BRPI0509063B1

BRPI0509063B1 - método de completar um poço em uma formação subterrânea

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Publication number: BRPI0509063B1
Application number: BRPI0509063A
Authority: BR
Inventors: Billy W Mcdaniel; Jim B Surjaatmadja; Leldon Mark Farabee; Ronald M Willett
Original assignee: Halliburton Energy Services Inc
Priority date: 2004-03-24
Filing date: 2005-02-23
Publication date: 2016-05-10
Also published as: US20050211439A1; US7225869B2; AU2005224422A1; US7766083B2; AU2005224422B2; US7681635B2; US20080110622A1; BRPI0509063A; RU2375561C2; CA2560611A1; CA2560611C; WO2005090747A1; AR049792A1; US20060000610A1; RU2006137362A; MXPA06010875A

Abstract

método de completar um poço em uma formação subterrânea a presente invenção está voltada para um método de isolar zonas estimuladas por jato hidráulico em relação a operações subseqüentes de poço. o método inclui a etapa de perfurar um furo de poço numa formação subterrânea de interesse. a seguir, o furo de poço pode ou não ser revestido, dependendo de diversos fatores, inclusive a natureza e a estrutura da formação subterrânea. a seguir, o revestimento, caso um seja instalado, e o furo de poço são perfurados usando um fluido sob alta pressão ejetado de uma ferramenta de hidrojateamento. uma primeira zona da formação subterrânea é em seguida fraturada e estimulada. a seguir, a primeira zona é temporariamente tamponada ou parcialmente selada instalando um fluido de isolamento no furo de poço adjacente a uma ou mais fraturas e/ou nas suas aberturas, de modo que zonas subseqüentes possam ser fraturadas e operações adicionais de poço possam ser executadas.

Description

“MÉTODO DE COMPLETAR UM POÇO EM UMA FORMAÇÃO SUBTERRÂNEA” CAMPO DA INVENÇÃO

Trata a presente invenção, de um modo geral, de operações de completação de poço, e mais particularmente de métodos de estimulação e subseqüente isolamento de zonas estimuladas por jato hidráulico em relação a operações subseqüentes de jateamento ou estimulação, de modo a minimizar a perda de fluidos de completação/estimulação durante as operações subseqüentes de jateamento ou estimulação de poço.

HISTÓRICO DA INVENÇÃO

Em alguns poços, é vantajoso criar, individual e seletivamente, múltiplas fraturas que apresentam condutividade adequada, habitualmente afastadas de uma distância significativa ao longo de furo do poço, de modo que a quantidade máxima possível de hidrocarbonetos no reservatório de óleo e gás possa ser drenada/produzida no furo do poço. Na estimulação de um reservatório a partir de um furo de poço, especialmente aqueles que estão muito desviados ou horizontais, é difícil controlar a criação de fraturas de múltiplos poços sem cimentar um forro ao furo do poço e isolar mecanicamente a zona que está sendo fraturada em relação a zonas previamente fraturas e a zonas que ainda não foram fraturadas.

Os métodos tradicionais de criar fraturas em pontos predeterminados ao longo de um furo de poço muito desviado ou horizontal varia em função da natureza da completação dentro da seção lateral (ou muito desviada) do furo do poço. Apenas uma pequena percentagem das completações horizontais durante os últimos 15 ou mais anos usou uma completação do tipo de forro cimentado; uma percentagem maior usou algum tipo de forro não-cimentado ou uma seção de faro aberto nua. Além disto, muitos poços com forros cimentados na seção lateral também foram completados com uma extensão significativa de seção de furo aberto além da seção de forro cimentado. A melhor maneira conhecida de obter resultados/isolamento de fraturamento desejado consiste em cimentar um forro maciço na seção lateral do furo do poço, executar uma etapa convencional de perfuração explosiva, e em seguida executar estágios de fraturamento ao longo do furo do poço usando alguma técnica para isolar mecanicamente as fraturas individuais. O segundo método mais bem sucedido envolve cimentar um forro e limitar significativamente o número de perfurações, freqüentemente usando grupos de perfuração proximamente agrupados, com o número total de perfurações destinado a produzir uma restrição de fluxo que fornece uma contra-pressão de 6,9 bárias (100 psi) ou mais, devida à restrição de fluxo de fluido baseada na taxa de injeção de furo de poço durante a estimulação, em alguns casos se aproximando de uma resistência a fluxo de 69 bárias (1.000 psi). Esta tecnologia é geralmente referida como um tecnologia de perfuração de "entrada limitada”.

Segundo um método convencional, após a primeira zona ter sido perfurada e fraturada, um tampão de areia é instalado no furo do poço em algum ponto acima da fratura, por exemplo, em direção ao calcanhar. O tampão de areia restringe qualquer fluxo significativo para a fratura de primeira zona e com isto limita a perda de fluido para a formação, enquanto uma segunda zona superior é perfurada e estimulada a fraturar. Um tal método de tampão de areia está descrito em SPE 50608. Mais especificamente, o SPE 50608 descreve o uso de tubulação em espiral para dispor pistolas de perfuração explosiva para perfurar o intervalo de tratamento seguinte, ao mesmo tempo mantendo controle do poço e integridade do tampão de areia. A tubulação em espiral e as pistolas de perfuração foram removidas do poço e em seguida foi executado o estágio de fraturamento seguinte. Cada estágio de fraturamento foi concluído desenvolvendo um tampão de areia através das perfurações de tratamento mediante o aumento da concentração de areia e simultaneamente redução das taxas de bombeio até que a ponte seja formada. Este artigo descreve como pode ser obtida uma maior integridade de tampão de areia executando a técnica comumente conhecida na indústria de serviços de cimentação como de “aperto de hesitação”. Um inconveniente desta técnica, porém, é o fato de exigir múltiplas viagens para executar as diversas etapas de estimulação e isolamento.

Mais recentemente, a firma Halliburton Energy Services, lnc introduziu e comprovou a tecnologia para usar perfuração de jato hidráulico, jateando e ao mesmo tempo fraturando, e co-injeção descendo pelo espaço anular. Em um método, este processo é geralmente referido pela Halliburton como o processo SURGIFRAC ou método de estimulação, e está descrito na Patente US N° 5.765.642, que é aqui incorporada por referência. O processo SURGIFRAC tem sido aplicado principalmente a furos de poço horizontais ou muito desviados, nos quais revestir o furo é uma tarefa difícil e dispendiosa. Usando esta técnica de hidrojateamento, é possível gerar uma ou mais fraturas hidráulicas de um único plano, independentes; e conseqüentemente poços muito desviados ou horizontais podem ser freqüentemente completados sem precisar revestir o furo do poço. Além disto, mesmo quando poços muito desviados ou horizontais são revestidos, o hidrojateamento das perfurações e fraturas em tais poços geralmente resulta em um método de fraturamento mais eficaz do que usando as técnicas tradicionais de perfuração e fraturamento de carga explosiva. Conseqüentemente, antes da técnica SURGIFRAC, os métodos disponíveis usualmente eram muitos dispendiosos para representarem uma alternativa econômica, ou geralmente eram ineficazes na obtenção de resultados de estimulação, ou ambos.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

As características e vantagens da presente invenção ser evidenciarão prontamente àqueles versados na técnica mediante a leitura da descrição das realizações exemplificativas, que se segue A presente invenção está voltada para um método de completar um poço usando uma ferramenta de hidrojateamento e subsequentemente tamponando ou parcialmente selando as fraturas em cada zona usando um fluido de isolamento. De acordo com a presente invenção, a ferramenta de hidrojateamento pode executar uma ou mais etapas, inclusive a etapa de perfuração, as etapas de perfuração e fraturamento, e as etapas de perfuração, fraturamento e isolamento, porém ser estar limitada às mesmas.

Mais especificamente, a presente invenção está voltada para um método de completar um poço numa formação subterrânea, que compreende as etapas de seguem. Primeiro, um furo de poço é perfurado na formação subterrânea. A seguir, dependendo da natureza da formação, o furo de poço é forrado com uma coluna de revestimento ou camisa fendida. A seguir, uma primeira zona na formação subterrânea é perfurada injetando um fluido pressurizado, através de uma ferramenta de hidrojateamento, na formação subterrânea, de modo a formar um ou mais túneis de perfuração. Este fluido pode ou não conter abrasivos sólidos. Após a etapa de perfuração, a formação é fraturada na primeira zona injetando um fluido ffaturante em um ou mais dos túneis de perfuração. A seguir, a uma ou mais fraturas na primeira zona são tamponadas ou parcialmente seladas mediante a instalação de um fluido de isolamento no furo de poço adjacente às fraturas e/ou dentro das aberturas das fraturas. Em pelo menos uma realização, o fluido de isolamento possui uma viscosidade maior que o fluido ffaturante. A seguir, uma segunda zona da formação subterrânea é perfurada e fraturada. Caso se pretenda fraturar zonas adicionais da formação subterrânea, então as fraturas na segunda zona são tamponadas ou parcialmente seladas usando o mesmo método, ou seja, instalando o fluido de isolamento no furo de poço adjacente às fraturas e/ou dentro das aberturas das fraturas. As etapas de perfuração, fraturamento e selagem são em seguida repetidas para as zonas adicionais. O fluido de isolamento pode ser removido das fraturas na formação subterrânea circulando o fluido para fora das fraturas, ou, no caso de fluidos de maior viscosidade, rompendo ou reduzindo o fluido quimicamente e hidroj ateando o mesmo para fora das fraturas. Outros métodos exemplificativos de acordo com a presente invenção serão descritos abaixo.

Uma vantagem da presente invenção é o fato da coluna de tubulação poder permanecer dentro do furo do poço durante todo o tratamento. Isto reduz o tempo de ciclagem da operação. Sob determinadas condições, a coluna de tubulação com a ferramenta de hidrojateamento, ou o espaço anular do furo do poço, qualquer um que não esteja sendo usado para a operação de ffaturamento, pode também ser usado como uma ferramenta de aquisição BHP (pressão de furo de poço) em tempo real que funciona como uma coluna de fluido morto durante o tratamento de ffaturamento. Uma outra vantagem da presente invenção é o fato da coluna de tubulação prover um recurso para limpar para fora o furo do poço em qualquer momento durante o tratamento, inclusive antes, durante ou depois, ou entre estágios. Os tubos podem consistir em tubulação em espiral, tubulação com juntas, ou combinações de tubulação em espiral e com juntas. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS Uma compreensão mais completa da presente descoberta e de suas vantagens pode ser adquirida por referência à descrição que se segue, considerada em conjunto com os desenhos anexos, nos quais: A figura IA é um diagrama esquemático que ilustra uma ferramenta de hidroj ateamento produzindo túneis de perfuração através de um furo de poço horizontal sem revestimento, numa primeira zona de uma formação subterrânea. A figura 1B é um diagrama esquemático que ilustra uma ferramenta de hidroj ateamento produzindo túneis de perfuração através de um furo de poço horizontal com revestimento, numa primeira zona de uma formação subterrânea. A figura 2 é um diagrama esquemático que ilustra uma vista em seção transversal da ferramenta de hidrojateamento mostrada na figura 1 formando quatro túneis de perfuração igualmente espaçados na primeira zona da formação subterrânea. A figura 3 é um diagrama esquemático que ilustra a criação de fraturas na primeira zona pela ferramenta de hidrojateamento, em que o plano da(s) fratura(s) é perpendicular ao eixo do furo de poço. A figura 4A é um diagrama esquemático que ilustra uma realização de acordo com a presente invenção, na qual as fraturas na primeira zona são tamponadas ou parcialmente seladas com um fluido de isolamento distribuído através do espaço anular de furo de poço após a ferramenta de hidrojateamento ter se movido para cima em um furo. A figura 4B é um diagrama esquemático que ilustra uma realização de acordo com a presente invenção, na qual as fraturas na primeira zona são tamponadas ou parcialmente seladas com um fluido de isolamento distribuído através do espaço anular de furo de poço antes da ferramenta de hidrojateamento ter se movido para cima em um furo. A figura 4C é um diagrama esquemático que ilustra uma outra realização de acordo com a presente invenção, na qual o fluido de isolamento tampona o interior das fraturas em vez do furo de poço sozinho. A figura 4D é um diagrama esquemático que ilustra uma outra realização de acordo com a presente invenção, na qual o fluido de isolamento tampona o interior das fraturas e pelo menos uma parte do furo de poço. A figura 5 é um diagrama esquemático que ilustra uma outra realização de acordo com a presente invenção, na qual o fluido de isolamento é fornecido ao furo de poço através da ferramenta de hidrojateamento. A figura 6 é um diagrama esquemático que ilustra a criação de fraturas, pela ferramenta de hidrojateamento, numa segunda zona da formação subterrânea após a primeira zona ter sido tamponada A figura 7 é um diagrama esquemátieo que ilustra um método exemplificativo de remover o fluido de isolamento a partir do furo de poço na formação subterrânea permitindo que o fluido de isolamento escoe para fora do poço com produção.

As figuras 8A e 8B são digramas esquemáticos que ilustram dois outros métodos exempíifícativos de remover o fluido de isolamento a partir das fraturas na ferramenta de hidrojateamento.

As figuras 9A-9D ilustram um outro método exemplificativo de fraturar múltiplas zonas numa formação subterrânea e tamponar ou parcialmente selar estas zonas de acordo com a presente invenção.

As figuras 10A-10D ilustram ainda um outro método exemplificativo de fraturar múltiplas zonas numa formação subterrânea e tamponar ou parcialmente selar estas zonas de acordo com a presente invenção.

As figuras 11A e 11B ilustram a operação de uma ferramenta de hidrojateamento para uso na execução dos métodos de acordo com a presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

Serão descritos agora, com referência aos desenhos anexos, detalhes do método de acordo com a presente invenção. Primeiro, um furo de poço 10 é perfurado na formação subterrânea de interesse 12 usando técnicas de perfuração convencionais (ou futuras). A seguir, dependendo da natureza da formação, o furo de poço 10 é ou deixado aberto, conforme mostra a figura IA, ou é forrado com uma coluna de revestimento ou camisa fendida, conforme mostra a figura 1B. O furo de poço 10 pode ser deixado como um furo aberto sem revestimento se, por exemplo, a formação subterrânea estiver altamente consolidada, ou no caso em que o poço é um poço muito desviado ou horizontal, que freqüentemente é difícil de forrar com um revestimento.

Nos casos em que o furo de poço 10 está forrido con> uma Coiüfta de revestimento, a coluna de revestimento pode ou não ser cimentada à formação. O revestimento é mostrado na fig. 1B cimentado à formação subterrânea. Além disto, quando não está cimentada, a camisa de revestimento pode ser ou uma camisa fendida ou previamente perfurada, ou uma camisa maciça. Aqueles versados na técnica considerarão as circunstâncias ns quais o furo de poço 10 deve ou não ser revestido, se tal revestimento deve ou não ser cimentado, e se a coluna de revestimento deve ser fendida, previamente perfurada ou maciça. De fato, a presente invenção não está fundamentada no desempenho das etapas de perfuração do furo de poço 10, ou no fato do furo de poço ser ou não revestido, e, se for revestido, de que maneira. Além disto, embora as figuras 2 a 10 ilustrem as etapas de presente invenção como sendo executadas em um furo de poço não revestido, aqueles versados na técnica perceberão que todas as etapas ilustradas e descritas podem ser executadas em um furo de poço revestido ou forrado. O método pode ser aplicado também a um furo de poço mais antigo que possui zonas que estão precisando de estimulação.

Uma vez perfurado o furo de poço 10, e, caso seja considerado necessário, revestido, uma ferramenta de hidrojateamento 14, tal como aquela usada no processo SURGIFRAC descrito na Patente US N° 5.765.642, é colocada no furo de poço 10 em um local de interesse, por exemplo, adjacente a uma primeira zona 16 na formação subterrânea 12. Numa realização exemplificativa, a ferramenta de hidrojateamento 14 está fixada a uma tubulação em espiral 18, que baixa a ferramenta de hidrojateamento 14 para dentro do foro de poço 10 e o abastece de fluido de jateamento. Um espaço anular 19 é formado entre a tubulação em espiral 18 e o furo de poço 10. A ferramenta de hidrojateamento 14 em seguida opera para formar túneis de perfuração 20 na primeira zona 16, conforme mostra a figura 1. O fluido de perfuração que está sendo bombeado através da ferramenta de hídrojateamento 14 contém um fluido de base, o qual,· comumenfe, e água com abrasivos (habitualmente areia). Conforme mostra a figura 2, quatro jatos igualmente espaçados (neste exemplo) de fluido 22 são injetados na primeira zona 16 da formação subterrânea 12. Conforme aqueles versados na técnica podem perceber, a ferramenta de hídrojateamento 14 pode possuir qualquer quantidade de jatos, configurados numa variedade de combinações ao longo e em tomo da ferramenta.

Na etapa seguinte do método de completação de poço de acordo com a presente invenção, a primeira zona 16 é fraturada. Isto pode ser realizado de qualquer uma de diversas maneiras. Numa realização exemplificativa, a ferramenta de hídrojateamento 14 injeta um fluido ffaturante de alta pressão nos túneis de perfuração 20. Conforme aqueles versados na técnica poderão perceber, a pressão do fluido fraturante que sai da ferramenta de hídrojateamento 14 é suficiente para fraturar a formação na primeira zona 16. Usando esta técnica, o fluido j ateado forma fissuras ou fraturas 24 ao longo dos túneis de perfuração 20, conforme mostra a figura 3. Numa etapa subseqüente, um fluido acidificante pode ser injetado na formação através da ferramenta de hídrojateamento 14. O fluido acidificante grava com ácido forte a formação ao longo das fissuras 24, deste modo alargando-as.

Numa outra realização exemplificativa, o fluido jateado porta um agente de sustentação para dentro das fissuras ou fraturas 24. A injeção de fluido adicional estende as fraturas 24 e o agente de sustentação impede que se fechem mais tarde. A presente invenção considera que outros métodos de fraturamento possam ser empregados. Por exemplo, os túneis de perfuração 20 podem ser fraturados bombeando os mesmos com um fluido fraturante hidráulico a partir da superfície através do espaço anular 19. A seguir, ou o fluido acidificante ou o fluido de sustentação pode ser injetado nos túneis de perfuração 20, de modo a estendê-los e alargá-los mais ainda. Outras técnicas de fraturamento podem ser usadas para fraturar a primeira zona 16.

Uma vez fraturada a primeira zona 16, a presente invenção provê o isolamento da primeira zona 16, de modo que as operações subseqüentes, tais como o fraturamento de zonas adicionais, possam ser executadas sem perda de quantidades significativas de fluido. Esta etapa de isolamento pode ser executada de numerosas maneiras. Numa realização exemplificativa, a etapa de isolamento é executada por injeção no furo de poço 10 de um fluido de isolamento 28, que pode possuir uma viscosidade maior que o fluido de completação já na fratura ou no furo de poço.

Numa realização, o fluido de isolamento 28 é injetado no furo de poço 10 ao ser bombeado da superfície para baixo pelo espaço anular 19. Mais especificamente, o fluido de isolamento 28, que é altamente viscoso, é espremido para dentro do espaço anular 19, e em seguida é lavado para baixo do furo usando um fluido de menor viscosidade. Numa implementação da presente invenção, o fluido de isolamento 28 não é bombeado para dentro do furo de poço 10 até que a ferramenta de hidrojateamento 14 tenha se movido para cima no poço, conforme mostra a figura 4A. Numa outra implementação da presente invenção, o fluido de isolamento 28 é bombeado para dentro do furo de poço 10, possivelmente a uma taxa de injeção menor do que na operação de fraturamento, antes da ferramenta de hidrojateamento 14 ter se movido para cima no poço, conforme mostra a figura 4B. Se o fluido de isolamento for particularmente de alta viscosidade e contiver uma concentração significativa de sólidos, de preferência a ferramenta de hidrojateamento 14 é movida para fora da zona que está sendo tamponada ou parcialmente selada antes do fluido de isolamento 28 ser bombeado para baixo do poço porque o fluido de isolamento pode impedir o movimento da ferramenta de hidrojateamento dentro do furo de poço 10.

Nas realizações mostradas nas figuras 4A e 4B, o fluido de isolamento é mostrado no furo de poço 10 sozinho. Altemativamente, o fluido de isolamento podería ser bombeado para dentro das perfurações jate adas e/ou da abertura das fraturas 24, conforme mostra a figura 4C. Ainda numa outra realização, o fluido de isolamento é bombeado tanto na abertura das fraturas 24 como parcialmente no furo de poço 10, conforme mostra a figura 4D.

Numa outra realização exemplificativa da presente invenção, o fluido de isolamento 28 é injetado no furo de poço 10 adjacente à primeira zona 16 através dos jatos 22 da ferramenta de hidrojateamento 14. Nesta realização, a constituição química do fluido de isolamento 28 deve ser selecionada de modo que não seja substancialmente ativado antes de ser injetado no furo de poço 10.

Numa outra realização exemplificativa, o fluido de isolamento 28 é formado de um fluido que possui uma constituição química semelhante à do fluido instalado no furo de poço durante a operação de fraturamento. O fluido, todavia, pode possuir uma viscosidade maior que o tal fluido. Numa realização exemplificativa, o fluido de furo de poço é misturado com um material sólido para formar o fluido de isolamento. O material sólido pode incluir agentes de sustentação naturais ou produzidos pelo homem, tais como sílicas, cerâmicas e bauxitas, ou qualquer material assim que possua um revestimento externo de qualquer tipo. Altemativamente, o material sólido (ou semi-sólido) pode incluir parafina, ácido encapsulado ou outro produto químico, ou contas de resina.

Numa outra realização exemplificativa, o fluido de isolamento 28 é formado por um material altamente viscoso, tal como um gel ou gel reticulado. Exemplos de géis que podem ser usados como o fluido de isolamento incluem fluídos com alta concentração de géis, tais como Xantano, porém ser estar limitados aos mesmos. Exemplos de géis reticulados que podem ser usados como o fluido de isolamento incluem géis de alta concentração, tais como fluidos DELTA FRAC, das Halliburton, ou fluidos K-MAX, porém ser estar limitados aos mesmos. “Géis muito reticulados” também poderíam ser usados misturando os géis reticulados com processadores químicos retardados, processadores químicos encapsulados, que posteriormente reduzirão a viscosidade, ou com um material tal como contas de PLA (ácido poliláctico) que, apesar de ser um material sólido, com o tempo se decompõe em ácido, o qual liquefará os fluidos K-MAX ou outros géis reticulados.

Após o fluido de isolamento 28 ser fornecido ao furo de poço 10 adjacente às fraturas 24, uma segunda zona 30 na formação subterrânea 12 pode ser fraturada. Se a ferramenta de hidrojateamento 14 ainda não tiver se movido dentro do furo de poço 10 adjacente à segunda zona 30, como na realização da fig. 4A, então é ali movido após a primeira zona 16 ter sido tamponada ou parcialmente selada pelo fluido de isolamento 28. Assim que se colocar adjacente à segunda zona 30, como na realização da fig. 6, a ferramenta de hidrojateamento 14 opera para perfurar a formação subterrânea na segunda zona 30, deste modo formando os túneis de perfuração 20. A seguir, a formação subterrânea 12 é fraturada para formar fraturas 34 seja usando técnicas convencionais ou, mais preferivelmente, usando a ferramenta de hidrojateamento 14. A seguir, as fraturas 34 são estendidas pela continuação da injeção de fluido e usando ou agentes de sustentação ou fluidos acidificantes, conforme mencionado acima, ou qualquer outra técnica conhecida para manter as fraturas 34 abertas e condutoras de fluxo de fluido mais tarde. As fraturas 34 podem em seguida ser tamponadas ou parcialmente seladas pelo fluido de isolamento 28 usando as mesmas técnicas discutidas acima em relação às fraturas 24. O método pode ser repetido quando se desejar fraturar zonas adicionais dentro da formação subterrânea 12.

Uma vez fraturadas todas as zonas desejadas, o fluido de isolamento 28 pode ser recuperado, para isto destamponando-se as fraturas 24 e 34 para uso subseqüente na recuperação de hidrocarbonetos a partir da formação subterrânea 12. Um método consistiría em permitir a produção de fluido a partir do poço para mover o fluido de isolamento,conforme mostra a figura 7. O fluido de isolamento pode consistir em produtos químicos que rompem ou reduzem a viscosidade do fluido com o tempo, para permitir um escoamento fácil. Um outro método de recuperar o fluido de isolamento 28 consiste em lavar ou inverter o fluido para fora circulando um fluido, gás ou espuma para dentro do furo de poço 10, conforme mostra a figura 8A. Um outro método alternativo de recuperar o fluido de isolamento 28 consiste em hidrojatear o mesmo para fora usando a ferramenta de hidrojateamento 14, conforme mostra a figura 8B. Estes últimos métodos citados se adaptam particularmente bem aos casos em que o fluido de isolamento 28 contém sólidos e o poço está muito desviado ou horizontal. A seguir é apresentado um outro método de completar um poço numa formação subterrânea de acordo com a presente invenção. Primeiro, a primeira zona 16 na formação subterrânea 12 é perfurada injetando-se um fluido pressurizado, através da ferramenta de hidrojateamento 14, na formação subterrânea (figura 9A), de modo a formar um ou mais túneis de perfuração 20, conforme mostra, por exemplo, a figura 9B. Durante a execução desta etapa, a ferramenta de hidrojateamento 14 é mantida estacionária. Altemativamente, entretanto, a ferramenta de hidrojateamento 14 pode ser total ou parcialmente girada de modo a abrir fendas na formação. Altemativamente, a unidade de controle 145 pode ser movida axialmente ou submetida a uma combinação de rotação e movimento axial dentro do furo de poço 10, de modo a formar um corte ou fenda reto ou helicoidal. A seguir, uma ou mais fraturas 24 são iniciadas na primeira zona 16 da formação subterrânea 12 injetando um fluido fraturante em um ou mais túneis de perfuração através da ferramenta de hidrojateamento 14, conforme mostra, por exemplo, a figura 3. Iniciar a fratura com a ferramenta de hidrojateamento 14 é vantajoso em relação às técnicas de iniciação convencionais porque esta técnica permite uma menor pressão de ruptura sobre a formação. Além disto, resulta numa perfuração mais precisa e de melhor qualidade O fluido fraturante pode ser bombeado para baixo do espaço anular 19 assim que uma ou mais fraturas 24 sejam iniciadas, de modo a propagar as fraturas 24, conforme mostra a figura 49, por exemplo. Quaisquer detritos de corte deixados no espaço anular resultantes da etapa de perfuração são bombeados para dentro das fraturas 24 durante esta etapa. Após as fraturas 24 terem sido iniciadas, a ferramenta de hidrojateamento 14 é movida para cima no furo. Esta etapa pode ser executada enquanto o fluido fraturante está sendo bombeado para baixo através do espaço anular 19 a fim de propagar as fraturas 24, conforme mostra a figura 9C. A taxa de fluido que está sendo descarregada através da ferramenta de hidrojateamento 14 pode ser reduzida assim que as fraturas 24 tenham sido iniciadas. A taxa de injeção de espaço anular de furo de poço pode ou não ser aumentada nesta junção no processo.

Após as fraturas 24 terem sido propagadas e a ferramenta de hidrojateamento 14 ter sido movida para cima no furo, o fluido de isolamento 28 de acordo com a presente invenção pode ser bombeado para dentro do furo de poço 10 adjacente à primeira zona 16. Com o tempo, o fluido de isolamento 28 tampona a uma ou mais fraturas 24 na primeira zona 16, conforme mostrado, por exemplo, na figura 9D. (Embora não seja mostrado, aqueles versados na técnica perceberão que o fluido de isolamento 28 pode permear entre as fraturas 24.) As etapas de perfurar a formação, iniciar as fraturas, propagar as fraturas e tamponar ou parcialmente selar as fraturas são repetidas por quantas zonas adicionais forem necessárias, embora apenas uma segunda zona 30 seja mostrada nas figuras 6-10.

Depois de todas as fraturas desejadas terem sido formadas, o fluido de isolamento 28 pode ser removido da formação subterrânea 12. Existem diversas maneiras de realizar isto além de escoar o fluido de reservatório para dentro do furo do poço e das outras maneiras ja mencionadas, quais sejam, circulação inversa e hidrojateamento do fluido para fora do furo de poço 10. Segundo um outro método, ácido é bombeado para dentro do furo de poço 10 de modo a ativar, desativar ou dissolver o fluido de isolamento 28 no local. Segundo ainda um outro método, nitrogênio é bombeado para dentro do furo de poço 10 para descarregar para fora do furo de poço, e com isto remover do mesmo, o fluido de isolamento 28 e outros fluidos e materiais que possam ter sido deixados no furo do poço.

Ainda um outro método de acordo com a presente invenção será descrito agora. Primeiro, como nos outros métodos, o furo de poço 10 é perfurado. A seguir, a primeira zona 16 na formação subterrânea 12 é perfurada injetando um fluido pressurizado, através da ferramenta de hidrojateamento 14, na formação subterrânea, de modo a formar um ou mais túneis de perfuração 20. A ferramenta de hidrojateamento 14 também pode ser girada ou girada e/ou movida axialmente durante esta etapa para abrir fendas na formação subterrânea 12. A seguir, uma ou mais fraturas 24 são iniciadas na primeira zona 16 da formação subterrânea injetando um fluido ffaturante em um mais túneis de perfuração 20 através da ferramenta de hidrojateamento 14. Após esta etapa, ou simultaneamente com a mesma, fluido ffaturante adicional é bombeado para dentro de uma ou mais fraturas 24 na primeira zona 16 através do espaço anular 19 no furo de poço 10 de modo a propagar as fraturas 24. Quaisquer resíduos de corte deixados no espaço anular após as etapas de perfuração e canhoneio podem ser bombeados para dentro da fratura durante esta etapa. Simultaneamente com esta última etapa, a ferramenta de hidrojateamento 14 é movida para cima no furo. O bombeio do fluido ffaturante para dentro da formação através do espaço anular 19 é então encerrado. Todas estas etapas são em seguida repetidas para a segunda zona 30 e para quaisquer zonas subseqüentes que se sigam. A taxa na qual o fluido ffaturante é ejetado da ferramenta de hidrojateamento 14 se reduz à medida que a ferramenta é movida para cima no furo, podendo ate pararem juntos.

Será descrito agora um outro método de acordo com a presente invenção. Primeiro, como no caso dos outros métodos, o furo de poço 10 é perfurado. A seguir, a primeira zona 16 na formação subterrânea 12 é perfurada injetando um fluido pressurizado, através da ferramenta de hidrojateamento 14, na formação subterrânea, de modo a formar um ou mais túneis de perfuração 20. A ferramenta de hidrojateamento 14 também pode ser girada durante esta etapa para abrir fendas na formação subterrânea 12. Altemativamente, a ferramenta de hidrojateamento 14 pode ser girada e/ou movida axialmente dentro do furo de poço 10, a fim de produzir um corte reto ou helicoidal na formação 16. A seguir, uma ou mais fraturas 24 são iniciadas na primeira zona 16 da formação subterrânea injetando um fluido ffaturante em um mais túneis de perfuração 20 através da ferramenta de hidrojateamento 14. Após esta etapa, ou simultaneamente com a mesma, fluido ffaturante adicional é bombeado para dentro de uma ou mais fraturas 24 na primeira zona 16 através do espaço anular 19 no furo de poço 10 de modo a propagar as fraturas 24. Quaisquer resíduos de corte deixados no espaço anular após as etapas de perfuração e canhoneio são bombeados para dentro da fratura durante esta etapa. Simultaneamente com esta última etapa, a ferramenta de hidrojateamento 14 é movida para cima no furo e operada para perfurar a zona seguinte. Cessa então o bombeio de fluido ffaturante para baixo do espaço anular 19 e para dentro das fraturas, quando então a ferramenta de hidrojateamento começa a abrir as fraturas na segunda zona. O processo então se repete.

Será descrito agora ainda um outro método de acordo com a presente invenção, com referência às figuras 10A-C. Primeiro, como no caso dos outros métodos, o furo de poço 10 é perfurado. A seguir, a primeira zona 16 na formação subterrânea 12 é perfurada injetando um fluido pressurizado, através da ferramenta de hidrojateamento 14, na formação subterrânea, de modo a formar um ou mais túneis de perfuração 20, conforme mostra a figura 10A. O fluido injetado na formação durante esta etapa tipicamente contém um abrasivo para melhorar a penetração. A ferramenta de hidrojateamento 14 pode ser girada durante esta etapa para abrir uma fenda ou fendas na formação subterrânea 12. Alternativamente, a ferramenta de hidrojateamento 14 pode ser girada e/ou movida axialmente dentro do furo de poço 10, a fim de produzir um corte reto ou helicoidal na formação 16. A seguir, uma ou mais fraturas 24 são iniciadas na primeira zona 16 da formação subterrânea injetando um fluido fraturante em um ou mais túneis de perfuração ou cortes 20 através da ferramenta de hidrojateamento 14, conforme mostra a figura 10B. Durante esta etapa, o fluido injetado na formação subterrânea pode conter uma partícula de tamanho muito pequeno, tal como areia de sílica de malha 100, que também é conhecida por Oklahoma N° 1. A seguir, um segundo fluido fraturante, que pode ou não apresentar uma segunda viscosidade maior que a do primeiro fluido fraturante, é injetado nas fraturas 24 para deste modo propagar estas fraturas. O segundo fluido fraturante compreende um fluido de base, areia, possivelmente um reticulador, e um adesivo ou um agente de consolidação, ou ambos. Numa realização, o adesivo é o intensificador de condutividade SANDWEDGE, fabricado pela Halliburton, e o agente de consolidação é o agente de consolidação EXPEDITE, também fabricado pela Halliburton. O segundo fluido fraturante pode ser fornecido de uma ou mais das maneiras aqui descritas. Outrossim, a etapa acidificante também pode ser executada. A seguir, a ferramenta de hidrojateamento 14 é movida para a segunda zona 30, onde perfura esta zona, com isto formando túneis de perfuração ou cortes 20. A seguir, as fraturas 34 na segunda zona 30 são iniciadas usando a técnica descrita acima, ou uma técnica semelhante. A seguir, as fraturas 34 na segunda zona são propagadas injetando nas fraturas um segundo fluido semelhante àquele descrito acima, ou seja, o fluido que contém o adesivo e/ou agente de consolidação. Uma quantidade suficiente do fluido fraturante é bombeado para baixo do poço a fim de encher o furo do poço e as aberturas de fraturas 24 na primeira zona 16. Isto ocorre da maneira descrita a seguir. O fundo do poço a uma alta temperatura faz com que as partículas de areia no fluido fraturante se unam em torrões, ou como um leito compactado de forma solta, e deste modo formando um tampão no local. Inicialmente, uma parte do fluido, que escoa para dentro dos túmeis jateados e possivelmente para dentro de um trecho das fraturas 24, que está concentrado como parte da fase líquida, vaza para dentro da formação na primeira zona 16, porém, como aqueles versados na técnica poderão perceber, não muito antes das aberturas serem tamponadas ou parcialmente seladas. Uma vez enchidas as aberturas das fraturas 24, fluido fraturante suficiente pode ser bombeado para baixo do furo de poço 10 para encher algumas ou todas as fraturas 24 adjacentes ao furo de poço 10, conforme mostra a figura 10C. No final, fluido fraturante e agente de sustentação suficientes podem ser bombeados para o fundo do poço para tamponar ou parcialmente selar a primeira zona 16. Este processo é em seguida repetido para zonas subseqüentes após os estágios subseqüentes de perfuração e ffaturamento para cima do furo.

As figuras 11A-B ilustram os detalhes da ferramenta de hidrojateamento 14 a ser empregada na execução dos métodos da presente invenção. A ferramenta de hidrojateamento 14 compreende um corpo principal 40, que é de forma cilíndrica e é constituído por um metal ferroso. O corpo principal 40 possui uma extremidade de topo 42 e uma extremidade de fundo 44. O corpo principal 40 possui uma pluralidade de tubeiras 46, que estão adaptadas para dirigir o fluido de alta pressão para fora do corpo principal 40. As tubeiras 46 podem ser dispostas — e, numa determinada realização, estão dispostas - formando um ângulo com o corpo principal 40, de modo a ejetar o fluido pressurizado para fora do corpo principal 40 a um ângulo que não seja de 90°. Λ ferramenta de hidrojateamento 14 compreende ainda um dispositivo 48 para abrir a ferramenta de hidrojateamento 14 para escoar fluido a partir do furo de poço 10. Tal dispositivo de abertura de fluido 48 possui uma chapa permeável a fluido 50, que está montada na superfície interna do corpo principal 40. A chapa permeável a fluido 50 aprisiona uma bola 52, assentada numa sede 54 quando o fluido pressurizado está sendo ejetado das tubeiras 46, conforme mostra a figura 11 A. Quando o fluido pressurizado não está sendo bombeado para baixo da tubulação em espiral até a ferramenta de hidrojateamento 14, o fluido de furo de poço pode ser circulado para cima até a superfície, através do dispositivo de abertura 48. Mais especificamente, o fluido de furo de poço levanta a bola 52 contra a chapa permeável a fluido 50, a qual, por sua vez, permite que o fluido de furo de poço escoe para cima da ferramenta de hidrojateamento 14 e, no final, através da tubulação em espiral 18, até a superfície, como mostra a figura 11B. Conforme aqueles versados na técnica poderão perceber, podem ser usadas outras válvulas em vez do conjunto de bola e sede 52 e 54 mostrado nas figuras 11A e 11B. Válvulas de dardo, de gatilho, e até de chapeleta, tais como válvulas “balcomp”, podem ser usadas. Além disto, embora as figuras 11A e 11B mostrem apenas uma válvula no fundo da ferramenta de hidrojateamento 14, tais válvulas podem ser colocadas tanto no topo como no fundo, conforme desejado.

Será descrito agora ainda um outro método de acordo com a presente invenção. Inicialmente, a primeira zona 16 na formação subterrânea 12 é perfurada injetando um fluido ffaturante através da ferramenta de hidrojateamento 14 para dentro da formação subterrânea, de modo a formar túneis de perfuração 20, conforme mostra, por exemplo, a figura IA. A seguir, fraturas 24 são iniciadas nos túneis de perfuração 20 bombeando um fluido fraturante através da ferramenta de hidrojateamento 14, conforme mostra, por exemplo, a figura 3. As fraturas 24 são em seguida propagadas injetando fluido fraturante adicional nas fraturas através tanto da ferramenta de hidrojateamento 14 como do espaço anular 19. As fraturas 24 são então tamponadas, pelo menos parcialmente, bombeando um fluido de isolamento 28 para as aberturas das fraturas 24 e/ou para a seção de furo de poço adjacentes às fraturas 24. O fluido de isolamento 28 pode ser bombeado para esta região seja através do espaço anular 19, conforme mostra a figura 4, ou através da ferramenta de hidrojateamento 14, conforme mostra a figura 5, ou uma combinação de ambos. Assim que as fraturas 24 forem tamponadas, a ferramenta de hidrojateamento 14 é movida em afastamento da primeira zona 16. Pode ser movida para cima pelo furo para ffaturamento subseqüente, ou para o fundo do poço, por exemplo, ao identificar um fluido através das perfurações para selar onde for desejado para bombear o produto químico a partir de um ponto abaixo da zona de interesse para dar cobertura completa -a ferramenta é então puxada para cima através do produto químico encontrado. Por último, as etapas, ou um subconjunto das mesmas, são repetidos para zonas subseqüente da formação subterrânea 12.

Conforme já conhecido na técnica, um dispositivo posicionador, tal como um detector de raios gama ou um localizador de colar de revestimento (não mostrado), pode ser instalado no conjunto de furo de fundo para melhorar a precisão de posicionamento das perfurações.

Consequentemente, a presente invenção se adapta bem à execução dos objetivos e à obtenção das finalidades e vantagens mencionadas, assim como àqueles que são inerentes à mesma. Embora a invenção tenha sido ilustrada, descrita e seja definida com referência a realizações exemplificativas da invenção, uma tal referência não implica numa limitação da invenção, e nenhuma limitação desta natureza deve ser inferida. A invenção é capaz de modificação e alteração consideráveis, e de equivalentes em forma e função, conforme ocorrerão àqueles versados na técnica pertinente e que contam com o benefício desta apresentação, bm particular, aqueles versados na técnica perceberão que etapas dos diferentes métodos aqui apresentados podem ser combinadas de uma maneira e ordem diferentes. As realizações ilustradas e descritas da invenção são apenas exemplificativas, e não exaustivas do escopo da invenção. Conseqüentemente, a invenção pretende estar limitada apenas pelo espírito e escopo das reivindicações apensas, dando total reconhecimento a equivalentes sob todos os aspectos.

Claims

1. Método de completar um poço em lima formação subterrânea, caracterizado pelo fato de que compreende as seguintes etapas: (a) perfurar uma primeira zona (16) na formação subterrânea (12) injetando um fluido pressurizado, através de uma ferramenta de hidrojateamento (14), na formação subterrânea (12), de modo a formar um ou mais túneis de perfuração (20); (b) iniciar uma ou mais fraturas (24) na primeira zona (16) da formação subterrânea (12) injetando um fluido fraturante nos referidos um ou mais túneis de perfuração (20) através de uma ferramenta de hidrojateamento (14); (c) bombear fluido fraturante adicional na uma ou mais fraturas (24) na primeira zona (16) através de um espaço anular (19) de furo de poço no qual a ferramenta de hidrojateamento (14) está disposta de modo a propagar a uma ou mais fraturas (24); (d) simultaneamente com a etapa (c), mover a ferramenta de hidrojateamento (14) para cima no furo; e (e) repetir as etapas (a) a (d) numa segunda zona (30) da formação subterrânea.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo falo de que a taxa de fluido fraturante que está sendo ejetado da ferramenta de hidrojateamento (14) decresce durante a etapa (d).

3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo falo de que quaisquer resíduos de corte deixados no espaço anular (19) provenientes da etapa (a) são bombeados para a fratura (24, 34) durante a etapa (c).

4. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a ferramenta de hidrojateamento (14) é mantida estacionária durante a etapa (a).

5. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a ferramenta de hidrojateamento (14) gira durante a etapa (a), deste modo abrindo pelo menos uma fenda na primeira zona (16) da formação subterrânea (12).

6. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a ferramenta de hidrojateamento (14) gira e/ou se move axialmente dentro do furo de poço (10) durante a etapa (a) de modo a, com isto, abrir uma fenda reta ou helicoidal na primeira zona (16) da formação subterrânea (12).

7. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende as seguintes etapas: (a) perfurar uma primeira zona (16) na formação subterrânea (12) injetando um fluido pressurizado, através de uma ferramenta de hidrojateamento (14), na formação subterrânea (12), de modo a formar um ou mais túneis de perfuração (20); (b) iniciar uma ou mais fraturas (24,34) na primeira zona (16) da formação subterrânea (12) injetando um fluido fraturante nos referidos um ou mais túneis de perfuração (20) através da ferramenta de hidrojateamento (14); (c) bombear fluido fraturante adicional na uma ou mais fraturas (24, 34) na primeira zona (16) através de um espaço anular (19) de furo de poço no qual a ferramenta de hidrojateamento (14) está disposta de modo a propagar a uma ou mais fraturas (24, 34); (d) simultaneamente com a etapa (c), mover a ferramenta de hidrojateamento (14) para cima no furo; (e) terminar a etapa (c); e (f) repetir as etapas (a)-(c) numa segunda zona (30) da formação subterrânea.

8. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende as seguintes etapas: (a) perfurar uma primeira zona (16) na formação subterrânea (12) injetando um fluido perfurante, através de uma ferramenta de hidrojateamento (14), na formação subterrânea (12), de modo a formar um ou mais túneis de perfuração (20); (b) iniciar uma fratura (24, 34) em um ou mais túneis de perfuração (20) bombeando um fluido fraturante através da ferramenta de hidrojateamento (14); (c) injetar fluido fraturante adicional na uma ou mais fraturas (24, 34) através de tanto a ferramenta de hidrojateamento (14) como de um espaço anular (19) de furo de poço no qual a ferramenta de hidrojateamento (14) está disposta, de modo a propagar a uma ou mais fraturas (24, 34); (d) tamponar, pelo menos parcialmente, a uma ou as fraturas (24, 34) na primeira zona (16), com um fluido de isolamento; (e) mover a ferramenta de hidrojateamento (14) em afastamento da primeira zona (16); e (d) repetir as etapas (a) a (c) para uma segunda zona (30).

9. Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a etapa de mover a ferramenta de hidrojateamento (14) em afastamento da primeira zona (16) compreende mover a ferramenta de hidrojateamento (14) para cima no furo.

10. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a etapa de mover a ferramenta de hidrojateamento (14) em afastamento da primeira zona (16) compreende mover a ferramenta de hidrojateamento (14) para baixo no furo.