ES2932862T3 - Método para estimar o bien el caudal de retorno o bien el caudal de producción de fluido en un yacimiento o bien por una entrada individual o bien por la contribución de varias entradas separadas en intervalos en un pozo situado en un yacimiento de crudo o gas - Google Patents
Método para estimar o bien el caudal de retorno o bien el caudal de producción de fluido en un yacimiento o bien por una entrada individual o bien por la contribución de varias entradas separadas en intervalos en un pozo situado en un yacimiento de crudo o gas Download PDFInfo
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Abstract
La presente invención se relaciona con un método para estimar el flujo de retorno o la tasa de producción de fluidos del yacimiento desde una entrada individual o la contribución de varias entradas separadas por intervalos en un pozo ubicado en un yacimiento de petróleo y/o gas. Esta invención permite optimizar el número de entradas separadas por intervalos y maximizar la producción. El pozo según la invención comprende un casing con una pluralidad de elementos de irregularidad magnética, concretamente como collares de casing en un ejemplo preferido de la invención. Estos elementos de irregularidad magnética generan perturbaciones magnéticas dentro de la carcasa. Según el método, uno o más elementos sensores se entregan de tal manera que el flujo los arrastra mientras los elementos sensores registran en el tiempo las perturbaciones magnéticas generadas por los elementos de irregularidad magnética. Se conoce la ubicación de los elementos de irregularidad magnética y la lectura de las perturbaciones permite estimar la velocidad del elemento sensor a lo largo de la dirección de la trayectoria del casing, en concreto la evolución de dicha velocidad, y luego la velocidad del fluido. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Método para estimar o bien el caudal de retorno o bien el caudal de producción de fluido en un yacimiento o bien por una entrada individual o bien por la contribución de varias entradas separadas en intervalos en un pozo situado en un yacimiento de crudo o gas
Campo de la invención
La presente invención se refiere a un método para estimar o bien el caudal de retorno o bien el caudal de producción de fluido en un yacimiento o bien por una entrada individual o bien por la contribución de varias entradas separadas en intervalos en un pozo situado en un yacimiento de crudo o gas tal y como se define en la reivindicación independiente 1. Esta invención permite la optimización del número de intervalos de entradas y maximizar la producción.
El pozo comprende una carcasa con una pluralidad de elementos de irregularidad magnéticos, que se realizan como elementos de irregularidad ferromagnéticos, específicamente collarines de carcasa.
Estos elementos de irregularidad magnéticos generan perturbaciones magnéticas en el interior de la carcasa. De acuerdo al método, uno o más elementos sensores son liberados de tal modo que el flujo los arrastra mientras los elementos sensores registran en tiempo las perturbaciones magnéticas generadas por los elementos de irregularidad magnéticos.
La posición de los elementos de irregularidad magnéticos es conocida y la lectura de las perturbaciones permite estimar la velocidad de los elementos sensores a lo largo de la trayectoria de la carcasa, específicamente la evolución de dicha velocidad, y así extrapolar la velocidad del fluido.
En una etapa adicional, se recuperan de los elementos sensores los datos registrados, por ejemplo a la salida del pozo, y se procesan adicionalmente para estimar el caudal a lo largo de la trayectoria desde la posición de liberación en el interior de la carcasa.
Técnica anterior
Uno de los campos técnicos con un desarrollo más intenso es el que se centra en recopilar datos de un pozo durante la vida de producción o durante la fractura inicial de fluido de retorno.
La recopilación de datos de un pozo es una tarea desafiante ya que el pozo muestra un espacio muy limitado, teniéndose acceso solamente desde la abertura principal. Muchos de los elementos que se instalan en el pozo solamente pueden instalarse cuando se construye el mismo.
De acuerdo a la técnica anterior, se miden algunos parámetros tales como temperatura o presión instalando sensores de temperatura o sensores de presión en la carcasa y se comunican con un dispositivo externo de recopilación de datos por cable o incluso mediante medios de comunicación inalámbrica. Estos parámetros pueden medirse en cualquier punto de la carcasa y, en algunas condiciones de flujo específicas la velocidad de flujo puede estimarse con escasa precisión usando correlaciones o modelos numéricos que dependen de estos parámetros.
El flujo de fluido muestra una variación de velocidad a lo largo de la trayectoria de la carcasa, extendiéndose esta trayectoria desde el extremo interior del pozo hasta el extremo opuesto, la salida del pozo. En la totalidad de la descripción, la trayectoria del pozo será el eje principal de la carcasa. Si la carcasa muestra una sección circular, el eje estará situado en el centro de dicha sección circular.
En la totalidad de la descripción, un plano de sección transversal será una sección transversal tomada de acuerdo a un plano perpendicular a la trayectoria del pozo.
Durante la producción, el flujo se introduce desde el yacimiento hasta el espacio interior de la carcasa a través de una pluralidad de orificios de entrada situados en la carcasa. El flujo de entrada que se introduce a través de la pluralidad de orificios de entrada aumenta progresivamente el flujo a lo largo de la trayectoria desde el extremo interior hasta la salida del pozo. En un procedimiento de caudal de retorno de fractura inicial, este flujo fluye en el sentido opuesto. La variación del flujo que depende de la contribución de cada orificio de entrada no puede estimarse con precisión usando sensores de temperatura y/o presión y modelos numéricos o cualquier otro método indirecto.
En la técnica anterior, es conocido el uso de herramientas de escáner de flujo que comprenden una pluralidad de turbinas helicoidales situadas en una estructura móvil destinada a insertarse en el pozo. Las turbinas helicoidales determinan la velocidad del flujo a lo largo de la dirección radial en una cierta posición de la trayectoria del pozo. Estas herramientas de escáner consisten en un dispositivo complejo que requiere herramientas adicionales que
permiten que se inserte el escáner en el pozo, para situarlo en la posición correcta y recopilar las velocidades medidas. Este escáner no puede usarse en cualquier momento del procedimiento de producción y muestra elementos complejos que infieren en el flujo generando ondas.
También es conocida la solicitud de patente europea n° EP 1086294 A1 que describe un método y un sistema para medir datos en un conducto de transporte de fluidos, como un pozo para la producción de petróleo y/o gas.
Adicionalmente, el flujo de fluido en el interior de la carcasa es complejo ya que muestra una capa límite muy relevante que muestra un perfil de velocidad sumamente dependiente de la composición del fluido. En particular, el flujo puede mostrar dos o más fases que están separadas de acuerdo al plano de sección transversal de la carcasa.
La invención resuelve estos problemas usando elementos muy sencillos pero proporcionando un método muy fiable para estimar el caudal de retorno o el caudal de producción de fluido en un yacimiento.
Descripción de la invención
La presente invención es un método, como el definido en la reivindicación 1, para estimar o bien el caudal de retorno o bien el caudal de producción de fluido en un yacimiento o bien por una entrada individual o bien por la contribución de varias entradas separadas en intervalos en un pozo situado en un yacimiento de crudo o gas, extendiéndose dicho pozo a lo largo de una trayectoria al menos desde un punto de la superficie del yacimiento hasta un punto en el subsuelo.
El pozo comprende:
- una carcasa que comprende una pluralidad de orificios de entrada distribuidos de acuerdo a una primera disposición a lo largo de la trayectoria que permite la introducción de fluido en la carcasa y, comprendiendo también la carcasa una pluralidad de elementos de irregularidad magnéticos distribuidos de acuerdo a una segunda disposición a lo largo de la trayectoria;
- al menos un elemento sensor en el que el elemento sensor está adaptado para registrar en tiempo la perturbación magnética generada por un elemento de irregularidad magnético cuando el al menos un elemento sensor se mueve en el interior de la carcasa y pasa a través de una sección del pozo en la que está situado dicho elemento de irregularidad magnético de acuerdo a la trayectoria.
La carcasa se aloja en el pozo proporcionando una pared que es la superficie de contacto entre el espacio interior del pozo y el yacimiento. La carcasa tiene una pluralidad de orificios de entrada que son, en la mayoría de los casos, agujeros o ranuras que permiten que los fluidos atraviesen la pared de la carcasa. Estos orificios de entrada se denominan “entrada” más que orificio de “entrada/salida” pero dichos orificios de entrada deben interpretarse con significado general (entrada/salida) ya que los orificios permiten que pase el flujo a su través en cualquier sentido. En una realización preferida, en una determinada posición de la trayectoria, el orificio de entrada es un conjunto de ranuras o agujeros distribuidos de manera periférica en la carcasa en una determinada posición de la trayectoria.
La pluralidad de orificios de entrada se disponen en la carcasa a lo largo de la trayectoria del pozo de acuerdo a una primera disposición, organizándose esta primera disposición, por ejemplo, mediante grupos de orificios de entrada, estando situado cada grupo en ciertas coordenadas a lo largo de la trayectoria, estando separado cada par de dos grupos consecutivos de acuerdo a una primera distancia, lo que da como resultado una disposición equidistribuida en la mayoría de las realizaciones.
Puede reducirse la distancia entre dos grupos si es necesario que el flujo que atraviesa la pared de la carcasa sea mayor en una cierta porción de la carcasa. Cada grupo de orificios de entrada situados en una posición de la trayectoria pueden distribuirse de manera periférica alrededor de la carcasa.
La carcasa también comprende una pluralidad de elementos de irregularidad magnéticos distribuidos a lo largo de la trayectoria del pozo de acuerdo a una segunda disposición. Esta segunda disposición puede no correlacionarse con la primera disposición de orificios de entrada. En la realización preferida, la segunda disposición es tal que los elementos de irregularidad magnéticos (C) se distribuyen de manera equitativa a lo largo de la trayectoria (P).
De acuerdo a una realización preferida, la carcasa está compuesta por porciones de tubo de material ferromagnético conectadas de manera consecutiva. Cada porción de tubo muestra un extremo con un collarín que muestra un diámetro interior más ancho que el resto de la porción de tubo y está adaptado para recibir el extremo sin collarín de la porción de tubo adyacente. El collarín de carcasa muestra una mayor cantidad de masa que genera una perturbación magnética en el espacio interior de la carcasa. Por ejemplo, la perturbación magnética es una perturbación del campo magnético de la Tierra.
De acuerdo a otra realización, esta perturbación magnética pueden proporcionarla otros elementos de irregularidad ferromagnéticos fijados a la carcasa, por ejemplo piezas adicionales de material ferromagnético, situadas en coordenadas conocidas a lo largo de la trayectoria.
De acuerdo a otra realización, los elementos de irregularidad magnéticos son imanes, imanes permanentes o electroimanes, que generan una perturbación magnética.
El método también comprende el uso de al menos un elemento sensor, siendo este elemento sensor un dispositivo que se arrastra por el fluido que fluye a través del espacio interior de la carcasa. Este sensor está configurado para registrar en tiempo la perturbación magnética generada por cualquier elemento de irregularidad magnético de la carcasa cuando se mueve en el interior de la carcasa y pasa a través de una sección del pozo en la que está situado dicho elemento de irregularidad magnético de acuerdo a la trayectoria.
Es decir, el elemento de irregularidad magnético puede fijarse a un lado de la pared de la carcasa pero, en cualquier caso, la posición de dicho elemento de irregularidad magnético está determinada por la posición a lo largo de la trayectoria. La mayoría de las carcasas de pozos muestran una sección circular, donde en estos casos la trayectoria se identifica como el eje longitudinal del pozo que pasa a través del centro de cada sección circular de la carcasa.
De acuerdo a otras realizaciones, el elemento sensor es activo y genera un campo magnético que se ve perturbado por los elementos de irregularidad magnéticos. El elemento sensor registra en tiempo la perturbación medida.
En cualquier caso, el elemento sensor registra la presencia de cualquier perturbación del campo magnético. Esta perturbación determina que ha pasado el elemento sensor que se arrastra por los flujos a través de una sección de la carcasa en la que está situado un elemento de irregularidad magnético.
De acuerdo al método, se llevan a cabo las siguientes etapas:
- liberar al menos un elemento sensor en el pozo en el interior de la carcasa durante o bien el retorno o bien la producción de fluido en una posición del pozo situada en el subsuelo y en la que fluye el fluido, estando el elemento sensor arrastrado por el flujo, y donde la velocidad del elemento sensor es casi la velocidad del fluido circundante; - registrar con el al menos un sensor las perturbaciones magnéticas provocadas cuando el elemento sensor arrastrado por el flujo pasa cerca de cada elemento de irregularidad magnético; y,
- recopilar los datos registrados del al menos un elemento sensor.
El elemento sensor se libera en una posición en la que fluye el fluido; por ejemplo liberando el elemento sensor en una posición que tiene orificios de entrada entre el extremo de la carcasa y la posición de liberación que proporcionan un flujo de entrada o de salida.
El elemento sensor se arrastra por el fluido en el que la velocidad del elemento sensor es casi la velocidad del fluido circundante, especialmente si la densidad del sensor es aproximadamente la densidad del fluido circundante. Este hecho permite determinar la estimación de la velocidad del flujo de fluido como la velocidad del elemento sensor que se arrastra por dicho flujo.
El trayecto de un elemento sensor a lo largo de la trayectoria del pozo discurre cerca de una pluralidad de elementos de irregularidad magnéticos. Durante el tiempo de desplazamiento, el elemento sensor registra cualquier perturbación magnética, en particular la perturbación magnética provocada por cada elemento de irregularidad magnético.
La posición de los elementos de irregularidad magnéticos es conocida. Después de recopilar los datos registrados del elemento sensor, se identifica la posición de cada elemento de irregularidad magnético que provoca cada perturbación magnética con un sello temporal, asignándose el sello temporal por el elemento sensor cuando se detecta la perturbación magnética asociada.
Como se conocen la posición en la que se libera el elemento sensor y el tiempo de liberación, los sellos temporales permiten calcular el tiempo de desplazamiento desde el instante de liberación hasta que el elemento sensor ha pasado cerca de cada elemento irregular magnético.
La velocidad del sensor entre dos posiciones de elementos irregulares magnéticos adyacentes se estima como el cociente de la distancia entre dichas dos posiciones y el tiempo de desplazamiento empleado para desplazarse por dicha distancia. El tiempo de desplazamiento empleado para desplazarse por dicha distancia se calcula como la diferencia entre los dos sellos temporales asociados a los dos elementos de irregularidad magnéticos.
El método permite estimar la velocidad del flujo para cada porción de la trayectoria entre posiciones de elementos de irregularidad magnéticos que generan una perturbación magnética. Cuando la velocidad entre dos porciones adyacentes de la trayectoria es diferente, dicha diferencia se asocia con el flujo de entrada/salida a través de cualquiera de los orificios de entrada/salida situados en las dos porciones adyacentes.
La descripción detallada de la invención divulgará algunas realizaciones específicas preferidas.
Descripción de los dibujos
Estas y otras características y ventajas de la invención se observarán más claramente a partir de la siguiente descripción detallada de una realización preferida proporcionada únicamente a modo de ejemplo ilustrativo y no limitativo con referencia a los dibujos adjuntos.
Figura 1 Esta figura muestra una vista esquemática de una realización preferida de pozo que tiene o bien collarines de carcasa o bien recalcados de junta o bien ensanchamientos de junta como elementos de irregularidad ferromagnéticos y elementos sensores adaptados para detectar la perturbación de dichos collarines de carcasa en el campo magnético de la Tierra.
Figura 2 Esta figura muestra una representación gráfica de la señal registrada en tiempo con los pulsos correspondientes a cada perturbación detectada.
Figura 3 Esta figura muestra esquemáticamente un elemento sensor de acuerdo a una realización específica que comprende un recubrimiento para determinar un peso y volumen predefinidos.
Descripción detallada de la invención
Tal como apreciará un experto en la técnica, pueden realizarse aspectos de la presente invención como un método y un sistema que permiten estimar o bien el caudal de retorno o bien el caudal de producción de fluido en un yacimiento a partir de una contribución o contribución individual de varios intervalos en un pozo situado en un yacimiento de crudo o gas.
La figura 1 muestra un yacimiento (Q) como una región de subsuelo limitada por la superficie superior (Sñ) y un pozo (W) que comprende una primera porción orientada en vertical y una segunda porción orientada en horizontal, conectándose ambas porciones por una transición curva.
El pozo (W) se representa mostrando, de manera intencionada, una anchura no proporcional a su longitud, es decir siendo la anchura mayor de acuerdo a cualquier proporción real en comparación con su longitud. Esta figura no proporcional permite que se muestren de manera más clara la estructura y elementos que se divulgarán más adelante.
El pozo (W) tiene una carcasa (T) que proporciona estabilidad estructural y una superficie de contacto entre el espacio interior del pozo (W) y la roca circundante y fluidos almacenados en el yacimiento (Q).
De acuerdo a esta realización, la carcasa (T) comprende grupos de orificios de entrada (I) que se organizan en grupos de ranuras y/o agujeros que permiten que pase a su través el fluido o fluidos. Por ejemplo, durante la producción del pozo (T), los orificios de entrada (I) permiten que fluya el crudo y/o gas desde el yacimiento al espacio interior de la carcasa (T) y así que fluyan hasta la salida de la carcasa (T).
Estos grupos de orificios de entrada (I) muestran una primera disposición no distribuidos equitativamente a lo largo de la dirección longitudinal del pozo (W), identificándose dicha dirección longitudinal como la trayectoria (P) del pozo (W). Esta trayectoria (P) se representa como el eje principal de la carcasa (T) que es un tubo de acuerdo a una sección circular.
La carcasa (T) comprende una pluralidad de porciones de tubo, mostrando cada porción de tubo en una junta o extremo un collarín (C) en forma de anillo. La figura 1 muestra una porción de tubo separada indicada por medio de una flecha. El collarín (C) es un segmento más ancho de la porción de tubo en un extremo con un diámetro interior configurado para alojar el extremo de la porción de tubo contigua que no tiene el collarín (C). La carcasa (T) se configura concatenando porciones de tubo. La disposición de collarín (C) resultante muestra dichos collarines (C) con una distribución de distancia conocida previamente.
En esta realización preferida, las porciones de tubo están compuestas por material ferromagnético y, como resultado, la carcasa (T) es un tubo ferromagnético con collarines (C) con un mayor grosor, y por tanto, con más masa de material ferromagnético.
Los collarines (C) generan una perturbación del campo magnético de la Tierra en sus alrededores, en particular en el espacio interior de la carcasa (T).
El método de acuerdo a una realización preferida también comprende elementos sensores (S) adaptados para registrar en tiempo la perturbación magnética generada por los elementos de irregularidad magnéticos formados por los collarines (C) cuando dichos elementos sensores (S) se desplazan por el espacio interior de la carcasa (T) al verse arrastrados por el flujo que fluye a través de dicha carcasa (T).
En esta descripción, algunas expresiones pueden indicar que los elementos sensores (S) se desplazan en el espacio interior de la carcasa (T) a lo largo de la trayectoria (P) del pozo (W). Esta expresión o cualquier expresión equivalente debe interpretarse como que la componente de velocidad principal del elemento sensor (S) es de acuerdo a la trayectoria (P) pero el elemento sensor (S) puede estar situado en cualquier posición de la sección de la carcasa (T). Por ejemplo, el elemento sensor (S) puede moverse a lo largo del centro de la carcasa (T), o en otra realización el elemento sensor (T) puede moverse cerca de la pared de la carcasa (T) provocado por un efecto de flotabilidad. En cualquier caso, el elemento sensor (S) registra la perturbación del elemento de irregularidad magnético (C) cuando pasa cerca de dicho elemento de irregularidad magnético (C) de acuerdo a la trayectoria (P).
La figura 1 muestra esquemáticamente una señal registrada por un elemento sensor (S), representándose dicha señal con la correspondencia correcta entre el valor de señal y la posición en la que se ha registrado dicho valor de señal.
La figura 2 muestra la señal registrada en tiempo por un elemento sensor (S) liberado en un pozo de producción cuando se aumenta el flujo al pasar a través de secciones que tienen orificios de entrada que alimentan el espacio interior de la carcasa (T). La velocidad de los elementos sensores (S) que se ven arrastrados por el flujo también se aumenta y, por tanto, las perturbaciones identificadas en la función de señal se registran con intervalos de tiempo más cortos. Cada perturbación detectada en la señal registrada tiene un sello temporal asociado y, cada sello temporal tiene una correspondencia con la posición conocida en la trayectoria (P) del elemento de irregularidad magnético. El sello temporal y la posición en la trayectoria permiten estimar la velocidad de los elementos sensores (S).
Es decir, la señal representada en la figura 1 se ha estirado comprimiendo la separación de la perturbación en el tiempo para hacer coincidir la perturbación con la posición del collarín o el ensanchamiento de pared de carcasa (C) que provoca dicha perturbación.
De acuerdo a esta realización, una pluralidad de elementos sensores (S) se almacenan en un módulo de desacoplamiento (R), estando el módulo de desacoplamiento (R) en comunicación con un usuario que controla la liberación de los elementos sensores (S). En esta realización, el módulo de desacoplamiento (R) está adaptado para liberar uno o más elementos sensores (S) tras recibir una señal de liberación.
Una vez que se libera el elemento sensor (S), se inicia en t0 para registrar la perturbación del campo magnético en t1, t 2, t3, ... según se representa en la figura 2 en la que la señal representada en la figura 1 es sólo un ejemplo de señal que muestra la posición de los collarines o ensanchamiento de pared de carcasa (C) detectada cuando pasa por su posición. Después de registrar las perturbaciones magnéticas, puede estimarse el caudal de producción mediante procesamiento posterior de los datos registrados para al menos una porción del pozo (W) situada entre un primer collarín o ensanchamiento de pared de carcasa (C) y un segundo collarín o ensanchamiento de pared de carcasa (C) al:
- identificar en la señal registrada cada perturbación magnética provocada cuando el elemento sensor (S) arrastrado por el flujo pasa cerca de cada elemento de irregularidad magnético (C) en el que la posición de dicho elemento de irregularidad magnético (C) con respecto a la trayectoria (P) de la carcasa (T) se ha determinado previamente;
- determinar el tiempo empleado por el elemento sensor (S) que se ve arrastrado por el flujo entre la posición del primer collarín o ensanchamiento de pared de carcasa (C) y el segundo collarín o ensanchamiento de pared de carcasa (C);
- estimar el caudal como el flujo de acuerdo a una velocidad del fluido, computándose esta velocidad como el caudal entre la distancia entre el primer collarín o ensanchamiento de pared de carcasa (C) y el segundo collarín o ensanchamiento de pared de carcasa (C) y, el tiempo empleado al desplazarse entre dicho primer collarín o ensanchamiento de pared de carcasa (C) y el segundo collarín o ensanchamiento de pared de carcasa (C).
Esta velocidad puede aumentar/disminuir, y se estima el flujo de entrada/salida a través de los orificios de entrada (I) situados en el interior de la porción de carcasa (T) donde se han identificado las dos velocidades diferentes, como el flujo requerido para dicha variación de velocidad de acuerdo a la sección de la carcasa (T). Se asigna la variación del flujo a los orificios de entrada (I) situados en la porción de carcasa (T) donde se identifica la variación de velocidad.
Es decir, en una realización particular, la velocidad del elemento sensor se determina como el cociente entre la separación entre dos elementos de irregularidad magnética (C) y el tiempo transcurrido entre dichos dos elementos de irregularidad (C). Concretamente, los dos elementos de irregularidad magnética (C) son dos irregularidades consecutivas (C).
De acuerdo a otra realización, el pozo (W) se divide mediante porciones definidas por las posiciones de los collarines o ensanchamientos de pared de carcasa (C) y se estima la entrada de flujo o la salida de flujo de fluido a través de los orificios de entrada (I) situados entre dos collarines o ensanchamientos de pared de carcasa (C) consecutivos a partir de la variación del valor estimado de velocidad del elemento sensor (S) tomado a la salida de la porción con respecto al valor tomado al introducirse en la porción.
En la realización mostrada en la figura 1, los orificios de entrada (I) se organizan en la totalidad de la trayectoria (P)
en la que cada grupo de orificios de entrada (I) son un conjunto de ranuras o agujeros distribuidos de manera periférica en la carcasa (T) en una determinada posición de la trayectoria (P).
En esta realización preferida, el elemento sensor (S) es un dispositivo pasivo que mide y registra en tiempo perturbaciones del campo magnético de la Tierra provocadas en las proximidades de las irregularidades ferromagnéticas provocadas por el grosor aumentado de los collarines o ensanchamientos de pared de carcasa (C). En otra realización en la que la carcasa (T) es un tubo continuo, los elementos de irregularidad magnéticos (S) son piezas compuestas por material ferromagnético fijadas a la pared de la carcasa (T) de acuerdo a una disposición predeterminada, siendo conocida la posición de las piezas.
De acuerdo a otra realización, el elemento sensor (S) es un dispositivo activo que genera un campo magnético que se ve perturbado por el elemento de irregularidad magnético o ensanchamiento de pared de carcasa (C) situado en la carcasa (T). En este caso, el elemento sensor (S) también comprende una fuente de energía que se activa cuando se libera el elemento sensor.
En la realización preferida, el elemento sensor (S) también comprende una fuente de energía que permite registrar en tiempo las perturbaciones magnéticas que se miden pero, si el elemento sensor (S) es activo la fuente de energía tiene una mayor capacidad ya que puede alimentar el elemento sensor (S) hasta que se hayan realizado todas las mediciones. Por ejemplo, el elemento sensor (S) debe ser activo durante el tiempo de desplazamiento a lo largo de todo el pozo (W).
En la realización preferida, se almacenan elementos sensores (S) en un módulo de desacoplamiento (R) en el pozo (W) en la posición del pozo (W) situada en el subsuelo (Sñ) donde fluyen los fluidos y en la que dicho módulo de desacoplamiento (R) está adaptado para que se desacoplen uno o más elementos sensores (S) durante la producción del pozo (W).
En esta realización preferida, el módulo de desacoplamiento (R) está adaptado para liberar uno o más elementos sensores (S) tras recibir una señal de liberación, por ejemplo generada por un usuario desde un centro de control que está en comunicación con el módulo de desacoplamiento (R). Esta realización permite emplear elementos sensores (S) únicamente cuando son necesarios en la totalidad de la vida del pozo (W).
De acuerdo a otra realización, el módulo de desacoplamiento (R) comprende una pluralidad de elementos sensores (S) al menos parcialmente impregnados por una sustancia soluble que permite desacoplar uno o más elementos sensores (S) cuando se disuelve dicha sustancia soluble. La configuración del paquete y la sustancia soluble puede diseñarse para un procedimiento de liberación espaciotemporal. Esta configuración evita la necesidad de instalar un sistema de comunicación con el módulo de desacoplamiento (R).
En esta realización preferida, el al menos un elemento sensor (S) comprende un módulo de comunicación (CM) para transferir los datos registrados cuando se recibe una señal de disparo. La figura 3 muestra una representación esquemática de un elemento sensor (S) con un módulo de comunicación (CM) que tiene una antena (CM.1) y que está en comunicación con una simple unidad de procesamiento (CM.2) para registrar y almacenar la señal de perturbación.
Una vez que el elemento sensor (S) ha registrado la señal de perturbación y ha completado la medición de la longitud del pozo (W), se recopilan los datos registrados enviando la señal de disparo al elemento sensor (S) que envía los datos registrados que se transmiten por el módulo de comunicación (CM).
Un módulo de lectura (RM), en esta realización siendo este módulo de lectura (RM) el módulo que envía la señal de disparo usando su propia antena (RM), recibe los datos registrados y los transmite al centro de control (CC). Este proceso de transmisión es muy rápido como evento desencadenante y se ejecuta la transmisión durante el tiempo de desplazamiento del elemento sensor (S) cuando el módulo de comunicación (CM) está en el interior del alcance en el que el módulo de comunicación (CM) y el módulo de lectura (RM) pueden estar en comunicación de manera inalámbrica.
De acuerdo a una realización alternativa, no cubierta por las reivindicaciones, los elementos sensores (S) se capturan al salir del pozo (W) y así se leen los datos registrados. En este caso, la comunicación puede ser conectando por cable el elemento sensor (S) con un sistema informático.
La figura 3 muestra una realización del elemento sensor (S) que tiene un recubrimiento (S.1) con un peso específico. Este recubrimiento permite determinar el peso y volumen del elemento sensor (S) para provocar que flote, un efecto de flotabilidad o asentamiento en dicho elemento sensor (S). De acuerdo a una realización, el módulo de desacoplamiento (R) comprende una pluralidad de elementos sensores (S) con diferentes pesos.
El efecto de flotabilidad, cuando la porción del pozo (W) por la que se desplaza el elemento sensor (S) es horizontal, provoca que el elemento sensor se vea arrastrado cerca de la pared de la carcasa (T) más que en una posición central. Este elemento sensor (S) está adaptado para registrar la velocidad cerca de la pared más que la velocidad alrededor
del eje de la carcasa (T). Esta velocidad puede ser la velocidad definida por la capa límite del flujo o, si existen dos o más fases, este elemento sensor (S) puede medir el flujo de la pluralidad de fases: la fase situada en la parte superior si el peso es relativamente bajo o la fase inferior si el peso es relativamente alto.
En este caso en el que dos o más fases están en el flujo, se usan dos o más elementos sensores (S) diferentes para tener una información completa sobre el flujo.
En otra realización, el elemento sensor (S) comprende:
- un sensor de presión,
- un sensor de temperatura,
- un sensor de resistividad o,
- cualquier combinación de los mismos.
La información adicional del fluido, temperatura, presión, resistividad, permite estimar propiedades de fluido del fluido circundante al elemento sensor (S).
Un segundo aspecto de la invención es un sistema como el definido en la reivindicación independiente 16.
De acuerdo a otro aspecto, no cubierto por las reivindicaciones, puede proporcionarse cualquiera de los métodos dados a conocer en forma de un producto de programa informático adaptado para llevar a cabo dichos métodos. El ámbito de protección de la presente invención está definido por las reivindicaciones adjuntas.
Claims (16)
1. - Método para estimar o bien el caudal de retorno o bien el caudal de producción de fluido en un yacimiento o bien por una entrada individual o bien por la contribución de varias entradas separadas en intervalos en un pozo situado en un yacimiento de crudo o gas (Q), extendiéndose dicho pozo (W) a lo largo de una trayectoria (P) al menos desde un punto de la superficie del yacimiento (Q) hasta un punto en el subsuelo, comprendiendo el pozo (W):
- una carcasa (T) que comprende una pluralidad de orificios de entrada (I) distribuidos de acuerdo a una primera disposición a lo largo de la trayectoria (P) que permite la introducción de fluido en la carcasa (T)M y,
- liberar al menos un elemento sensor (S) en el pozo (W) en el interior de la carcasa (T) durante o bien el retorno o bien la producción de fluido en una posición del pozo (W) situada en el subsuelo y donde fluye el fluido, viéndose arrastrado el elemento sensor (S) por el flujo y donde la velocidad del elemento sensor es casi la velocidad del fluido circundante;
- recopilar los datos registrados del al menos un elemento sensor (S); y
- determinar la estimación de la velocidad del flujo de fluido como la velocidad del elemento sensor que está siendo arrastrado por dicho flujo de retorno o de producción de fluido;
donde el método está caracterizado por que:
- la carcasa (T) comprende una pluralidad de elementos de irregularidad magnética (C) distribuidos de acuerdo a una segunda distribución según la trayectoria (P);
- el al menos un elemento sensor (S) está adaptado para registrar en tiempo la perturbación magnética generada por un elemento de irregularidad magnético (C) cuando el al menos un elemento sensor (S) se mueve en el interior de la carcasa (T) y pasa a través de una sección del pozo (W) en la que está situado dicho elemento de irregularidad magnético (C) de acuerdo a la trayectoria (P); y,
en el que el método adicionalmente comprende:
- registrar con el al menos un sensor (S) las perturbaciones magnéticas provocadas cuando el elemento sensor (S) arrastrado por el flujo pasa cerca de cada elemento de irregularidad magnético (C) con una separación conocida ente ellos.
2. - Método según la reivindicación 1, en el que la velocidad del elemento sensor se determina como el cociente entre la separación entre dos elementos de irregularidad magnética (C) y el tiempo transcurrido entre dichos dos elementos de irregularidad (C), siendo preferentemente los dos elementos de irregularidad magnética (C) dos elementos de irregularidad magnética consecutivos.
3. - Método de acuerdo a la reivindicación 1 o 2, en el que el elemento de irregularidad magnético (C) es:
- un elemento de irregularidad ferromagnético (C) para perturbar el campo magnético de la Tierra,
- un imán que provoca un campo magnético que perturba el campo magnético de la Tierra;
- una combinación de cualquiera de los mismos.
4. - Método de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 2 o 3, en el que la carcasa (T) está compuesta por un metal que comprende un material ferromagnético y los elementos de irregularidad ferromagnéticos (C) son collarines o ensanchamientos de pared de carcasa, que muestran un mayor grosor con respecto al resto de la pared de la carcasa (T).
5. - Método de acuerdo a una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que una pluralidad de elementos sensores (C) se almacenan en un módulo de desacoplamiento (R) en el pozo (W) en la posición del pozo (W) situada en el subsuelo (Sñ) donde fluye el fluido y en el que dicho módulo de desacoplamiento (R) está adaptado para desacoplar uno o más elementos sensores (S) durante la producción del pozo (W).
6. - Método de acuerdo a la reivindicación 5, en el que el módulo de desacoplamiento (R) comprende una pluralidad de elementos sensores (S) al menos parcialmente impregnados por una sustancia soluble que permite desacoplar uno o más elementos sensores (S) cuando se disuelve dicha sustancia soluble.
7. - Método de acuerdo a una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los elementos sensores (S) comprenden un sensor de campo magnético que está adaptado para detectar la perturbación del campo magnético de la Tierra provocada por el elemento de irregularidad magnético (C) cuando dicho elemento sensor (S) arrastrado por el flujo pasa cerca de cada elemento de irregularidad magnético (C).
8. - Método de acuerdo a una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los elementos sensores (S) comprenden una fuente campo magnético y un sensor de campo magnético que está adaptado para detectar la perturbación del campo magnético provocada por el elemento de irregularidad magnético (C) cuando dicho elemento
sensor (S) se ve arrastrado por el flujo y pasa cerca de cada elemento de irregularidad magnético (C).
9. - Método de acuerdo a una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el al menos un elemento sensor (S) comprende un módulo de comunicación (CM) para transferir los datos registrados cuando recibe una señal de disparo, y en el que se recopilan los datos registrados al salir del pozo (W) enviando una señal de disparo al al menos un elemento sensor (S) y registrando los datos registrados transferidos por el módulo de comunicación (CM).
10. - Método de acuerdo a la reivindicación 9, en el que el pozo (W) comprende un módulo de lectura (RM) adaptado para enviar una señal de disparo a al menos un elemento sensor (S) cuando dicho elemento sensor (S) pasa cerca de la posición de dicho módulo de lectura (R) y estando adaptado también el módulo de lectura (RM) para leer los datos registrados del elemento sensor (R) transmitidos desde su módulo de comunicación (CM).
11. - Método de acuerdo a una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que se estima el caudal de producción para al menos una porción del pozo (W) situada entre un primer elemento de irregularidad magnético (C) y un segundo elemento de irregularidad magnético (C) al:
- identificar cada perturbación magnética provocada cuando el elemento sensor (S) arrastrado por el flujo pasa cerca de cada elemento de irregularidad magnético (C) en el que la posición de dicho elemento de irregularidad magnético (C) con respecto a la trayectoria (P) de la carcasa (T) se ha determinado previamente;
- determinar el tiempo empleado por el elemento sensor (S) que se ve arrastrado por el flujo entre la posición del primer elemento de irregularidad magnético (C) y el segundo elemento de irregularidad magnético (C);
- estimar el caudal como el flujo de acuerdo a una velocidad del fluido, computándose esta velocidad como el caudal entre la distancia entre el primer elemento de irregularidad magnético (C) y el segundo elemento de irregularidad magnético (C) y el tiempo empleado al desplazarse entre dicho primer elemento de irregularidad magnético (C) y segundo elemento de irregularidad magnético (C).
12. - Método de acuerdo a la reivindicación 11, en el que el pozo (W) está dividido por porciones definidas por las posiciones de los elementos de irregularidad magnéticos (C) y se estima la entrada de flujo o la salida de flujo de fluido a través de los orificios de entrada (I) situados entre dos elementos de irregularidad magnéticos (C) consecutivos a partir de la variación del valor estimado de velocidad del elemento sensor (S) tomado a la salida de la porción con respecto al valor tomado al introducirse en la porción.
13. - Método de acuerdo a una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el elemento sensor (S) tiene un peso determinado para mostrar un efecto de flotabilidad o de hundimiento cuando se sumerge en el interior del fluido para hacer que la posición del elemento sensor (S) con respecto a la dirección radial de la carcasa (T) cuando se ve arrastrado por el flujo sea diferente de la posición central de la sección de la carcasa (T) que permite estimar la velocidad del flujo a lo largo de la dirección radial.
14. - Método de acuerdo a una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que al menos un sensor (S) comprende:
- un sensor de presión,
- un sensor de temperatura,
- un sensor de resistividad o,
- cualquier combinación de los mismos;
que permite estimar propiedades de fluido del fluido circundante al elemento sensor (S).
15. - Método de acuerdo a una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el elemento sensor (S) comprende un recubrimiento (S.1) para determinar el peso y volumen de dicho elemento sensor (S) y su flotación, flotabilidad o asentamiento en el fluido.
16. - Sistema que comprende:
- un pozo (W) que comprende una carcasa (T) y, comprendiendo la carcasa (T) una pluralidad de orificios de entrada (I) distribuidos de acuerdo a una primera disposición a lo largo de la trayectoria (P) que permiten la introducción de crudo en el pozo (W) y, la carcasa (T); y,
- un módulo de desacoplamiento (R) situado en el interior de la carcasa (T) que comprende el al menos un elemento sensor (S):
el sistema caracterizado por que:
- la carcasa adicionalmente comprende una pluralidad de elementos de irregularidad magnéticos (C) distribuidos de acuerdo a una segunda disposición a lo largo de la trayectoria (P);
- al menos un elemento sensor (S) en el que el elemento sensor (S) está adaptado para registrar en tiempo una perturbación magnética generada por un elemento de irregularidad magnético (C) cuando el al menos un
elemento sensor (S) se mueve en el interior de la carcasa (T) arrastrado por el flujo y pasa a través de la sección del pozo (W) en la que está situado dicho elemento de irregularidad magnético (C) de acuerdo a la trayectoria (P).
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