BRPI0503274B1

BRPI0503274B1 - pressurization system and injection fluid distribution

Info

Publication number: BRPI0503274B1
Application number: BRPI0503274A
Authority: BR
Inventors: Ricardo Pinheiro Ribeiro
Original assignee: Petroleo Brasileiro Sa
Priority date: 2005-08-04
Filing date: 2005-08-04
Publication date: 2016-03-15
Also published as: BRPI0503274A

Abstract

"sistema de pressurização e distribuição de fluidos de injeção". é descrito um sistema de pressurização e injeção de fluidos para aplicação em processos que visam uma recuperação adicional de reservatórios de petróleo. o sistema compacto é instalado no interior de um poço piloto, que pode ser poço injetor ou poço abandonado temporariamente ou fora de operação, e compreende: um elemento motor (1); um elemento de entrada de fluido (2); um elemento bombeador (4); um elemento de distribuição (3); e um elemento câmara de pressurização (5)."pressurization system and injection fluid distribution". A pressurization and fluid injection system for application in processes aiming at further recovery of oil reservoirs is described. The compact system is installed within a pilot well, which may be an injector well or temporarily abandoned or out of service well, and comprises: a motor element (1); a fluid inlet element (2); a pumping element (4); a distribution element (3); and a pressurization chamber element (5).

Description

SISTEMA DE PRESSURIZAÇÃO E DISTRIBUIÇÃO DE FLUIDOS DE INJEÇÃO CAMPO DA INVENÇÃO O presente sistema de pressurização e distribuição de fluidos de injeção se insere no campo de instalações para injeção de fluidos em processos que visam a recuperação adicional de reservatórios de petróleo. Mais especificamente trata-se de um sistema compacto que é instalado no interior de um poço piloto e compreende um conjunto de elementos interligados em suas extremidades por meio de flanges, sendo adaptado ao poço por meio de uma cabeça de produção.FIELD OF INVENTION FIELD OF THE INVENTION The present injection fluid pressurization and distribution system is part of the field of fluid injection facilities in processes aimed at further recovery of oil reservoirs. More specifically, it is a compact system that is installed inside a pilot well and comprises a set of elements interconnected at its ends by means of flanges, being adapted to the well by means of a production head.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃOBACKGROUND OF THE INVENTION

Na produção de petróleo, um comportamento padrão esperado para um reservatório é que este produza óleo, gás natural e água.In oil production, an expected standard behavior for a reservoir is that it produces oil, natural gas and water.

Os fluidos contidos em um reservatório devem dispor de uma certa quantidade de energia para que possam ser produzidos. Essa energia, que recebe o nome de energia natural ou primária, resulta de todas as situações e circunstâncias geológicas pelas quais a jazida passou até se formar compietamente.The fluids contained in a reservoir must have a certain amount of energy before they can be produced. This energy, which is called natural or primary energy, results from all the geological situations and circumstances through which the deposit went through until it formed completely.

Os reservatórios, cujos mecanismos de produção são pouco eficientes e que por conseqüêncía retêm grandes quantidades de hidrocarbonetos após a exaustão da sua energia natural, são fortes candidatos ao emprego de uma série de processos que visam a recuperação adicional. Esses processos tentam interferir nas características do reservatório que favoreceram a retenção exagerada de óleo.Reservoirs, whose production mechanisms are inefficient and consequently retain large quantities of hydrocarbons after their natural energy has been exhausted, are strong candidates for the use of a series of processes aimed at further recovery. These processes attempt to interfere with reservoir characteristics that favored excessive oil retention.

Por exemplo, tem-se um processo classificado como método convencional de recuperação ao se injetar um fluido em um reservatório com a finalidade única de deslocar o óleo para fora dos poros da rocha, isto é, buscando um comportamento puramente mecânico.For example, a process has been classified as a conventional method of recovery by injecting a fluid into a reservoir for the sole purpose of displacing the oil out of the pores of the rock, that is, seeking purely mechanical behavior.

Existe uma grande diversidade de maneiras de se executar a injeção de um fluído. A opção por um dos sistemas deve ser pautada pelos aspectos da sua viabilidade técnica e econômica, Uma etapa de grande importância em um projeto de injeção de fluidos em um reservatório é a definição do esquema de injeção, isto é, a eleição de poços de injeção e de produção no campo de petróleo. Além de levar em conta as características físicas do meio poroso e dos fluidos envolvidos, o modelo escolhido deve: - proporcionar a maior produção possível de óleo durante um intervalo de tempo econômico e com o menor volume de fluido injetado possível; - oferecer boas condições de injetividade para se obter boa produtividade resultando em vazões de produção economicamente atrativas; e - ainda visando o aspecto econômico, fazer a escolha recair sobre um esquema em que a quantidade de poços novos a serem perfurados seja a menor possível, principalmente no caso da aplicação do processo de um campo já desenvolvido.There is a wide variety of ways to inject a fluid. The choice of one of the systems should be guided by its technical and economical feasibility aspects. A very important step in a reservoir fluid injection project is the definition of the injection scheme, that is, the choice of injection wells. and production in the oil field. In addition to taking into account the physical characteristics of the porous media and the fluids involved, the model chosen should: - provide the highest possible oil production over an economical time frame and with the smallest volume of injected fluid possible; - offer good injectability conditions for good productivity resulting in economically attractive production flows; and - still considering the economic aspect, make the choice fall on a scheme in which the number of new wells to be drilled is the smallest possible, especially in the case of applying the process of an already developed field.

Assim, cada projeto é exclusivo para cada reservatório embora existam aspectos que são comuns a todos os projetos, independente do reservatório ou até mesmo do fluido injetado.Thus, each project is unique to each reservoir although there are aspects that are common to all projects, regardless of reservoir or even injected fluid.

Os projetos devem especificar aspectos como: quantidades e distribuição dos poços de injeção e de produção, pressões e vazões de injeção, estimativas das vazões de produção e volumes de fluidos a serem injetados e produzidos. Esses dados, além de serem necessários para o dimensionamento dos equipamentos são fundamentais para a viabilidade econômica do projeto.Projects should specify aspects such as: injection and production well quantities and distribution, injection pressures and flow rates, production flow estimates and volumes of fluids to be injected and produced. This data, besides being necessary for equipment sizing, is fundamental for the economic viability of the project.

Os fluidos utilizados para injeção são usualmente pressurizados em estações de injeção por meio de bombas e são distribuídos através de tinhas de distribuição de um manifold que combina vazões e pressões com saída para a linha de injeção de cada poço. Estes sistemas são chamados de estações de injeção ou sistemas de injeção.Injection fluids are usually pressurized at injection stations by means of pumps and are distributed through manifold manifolds that combine flow and pressure to the injection line of each well. These systems are called injection stations or injection systems.

Uma estação de injeção de água visando recuperação secundária de reservatórios de petróleo é descrita na patente US 4,077,428. Trata-se de uma unidade móvel, terrestre, construída em módulos que podem ser ínterconectados com a unidade básica no campo para aumentar a capacidade de bombeio de uma estação de injeção.A water injection station for secondary recovery of oil reservoirs is described in US Patent 4,077,428. It is a ground-based mobile unit built in modules that can be interconnected with the base unit in the field to increase the pumping capacity of an injection station.

Em processos convencionais que utilizam água como fluido de injeção, a água pode ter origens diferentes, tais como: - água subterrânea, coletada em mananciais de subsuperfície por meio de poços perfurados para este fim; - água de superfície, coletada em rios, lagos, etc; - água do mar; e - água produzida que vem associada à produção de petróleo. A desvantagem dessa proposta quanto a exploração de poços marítimos é a necessidade de instalação da mesma sobre a plataforma semissubmersível, cuja ocupação é um dos grandes problemas para esse tipo de estrutura, devido a falta de espaço e aspectos relacionados ao equilíbrio da estrutura e flutuabilidade.In conventional processes using water as the injection fluid, water may have different origins, such as: - groundwater, collected from subsurface wells by means of wells drilled for this purpose; - surface water collected from rivers, lakes, etc .; - sea water; and - produced water that is associated with oil production. The disadvantage of this proposal regarding the exploration of marine wells is the need to install it on the semi-submersible platform, whose occupation is one of the major problems for this type of structure, due to the lack of space and aspects related to the balance of structure and buoyancy.

Um projeto para injeção de água do mar, com tratamento mínimo da água é apresentado na patente US 6,419,458 e compreende uma instalação em ambiente submarino, onde uma bomba é posicionada dentro de um poço falso e um conjunto de elementos são arranjados de modo a injetar a água pressurizada em um poço injetor vizinho a esse.A seawater injection project with minimal water treatment is disclosed in US 6,419,458 and comprises an underwater installation where a pump is positioned within a false well and a set of elements are arranged to inject the pressurized water in a neighboring injector well.

Nessa proposta, existe um custo adicional para a construção e condicionamento de um poço adicional - o poço falso, para a instalação da bomba de injeção, além das linhas , pontos de captação de água e demais equipamentos submarinos para possibilitar que a água captada seja propícia para o processo.In this proposal, there is an additional cost for the construction and conditioning of an additional well - the false well, for the installation of the injection pump, as well as the lines, water catchment points and other subsea equipment to enable the captured water to be propitious. to the process.

Além dos progressos da técnica, a invenção descrita a seguir compreende um sistema compacto de pressurízação e distribuição de fluidos de injeção em poços de um campo de produção de petróleo, que substitui vantajosamente pequenas estações de injeção ou até estações de grande porte, sendo aplicável à injeção em um poço isoladamente ou em uma rede de poços em instalações marítimas ou terrestres.In addition to the advances in the art, the invention described below comprises a compact injection fluid pressurization and distribution system in wells of an oil production field, which advantageously replaces small or even large injection stations and is applicable to injection into a well in isolation or into a well network in maritime or onshore installations.

SUMÁRIO DA INVENÇÃOSUMMARY OF THE INVENTION

De um modo amplo, a invenção compreende um sistema compacto de pressurízação e distribuição de fluidos de injeção em um reservatório de petróleo que é instalado no interior de um poço piloto que pode ser poço injetor ou poço abandonado temporariamente ou fora de operação. O diagrama apresentado na Fig. 1 ilustra uma arquitetura de instalação do sistema que pode ser dividido em subconjuntos de elementos interconectados entre si por meio de flanges em suas extremidades, quais sejam: a) elemento motor(1); elemento de entrada de fluido (2); elemento de distribuição (3); elemento bombeador (4); e elemento câmara de pressurízação (5). O sistema pode substituir, vantajosamente, pequenas estações de injeção ou até estações de grande porte, sendo aplicável à injeção em malha constituída por um número de poços entre 1 e 12, e preferencialmente entre 5 e 6 poços, com distribuição de fluido de injeção de modo otimizado em um campo terrestre ou marítimo de produção de petróleo.Broadly, the invention comprises a compact injection fluid pressurization and distribution system in an oil reservoir that is installed within a pilot well which may be a temporary or out-of-service injector well. The diagram shown in Fig. 1 illustrates a system installation architecture that can be divided into subsets of interconnected elements by means of flanges at their ends, namely: a) motor element (1); fluid inlet element (2); distribution element (3); pumping element (4); and pressure chamber element (5). The system can advantageously replace small or even large injection stations, and is applicable to mesh injection consisting of a number of wells between 1 and 12, and preferably between 5 and 6 wells, with injection fluid distribution. optimized mode in a land or sea oil production field.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A Fig.1 ilustra esquematicamente o sistema de pressurização e distribuição de fluidos de injeção da presente invenção. A Fig. 2 apresenta detalhes do elemento de entrada de fluido (2) do sistema da presente invenção. A Fig.3 apresenta detalhes do carretei de distribuição (17) que constitui o elemento de distribuição (3). A Fig.4 apresenta detalhes do elemento de pressurização (5) com instalação do tipo packer/revestimento (19).BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 schematically illustrates the injection fluid pressurization and delivery system of the present invention. Fig. 2 shows details of the fluid inlet element (2) of the system of the present invention. Fig. 3 shows details of the distribution reel (17) constituting the distribution element (3). Fig. 4 shows details of the pressurization element (5) with packer / liner type installation (19).

DESCRIÇÃO DETALHADA DA MODALIDADE PREFERIDA A injeção de fluidos em reservatórios de petróleo é usualmente efetuada por meio de sistemas de pressurização. Os fluidos são pressurizados a partir de estações de injeção por meio de bombas centrífugas, bombas alternativas ou outros tipos quaisquer de sistemas de bombeio e dirigidos para cada poço injetor por meio de linhas de distribuição que partem de um manifold capaz de combinar vazões e pressões diversas em vários pontos de descarga.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT Fluid injection into oil reservoirs is usually effected by means of pressurization systems. Fluids are pressurized from injection stations via centrifugal pumps, reciprocating pumps or any other type of pumping system and directed to each injector well by means of distribution lines starting from a manifold capable of combining different flow rates and pressures. at various discharge points.

De modo distinto, a presente invenção compreende um sistema de pressurização e distribuição de fluidos de injeção, compacto, que é instalado no interior de um poço piloto que pode ser poço injetor ou poço abandonado temporariamente ou fora de operação. O sistema em si capta um fluido de injeção, pressuriza este fluido e o injeta direta mente em um ou mais poços definido em um projeto de injeção para recuperação adicional de um reservatório de petróleo.Distinctly, the present invention comprises a compact injection fluid delivery and pressurization system which is installed within a pilot well which may be either an injector well or a temporarily abandoned or out of service well. The system itself captures an injection fluid, pressurizes this fluid and injects it directly into one or more wells defined in an injection project for further recovery of an oil reservoir.

Os fluidos de injeção aplicáveis ao sistema da presente invenção podem ser: água captada de diferentes origens, salmoura, fluidos derivados de petróleo ou qualquer outro fluido aplicável para intervenções em reservatórios de petróleo.Injection fluids applicable to the system of the present invention may be: water drawn from different sources, brine, petroleum derived fluids or any other fluid applicable to interventions in petroleum reservoirs.

Os elementos funcionais do sistema são usuais na indústria de produção de petróleo e podem ser selecionados segundo padrões atuais, o que garante baixo custo à instalação, facilidades de manutenção em campo e em bancada, troca ou ampliação de conjuntos de elementos sem grandes modificações de instalações, e, principalmente, flexibilidade operacional incluindo: possibilidades de reguíagem e variações de pressão de injeção, vazões de injeção, variações de motores e variação de velocidade de motores com elementos de fácil aquisição e de iarga aplicação industrial. O uso de elementos funcionais diferentes dos padrões atuais ou que utilizem novos conceitos também podem ser aplicados ao sistema.System functional elements are customary in the oil production industry and can be selected to current standards, ensuring low installation cost, field and bench maintenance facilities, changing or extending element sets without major plant modifications , and, mainly, operational flexibility including: possibilities of regulation and injection pressure variations, injection flow rates, engine variations and engine speed variation with elements of easy acquisition and industrial application. The use of functional elements different from current standards or using new concepts can also be applied to the system.

Para melhor compreensão da invenção, o diagrama apresentado na Fig. 1 ilustra uma arquitetura de instalação do sistema de pressurização e distribuição de fluidos de injeção que pode ser dividido em subconjuntos de elementos interconectados em suas extremidades por meio de flanges: a) Elemento motor (1) Este subconjunto compreende um motor elétrico de indução, de uso industrial, de qualquer tipo disponível comercial mente, preferencialmente com regulagem de velocidade ou de rotação que pode ser do tipo mecânica, eletrônica ou outra qualquer, para montagem em posição vertical ou lateral por meio de um flange (12), podendo ser acionado por correias, correntes, engrenagens ou qualquer outro modo direto ou indireto de interligação, com capacidade de acionar um elemento bombeador (4) via cabo elétrico. b) Elemento de entrada de fluido (2) Este subconjunto com pelo menos um flange lateral para adaptar uma linha de sucção de um fluido de injeção, é constituído por uma seção de mancais (15 ) e de vedação (16) e tem a função de transferir a potência do elemento motor (1) para um elemento bombeador (4) e também de promover a selagem entre as zonas de baixa e alta pressão, respectiva mente sucção e descarga, do sistema. Uma câmara de entrada de fluido à baixa pressão, na faixa entre 0,1 a 6 kgf/cm2 (0,009 MPa a 0,588 MPa), é estabelecida entre o eixo propulsor (14) e a tinha de captação de fluido (13), e a selagem de alta pressão, na faixa entre 50 e 200 kgf/cm2 (4,9 MPa a 19,61 MPa), é estabelecida no flange de conexão com um elemento bombeador (4) por meio de um mancai (11). c) Elemento de distribuição (3) Este subconjunto tem função de distribuir o fluido de injeção pressurizado para um ou mais poços ou malha de poços e é constituído por pelo menos um carrete! de distribuição (17) com pelo menos um fiange lateral de descarga. O número de carreteis de distribuição, a serem instalados, interconectados entre si e superpostos, depende da quantidade de pontos de descarga (18) deste subconjunto. O elemento de distribuição (3) terá o número de pontos de descarga (18) limitado pelo diâmetro do corpo do carretei de distribuição (17) e do diâmetro dos dutos na saída de cada ponto de descarga (18). d) Elemento bombeador (4) Este subconjunto é constituído por um conjunto de rotores, difusores, eixo e tubo, montado verticalmente e fixado no interior do sistema por meio de um mancai (11) locafizado no fiange do elemento de entrada de fluido (2) que estabelece a seíagem de alta pressão. Este conjunto é dimensionado para operar em vazões entre 20 e 3000 m3/dia e pressões entre 0,1 e 300 Kgf/cm2 (0,009 MPa a 29,42 MPa); e) Elemento câmara de pressurização (5) Este subconjunto pode ser formado pela coluna de produção (9), como ilustra a Fíg.1, ou pela câmara formada entre packer/revestimento (19), como ilustra a Fig.4, sendo configurado por: uma cabeça de produção (8), convencional, para pressão na faixa entre 1000 e 5000 psi (6,89 MPa e 34,47 MPa); um espaço de tubulação de diâmetro interno tal que comporte a instalação do elemento bombeador (4); e uma válvula de retenção (10) que constitui o fundo da câmara e possibilita injetar o fluido pressurizado no mesmo poço piloto onde foi instalado o sistema de pressurização e injeção de fluidos e/ou bloquear a passagem do fluido para o fundo do poço piloto.For a better understanding of the invention, the diagram shown in Fig. 1 illustrates an installation architecture of the injection fluid pressurization and distribution system which can be divided into subsets of interconnected elements at their ends by means of flanges: a) Motor element ( 1) This subset comprises an induction electric motor of industrial use of any commercially available type, preferably with speed or rotation regulation which may be of mechanical, electronic or any other type, for vertical or lateral mounting by flange (12), which may be driven by belts, chains, gears or any other direct or indirect mode of interconnection, capable of driving a pumping element (4) via electrical cable. b) Fluid inlet element (2) This subassembly with at least one side flange for adapting an injection fluid suction line is made up of a bearing (15) and sealing (16) section and has the function of transferring the power of the motor element (1) to a pumping element (4) and also promoting sealing between the low and high pressure zones, respectively suction and discharge, of the system. A low pressure fluid inlet chamber in the range of 0.1 to 6 kgf / cm2 (0.009 MPa to 0.588 MPa) is established between the drive shaft (14) and the fluid pickup chamber (13), and The high pressure sealing in the range 50 to 200 kgf / cm2 (4.9 MPa to 19.61 MPa) is established on the connection flange with a pumping element (4) by means of a bearing (11). c) Dispensing element (3) This subset has the function of distributing pressurized injection fluid to one or more wells or wells and consists of at least one carriage! manifold (17) with at least one side discharge fiange. The number of distribution reels to be installed, interconnected with each other and overlapping depends on the number of unloading points (18) of this subset. The distribution element (3) will have the number of discharge points (18) limited by the diameter of the distribution carriage body (17) and the diameter of the ducts at the outlet of each discharge point (18). d) Pumping element (4) This subassembly consists of a set of rotors, diffusers, shaft and tube, mounted vertically and fixed inside the system by means of a bearing (11) located in the fluid inlet element fiange (2). ) establishing high pressure sealing. This set is sized to operate at flow rates between 20 and 3000 m3 / day and pressures between 0.1 and 300 Kgf / cm2 (0.009 MPa to 29.42 MPa); e) Pressurization chamber element (5) This subset may be formed by the production column (9), as shown in Fig. 1, or by the chamber formed between packer / casing (19), as shown in Fig. 4. by: a conventional production head (8) for pressure in the range 1000 to 5000 psi (6.89 MPa and 34.47 MPa); an inner diameter pipe space such that it comprises the installation of the pumping element (4); and a check valve (10) which forms the bottom of the chamber and enables injecting pressurized fluid into the same pilot well where the pressurization and fluid injection system was installed and / or blocking the passage of fluid to the bottom of the pilot well.

Numa instalação no interior de um poço piloto, o sistema de pressurização e distribuição de fluidos de injeção é posicionado na cabeça do poço por meio do fiange da cabeça de produção (8) do elemento câmara de pressurização (5). O poço piloto onde é instalado o sistema da presente invenção pode ser injetor ou simplesmente ser um poço suporte para o sistema, para isso sendo isolado o elemento câmara de pressurização (5) em relação ao poço por meio da válvula de retenção (10).In an installation inside a pilot well, the pressurization and injection fluid delivery system is positioned at the wellhead by means of the production head fiange (8) of the pressurization chamber element (5). The pilot well in which the system of the present invention is installed may be an injector or simply be a support well for the system, whereby the pressurization chamber element (5) is isolated from the well by means of the check valve (10).

Todos os elementos são interconectados entre si, em suas extremidades, por meio dos flanges. A exceção do elemento bombeador (4) que se estende pelo interior do elemento de distribuição (3) até o interior da câmara de pressurização (5), os demais elementos são interconectados de modo seqüencial e superposto em relação ao poço, sendo o primeiro o elemento de câmara de pressurização (5) seguido do elemento de distribuição (3) que é interconectado ao elemento de entrada de fluido (2) e este ao elemento motor (1) na extremidade superior do sistema de pressurização e distribuição de fluidos de injeção.All elements are interconnected with each other at their ends by means of the flanges. With the exception of the pumping element (4) extending from the interior of the distribution element (3) to the interior of the pressurization chamber (5), the other elements are sequentially interconnected and superimposed with respect to the well, the first being pressurization chamber element (5) followed by the distribution element (3) which is interconnected to the fluid inlet element (2) and this to the motor element (1) at the upper end of the injection pressurization and fluid distribution system.

Em uma instalação em plataforma marítima fixa, entretanto, todo o conjunto de elementos do sistema permanece instalado na cabeça do poço e o somente o elemento motor (1) é posicionado na superfície, na plataforma. O iivre acesso para manutenção do elemento motor (1) e bombeador (4) é garantido até mesmo em instalações marítimas, podendo ser realizado facilmente a partir da extremidade superior do sistema. O sistema pode operar em um poço isoladamente ou em uma malha de poços, cuja formação de blocos de poços injetores em um campo de produção de petróleo é uma vantagem atendida, considerando-se: a dispensa de projetos e construções de alvenaria, custos bastante inferiores às instalações convencionais, tamanho reduzido da instalação, facilidade e simplicidade operacional e de manutenção do sistema.In a fixed marine platform installation, however, the entire system element set remains installed at the wellhead and only the engine element (1) is positioned on the surface on the platform. Free access for servicing the engine (1) and pump (4) elements is guaranteed even in marine installations and can be easily accessed from the upper end of the system. The system can operate in a single well or in a wellbore, whose formation of injector well blocks in an oil production field is an advantage, considering: the exemption of masonry projects and constructions, much lower costs. conventional installations, reduced installation size, ease of operation and maintenance of the system.

Assim, o sistema da presente invenção pode substituir, vantajosamente, pequenas estações de injeção ou até estações de grande porte, sendo aplicável à injeção em malha de poços constituída por um número de poços entre 1 e 12, e preferencialmente entre 4 e 7 poços, com distribuição do fluido de injeção de modo otimizado em um campo de produção de petróleo marítimo ou terrestre. Para o arranjo em malha, basta utilizar um carretei de distribuição (17) com mais de um flange lateral de descarga, preferencialmente até 6 flanges, ou dois carretéis interconectados e superpostos, preferencialmente com até 12 flanges laterais de descarga. O sistema também substitui o uso de instalações de custo elevado, do tipo bombeio centrífugo submerso (BCS), para fins de injeção de fluidos à alta pressão, e opcionalmente possibilita a instalação de uma bomba que pode ser centrífuga, de cavidades progressivas, alternativa, ou outra qualquer, selecionada, em função das vazões e pressões necessárias para a injeção de fluidos e também em função das interfaces de poços (diâmetros dos flanges de cabeças e outros equipamentos instalados), ou qualquer outro poço onde seja viável e interessante sua aplicação.Thus, the system of the present invention can advantageously replace small or even large injection stations, being applicable to the mesh injection of wells consisting of a number of wells between 1 and 12, and preferably between 4 and 7 wells. optimally distributed injection fluid in a marine or onshore oil production field. For the mesh arrangement, it is sufficient to use a distribution reel (17) with more than one side discharge flange, preferably up to 6 flanges, or two interconnected and overlapping spools, preferably with up to 12 side discharge flanges. The system also replaces the use of high cost submerged centrifugal pump (BCS) installations for high pressure fluid injection purposes and optionally allows the installation of an alternative, centrifugal, progressive cavity pump. or any other, selected, depending on the flow rates and pressures required for the injection of fluids and also on the well interfaces (head flange diameters and other installed equipment), or any other well where its application is feasible and interesting.

Portanto, dentre as vantagens deste sistema de pressurização e distribuição de fluidos de injeção em relação aos sistemas convencionais de injeção cita-se: o tamanho compacto do sistema; a instalação do elemento bombeador (4) no interior de um poço piloto; baixa manutenção; baixíssimo risco de problemas com motor ou cabo elétrico em comparação aos sistemas com motor submerso; rápida intervenção e facilidade de substituição dos elementos constituintes por meio da utilização de guindastes de pequeno porte; dispensa da construção de bases de concreto; dispensa de qualquer alinhamento do elemento bombeador (4); variação da rotação do motor para controle do desempenho do elemento bombeador (4); medição da vazão de cada ponto de descarga; interligação do sistema na forma de rede de injeção de água; baixo custo de instalação; e total permuta dos elementos com os de outros sistemas de bombeio com interfaces compatíveis com as normas AP1, ANSI e/ou outras normas aplicáveis, garantindo a permuta e a padronização de elementos constituintes.Therefore, among the advantages of this injection fluid pressurization and distribution system over conventional injection systems are: the compact size of the system; installing the pumping element (4) within a pilot well; low maintenance; very low risk of motor or electrical cable problems compared to submerged motor systems; quick intervention and easy replacement of the constituent elements through the use of small cranes; exemption from the construction of concrete bases; dispenses with any alignment of the pumping element (4); variation of engine speed to control pumping element performance (4); flow measurement of each discharge point; interconnection of the system in the form of water injection network; low installation cost; and full exchange of elements with those of other pumping systems with interfaces compatible with AP1, ANSI and / or other applicable standards, ensuring the exchange and standardization of constituent elements.

Uma vantagem adicional do sistema da presente invenção diz respeito aos critérios de licenciamento ambiental que são mais facilmente atingidos para uma instalação no interior de um poço em relação aos critérios exigidos para sistemas de injeção que operam totalmente em condições de superfície.An additional advantage of the system of the present invention relates to the environmental licensing criteria that are more easily met for a pit installation over the criteria required for injection systems that operate fully under surface conditions.

Portanto, o sistema vantajosa mente substitui o uso de instalações de custo elevado, considerando-se: a dispensa de projetos e construções convencionais, o tamanho reduzido da instalação, a facilidade e simplicidade operacional e de manutenção do sistema, e o licenciamento ambiental.Therefore, the system advantageously replaces the use of high cost facilities, considering: the need for conventional design and construction, the small size of the installation, the ease and simplicity of operation and maintenance of the system, and the environmental licensing.

Claims

1. Injection fluid distribution and pressurization system characterized by subsets of interconnected elements by means of flanges at their ends for installation within a pilot well, as follows: (a) a driving element (1) capable of driving a pumping element (4) via electric cable; (b) a fluid inlet element (2) with at least one side fiange, consisting of a bearing section (15) and a sealing section (16); (c) a distribution element (3) consisting of at least one distribution reel (17) with at least one side discharge flange; (d) A pumping element (4) consisting of a vertically mounted rotor, diffuser, shaft and tube assembly mounted within the system by a bearing (11) located on the fiange at the lower end of the fluid inlet element ( 2); and e) A pressurization chamber element (5) configured by: a conventional production head (8); an inner diameter pipe space such that it comprises the installation of the pumping element (4); and a check valve (10) constituting the bottom of the chamber.

A pressurization and injection fluid distribution system according to claim 1, characterized in that it is installed by means of the production head (8) in a pilot well which may be injector well or temporarily abandoned or out of service well.

Pressurization and injection fluid distribution system according to Claim 1, characterized in that the motor element (1) is an induction electric motor.

Injection fluid delivery and pressurization system according to Claim 1, characterized in that the low pressure zone in the fluid inlet element operates in the range 0.1 to 6 kgf / cm2 (0.009 Mpa to 0.588 Mpa). being a low pressure fluid inlet chamber established between the drive shaft (14) and the fluid pickup line (13).

A pressurization and injection fluid distribution system according to claim 1, characterized in that the high pressure zone operates in the range of 50 to 200 kgf / cm2 (4.90 Mpa and 19.61Mpa) and the sealing is established in connecting flange to a pumping element (4) by means of a bearing (11).

Injection fluid pressurization and distribution system according to Claim 1, characterized in that the number of interconnected and overlapping distribution reels depends on the number of discharge points (18) of the distribution element (3). wherein the number of unloading points (18) is limited by the diameter of the distribution carriage body (17) and the diameter of the ducts at the outlet of each unloading point (18).

Pressurization and injection fluid delivery system according to claim 1, characterized in that the pressurization chamber element (5) is generated by a production column (9) or by a packer / liner (19).

Pressurization and injection fluid delivery system according to Claim 1, characterized in that the check valve (10) allows the injection of a pressurized fluid into the same pilot well where the pressurization and injection system has been installed and / or block fluid flow to the bottom of the pilot well.

Pressurization and injection fluid delivery system according to Claim 1, characterized in that the pumping element (4) consists of a pump which can be centrifugal, progressive cavity, alternative, piston, vane, gear , lobe, screw, diaphragm, helical, selected according to the flow rates and pressures required for injection.

Injection fluid pressurization and distribution system according to claim 1, characterized in that the well mesh consists of a number of wells between 1 and 12.

A pressurization and injection fluid delivery system according to claim 11, characterized in that the well screen consists of a number of wells between 4 and 7.

An injection fluid pressurization and distribution system according to claim 1, characterized in that the injection fluid is selected from: water drawn from different sources, brine, petroleum-derived fluids,