BRPI0512101B1 - aparelho para uma perfuração e uma completação em uma manobra de um poço e método para uma perfuração e uma completação em uma manobra de um poço - Google Patents
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Abstract
aparelho de poço em uma manobra com controle de areia um aparelho e um método para a perfuração de um furo de poço, a colocação de um revestimento, a cimentação e a perfuração do revestimento, e a injeção ou a produção de fluido, sem areia, através das perfurações. o revestimento tem uma pluralidade de elementos extensíveis para fora para perfuração e controle de areia. a ferramenta também pode ter um aparelho de perfuração, um aparelho de cimentação, um aparelho de direção e um aparelho de avaliação de formação.
Description
APARELHO PARA UMA PERFURAÇÃO E UMA COMPLETAÇÃO EM UMA MANOBRA DE UM POÇO E MÉTODO PARA UMA PERFURAÇÃO E UMA COMPLETAÇÃO EM UMA MANOBRA DE UM POÇO
REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS
[001] Este pedido se baseia no Pedido de Patente Provisória U.S. N° 60/579.818, depositado em 14/06/2004, e intitulado "One Trip Well Apparatus with Sand Control".
DECLARAÇÃO REFERENTE A PESQUISA OU DESENVOLVIMENTO COM
FINANCIAMENTO FEDERAL
[002] Não aplicável.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
[003] Campo da Invenção - A presente invenção está no campo de aparelhos e métodos usados na perfuração e na completação de um poço de óleo ou gás, e na produção de hidrocarbonetos a partir do poço ou na injeção de fluidos no poço.
[004] Técnica Antecedente - Na perfuração e na completação de poços de óleo e gás, é comum perfurar um furo de poço, posicionar um revestimento no furo de poço, cimentar o revestimento no lugar, perfurar o revestimento a uma profundidade desejada, e prover a produção sem areia de hidrocarbonetos a partir do poço ou a injeção de fluidos no poço. Estas operações tipicamente são realizadas em várias etapas, requerendo múltiplas manobras para dentro e para fora do poço com a coluna de trabalho. Uma vez que o tempo de sonda é dispendioso, seria útil se ser capaz de realizar todas estas operações com menos manobras no furo de poço.
BREVE SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[005] A presente invenção provê uma ferramenta e um método para a perfuração de um furo de poço, o posicionamento e a perfuração de um revestimento de furo de poço, a cimentação do revestimento no lugar e a produção ou a injeção de fluidos, sem areia. 0 aparelho inclui um revestimento tubular que tem uma pluralidade de elementos tubulares extensíveis radialmente para fora, com um aparelho de perfuração para a perfuração de um furo de poço abaixo do revestimento, um aparelho de cimentação para a cimentação do revestimento no lugar e um meio de controle de areia temporariamente bloqueada nos elementos extensíveis para fora para se controlar seletivamente a injeção sem areia ou a produção de fluidos através dos elementos extensíveis. 0 aparelho de perfuração pode ser concêntrico com o revestimento de produção de costas para a superfície, concêntrico com vários revestimentos alojados ou afixado ao topo do revestimento de produção com um mecanismo de liberação conhecido por aqueles versados na técnica.
[00 6] Uma modalidade do aparelho tem uma ponteira de perfuração formada ou montada na extremidade inferior do revestimento. Nesta modalidade, o revestimento é afixado a uma coluna de perfuração rotativa, e o aparelho de cimentação, de um tipo conhecido na técnica, é incorporado na coluna de perfuração. Após a perfuração, a coluna de perfuração provê um conduto para o cimento e para os fluidos produzidos a partir de ou injetados no poço, se uma tubulação de produção não for uma exigência.
[007] Uma outra modalidade do aparelho tem uma broca de perfuração a qual é acionada por um motor de fundo de poço. Nesta modalidade, a broca de perfuração e o motor de fundo de poço perfuram o furo de poço, com o revestimento montado nele, a com a broca de perfuração extensível abaixo do revestimento. Após a perfuração, a beirada projetada e o motor de fundo de poço podem ser liberados do revestimento e retirados do furo de poço. Também, nesta modalidade, o aparelho de cimentação, novamente de um tipo conhecido na técnica, pode ser abaixado para o poço, após a retirada da broca de perfuração e do motor de fundo de poço. Nesta modalidade, um elemento tubular separado pode prover um conduto para o cimento e para os fluidos produzidos a partir de ou injetados no poço.
[008] Em qualquer modalidade, os elementos tubulares extensíveis para fora no revestimento são preenchidos com um meio de controle de areia, tal como um material de enchimento com cascalho. Os elementos tubulares extensíveis para fora também são inicialmente bloqueados por um meio de bloqueio, tal como um material de cera, o qual inicialmente impede um escoamento de fluido através dos elementos extensíveis para fora. Alternativamente, ao invés de um material de cera, o meio de bloqueio pode ser um material biodegradável, tal como um polímero biodegradável, ou um disco frangível. Após o revestimento estar no lugar no furo de poço, os elementos tubulares extensíveis para fora são estendidos para contato com a parede do furo de poço na formação desejada, após o que o revestimento é cimentado no lugar e o meio de bloqueio é removido dos elementos tubulares extensíveis para fora. A remoção de um meio de bloqueio de cera pode ser realizada pela aplicação de calor ou de um fluido ao material de cera, para a dissolução dele. A remoção de um meio de bloqueio biodegradável pode ser pela biodegradação do meio de bloqueio na presença de fluidos de poço abaixo ou outros fluidos, em temperaturas de poço abaixo, desse modo se dissolvendo o meio de bloqueio. A remoção de um disco frangivel pode ser pela fratura do disco com uma pressão de fluido aumentada. Após a remoção do meio de bloqueio, os fluidos podem ser produzidos a partir da formação ou injetados na formação, através dos elementos tubulares extensíveis para fora.
[009] O revestimento com os elementos tubulares extensíveis para fora pode ser o elemento tubular mais interno em uma coluna alojada de elementos tubulares. Durante uma perfuração, o revestimento se estende para baixo a partir da coluna alojada para o furo de poço. O conjunto também pode ser provido com uma capacidade de direção e uma capacidade de avaliação de formação, ambos recursos os quais são separadamente conhecidos na técnica.
[010] Os novos recursos desta invenção, bem como a invenção em si serão mais bem compreendidos a partir dos desenhos anexados, tomados juntamente com a descrição a seguir, na qual caracteres de referência similares se referem a partes similares, e na qual: BREVE DESCRIÇÃO DAS VÁRIAS VISTAS DOS DESENHOS
[011] A Figura 1 é uma vista em corte longitudinal de uma primeira modalidade do aparelho da presente invenção, na condição de descida; a Figura 2 é uma vista em corte longitudinal do aparelho da Figura 1, mostrando os elementos tubulares extensíveis estendidos para fora e o revestimento cimentado no lugar; as Figuras 3A, 3B e 3C são vistas laterais de um elemento tubular extensível para fora típico incorporado no aparelho da presente invenção; a Figura 4 é uma vista em corte longitudinal de uma segunda modalidade do aparelho da presente invenção.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
[012] Conforme mostrado na Figura 1, em uma modalidade, a ferramenta 10 da presente invenção inclui um revestimento 14, o qual tem uma pluralidade de elementos tubulares extensíveis para fora 12. Todos estes elementos extensíveis para fora 12 são mostrados retraídos radialmente para o revestimento 14 da ferramenta 10, na posição de descida. Uma ferramenta de perfuração 16, tal como uma ponteira perfurável, é montada na extremidade inferior do revestimento 14. O revestimento 14 é montado na coluna de perfuração DS, a qual pode ser girada por uma sonda de perfuração (não mostrada). Um aparelho de cimentação 18, de qualquer tipo conhecido na técnica, pode ser incorporado na coluna de perfuração DS abaixo do revestimento 14.
[013] Conforme o revestimento 14 é girado, a ferramenta de perfuração 16 perfura um furo de poço até a profundidade desejada. O revestimento 14 pode ser incorporado em uma coluna alojada de elementos tubulares (não mostrados). Neste caso, conforme o revestimento 14 e a ferramenta de perfuração 16 progridem para o furo de poço, a coluna alojada de elementos tubulares se segue, criando uma coluna de revestimento estendida no furo de poço.
[014] Conforme mostrado na Figura 2, uma vez que o revestimento 14 esteja na profundidade desejada, os elementos extensíveis para fora 12 são estendidos radialmente para fora a partir do corpo da ferramenta 10 para contatarem a formação subterrânea, tal como pela aplicação de uma pressão hidráulico a partir do fluido fluindo através da ferramenta 10. Se qualquer um dos elementos 12 falhar em se estender plenamente mediante a aplicação desta pressão hidráulica, eles podem ser mecanicamente estendidos pela passagem de um bujão afunilado (não mostrado) através do corpo da ferramenta 10, conforme é conhecido na técnica, mas isto requer uma manobra separada. Após a extensão dos elementos extensíveis para fora 12 para contatarem a formação, a cimentação do revestimento no lugar pode ser realizada pelo bombeamento de cimento para o espaço anular entre o revestimento 14 e o furo de poço, com o aparelho de cimentação 18, conforme é conhecido na técnica.
[015] As Figuras 3A, 3B e 3C mostram a extensão de um elemento tubular extensível típico 12. A Figura 3A mostra o elemento extensível 12 na condição recolhida, conforme ele está configurado quando a ferramenta 10 está em sua configuração de descida. A Figura 3B mostra o elemento extensível 12 com uma primeira extensão 20 estendida para contatar a parede de um furo de poço de calibre pleno, conforme normalmente perfurado. A Figura 3C mostra o elemento extensível 12 com uma segunda extensão 22 estendida, conforme puder ser necessário para contatar a parede de um furo de poço lavado.
[016] Pode ser visto que os elementos tubulares 12 têm um orifício central aberto para a passagem de fluido. Conforme também mostrado na Figura 3C, os elementos tubulares 12 têm um meio de controle de areia 24 incorporado ali. O meio de controle de areia 24 impede a intrusão de areia ou outra matéria em partículas a partir da formação no corpo de ferramenta. Os elementos tubulares 12 podem ter qualquer tipo de meio de controle de areia embutido 24 ali, incluindo qualquer material de enchimento com cascalho conhecido na técnica, contas metálicas ou um elemento de peneiramento mecânico.
[017] Os elementos tubulares 12 também têm um meio de bloqueio 26 ali, tal como um material de cera, um material de polímero, um disco frangível ou qualquer combinação dos mesmos. Conforme constituído originalmente, o meio de bloqueio bloqueia qualquer escoamento de fluido através dos elementos extensíveis para fora. O meio de bloqueio 26 está perto do interior do revestimento 14, para a provisão de uma barreira de pressão permitindo a extensão hidráulica dos elementos tubulares 12. Quando um material de cera é usado como o meio de bloqueio 26, a cera pode ser suscetível a uma remoção pela aplicação de calor ou pela exposição a um fluido o qual pode dissolver a cera. Quando um material de polímero é usado como o meio de bloqueio 26, ele pode ser um material o qual é biodegradável em fluidos os quais podem ser encontrados no furo de poço, ou os quais podem ser bombeados para o furo de poço. Um material de polímero também podería ser escolhido, o qual é suscetível a uma remoção pela aplicação de calor. Quando um disco frangível é escolhido para o meio de bloqueio, ele pode ser projetado para romper mediante a aplicação de uma dada pressão de fluido.
[018] Uma vez que o revestimento 14 tenha atingido a profundidade desejada e os elementos tubulares 12 tenham sido estendidos para contatarem a parede de furo de poço, o cimento então pode ser bombeado através do aparelho de cimentação 18 para preenchimento do espaço anular entre o revestimento 14 e a parede de furo de poço. 0 meio de bloqueio 2 6 é removido de uma forma que depende de qual tipo de meio de bloqueio é usado. Após isso, os fluidos de hidrocarboneto podem ser produzidos a partir da formação através dos elementos extensíveis para fora 12, ou um fluido pode ser injetado na formação através dos elementos extensíveis para fora 12.
[019] A Figura 4 mostra uma segunda modalidade da ferramenta 100 da presente invenção. Nesta modalidade, o revestimento 140 não gira para fins de perfuração do furo de poço. Ao invés disso, o revestimento 140 é abaixado para o furo de poço enquanto o furo de poço está sendo perfurado por um motor de fundo de poço 28 em uma coluna de trabalho WS. O revestimento 140 pode ser afixado à coluna de trabalho WS por um conector liberável 32. O motor de fundo de poço 28 aciona uma ferramenta de perfuração 30 que se estende abaixo da extremidade inferior do revestimento 140. A ferramenta de perfuração 30 pode incluir um abridor de furo, se desejado. Um aparelho de perfuração direcional e um equipamento de avaliação de formação podem ser incorporados na coluna de trabalho WS, conforme é conhecido na técnica. Ainda, o revestimento 140, conforme na primeira modalidade, pode ser incorporado em uma coluna alojada de elementos tubulares (não mostrados). Nesta modalidade, após a perfuração e o posicionamento do revestimento 140, e após a extensão dos elementos tubulares extensíveis para fora 12, o motor de fundo de poço e a ferramenta de perfuração 30 podem ser removidos. Então, um aparelho de cimentação pode ser introduzido, para cimentação do revestimento 140 no lugar, conforme descrito acima, ou a cimentação pode ser feita com a coluna de trabalho WS e a coluna de perfuração DS no lugar. Após isso, os fluidos de hidrocarboneto podem ser produzidos a partir da formação através dos elementos extensíveis para fora 12, ou um fluido pode ser injetado na formação através dos elementos extensíveis para fora 12.
[020] Embora a invenção em particular, conforme mostrado aqui e exposto em detalhes, seja plenamente capaz de obter os objetivos e prover as vantagens estabelecidas aqui anteriormente, é para ser compreendido que esta exposição é meramente ilustrativa das modalidades presentemente preferidas da invenção e que nenhuma limitação é pretendida além de conforme descrito nas reivindicações em apenso.
REIVINDICAÇÕES
Claims (21)
1. Aparelho para uma perfuração e uma completação em uma manobra de um poço, caracterizado pelo fato de compreender: um revestimento (14) que tem pelo menos um elemento tubular telescópico para fora (20, 22), o referido elemento tubular telescópico (20, 22) sendo seletivamente extensível para fora para contatar um furo de poço; um aparelho de perfuração adaptado para perfurar um furo de poço abaixo do referido revestimento; um meio de controle de areia (24) nos referidos elementos tubulares telescópicos; e um meio de bloqueio temporário (26) nos referidos elementos tubulares telescópicos, o referido meio de bloqueio (26) sendo adaptado para inicialmente bloquear o escoamento de fluido através dos referidos elementos tubulares telescópicos e, subseqüentemente, permitir o escoamento de fluido através dos referidos elementos tubulares telescópicos (20, 22).
2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ainda compreender um aparelho adaptado para bombear um material de vedação (18) através do referido revestimento (14) para vedar o referido revestimento no lugar em um furo de poço.
3. Aparelho, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de o referido material de vedação ser cimento.
4. Aparelho, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de o referido revestimento ser montado em uma coluna de perfuração rotativa (DS).
5. Aparelho, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de: o referido aparelho de vedação (18) ser incorporado na referida coluna de perfuração; e o referido aparelho de perfuração compreender uma ferramenta de perfuração (16) montada em uma extremidade inferior do referido revestimento (14).
6. Aparelho, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de: o referido aparelho de vedação (18) ser incorporado na referida coluna de perfuração; e o referido aparelho de perfuração compreender uma ferramenta de perfuração (30) acionada por um motor de fundo de poço (28).
7. Aparelho, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de: a referida ferramenta de perfuração (30) ser adaptada para passar através de e se estender abaixo do referido revestimento (14); e o referido aparelho de vedação (18) ser adaptado para passar através da referida coluna de produção após a remoção do referido aparelho de perfuração (28, 30).
8. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o referido meio de controle de areia (24) compreender um material de enchimento com cascalho.
9. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o referido meio de bloqueio temporário (26) compreender um material de cera, o referido material de cera sendo removível pela aplicação de um agente selecionado a partir dos seguintes: um ácido, um hidrocarboneto ou calor.
10. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o referido meio de bloqueio temporário (26) compreender um material de polímero, o referido material de polímero sendo removível por biodegradação.
11. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o referido meio de bloqueio temporário (26) compreender um disco frangível.
12. Método para uma perfuração e uma completação em uma manobra de um poço, caracterizado pelo fato de compreender: a provisão de um revestimento (14) que tem pelo menos um elemento tubular telescópico para fora (20, 22), com um meio de controle de areia (12, 24) e um meio de bloqueio temporário (26) no referido elemento tubular telescópico; a provisão de um aparelho de perfuração (28, 30, 32); a perfuração de um furo de poço abaixo do referido revestimento com o referido aparelho de perfuração; a extensão seletiva do referido elemento tubular telescópico para fora (20, 22) para contatar o furo de poço; e a passagem de fluido através do referido elemento tubular telescópico (20, 22).
13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de ainda compreender: o bloqueio de um escoamento de fluido inicialmente através do referido elemento tubular telescópico (20, 22) com o referido meio de bloqueio (26); e a remoção do referido meio de bloqueio (2 6) para se permitir subseqüentemente o escoamento de fluido através do referido elemento tubular telescópico (20, 22).
14. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de ainda compreender: a provisão de um aparelho de cimentação (18); e o bombeamento de cimento através do referido revestimento com o referido aparelho de cimentação (18) para cimentação do referido revestimento no lugar no furo de poço.
15. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de: o referido revestimento (14) ser montado em uma coluna de perfuração rotativa (DS) e o referido aparelho de perfuração compreender uma ferramenta de perfuração (16) montada em uma extremidade inferior do referido revestimento; e a referida perfuração compreender a rotação do referido revestimento (14) e da referida ferramenta de perfuração (16) com a referida coluna de perfuração (DS).
16. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de: o referido revestimento (14) ser montado em uma coluna de produção e o referido aparelho de perfuração compreender uma ferramenta de perfuração (30) acionada por um motor de fundo de poço (28).
17. Método, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de: a referida perfuração compreender a passagem da referida ferramenta de perfuração (30) através do referido revestimento (14) e a rotação da referida ferramenta de perfuração (30) com o referido motor de fundo de poço (28).
18. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de ainda compreender a remoção do referido aparelho de perfuração (30) da referida coluna de produção, após a referida perfuração, e o abaixamento do referido aparelho de cimentação (18) através da referida coluna de produção, antes do bombeamento do referido cimento.
19. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de: o referido meio de bloqueio temporário (26) compreender um material de cera; e a referida remoção do referido meio de bloqueio (26) compreender a dissolução do referido material de cera pela aplicação de um ácido, um hidrocarboneto, ou calor.
20. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de: o referido meio de bloqueio temporário (26) compreender um material polimérico; e a referida remoção do referido meio de bloqueio (26) compreender a biodegradação do referido material de polímero.
21. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de: o referido meio de bloqueio temporário (26) compreender um disco frangível; e a referida remoção do referido meio de bloqueio (26) compreender a ruptura do referido disco frangível.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| B06A | Patent application procedure suspended [chapter 6.1 patent gazette] | ||
| B09A | Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette] | ||
| B16A | Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette] |
Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 10 (DEZ) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 24/01/2017, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS. |