BR122020004840B1

BR122020004840B1 - Coluna de completação

Info

Publication number: BR122020004840B1
Application number: BR122020004840-9A
Authority: BR
Inventors: Timothy R. Tips; William M. Richard
Original assignee: Halliburton Energy Services, Inc
Priority date: 2012-09-26
Filing date: 2012-09-26
Publication date: 2021-05-04
Also published as: AU2012391052A1; AU2012391052B2; EP2900903B1; WO2014051557A1; EP2900903A4; AU2016228178B2; AU2016228178A1; EP3578752A1; MX355034B; EP3578752B1; MX2015003815A; SG11201502303UA; BR112015006645A2; BR112015006645B1; EP2900903A1

Abstract

um sistema para utilização com um poço tendo múltiplas zonas (28) pode incluir múltiplas peneiras de poço (24) que filtram o escoamento de fluido (52) entre uma coluna de completação (12) e uma das respectivas zonas (28), pelo menos, um guia de ondas óptico que detecta pelo menos uma propriedade do fluido (52) conforme este escoa entre coluna de completação (12) e em pelo menos uma das zonas (28), múltiplos dispositivos de controle de fluxo (32) que, de forma variável, restringe o fluxo do fluido (52) através de uma respectiva das peneiras de poço (24), e múltiplos sensores de pressão (36) que detectam a pressão do fluido (52) que escoa através de uma respectiva das peneiras de poço (24). uma coluna de completação (12) para a utilização em um poço subterrâneo pode incluir pelo menos uma peneira de poço (24), pelo menos um dispositivo de controle de fluxo (30) que seletivamente impede e permite, substancialmente, o fluxo sem restrições através da peneira do poço (24), e pelo menos um outro dispositivo de controle de fluxo (32) o qual é operado de forma remota, e que variavelmente restringe o fluxo através da peneira do poço (24).

Description

Campo técnico

[0001] Esta divulgação refere-se, em geral, a equipamentos utilizados e operações realizadas em conjunto com poços subterrâneos e, em um exemplo descrito abaixo, mais particularmente, fornece uma completação de poço inteligente de múltiplas zonas integradas.

Antecedentes

[0002] Onde múltiplas zonas estão para ser produzidas (ou injetadas) em um poço subterrâneo, pode ser difícil determinar como os fluidos se comunicam entre uma formação de terra e uma coluna de completação no poço. Isto pode ser particularmente difícil quando os fluidos produzidos a partir das múltiplas zonas são misturados na coluna de completação, ou quando o mesmo fluido é injetado a partir do poço dentro das múltiplas zonas.

[0003] Portanto, será apreciado que melhorias sejam continuamente necessárias na técnica de construção e operação de sistemas de completação de poço.

Sumário

[0004] Nesta divulgação, sistemas e métodos são providos, os quais trazem melhorias para as técnicas de construção e operação de sistemas de completação de poço. Um exemplo está descrito abaixo, no qual um dispositivo de restrição de fluxo variável é configurado para receber fluido que escoa através de uma peneira de poço. Outro exemplo é descrito a baixo no qual um guia de ondas ópticas é posicionado do lado externo a uma coluna de completação, e um ou mais sensores de pressão detectam a pressão interna e/ou externa a coluna de completação.

[0005] Um sistema para a utilização com um poço subterrâneo tendo múltiplas zonas de formação de terra é provido para a técnica através da divulgação abaixo. Em um exemplo, o sistema pode incluir múltiplas peneiras de poço, as quais filtram o escoamento de fluido entre uma coluna de completação no poço e uma das respectivas das múltiplas zonas, pelo menos um guia de ondas óptico que detecta pelo menos uma propriedade do fluido conforme ele escoa entre coluna de completação e de pelo menos uma das zonas, múltiplos dispositivos de controle de fluxos que restringem, de forma variável, o fluxo do fluido através de uma respectiva das múltiplas peneiras de poço, e múltiplos sensores de pressão que detectam a pressão do fluido que escoa através de uma respectiva das múltiplas peneiras de poço.

[0006] Uma coluna de completação para a utilização em um poço subterrâneo é também descrita abaixo. Em um exemplo, a coluna de completação pode incluir pelo menos uma peneira de poço, pelo menos um dispositivo de controle de fluxo que, seletivamente, permite e evita substancialmente, o fluxo sem restrições através da peneira do poço, e pelo menos um outro dispositivo de controle de fluxo, o qual é operável remotamente, e que restringe, de forma variável, o fluxo através da peneira do poço.

[0007] Também é descrito abaixo um método de operação de uma coluna de completação em um furo de poço subterrâneo. Em um exemplo, o método compreende: a) fechar todos os múltiplos dispositivos de controle de fluxo conectados na coluna de completação, a coluna de completação incluindo múltiplas peneiras de poço que filtram o escoamento de fluido entre a coluna de completação e uma respectiva das múltiplas zonas da formação de terra, pelo menos um guia de onda óptico que detecta pelo menos uma propriedade do fluido conforme este escoa entre a coluna de completação e pelo menos uma das zonas, os múltiplos dispositivos de controle de fluxo que restringem, de forma variável, o fluxo do fluido através de uma respectiva das múltiplas peneiras de poço, e múltiplos sensores de pressão que detectam a pressão do fluido que escoa através de uma respectiva das múltiplas peneiras de poço; b) abrir, pelo menos parcialmente, um primeiro de um dos dispositivos de controle de fluxo selecionado; e c) medir uma alteração na propriedade detectada pelo guia de onda óptica e uma alteração na pressão do fluido como um resultado da abertura de um dos dispositivos de controle de fluxo selecionado.

[0008] Estas e outras características, vantagens e benefícios serão evidentes para um técnico no assunto, após a consideração cuidadosa da descrição detalhada concretizações representativas da divulgação aqui abaixo e dos desenhos anexos, nos quais os elementos semelhantes estão indicados nas várias figuras utilizando os mesmos números de referência.

Breve descrição dos desenhos

[0009] A figura 1 é uma vista representativa parcialmente em corte transversal de um sistema de poço e método associado que podem incorporar os princípios desta divulgação;

[0010] As figuras 2A-C são vistas em corte transversal representativas de seções longitudinais sucessivas de uma coluna de completação, que pode ser utilizada no sistema e método de poço da figura 1, e que podem incorporar os princípios desta divulgação;

[0011] A figura 3 é uma vista em corte transversal representativa de uma seção da coluna de completação, com o escoamento de fluido a partir de uma formação de terra dentro da coluna de completação;

[0012] A figura 4 é uma visão em elevação representativa de outra seção da coluna de completação;

[0013] A figura 5 é uma vista em corte transversal representativa de outro exemplo do sistema e método de poço;

[0014] A figura 6 é uma vista em corte transversal representativa de um dispositivo de controle de fluxo que podem ser utilizado no sistema e método de poço;

[0015] A figura 7 é uma vista em corte transversal representativa de uma conexão molhada (“wet connection”) que pode ser utilizada no sistema e método de poço; e

[0016] A figura 8 é uma vista em corte transversal representativa de uma junta de expansão que pode ser utilizada no sistema e método de poço.

Descrição detalhada

[0017] Um sistema 10 de completação de poço e o método relacionado estão representativamente ilustrados na figura 1, os quais podem incorporar os princípios desta divulgação. No entanto, deve ser claramente entendido que o sistema 10 e o método são meramente um exemplo de uma aplicação dos princípios desta descrição na prática, e uma ampla variedade de outros exemplos são possíveis. Assim, o escopo desta divulgação não está limitado a todos os detalhes do sistema 10 e método aqui descritos e/ou representados nos desenhos.

[0018] No exemplo da figura 1, uma coluna de completação 12 foi instalada em um furo de poço 14 revestido com o tubo de revestimento 16 e cimento 18. Em outros exemplos, o furo de poço 14 pode ser, pelo menos parcialmente, sem revestimento ou furo aberto.

[0019] A coluna de completação 12 inclui múltiplos conjuntos 20 de equipamento de completação. Em alguns exemplos, todos os conjuntos 20 de equipamento de completação podem ser transportados para dentro do poço ao mesmo tempo, e cascalho 22 pode ser colocado sobre as peneiras de poço 24 incluídas no equipamento de completação, todos em um único trajeto dentro do furo de poço 14.

[0020] Por exemplo, um sistema e uma técnica que podem ser utilizados para a instalação de múltiplos arranjos de equipamento de completação e enchimento com cascalho sobre as peneiras de poço do equipamento completação é comercializado pela Halliburton Energy Services, Inc. de Houston, Texas EUA como o sistema “Enhanced Single Trip Nulti-zone(TM), ou ESTMZ(TM). No entanto, outros sistemas e técnicas podem ser utilizados, sem se afastarmos dos princípios desta divulgação.

[0021] Obturadores 26 são utilizados para isolar múltiplas zonas de formação de terra 28 uma da outra no furo de poço 14. Os obturadores 26 vedam um espaço anular 30 formado radialmente entre a coluna de completação 12 e o furo de poço 14.

[0022] É também incluído em cada conjunto 20 de equipamento de completação, um dispositivo de controle de fluxo 32 e um dispositivo de controle hidráulico (34) 34 que controla o acionamento hidráulico do dispositivo de controle de fluxo. Um dispositivo de controle de fluxo adequado, que pode, de forma variável, restringir o fluxo para dentro ou para fora da coluna de completação 12, é a válvula de controle de intervalo infinitamente variável IV-ICV(TM) comercializada pela Halliburton Energy Services, Inc. Um dispositivo de controle hidráulico (34) apropriado para controlar o acionamento hidráulico da IV-ICV(TM) é o sistema de gerenciamento e análise do reservatório controlado na superfície, ou SCRAMS(TM), que também é comercializado pela Halliburton Energy Services.

[0023] Em cada conjunto de equipamento de completação 20, um sensor de pressão (36) 36 é incluído para o sensoriamento da pressão interna e/ou externa para a coluna de completação 12. O sensor de pressão (36) 36 pode ser provido como parte do dispositivo de controle hidráulico (34) 34 (tal como, parte dos SCRAMS(TM) do dispositivo), ou um sensor de pressão (36) separado pode ser utilizado. Se um sensor de pressão (36) separado 36 é utilizado, um sensor adequado é o sensor de pressão (36) ROC(TM) comercializado pela Halliburton Energy Services, Inc.

[0024] Após a operação de enchimento com cascalho ser completada, é recuperada uma coluna de trabalho de enchimento com cascalho e a ferramenta de serviço (não mostrada) utilizada para transportar a coluna de completação 12 no furo de poço, e uma coluna de produção 38 é abaixada no furo de poço 14 e estabilizada (“stabbed”) na coluna de completação 12. A coluna de produção 38, neste exemplo, inclui vedações 40 para acoplar, de modo vedado, uma vedação de furo 42 em um superior dos mais elevados obturadores 26, uma junta de expansão 44 para o espaçamento conveniente para uma suspensão de tubulação em uma cabeça de poço (não mostrada), e um obturador 46.

[0025] A junta de expansão 44 pode ser semelhante a um Long Space Out Travel Joint, ou LSOTJ(TM), comercializado pela Halliburton Energy Services, Inc., exceto que a provisão é feita para estender as linhas 48 através da junta de expansão. Preferivelmente, as vedações 40 são estabilizadas na vedação de furo 42, e, em seguida, a junta de expansão 44 é acionada para permitir esta a comprimir, de modo que o espaçamento para fora apropriado seja alcançado para o posicionamento acima de uma cabeça de poço. O obturador 46 é, em seguida, colocado, por exemplo, através da aplicação de pressão a uma das linhas hidráulicas 48.

[0026] Quando a coluna de produção 38 está posicionada na coluna de completação 12, uma conexão molhada é feita entre as linhas 48 transportadas sobre a coluna de produção e linhas 50 transportadas sobre a coluna de completação. Preferencialmente, as linhas 48, 50 incluem cada, uma ou mais linhas elétricas, hidráulicas e ópticas (por exemplo, pelo menos um guia de onda óptico, tais como, uma fibra óptica, fita óptica, etc.). Um exemplo de tal conexão molhada é representado na figura 7, e é descrito mais completamente abaixo.

[0027] No exemplo da figura 1, as linhas 48, 50 estão representadas como sendo externas à coluna de produção 38 e a coluna de completação 12, respectivamente, mas em outros exemplos, todas ou parte das linhas podem ser posicionadas internas a coluna de produção e/ou de completação, ou em uma parede da coluna de produção e/ou completação. O escopo desta divulgação não está limitado a quaisquer locais particulares das linhas 48, 50.

[0028] Preferencialmente, o(s) guia(s) de ondas óptico(s) é/são externo(s) à uma coluna de completação 12 (por exemplo, entre as peneiras do poço 24 e o furo de poço 14), de modo que as propriedades do fluido 52, que escoa entre as zonas 28 e o interior da coluna de completação 12, podem ser prontamente detectadas através do(s) guia(s) de ondas óptico(s). Em outros exemplos, o guia de ondas óptico pode ser posicionado em uma parede do tubo de revestimento 16, externo à carcaça, no cimento 18, etc..

[0029] Preferencialmente, o guia de ondas óptico é capaz de detectar a temperatura e/ou pressão do fluido 52. Por exemplo, o guia de ondas óptico pode ser parte de um sistema de sensoriamento de temperatura distribuída (DTS), que detecta o retroespalhamento de Rayleigh, no guia de ondas óptico, conforme uma indicação de temperatura ao longo do guia de ondas. Para o sensoriamento da pressão, o guia de ondas óptico pode ser equipado com redes de Bragg de fibra e/ou retroespalhamento de Brillouin, no guia de ondas óptico pode ser detectado conforme uma indicação da tensão (resultante de pressão) ao longo do guia de ondas óptico.

[0030] No entanto, o escopo desta divulgação não é limitado a qualquer técnica particular para o sensoriamento de qualquer propriedade particular do fluido 52.

[0031] O fluido 52 está representado na figura 1 como fluindo a partir das zonas 28 dentro da coluna de completação 12, como em uma operação de produção. No entanto, os princípios desta divulgação são também aplicáveis a situações (tais como, acidificação, fratura, outras operações de estímulo, conformidade ou outras operações de injeção, etc.), onde o fluido 52 é injetado a partir da coluna de completação 12 para dentro de uma ou mais das zonas 28.

[0032] Em um método, todos os dispositivos de controle de fluxo 32 podem ser fechados, para impedir desse modo o fluxo do fluido 52 através de todas as peneiras 24, e, em seguida, um dos dispositivos de controle de fluxo pode ser aberto para permitir que o fluido escoe através de uma das peneiras correspondentes. Deste modo, as propriedades do fluido 52, que escoa entre a respectiva zona 28 e através da respectiva peneira de poço 24, podem ser individualmente detectadas através do guia de ondas óptico. Os sensores de pressão 36 podem, entretanto, detectar pressões internas e/ou externas distribuídas longitudinalmente ao longo da coluna de completação 12, e isto irá fornecer um operador com informação significativa sobre como e onde o fluido 52 escoa entre as zonas 28 e o interior da coluna de completação.

[0033] Este processo pode ser repetido para cada uma das zonas 28 e/ou cada um dos conjuntos 20 de equipamento de completação, de modo que as características do fluido 52 e trajetos de fluxo podem ser modelados com precisão ao longo da coluna de completação 12. Podem também ser detectadas a invasão de água ou gás, o início da inundação de água ou vapor, etc., em zonas individuais 28 utilizando este processo.

[0034] Referindo agora adicionalmente às figuras 2A-C, um exemplo de uma seção longitudinal da coluna de completação 12 é ilustrada de forma representativa. A seção ilustrada representa como o fluxo através das peneiras de poço 24 pode ser controlado de forma eficaz utilizando os dispositivos de controle de fluxo 32. A seção mostrada nas figuras 2A-C pode ser utilizada no sistema 10 e na coluna de completação 12 da figura 1, ou pode ser utilizada em outros sistemas e/ou colunas de completação.

[0035] Nos exemplos das figuras 2A-C, três dos dispositivos de controle de fluxo 32 são utilizados para restringir o fluxo, de forma variável, através de seis das peneiras de poço 24. Isto demonstra que qualquer número de dispositivos de controle de fluxo 32 e qualquer número de peneiras de poço 24 pode ser utilizado para controlar o fluxo do fluido 52 entre uma das correspondentes zonas 28 e da coluna de completação 12. O escopo desta divulgação não está limitado a qualquer número particular ou combinação dos vários componentes da coluna de completação 12.

[0036] Outro dispositivo de controle de fluxo 54 (tal como, uma válvula do tipo-luva deslizante atuada mecanicamente, etc.) pode ser utilizado para, seletivamente, permitir e impedir o fluxo substancialmente sem restrições através das peneiras de poço 24. Por exemplo, durante as operações de enchimento com cascalho, pode ser desejável permitir o fluxo sem restrições através das peneiras de poço 24, para a circulação do fluido de lama de volta para a superfície da terra. Em operações de fratura ou outra estimulação, o dispositivo de controle de fluxo 54 pode ser fechado para impedir, desse modo, o fluxo através das peneiras 24, de modo que pressão suficiente pode ser aplicada na parte externa das peneiras para forçar o fluido para fora na zona correspondente 28.

[0037] Um dispositivo superior de controle hidráulico 34 é utilizado para controlar a operação de um dispositivo superior de controle de fluxo 32 (figura 2A), e para controlar um dispositivo intermediário de controle de fluxo (figura 2B). Um dispositivo inferior de controle hidráulico 34 é utilizado para controlar o acionamento de um dispositivo inferior de controle de fluxo 32 (figura 2C).

[0038] Se o dispositivo SCRAMS(TM) acima mencionado é utilizado nos dispositivos de controle hidráulico 34, os sinais transmitidos através das linhas elétricas 50 são utilizados para controlar a aplicação da pressão hidráulica a partir das linhas hidráulicas para um dos dispositivos de controle de fluxo 32 selecionado. Deste modo, os dispositivos de controle de fluxo 32 podem ser individualmente acionados utilizando os dispositivos de controle hidráulico 34.

[0039] Na figura 2A, pode ser visto que uma tubulação interna 60 é fixada a uma tubulação externa 94 (por exemplo, por meio de roscas, etc.), de modo que a tubulação interna 60 pode ser utilizada para suportar um peso de um restante abaixo da coluna de completação 12.

[0040] Referindo-se adicionalmente agora à figura 3, é ilustrado, de forma representativa, um exemplo de como o dispositivo de controle de fluxo 32 pode ser utilizado para controlar o fluxo do fluido 52 através da peneira de poço 24. Nesta vista, pode ser observado que o fluido 52 entra na peneira de poço 24 e escoa para dentro de uma área anelar 56 formada radialmente entre uma tubulação base perfurada 58 da peneira de poço e uma tubulação interna 60. O fluido 52 escoa através da área anelar 56 para o dispositivo de controle de fluxo 32, o qual está contido dentro de um envoltório tubular externo 62.

[0041] O dispositivo de controle de fluxo 32 restringe, de forma variável, o fluxo do fluido 52 a partir da área anular 56 para uma passagem de fluxo 64, estendendo longitudinalmente através da coluna de completação 12. Tal restrição variável pode ser utilizada para equilibrar a produção das múltiplas zonas 28, para evitar barreira de água ou gás, etc. Naturalmente, se o fluido 52 é injetado nas zonas 28, a restrição variável pode ser utilizada para controlar uma forma ou extensão de um início de inundação de vapor ou água em várias zonas, etc.

[0042] Referindo-se adicionalmente agora à figura 4, é ilustrada, de forma representativa, uma maneira na qual as linhas 50 podem ser direcionadas através da coluna de completação 12. Nesta vista, pode ser visto o envoltório 62 é removido, de modo que as linhas 50 se estendem a partir de um dos dispositivos de controle de fluxo 32 (tal como, o dispositivo de controle de fluxo intermediário representado na figura 2B) para uma peneira de poço 24 abaixo do dispositivo de controle de fluxo.

[0043] As linhas 50 se estendem a partir de um conector 66 no dispositivo de controle de fluxo 32 para uma conexão extrema 68 da peneira de poço 24, onde as linhas são direcionadas para outro conector 70 para estender as linhas mais para baixo da coluna de completação 12. A conexão extrema 68 pode ser provida com passagens de fluxo (não mostradas) para permitir que o fluido 52 escoe longitudinalmente através da conexão extrema a partir da peneira do poço 24 para o dispositivo de controle de fluxo 32 através da área anular 56. A fundição da conexão extrema 68, pode permitir a formação de passagem de fluxo e formas de condutos complexas na conexão extrema, mas podem ser utilizados outros meios de fabricação da conexão extrema, se desejado.

[0044] Referindo-se adicionalmente agora à figura 5, é ilustrado, de forma representativa, outro exemplo do sistema de completação 10 e da coluna de completação 12. Neste exemplo, o conjunto 20 do equipamento de completação inclui apenas uma de cada peneira de poço 24, dispositivo de controle de fluxo 32, dispositivo de controle hidráulico (34) 34, e dispositivo de controle de fluxo 54. No entanto, conforme acima mencionado, qualquer número ou combinação de componentes pode ser utilizado, de acordo com o escopo desta divulgação.

[0045] Uma diferença no exemplo da figura 5 é que o dispositivo de controle de fluxo 54, e pelo menos uma porção do dispositivo de controle de fluxo 32, estão posicionados dentro da peneira de poço 24. Isto pode proporcionar uma configuração mais compacta longitudinalmente, e eliminar a utilização do envoltório 62. Deste modo, será apreciado que o escopo desta divulgação não está limitado a qualquer configuração ou arranjo particular dos componentes da coluna de completação 12.

[0046] Adicionalmente, pode ser visto na figura 5 que o dispositivo de controle hidráulico (34) 34 pode incluir o sensor de pressão (36) 36, que pode ser transportado para o interior da passagem de fluxo 64 e/ou ao espaço anular 30 externo a coluna de completação 12. Múltiplos sensores de pressão 36 podem ser providos no dispositivo de controle hidráulico (34) 34 para detectar, separadamente, as pressões internas a, ou externas a, coluna de completação 12.

[0047] Referindo-se adicionalmente agora à figura 6, é ilustrado, de forma representativa, outro exemplo de como o dispositivo de controle de fluxo 32 pode ser conectado ao dispositivo de controle hidráulico (34) 34. Neste exemplo, o dispositivo de controle hidráulico (34) 34 inclui eletrônica 72 (tal como, um ou mais processadores, memória, baterias, etc.) responsíveis aos sinais transmitidos a partir de um local remoto (por exemplo, uma estação de controle na superfície da Terra, uma instalação no leito do mar, uma plataforma flutuante, etc.) através das linhas 50 para direcionar a pressão hidráulica (através de um coletor hidráulico, não mostrado) a um atuador 74 do dispositivo de controle de fluxo 32.

[0048] O dispositivo de controle de fluxo 32 na figura 6 inclui uma luva 76 que é deslocada pelo atuador 74 em relação a uma abertura 78 em uma carcaça externa 80, a fim de restringir, de forma variável, o fluxo através da abertura. Preferivelmente, o dispositivo de controle de fluxo 32 também inclui um indicador de posição 82, de modo que a eletrônica 72 possa verificar se a luva 76 está adequadamente posicionada para obter uma restrição de fluxo desejada. O(s) sensor(es) de pressão 36 pode(m) ser utilizado(s) para verificar que um diferencial de pressão desejado é alcançado através do dispositivo de controle de fluxo 32.

[0049] Referindo-se adicionalmente agora à figura 7, é ilustrada, de forma representativa, uma maneira na qual uma conexão molhada 84 pode ser feita entre as linhas 48, na coluna de produção 38, e as linhas 50, na coluna de completação 12. Neste exemplo, a conexão molhada 84 é feita acima do obturador 26 mais elevado, mas em outros exemplos, a conexão molhada poderia ser feita dentro do obturador, abaixo do obturador, ou em outro local.

[0050] Conforme representado na figura 7, um conector molhado (“wet conector”) 86, na coluna de produção 38, é axialmente engatado com um conector molhado 88 na coluna de completação 12 quando as vedações 40 estão estabilizadas na vedação de furo 42. Embora apenas um conjunto esteja visível na figura 7, a conexão molhada 84 inclui, preferivelmente, conectores 86, 88 para cada uma das conexões elétrica, hidráulica e óptica entre as linhas 48, 50.

[0051] No entanto, não é necessário que todas as conexões molhadas elétrica, hidráulica e óptica sejam feitas pelo acoplamento axial de conectores 86, 88. Por exemplo, as conexões hidráulicas orientadas radialmente podem ser feitas através da utilização de vedações e portas espaçadas longitudinalmente na coluna de produção 38 e na coluna de completação 12. Conforme outro exemplo, uma conexão molhada elétrica poderia ser feita com um acoplamento indutivo. Assim, o escopo desta divulgação não está limitado a utilização de qualquer tipo particular de conectores molhada.

[0052] Referindo adicionalmente agora à figura 8, é ilustrado de forma representativa, uma maneira na qual as linhas 48 podem ser estendidas através da junta de expansão 44 no sistema 10. Nesta vista, pode ser observado que as linhas 48 (preferivelmente, incluindo linhas elétrica, hidráulica e óptica) são enroladas entre um mandril interno 90 e uma carcaça externa 92 da junta de expansão 44.

[0053] No entanto, note que a utilização da junta de expansão 44 não é necessária no sistema 10. Por exemplo, um espaçamento entre o obturador mais elevado 26 e uma sede da suspensão da tubulação na cabeça do poço (não mostrada) pode ser medido com precisão, e a coluna de produção 38 pode ser configurada de forma corresponde, no caso o obturador 46 não pode ser utilizado na coluna de produção.

[0054] Embora o dispositivo de controle de fluxo 32, nos exemplos acima, é descrito como sendo um estrangulamento variável remotamente acionado hidraulicamente, qualquer tipo de dispositivo de controle de fluxo que fornece uma resistência variável ao fluxo pode ser utilizado, de acordo com o escopo desta divulgação. Por exemplo, pode ser utilizado um dispositivo de controle de influxo acionado remotamente. Um dispositivo de controle de influxo pode ser acionado utilizando o dispositivo de controle hidráulico (34) 34 descrito acima, ou linhas de controle hidráulicas relativamente simples podem ser utilizadas para acionar um dispositivo de controle de influxo.

[0055] Alternativamente, um dispositivo de controle de influxo autônomo (um que varia uma resistência ao fluxo sem comandos ou sinais de atuação transmitidos a partir de um local remoto), tal como aqueles descritos nas Publicações US Nos. 2011/0042091, 2011/0297385, 2012/0048563 e outros, pode ser utilizado.

[0056] A utilização de um dispositivo de controle de influxo (autônomo ou remotamente acionado) pode ser preferível para operações de injeção, por exemplo, se não for necessária uma regulagem precisa da resistência do fluxo. No entanto, deve ser apreciado que o escopo desta divulgação não está limitado à utilização de qualquer tipo particular de dispositivo de controle de fluxo, ou a utilização de um tipo particular de dispositivo de controle de fluxo em um tipo particular de operação.

[0057] Alternativamente, poderia ser utilizada uma válvula de luva deslizante operável remotamente que se abre pelo comando a partir da superfície. Um sinal de abertura pode ser transmitido através da linha de controle elétrica, ou o sinal pode ser enviado a partir da superfície abaixo da tubulação, por exemplo, através da telemetria de pulso de pressão HALSONICS(TM), um sistema de telemetria acústica ATS(TM), um sistema de telemetria de pulso de lama DYNALINK(TM), um sistema de telemetria eletromagnética, etc. A válvula de luva deslizante pode ter uma bateria, um sensor, um computador (ou, pelo menos, um processador e memória), e um sistema de atuação para abrir sobre comando.

[0058] Ao invés de, ou em adição a, aos sensores de pressão 36, sensores de pressão e/ou temperatura separados podem ser transportados para dentro da coluna de completação 12 durante o método descrito acima, onde são determinados as características e os percursos de fluxo do fluido 52 escoando entre a coluna de completação e as zonas individuais 28. Por exemplo, um wireline ou tubulação enrolada transportada no tubo de imersão perfurado, poderia ser transportado dentro de uma coluna de completação durante ou antes da execução do método.

[0059] Pode agora ser totalmente apreciado que a divulgação acima fornece avanços significativos para a técnica de construção e operação de sistemas de completação de poço. Nos exemplos descritos acima, diagnósticos melhorados de poços são tornados possíveis através da utilização de um dispositivo de controle de fluxo seletivamente variável 32 integrado com um sensor óptico (por exemplo, um guia de onda óptico, como parte das linhas 50) externas a coluna de completação 12, e sensores de pressão 36 transportados para uma parte interna e/ou externa da coluna de completação.

[0060] Um sistema 10 para a utilização com um poço subterrâneo tendo múltiplas zonas de formação de terra 28 é provido para a técnica pela divulgação acima. Em um exemplo, o sistema 10 pode incluir: múltiplas peneiras de poço 24 que filtram o fluido 52 escoando entre uma coluna de completação 12 no poço e uma respectiva das múltiplas zonas 28; pelo menos um guia de ondas óptico 50 que detecta pelo menos uma propriedade do fluido 52 à medida que ele escoa entre a coluna de completação 12 e pelo menos uma das zonas 28; múltiplos dispositivos de controle de fluxo 32, os quais restringem, de forma variável, o fluxo do fluido 52 através de uma respectiva das múltiplas peneiras de poço 24; e múltiplos sensores de pressão 36 que detectam a pressão do fluido 52 que escoa através de uma respectiva das múltiplas peneiras de poço 24.

[0061] As múltiplas peneiras de poço 24, o guia de ondas óptico 50, os múltiplos dispositivos de controle de fluxo 32, e os múltiplos sensores de pressão 36, podem ser instalados no poço em um único percurso dentro do furo de poço.

[0062] O sistema 10 pode também incluir múltiplos dispositivos de controle hidráulico 34 que controlam a aplicação da pressão de acionamento hidráulico a um respectivo dos múltiplos dispositivos de controle de fluxo 32.

[0063] Um único dos dispositivos de controle hidráulico 34 pode controlar a aplicação de pressão de acionamento hidráulico para um dos múltiplos dispositivos de controle de fluxo 32.

[0064] Os sensores de pressão 36 podem detectar a pressão do fluido 52 externa e/ou interna à coluna de completação 12.

[0065] Os dispositivos de controle de fluxo 32 podem compreender restringidores variáveis acionados hidraulicamente de forma remota. Os dispositivos de controle de fluxo 32 podem compreender restritores autônomos de fluxo variável.

[0066] Os dispositivos de controle de fluxo 32, em alguns exemplos, recebem o fluido 52 a partir de uma das respectivas múltiplas peneiras de poço 24.

[0067] O sistema 10 pode incluir uma conexão molhada hidráulica, elétrica e óptica combinada 84.

[0068] O sistema 10 pode incluir uma expansão de expansão 44 com linhas hidráulica, elétrica e óptica 48 atravessando a junta de expansão 44.

[0069] O guia de ondas óptico 50 pode ser posicionado externo às peneiras de poço 24. O guia de ondas óptico 50 pode ser posicionado entre as peneiras de poço 24 e as zonas 28.

[0070] É também descrito acima, uma coluna de completação 12 para a utilização em um poço subterrâneo. Em um exemplo, a coluna de completação 12 pode incluir pelo menos uma peneira de poço 24; pelo menos um primeiro dispositivo de controle de fluxo (54) 54; e pelo menos um segundo dispositivo de controle de fluxo (32) 32, o segundo dispositivo de controle de fluxo (32) 32 sendo operável de forma remota. O primeiro dispositivo de controle de fluxo (54) 54 seletivamente impede e permite, substancialmente, o fluxo irrestrito através da peneira de poço 24. O segundo dispositivo de controle de fluxo (32) 32 variavelmente restringe o fluxo através da peneira do poço 24.

[0071] A coluna de completação 12 pode incluir um dispositivo de controle hidráulico (34) 34 que controla a aplicação da pressão de acionamento hidráulico ao segundo dispositivo de controle de fluxo (32) 32.

[0072] O segundo dispositivo de controle de fluxo (32) 32 pode compreender múltiplos segundos dispositivos de controle de fluxo 32, e o dispositivo de controle hidráulico (34) 34 pode controlar a aplicação da pressão de acionamento hidráulico aos múltiplos segundos dispositivos de controle de fluxo 32.

[0073] A coluna de completação 12 pode incluir, pelo menos, um guia de ondas óptico 50, que está operativo para detectar pelo menos uma propriedade de um fluido 52 que escoa através da peneira de poço 24.

[0074] Um método de funcionamento de uma coluna de completação 12 em um poço subterrâneo é também descrito acima. Em um exemplo, o método pode compreender: o fechamento de todos os múltiplos dispositivos de controle de fluxo 32 conectados na coluna de completação 12, a coluna de completação 12 incluindo múltiplas peneiras de poço 24 que filtram o fluido 52 escoando entre a coluna de completação 12 e uma respectiva das múltiplas zonas de formação de terra 28, pelo menos, um guia de ondas óptico 50 que detecta pelo menos uma propriedade do fluido 52 conforme ele escoa entre a coluna de completação 12 e pelo menos uma das zonas 28, os múltiplos dispositivos de controle de fluxo 32 que restringem, de forma variável, o fluxo do fluido 52 através de uma respectiva das múltiplas peneiras de poço 24, e múltiplos sensores de pressão 36 que detectam a pressão do fluido 52 que escoa através de uma respectiva das múltiplas peneiras de poço 24; abrindo, pelo menos parcialmente, um primeiro de um dos dispositivos de controle de fluxo 32 selecionado; e medindo uma primeira alteração na propriedade detectada pelo guia de ondas óptico 50, e uma primeira alteração na pressão do fluido 52 conforme um resultado da abertura de um primeiro de um dos dispositivos de controle de fluxo 32 selecionado.

[0075] O método pode também incluir: o fechamento de todos os múltiplos dispositivos de controle de fluxo 32 após a etapa de abertura, pelo menos parcialmente, de um primeiro dos dispositivos de controle de fluxo 32 selecionado; a abertura, pelo menos parcialmente, de um segundo dos dispositivos de controle de fluxo 32 selecionado; e medição de uma segunda alteração na propriedade detectada pelo guia de ondas óptico 50 e uma segunda alteração na pressão do fluido 52, como um resultado da abertura de um segundo dos dispositivos de controle de fluxo 32 selecionado.

[0076] O método pode incluir a instalação das múltiplas peneiras de poço 24, o guia de onda óptico 50, os múltiplos dispositivos de controle de fluxo 32, e os múltiplos sensores de pressão 36 no poço em um único trajeto para dentro do poço.

[0077] O método pode incluir o fechamento de todos os dispositivos de controle de fluxo 32, impedindo assim o fluxo inadvertido do fluido 52 para dentro da coluna de completação 12. Esta etapa pode ser útil em uma situação de controle de poço.

[0078] O método pode incluir o fechamento de todos os dispositivos de controle de fluxo 32, impedindo assim o fluxo inadvertido do fluido 52 para fora da coluna de completação 12. Esta etapa pode ser útil na prevenção de perda de fluido 52 para as zonas circundantes 28.

[0079] Embora vários exemplos foram descritos acima, com cada exemplo tendo determinadas características, deve ser entendido que não é necessário para uma determinada característica de um exemplo que seja utilizada exclusivamente com esse exemplo. Ao contrário, quaisquer características descritas acima e/ou representadas nos desenhos, podem ser combinadas com quaisquer exemplos, em complemento ou em substituição de qualquer das outras características desses exemplos. Um exemplo das características não é mutuamente exclusivo a outro exemplo das características. Ao contrário, o escopo desta descrição engloba qualquer combinação de qualquer uma das características.

[0080] Embora cada exemplo acima descrito inclui uma determinada combinação de características, deve ser entendido que ela não é necessária para todas as características de um exemplo a ser utilizado. Ao contrário, quaisquer das características acima descritas podem ser utilizadas, sem qualquer outra característica particular ou características também sendo utilizadas.

[0081] Deve ser entendido que as várias concretizações aqui descritas, podem ser utilizadas em várias orientações, tais como, inclinada, invertida, horizontal, vertical, etc., e em várias configurações, sem se afastar dos princípios da presente descrição. As concretizações são descritas meramente como exemplos de aplicações úteis dos princípios da divulgação, que não está limitada aos detalhes específicos destas concretizações.

[0082] Na descrição acima dos exemplos representativos, os termos direcionais (tais como “acima”, “abaixo”, “superior”, “inferior”, etc.) são utilizados por conveniência em referência aos desenhos anexos. No entanto, deve ser claramente entendido que o escopo desta divulgação não é limitado a quaisquer direções particulares aqui descritas.

[0083] Os termos “incluindo”, “inclui”, “compreendendo”, “compreende” e termos semelhantes são utilizados em um sentido não limitativo nesta divulgação. Por exemplo, se um sistema, método, aparelho, dispositivo, etc., é descrito como “incluindo” uma determinada característica ou elemento, o sistema, o método, o aparelho, o dispositivo, etc., pode incluir essa característica ou elemento, e pode também incluir outras características ou elementos. Da mesma forma, o termo “compreende” é considerado para significar “compreende, mas não está limitado a”.

[0084] Naturalmente, um técnico no assunto poderia após uma cuidadosa consideração da descrição acima das concretizações representativas da divulgação, prontamente apreciar que muitas modificações, adições, substituições, exclusões, e outras modificações, podem ser feitas às concretizações específicas, e tais modificações são contempladas pelos princípios desta divulgação. Por exemplo, as estruturas descritas como sendo formadas separadamente podem, em outros exemplos, serem integralmente formadas e vice-versa. Consequentemente, a descrição detalhada acima deve ser claramente entendida como sendo dada somente a título de ilustração e exemplo, o espírito e escopo da invenção sendo somente limitados pelas reivindicações e suas equivalentes anexas.

Claims

1. Coluna de completação, para a utilização em um furo de poço (14) subterrâneo, dita coluna de completação (12) sendo caracterizada pelo fato de compreender: - pelo menos uma peneira de poço (24); - um primeiro dispositivo de controle de fluxo (54); e - pelo menos um segundo dispositivo de controle de fluxo (32) que é separadamente atuável a partir do primeiro dispositivo de controle de fluxo (54), o segundo dispositivo de controle de fluxo (32) sendo operado remotamente, - onde o primeiro dispositivo de controle de fluxo (54) seletivamente impede e permite, ao mesmo tempo, o fluxo sem restrições entre todas as peneiras do poço (24), e o interior da coluna de completação (12), e sendo que o pelo menos um segundo dispositivo de controle de fluxo (32) restringe variavelmente o fluxo entre uma ou mais das peneiras do poço (24) e o interior da coluna de completação (12).

2. Coluna de completação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de compreender adicionalmente um dispositivo de controle hidráulico (34) que controla a aplicação da pressão de acionamento hidráulico para o pelo menos um segundo dispositivo de controle de fluxo (32).

3. Coluna de completação, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de pelo menos um segundo dispositivo de controle de fluxo (32) compreender múltiplos segundos dispositivos de controle de fluxo (32), e onde o dispositivo de controle hidráulico (34) controla a aplicação da pressão de acionamento hidráulico aos múltiplos segundos dispositivos de controle de fluxo (32).

4. Coluna de completação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de compreender adicionalmente pelo menos um guia de ondas óptico (50) que é operativo para detectar pelo menos uma propriedade de um fluido (52) que escoa através da peneira de poço (24).

5. Coluna de completação, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de o guia de ondas óptico (50) ser posicionado externo à peneira de poço (24).

6. Coluna de completação, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de o guia de ondas óptico (50) ser posicionado entre a peneira de poço (24) e uma formação de terra (28).

7. Coluna de completação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o segundo dispositivo de controle de fluxo (32) compreender um restringidor variável acionado hidraulicamente.

8. Coluna de completação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de compreender adicionalmente um sensor de pressão (36) que detecta a pressão externa à coluna de completação (12).

9. Coluna de completação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de compreender adicionalmente um sensor de pressão (36) que detecta a pressão interna da coluna de completação (12).