de areia em uma onda alfa começando na ponta 1 do espaço anular do poço de exploração de exploração, detectar pelo menos um de: chegada da onda alfa em uma ponta 2 do espaço anular do poço de exploração de exploração e início de uma onda beta na ponta 2 do espaço anular do poço de exploração de exploração, parar a circulação da pasta e desencadear o cascalho expansível para expandir de forma a preencher o espaço anular do poço de exploração de exploração em torno de pelo menos uma peneira de controle de areia acima da onda alfa.
Description
[001] O presente documento é baseado no Pedido Provisório US n.º de Série 62/757.120 e reivindica sua prioridade, depositado em 7 de novembro de 2018, que é incorporado neste documento por referência em sua totalidade.
[002] Muitos poços em campos de petróleo e gás em ambientes de águas profundas/submarinas estão sendo concluídos como poços abertos. Devido ao custo extremamente alto de intervenção e às altas taxas de produção, esses poços requerem uma técnica de compleção confiável que evita a produção de areia e maximiza a produtividade ao longo de toda a vida do poço. Uma dessas técnicas é o enchimento com cascalho de poço aberto.
[003] O enchimento com cascalho é um método comumente usado para completar um poço no qual as formações de produção são fracamente ou mal consolidadas. Em tais formações, pequenas partículas (por exemplo, areia de formação ou finos) podem ser produzidas junto com os fluidos de formação desejados, o que pode causar vários problemas, como obstrução do caminho de fluxo de produção, erosão do poço de exploração e danos a equipamentos de compleção caros. A produção de partículas, como finos, pode ser reduzida substancialmente usando uma peneira de poço de exploração de aço em conjunto com material particulado dimensionado para evitar a passagem de areia de formação através da peneira. Tal material particulado, referido como "cascalho", é bombeado como uma pasta de cascalho e depositado em uma região espaço anular entre o poço de exploração e a peneira. O cascalho, se devidamente embalado, forma uma barreira para evitar que os finos entrem na peneira, mas permite que o fluido de formação passe livremente através dela e seja produzido.
[004] Fraturamento é outra operação que pode empregar a deposição de material particulado com vantagem. As formações de produção de petróleo podem ser estimuladas criando fraturas nas zonas de produção para abrir caminhos através dos quais os fluidos de produção podem fluir para o poço de exploração. O material particulado conhecido como propantes pode ser depositado a partir de uma pasta nas fraturas abertas para mantê-las em sua posição aberta.
[005] Para ser eficaz, o enchimento com cascalho deve ser completo e sem espaços vazios. Os espaços vazios são criados quando o fluido transportador usado para transportar o cascalho é perdido ou vaza muito rapidamente. O fluido transportador pode ser perdido passando na formação ou passando pelas peneiras onde é coletado pela porção de extremidade de uma ferramenta de serviço usada em aplicações de enchimento com cascalho, comumente conhecida como tubo de lavagem, e retornado à superfície. É esperado e necessário que a desidratação ocorra em alguma taxa para permitir que o cascalho seja depositado em um local desejado. No entanto, quando a pasta de cascalho desidrata muito rapidamente, o cascalho pode assentar e formar uma "ponte", por meio da qual bloqueia o fluxo da pasta além desse ponto, embora possa haver áreas vazias abaixo ou além dele. Isso pode espaço anular o propósito do enchimento com cascalho, uma vez que a ausência de cascalho nos espaços vazios permite que areia ou finos sejam produzidos através desses espaços vazios. Portanto, em aplicações de enchimento com cascalho de poço aberto, é importante obter um enchimento com cascalho completo que seja desprovido de espaços vazios.
[006] Um método de instalação de um enchimento com cascalho em um espaço anular de poço de exploração penetrando uma formação subterrânea inclui a instalação de pelo menos uma peneira de controle de areia no poço aberto, pelo menos uma peneira de controle de areia sendo disposta acima de um elemento tubular, circular uma pasta que compreende um cascalho expansível e um fluido transportador, depositar a pasta no espaço anular do poço de exploração de exploração em torno de pelo menos uma peneira de controle de areia em uma onda alfa começando na ponta 1 do espaço anular do poço de exploração de exploração, detectar pelo menos um de: chegada da onda alfa em uma ponta 2 do espaço anular do poço de exploração de exploração e início de uma onda beta na ponta 2 do espaço anular do poço de exploração de exploração, parar a circulação da pasta e desencadear o cascalho expansível para expandir de forma a preencher o espaço anular do poço de exploração de exploração em torno de pelo menos uma peneira de controle de areia acima da onda alfa.
[007] No entanto, são possíveis muitas modificações sem que se afaste materialmente dos ensinamentos desta divulgação. Consequentemente, tais modificações são destinadas para serem incluídas dentro do escopo desta divulgação, conforme definido nas reivindicações.
[008] Certas formas de realização da presente descrição será daqui em diante descrito com referência aos desenhos anexos, em que números de referência semelhantes indicam elementos semelhantes. Deve ser entendido, no entanto, que as figuras em anexo ilustram as várias implementações descritas neste documento e não se destinam a limitar o escopo das diversas tecnologias descritas neste documento, e:
[009] As FIGS. 1A-1C mostram vistas em corte transversal de um intervalo de conclusão representando vários estágios de uma operação de enchimento com cascalho, de acordo com uma ou mais modalidades da presente divulgação; e
[010] A FIG. 2 mostra um fluxograma de um método de instalação de um enchimento com cascalho em um espaço anular de poço de exploração de um poço aberto penetrando uma formação subterrânea de acordo com uma ou mais modalidades da presente divulgação.
[011] Na descrição a seguir, inúmeros detalhes são estabelecidos a fim de fornecer uma compreensão de algumas modalidades da presente divulgação. No entanto, será entendido por aqueles versados na técnica que o sistema e/ou metodologia pode ser praticado sem estes detalhes e que inúmeras variações e modificações das modalidades descritas podem ser possíveis.
[012] Neste relatório descritivo e reivindicações anexas: os termos "acima" e "abaixo", "superior" e "inferior", "para cima" e para baixo", "a montante" e "a jusante"; "poço acima" e "poço abaixo", "acima" e "abaixo" e outros termos semelhantes indicando posições relativas acima ou abaixo de um dado ponto ou elemento são usados nesta descrição para descrever mais claramente algumas modalidades da divulgação.
[013] A presente divulgação geralmente se refere a enchimento com cascalho de poço aberto. Em particular, as modalidades divulgadas neste documento se referem a aplicações de enchimento com cascalho de poço aberto em que um cascalho expansível é acionado para expandir de forma a preencher completamente o espaço anular acima da onda alfa para alcançar um enchimento com cascalho completo que é desprovido de espaços vazios.
[014] Na construção de um poço, um revestimento pode ser posicionado dentro de uma porção de um poço de exploração perfurado e cimentado no lugar. A porção do poço de exploração que não é alinhada com o revestimento forma a seção de poço aberto ou não revestido onde uma montagem de peneira de controle de areia é colocada para facilitar o enchimento com cascalho para controlar a migração e produção de areia de formação e para estabilizar a formação da seção de poço aberto.
[015] Uma vez que o poço de exploração é perfurado e o revestimento é cimentado no lugar, o poço pode ser concluído instalando peneiras de areia e enchimento com cascalho na seção de poço aberto de modo que os fluidos produzidos a partir da formação possam fluir através do enchimento com cascalho e peneira de areia e podem ser recuperados através do poço. A seção de poço aberto pode ter qualquer orientação, incluindo seções de poço vertical e horizontal.
[016] Em uma instalação de enchimento com cascalho, uma montagem de peneira de controle de areia pode ser executada ou abaixada até uma profundidade selecionada dentro da seção de poço aberto do poço de exploração. A montagem de peneira de areia pode ser executada ou abaixada no poço de exploração em um elemento tubular ou tubo de lavagem, que é usado para a condução de fluidos entre a peneira de areia e a superfície. Executar a montagem de peneira de areia até a profundidade selecionada pode incluir o posicionamento da peneira de areia em seções verticais ou não verticais (horizontais) do poço. Um packer pode ser posicionado e definido no revestimento acima da peneira de areia para isolar o intervalo a ser enchido. Uma ferramenta de serviço de escape também pode ser fornecida com a montagem para permitir seletivamente que fluidos fluam entre o espaço anular formado pelo poço aberto e a montagem de peneira e o interior do elemento tubular ou tubo de lavagem.
[017] Com a montagem de peneira de controle de areia no lugar, uma pasta de enchimento com cascalho contendo cascalho para formar o enchimento com cascalho e um fluido transportador é introduzido no poço de exploração para facilitar enchimento com cascalho da seção de poço aberto do poço de exploração no espaço anular em torno da peneira de controle de areia. A pasta de enchimento com cascalho pode ser introduzida no elemento tubular onde flui para a ferramenta de serviço de escape no espaço anular da seção de poço aberto abaixo do packer e no exterior da peneira de controle de areia. Conforme o cascalho se acomoda dentro da seção do poço aberto em torno da peneira, o fluido transportador passa através da peneira e para o interior do elemento tubular. O fluido transportador é conduzido para a ferramenta de escape e para o espaço anular entre o revestimento e o elemento tubular acima do packer.
[018] Existem duas técnicas principais usadas para compactação de cascalho em poços horizontais de poços abertos: (1) a técnica de compactação com água (ou compactação “alfa-beta”); e (2) a técnica de compactação de caminho alternativo. A técnica de enchimento com água usa fluidos de transporte de baixa viscosidade, como salmouras de compleção, para transportar o cascalho da superfície e depositá-lo no espaço anular entre uma peneira de controle de areia e o poço de exploração. A técnica de caminho alternativo, por outro lado, utiliza fluidos transportadores viscosos. Portanto, os mecanismos de enchimento dessas duas técnicas são significativamente diferentes quando a viscosidade e/ou elasticidade do fluido transportador é tal que a sedimentação de cascalho é minimizada. A técnica de caminho alternativo permite contornar quaisquer pontes que possam se formar no espaço anular, causadas, por exemplo, por exceder a pressão de fraturamento, ou descamação/dilatação de xisto ou colapso de formação localizado nas peneiras de controle de areia.
[019] Os operadores estão cada vez mais se movendo no sentido de perfurar e completar poços cada vez mais longos para acessar as reservas em várias zonas através de um único poço de exploração para aumentar a eficiência e reduzir custos. Atingir as taxas de produção almejadas em tais poços requer compleções de poços abertos de alta inclinação e, muitas vezes, necessita ainda mais o uso de isolamento zonal através de packers de poços abertos e dispositivos de controle de entrada (ICDs). O enchimento com cascalho desses poços apresenta desafios significativos, que ainda não foram totalmente resolvidos. Como os ICDs introduzem uma queda de pressão significativa para o fluido transportador entrar no tubo de lavagem/espaço anular de peneira nas taxas em que um tratamento de enchimento com cascalho é realizado, a pressão que a formação experimentaria excederia a pressão de fraturamento, resultando em uma terminação imediata do tratamento. Para resolver essa preocupação, uma prática comum na técnica de enchimento com água é incluir algumas juntas de peneiras não-ICD (convencionais) e realizar um tratamento de enchimento com cascalho alfa/alfa reduzindo a taxa de bombeamento durante o tratamento, o que muitas vezes resulta em uma onda alfa única e quase sempre resulta em um enchimento com cascalho incompleto.
[020] Fraturar a formação é da mesma forma uma grande preocupação em compleções de poços abertos longos com uma janela de fraturamento baixa, particularmente com fluidos de baixa viscosidade, mesmo quando nenhum ICD é usado em todo a montagem de peneira. Em tais casos, a parte inferior do poço de alta inclinação/horizontal é preenchida com cascalho por meio de assentamento de cascalho com a altura deste pacote (chamada de "onda alfa", que prossegue da ponta 1 para a ponta 2) atingindo um equilíbrio com base em fatores geométricos e a taxa de bombeamento até que a onda alfa alcance a ponta 2 do poço, e o espaço anular remanescente acima da duna formada durante a onda alfa é então compactado de ponta 1 a ponta 2 (chamado de “onda beta”). Durante a onda beta, o fluido transportador deposita o cascalho fora da peneira e o excesso de fluido transportador entra em um espaço anular entre a peneira e o tubo de lavagem (um tubo dentro da peneira). Como a pressão de atrito no espaço anular da peneira/tubo de lavagem é maior do que as outras áreas na compleção, a pressão que a formação experimenta começa a aumentar, o que pode em algum ponto exceder a pressão de fraturamento da formação, resultando em um enchimento com cascalho incompleto.
[021] Com fluidos viscosos que não suspendem o cascalho perfeitamente, ainda há sedimentação do cascalho (e, portanto, uma onda alfa) em poços de alta inclinação, com uma altura de onda alfa de equilíbrio que é menor do que fluidos de baixa viscosidade, como uma salmoura. Dependendo da natureza do fluido viscoso, vários mecanismos podem causar a perda da capacidade de suspensão de cascalho do fluido. Por exemplo, muitos fluidos surfactantes viscoelásticos podem perder sua viscosidade e/ou elasticidade quando são expostos a certos contaminantes que incluem quaisquer fluidos à base de óleo não deslocados, solventes mútuos, etc. Altas taxas de cisalhamento no caminho de bombeamento podem degradar o viscosificante causando perda temporária ou permanente das propriedades de suspensão de cascalho do fluido transportador. Assim, uma ou mais modalidades da presente divulgação também podem ser aplicáveis a casos em que tais problemas podem ser encontrados com fluidos viscosos.
[022] Referindo-se às FIGS. 1A-1B, um esquema de um intervalo de compleção de poço aberto horizontal de um poço que é geralmente designado por 50 sendo preenchido por enchimento alfa-beta é mostrado. Conforme mostrado na FIG. 1A, o revestimento 52 é cimentado dentro de uma porção de um poço 54, próximo à ponta 1 ou próximo à extremidade da porção horizontal do poço 54. Uma coluna de trabalho 56 se estende através do revestimento 52 e até o intervalo de compleção de poço aberto 58. Uma montagem de packer 60 é posicionada entre a coluna de trabalho 56 e o revestimento 52 em uma montagem de escape 62. A coluna de trabalho 56 inclui uma ou mais montagens de peneira de controle de areia, como montagem de peneira de controle de areia 64. A montagem de peneira de controle de areia 64 inclui uma peneira de controle de areia tendo uma pluralidade de aberturas que permitem o fluxo de fluidos através dela. A peneira de controle de areia pode ser disposta em torno de um elemento tubular, que pode ser um tubo de lavagem de uma montagem de tubo de lavagem de acordo com uma ou mais modalidades.
[023] Ainda com referência às FIGS. 1A-1B, em uma operação de enchimento com cascalho, a pasta fluida 84 é distribuída pela coluna de trabalho 56 para a montagem de escape 62. A pasta fluida 84 sai da montagem de escape 62 através das portas de escape 90 e é descarregada no intervalo de compleção do poço aberto 58, conforme indicado pelas setas 92. Na modalidade ilustrada de enchimento alfa-beta, a pasta fluida 84, então, viaja dentro do intervalo de compleção do poço aberto 58 com porções do cascalho caindo da pasta e se acumulando no lado inferior do poço de exploração 54 da ponta 1 até a outra ponta 2 do poço de exploração 54 conforme indicado pela frente de onda alfa 94 da porção de onda alfa do enchimento com cascalho. Ao mesmo tempo, porções do fluido transportador passam pela montagem de peneira de controle de areia 64 e viajam através de um espaço anular entre a montagem de tubo de lavagem e um interior da montagem de peneira de controle de areia 64. Estes fluidos de retorno entram na extremidade distante da montagem de tubo de lavagem, fluem de volta através da montagem de tubo de lavagem para a montagem de escape 62, como indicado pelas setas 98, e fluem para o espaço anular 88 através das portas de escape 100 para retornar à superfície.
[024] Conforme mostrado ao longo da progressão das FIGS. 1A-1B, a operação de enchimento alfa-beta começa com a onda alfa depositando cascalho em um espaço anular no lado inferior do poço de exploração 54 progredindo da extremidade próxima (ponta 1) para a extremidade distante (outra ponta 2) do espaço anular do poço de exploração. As forças gravitacionais dominam esta onda “alfa”, então o cascalho se acomoda até atingir uma altura de equilíbrio. Se o fluxo de fluido permanecer acima da velocidade crucial para o transporte de partículas, o cascalho se moverá para baixo em uma seção horizontal do calcanhar em direção à ponta 2 do espaço anular do poço de exploração.
[025] Particularmente, a FIG. 1B mostra a onda alfa começando a chegar na ponta do espaço anular do poço de exploração de acordo com uma ou mais modalidades da presente divulgação. De acordo com a técnica de enchimento alfa- beta, uma vez que a onda alfa atingiu a ponta 2 do espaço anular do poço de exploração, uma segunda fase de onda "beta", conforme indicado pela frente de onda beta 118 (FIG. 1C), começa a depositar cascalho no topo da deposição de onda alfa, progredindo da extremidade distante (ponta 2) para a extremidade próxima (ponta 1) do espaço anular do poço de exploração. De acordo com uma ou mais modalidades da presente divulgação, e conforme descrito adicionalmente abaixo, após a detecção de pelo menos um dentre a chegada da onda alfa na ponta do espaço anular do poço de exploração e o início da onda beta na ponta do espaço anular do poço de exploração, a circulação da pasta de fluido 84 é interrompida, o que interrompe a deposição do cascalho no espaço anular do poço de exploração. De acordo com uma ou mais modalidades, a chegada da onda alfa na ponta do espaço anular do poço de exploração e o início da onda beta na ponta do espaço anular do poço de exploração podem ocorrer em um estágio que está entre os instantâneos da operação de enchimento alfa-beta mostrada nas FIGS. 1B e 1C.
[026] De acordo com uma ou mais modalidades da presente divulgação, a pasta fluida 84 pode incluir um cascalho expansível e um fluido transportador. Em um estado pré-expandido, o cascalho é dimensionado de modo a não passar pelas aberturas da peneira de controle de areia durante a operação de enchimento com cascalho. Em uma ou mais modalidades, o cascalho expansível inclui pelo menos um componente reativo que é desencadeado por pelo menos um dentre salinidade, temperatura, pH ou outra propriedade do poço de exploração ou ambiente circundante para fazer com que o cascalho expansível se expanda e aumente em volume. Após a deposição de onda alfa do cascalho expansível no espaço anular do poço de exploração ter parado, como descrito anteriormente, o cascalho expansível é acionado para expandir para preencher o espaço anular do poço de exploração em torno da peneira de controle de areia acima da deposição de onda alfa de acordo com uma ou mais modalidades da presente divulgação. Vantajosamente, o cascalho expansível é capaz de se expandir para preencher completamente o espaço anular do poço de exploração para alcançar um enchimento com cascalho completo para controle de areia eficaz durante a produção. Além disso, a expansão do cascalho não coloca pressão indevida na formação. Ou seja, quando o cascalho se expande, a pressão na formação pode ser de apenas 2.000 psi ou menos, em oposição a 7.000 - 10.000 psi (ou seja, possível pressão na formação resultante de uma onda beta tradicional depositada no topo da deposição de onda alfa), o que pode causar o colapso das peneiras. Dito de outra forma, de acordo com uma ou mais modalidades da presente divulgação, a pressão exercida na formação subterrânea e na peneira de controle de areia após a expansão do cascalho expansível é menor do que uma classificação de pressão de colapso da peneira de controle de areia.
[027] Conforme descrito anteriormente, a peneira de controle de areia pode ser disposta em torno de um elemento tubular, que pode ser um tubo de lavagem de acordo com uma ou mais modalidades. Além disso, um mecanismo de detecção pode ser instalado em uma ponta do elemento tubular ou tubo de lavagem de acordo com uma ou mais modalidades. Ao ser instalado na ponta do elemento tubular ou tubo de lavagem, o mecanismo de detecção é capaz de detectar pelo menos um da chegada da onda alfa na ponta 2 do espaço anular do poço de exploração e o início da onda beta na ponta 2 do espaço anular do poço de exploração. De acordo com uma ou mais modalidades da presente divulgação, o mecanismo de detecção instalado na ponta 2 do elemento tubular ou tubo de lavagem pode ser um sensor que identifica um componente do cascalho expansível, pelo menos um medidor de fundo de poço em tempo real que pode medir um aumento de pressão que é indicativo do final da onda alfa e do início da onda beta, um densímetro que mede a densidade do cascalho próximo à ponta 2 do espaço anular do poço de exploração, outro tipo de sensor ou um disco de ruptura.
[028] Em outras modalidades da presente divulgação, um mecanismo de detecção que mede a pressão na superfície do poço de exploração é capaz de detectar pelo menos um dentre a chegada da onda alfa na ponta 2 do espaço anular do poço de exploração e o início da onda beta na ponta 2 do espaço anular do poço de exploração. Por exemplo, uma mudança de pressão pode ser detectada na superfície por um dispositivo adequado disposto em uma linha de pressão que se estende da ponta 2 do espaço anular do poço de exploração até a superfície. Além disso, outros tipos de sensores de superfície são contemplados e estão dentro do escopo da presente divulgação. Por exemplo, um ou mais sensores de pressão de superfície podem ser implementados para detectar mudanças de pressão que resultam durante a progressão da onda alfa da ponta 1 até a ponta 2 do espaço anular do poço de exploração, ou para detectar um aumento significativo de pressão (atrito) que ocorre conforme a operação de enchimento com cascalho transita do final da onda alfa para o início da onda beta.
[029] De acordo com uma ou mais modalidades da presente divulgação, a peneira de controle de areia da montagem de peneira de controle de areia 64 pode incluir pelo menos um dispositivo de controle de entrada (ICD) ou outro tipo de dispositivo de restrição de fluxo. Em uma ou mais modalidades, o ICD restringe o fluxo do exterior da modalidade de peneira de controle de areia 64 para o interior da montagem de peneira de controle de areia 64. Por exemplo, o ICD pode ser usado durante as operações de produção para permitir o influxo de fluidos de produção para um interior de um tubo de base da montagem de peneira de controle de areia 64. De acordo com uma ou mais modalidades da presente divulgação, o ICD também pode ser usado durante as operações de enchimento com cascalho para receber uma porção do fluido transportador de retorno da pasta fluida.
[030] Conforme descrito anteriormente, a coluna de trabalho 56 pode incluir mais de uma montagem de peneira de controle de areia 64, cada uma tendo uma peneira de controle de areia. De acordo com uma ou mais modalidades da presente divulgação, a operação de enchimento com cascalho pode implementar múltiplas peneiras de controle de areia, incluindo pelo menos uma peneira sacrificial e pelo menos uma peneira não sacrificial. De acordo com uma ou mais modalidades, a peneira não sacrificial pode incluir um ICD e a peneira sacrificial pode ser configurada sem um ICD, por exemplo.
[031] Outro problema comum para poços horizontais de enchimento com cascalho é o aumento repentino da pressão dentro do poço de exploração quando a onda alfa atinge a ponta 2 do espaço anular do poço de exploração. Convencionalmente, o retorno ou onda beta carrega cascalho de volta ao poço, enchendo a porção superior deixada sem preenchimento pela onda alfa. Conforme a onda beta progride pelo poço de exploração, a pressão no poço de exploração aumenta por causa da resistência ao atrito ao fluxo do fluido transportador. O fluido transportador não perdido para a formação convencionalmente deve fluir para a região da ponta 2 porque o tubo de lavagem termina nessa região. Quando a pasta atinge a extremidade superior da onda beta, o fluido transportador deve percorrer a distância até a região da ponta 2 em um pequeno espaço anular entre a peneira e o tubo de lavagem. À medida que essa distância aumenta, a pressão de atrito aumenta, fazendo com que a pressão do poço de exploração aumente. Além disso, o aumento da pressão de atrito pode ser controlado por um diâmetro interno de peneira menor, um diâmetro externo de tubo de lavagem maior, o comprimento das juntas de peneira perto da ponta do espaço anular do poço de exploração ou qualquer combinação destes, por exemplo. No entanto, como uma ou mais modalidades da presente divulgação acionam o cascalho expansível depositado durante a onda alfa para expandir de forma a preencher completamente o espaço anular do poço de exploração em vez de depositar cascalho em uma onda beta convencional no topo da onda alfa, um aumento de pressão durante a fase "onda beta" da operação de enchimento alfa-beta não excede uma pressão de atrito através de pelo menos uma peneira sacrificial de uma montagem de peneira de controle de areia 64 ou pelo menos uma junta de pelo menos uma peneira não sacrificial da montagem de peneira de controle de areia 64.
[032] De acordo com uma ou mais modalidades da presente divulgação, a operação de enchimento com cascalho pode implementar pelo menos uma peneira de controle de areia que é uma peneira de caminho alternativo com tubos de derivação. Em tais modalidades, a pasta fluida 84 seria desviada para fluir através de tubos de derivação no exterior da montagem de peneira de controle de areia 64, que fornece um caminho alternativo para a pasta fluida 84. Em tais modalidades, os tubos de derivação podem atuar como um conduíte para a pasta fluida 84 fluir através de um packer ou seção de xisto colapsada. Como tal, as pontes que podem se formar no espaço anular do poço de exploração durante o enchimento com cascalho podem ser contornadas, facilitando a formação de um enchimento com cascalho mais completo. Mais especificamente, a peneira de caminho alternativo com tubos de derivação está disposta apenas em seções de compleção que são isoladas com pelo menos um de um packer e uma seção de xisto de acordo com uma ou mais modalidades da presente divulgação. Desta forma, quaisquer pontes causadas por exceder a pressão de fraturamento, ou descamação/dilatação de xisto ou colapso da formação localizada nas peneiras de controle de areia, por exemplo, podem ser contornadas pelos tubos de derivação.
[033] Com referência agora à FIG. 2, é mostrado um fluxograma de um método de instalação de um enchimento com cascalho em um espaço anular de poço de exploração de um poço aberto penetrando uma formação subterrânea de acordo com uma ou mais modalidades da presente divulgação. Em uma ou mais modalidades, o método começa na etapa S10, em que pelo menos uma peneira de controle de areia é instalada em um poço aberto. Para instalação, pelo menos uma peneira de controle de areia pode ser executada ou abaixada até uma profundidade selecionada dentro da seção de poço aberto do poço de exploração em um elemento tubular ou tubo de lavagem, por exemplo. Em uma ou mais modalidades, um packer pode ser posicionado e definido acima de pelo menos uma peneira de controle de areia para isolar o intervalo a ser enchido e uma ferramenta de serviço de escape pode ser fornecida para permitir seletivamente que fluidos fluam entre o espaço anular formado pelo poço aberto e pelo menos uma peneira de controle de areia e o interior do elemento tubular ou tubo de lavagem.
[034] Na etapa S12 da FIG. 2, a operação de enchimento com cascalho começa circulando uma pasta que inclui um cascalho expansível e um fluido transportador. Em uma ou mais modalidades, a pasta fluida pode ser introduzida no elemento tubular onde flui para a ferramenta de serviço de escape no espaço anular da seção de poço aberto abaixo do packer e no exterior de pelo menos uma peneira de controle de areia.
[035] Na etapa S14 da FIG. 2, a pasta de fluido é depositada no espaço anular do poço de exploração em uma onda alfa começando n ponta 1 do espaço anular do poço de exploração. De acordo com uma ou mais modalidades da presente divulgação, a onda alfa deposita o cascalho expansível da pasta em um espaço anular no lado inferior do poço de exploração progredindo da extremidade próxima (ponta 1) para a extremidade distante (ponta 2) do espaço anular do poço de exploração. Em uma ou mais modalidades, conforme o cascalho expansível assenta dentro da seção de poço aberto em torno de pelo menos uma peneira de controle de areia, o fluido transportador passa através da peneira até o interior do elemento tubular. O fluido transportador é conduzido para a ferramenta de escape e para o espaço anular entre o revestimento e o elemento tubular acima do packer.
[036] Na etapa S16 da FIG. 2, pelo menos um dentre a chegada da onda alfa e o início da onda beta na ponta 2 do espaço anular do poço de exploração é detectado. De acordo com uma ou mais modalidades da presente divulgação, um mecanismo de detecção pode ser instalado em uma ponta 2 do elemento tubular ou tubo de lavagem para a detecção de pelo menos um dentre a chegada da onda alfa e o início da onda beta na ponta 2 do espaço anular do poço de exploração. Em uma ou mais modalidades, o mecanismo de detecção instalado na ponta 2 do elemento tubular ou tubo de lavagem pode ser um sensor que identifica um componente do cascalho expansível, pelo menos um medidor de fundo de poço em tempo real que pode medir um aumento de pressão que é indicativo do final da onda alfa e do início da onda beta, um densímetro que mede a densidade do cascalho próximo à ponta 2 do espaço anular do poço de exploração, outro tipo de sensor ou um disco de ruptura. Em outras modalidades da presente divulgação, um mecanismo de detecção que mede a pressão na superfície do poço de exploração pode ser capaz de detectar pelo menos um dentre a chegada da onda alfa na ponta 2 do espaço anular do poço de exploração e o início da onda beta na ponta 2 do espaço anular do poço de exploração.
[037] O método de acordo com uma ou mais modalidades da presente divulgação também pode incluir o uso de simulações numéricas para prever a chegada da onda alfa na ponta 2 do espaço anular do poço de exploração ou o início da onda beta na ponta 2 do espaço anular do poço de exploração.
[038] Na etapa S18 da FIG. 2, a circulação da pasta fluida é interrompida após a detecção de pelo menos um dentre a chegada da onda alfa e o início da onda beta na ponta 2 do espaço anular do poço de exploração.
[039] Na etapa S20 da FIG. 2, o cascalho expansível é acionado para expandir de forma a preencher o espaço anular do poço de exploração em torno de pelo menos uma peneira de controle de areia acima da onda alfa. Em uma ou mais modalidades, o cascalho expansível inclui pelo menos um componente reativo que é desencadeado por pelo menos um dentre salinidade, temperatura, pH ou outra propriedade do poço de exploração para fazer com que o cascalho expansível se expanda e aumente em volume. Vantajosamente, o cascalho expansível é capaz de se expandir para preencher completamente o espaço anular do poço de exploração de forma a alcançar um enchimento com cascalho completo que é desprovido de espaços vazios para o controle eficaz de areia durante a produção, sem colocar pressão indevida na formação.
[040] Embora algumas modalidades da presente descrição tenham sido descritas em detalhes acima, os peritos versados na técnica compreenderão facilmente que são possíveis muitas modificações sem se afastar materialmente dos ensinamentos do presente relatório descritivo Consequentemente, tais modificações são destinadas para serem incluídas dentro do escopo desta divulgação, conforme definido nas reivindicações.
Claims (16)
1. Método de instalação de um enchimento com cascalho em um espaço anular de poço de exploração de um poço aberto que penetra uma formação subterrânea, caracterizado pelo fato de que compreende: instalar pelo menos uma peneira de controle de areia no poço aberto, pelo menos uma peneira de controle de areia sendo disposta em torno de um elemento tubular; circular uma pasta que compreende um cascalho expansível e um fluido transportador; depositar a pasta no espaço anular do poço de exploração em torno de pelo menos uma peneira de controle de areia em uma onda alfa começando em uma ponta 1 do espaço anular do poço de exploração; detectar pelo menos um de: chegada da onda alfa em uma ponta 2 do espaço anular do poço de exploração; e início de uma onda beta na ponta 2 do espaço anular do poço de exploração; parar a circulação da pasta; e acionar o cascalho expansível para expandir de forma a preencher o espaço anular do poço de exploração em torno de pelo menos uma peneira de controle de areia acima da onda alfa.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa de detecção compreende o uso de um mecanismo de detecção instalado na ponta do elemento tubular.
3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o elemento tubular é um tubo de lavagem.
4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o mecanismo de detecção é um sensor que identifica um componente do cascalho expansível.
5. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o mecanismo de detecção compreende pelo menos um medidor de fundo de poço em tempo real.
6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa de detecção compreende o uso de um mecanismo de detecção que mede a pressão em uma superfície.
7. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma peneira de controle de areia compreende pelo menos um dispositivo de controle de entrada.
8. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma peneira de controle de areia compreende pelo menos uma peneira sacrificial e pelo menos uma peneira não sacrificial.
9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que um aumento de pressão durante a onda beta não excede uma pressão de atrito através de pelo menos uma peneira sacrificial ou pelo menos uma junta de pelo menos uma peneira não sacrificial.
10. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa de acionamento compreende o uso de pelo menos um mecanismo de acionamento selecionado do grupo que consiste em: salinidade; temperatura; e pH para expandir o cascalho expansível.
11. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma peneira de controle de areia é uma peneira de caminho alternativo com tubos de derivação.
12. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma peneira de controle de areia tem tubos de derivação apenas em seções de compleção que são isoladas com pelo menos um de um packer e uma seção de xisto.
13. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pressão exercida sobre a formação subterrânea e a pelo menos uma peneira de controle de areia após a expansão do cascalho expansível é menor do que uma classificação de pressão de colapso da pelo menos uma peneira de controle de areia.
14. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o cascalho expansível é acionado para expandir de forma a preencher completamente o espaço anular do poço de exploração em torno de pelo menos uma peneira de controle de areia acima da onda alfa, de modo que o espaço anular do poço de exploração seja desprovido de espaços vazios.
15. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda prever a chegada da onda alfa na ponta 2 do espaço anular do poço de exploração.
16. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda prever o início da onda beta na ponta 2 do espaço anular do poço de exploração.
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