FR3059701A1 - Ensemble de regulation de la pression autonome avec systeme de clapet a changement d etat - Google Patents
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Abstract
Un procédé et un appareil sont décrits pour contrôler la pression du puits de forage à l'intérieur d'un puits de forage au cours d'un événement de perforation en changeant un état d'un système de clapet de multiples fois. Les informations générées sur la pression du puits de forage à l'intérieur du puits de forage peuvent être reçues. Un état du système de clapet, qui est positionné par rapport à une chambre à l'intérieur du puits de forage, peut être changé de multiples fois en se basant sur les informations reçues pour créer une pluralité de conditions de pression qui correspond sensiblement à un profil de pression de référence. Chacune de la pluralité des conditions de pression est choisie parmi une condition de sous-pression et une condition de surpression.
Description
Domaine technique
La présente divulgation concerne généralement à un ensemble de perforation, et spécifiquement, un ensemble de régulation de la pression autonome muni d'un système de clapet à changement d'état qui change d'état de multiples fois.
Contexte
Au cours d'un événement de perforation de la colonne de cuvelage qui se prolonge à l'intérieur d'un puits de forage, une réponse de pression transitoire se produit lorsque les pressions initialement statiques du perforateur de puits, du puits de forage et du réservoir environnant sont reliées dynamiquement. Cette réponse est très rapide, de l'ordre de la milliseconde, et la forme du profil de pression est dépendante des facteurs tels que les caractéristiques du réservoir environnant, du puits de forage et d’un système de perforation de puits associé à l'événement. Souvent, la création d'une surpression et/ou d’une sous-pression dynamique est nécessaire pour produire un profil de temps-pression transitoire spécifique au cours de l'événement de perforation. Une sous-pression permet aux perforations de surgir et de nettoyer, et réduit également les effets de peau causés par des dommages à la formation. Une surpression aide à la performance de la dégradation de la formation lors de la perforation. Un profil de temps-pression de référence peut comprendre une ou plusieurs sous-pressions ou surpressions au cours de la réponse de pression transitoire, et généralement, équilibre des mécanismes souvent en compétition tels que la production de la formation/l'infectivité, la stabilité du tunnel de perforation, le contrôle du sable et l'intégrité du canon et du puits de forage. Par conséquent, le profil de temps-pression de référence pour l'événement de perforation peut être spécifique à cet événement de perforation et peut être basé sur des facteurs associés au réservoir, au puits de forage et au système de canon. Cependant, un ensemble de régulation de la pression pour les événements de perforation est assemblé et « réglé » avant que l'ensemble ne soit descendu au fond du puits. Par conséquent, quels que soient les facteurs inconnus qui pourraient survenir au fond du puits avant ou au cours de l'événement de perforation, l'ensemble fonctionne selon les instructions précédemment chargées qui sont basées sur le profil de temps-pression de référence. C'est à dire, il n'y a pas de possibilité d'ajuster les réglages ou les instructions de l'ensemble si des facteurs inconnus ou inexpliqués surviennent qui entraînent un décalage du profil de temps-pression transitoire par rapport au profil de temps-pression de référence. Ceci peut entraîner des déviations entre une pression de fond de puits réelle et un profil de tempspression de référence, ce qui peut entraîner une explosion du canon, une séparation du train, un cuvelage affaissé et/ou cédé, un mouvement de l'obturateur et une production sous-optimale.
Brève description des figures
Divers modes de réalisation de la présente description seront mieux compris d'après la description détaillée donnée ci-dessous et d'après les illustrations annexées de divers modes de réalisation de la description. Dans les illustrations, les chiffres de référence identiques peuvent indiquer des éléments identiques ou fonctionnellement semblables.
La figure 1 est une illustration schématique d'une plateforme pétrolière et gazière offshore couplé en fonctionnement à un ensemble de régulation de la pression annulaire autonome pour un événement de perforation, selon un exemple de mode de réalisation de la présente divulgation ;
La figure 2 illustre une vue latérale de l'ensemble de la figure 1, selon un exemple de mode de réalisation de la présente divulgation ;
La figure 3A illustre une vue en coupe d'une partie de l'ensemble de la figure 1 dans une première configuration, selon un exemple de mode de réalisation de la présente divulgation ;
La figure 3B illustre une vue en coupe de la partie de l'ensemble de la figure 3A dans une seconde configuration, selon un exemple de mode de réalisation de la présente divulgation ;
La figure 4 est un diagramme illustratif d'une partie de l'ensemble de la figure 1 qui fournit une boucle de rétrocontrôle, selon un exemple de mode de réalisation de la présente divulgation ;
La figure 5 est un diagramme illustratif d'une boucle de rétrocontrôle de la figure 4, selon un exemple de mode de réalisation de la présente divulgation ;
La figure 6 illustre un procédé de fonctionnement de l'ensemble de la figure 1, selon un exemple de mode de réalisation de la présente divulgation ;
La figure 7 est un graphique illustrant un profil de temps-pression de référence, selon un exemple de mode de réalisation de la présente divulgation ;
La figure 8 est un graphique illustrant un autre profil de temps-pression de référence, selon un exemple de mode de réalisation de la présente divulgation ;
La figure 9 est un schéma illustratif d'un autre mode de réalisation d'une partie de l'ensemble de la figure 1, selon un exemple de mode de réalisation de la présente divulgation, la partie de l'ensemble comprenant un tube et un système de clapet ;
La figure 10 est un schéma illustratif d'une vue en coupe transversale axiale du tube et du système de clapet de la figure 9 dans un premier état, selon un exemple de mode de réalisation de la présente divulgation ;
La figure 11 est un schéma illustratif d'une vue latérale du tube et du système de clapet de la figure 9 dans un deuxième état, selon un exemple de mode de réalisation de la présente divulgation ;
La figure 12 est un graphique illustrant un profil de temps-pression créé par une partie de l'ensemble de la figure 9, selon un exemple de mode de réalisation de la présente divulgation ;
La figure 13 est un graphique illustrant un profil de temps-pression créé par une partie de l'ensemble de la figure 9, selon un exemple de mode de réalisation de la présente divulgation ;
La figure 14 est un graphique illustrant un profil de temps-pression créé par une partie de l'ensemble de la figure 9, selon un exemple de mode de réalisation de la présente divulgation ;
La figure 15 est un schéma illustratif d'encore un autre mode de réalisation d'une partie de l'ensemble de la figure 1, selon un exemple de mode de réalisation de la présente divulgation ;
La figure 16 est un graphique illustrant un profil de temps-pression créé par une partie de l'ensemble de la figure 15, selon un exemple de mode de réalisation de la présente divulgation ;
La figure 17 est un schéma illustratif d'encore un autre mode de réalisation d'une partie de l'ensemble de la figure 1, selon un exemple de mode de réalisation de la présente divulgation ;
ta figure 18 comprend des graphiques illustrant les profils temps-pression créés par une partie de l'ensemble de la figure 17, selon un exemple de mode de réalisation de la présente divulgation ;
La figure 19A est un schéma illustratif d'un autre mode de réalisation de la partie de l'ensemble de la figure 17 dans une première configuration, selon un exemple de mode de réalisation de la présente divulgation ;
La figure 19B est un schéma illustratif d'un autre mode de réalisation d'une partie de l'ensemble de la figure 19A dans une seconde configuration, selon un exemple de mode de réalisation de la présente divulgation ;
La figure 20 sont des graphiques illustrant les profils temps-pression créés par une partie de l'ensemble de la figure 19, selon un exemple de mode de réalisation de la présente divulgation ;
La figure 21 sont des graphiques illustrant des profils temps-pression créés par un autre mode de réalisation d'une partie de l'ensemble de la figure 19, selon un exemple de mode de réalisation de la présente divulgation ;
Description détaillée
Des modes de réalisation illustratifs et des procédés apparentés de la présente divulgation sont décrits ci-dessous étant donné qu'ils pourraient être utilisés dans un ensemble de régulation de la pression annulaire autonome pour un événement de perforation et un procédé de fonctionnement de celui-ci. Dans un souci de clarté, les caractéristiques d'une implémentation ou d'un procédé ne sont pas toutes décrites dans cette description. Il sera, bien sûr, apprécié que dans le développement d'un quelconque mode de réalisation réel, de nombreuses décisions spécifiques à une implémentation doivent être prises afin d'atteindre les objectifs spécifiques des développeurs, tels que la conformité avec des contraintes apparentées au système ou aux considérations monétaires, qui varieront d'une concrétisation à une autre. En outre, il sera apprécié qu'un tel effort de développement puisse être complexe et chronophage, mais serait néanmoins une entreprise de routine pour les hommes de métier qui bénéficient de cette divulgation. D'autres aspects et avantages des divers modes de réalisation et des procédés apparentés de la divulgation deviendront évidents à la lumière de la description et des figures suivantes.
La divulgation précédente peut répéter des numéros et/ou des lettres de référence dans les divers exemptes. Cette répétition a un objectif de simplification et de clarification et ne dicte pas elle-même une relation entre les divers modes de réalisation et/ou configurations présentées. En outre, les termes à connotation spatiale, tels que « en dessous », « en bas », « plus bas », « en haut », « au-dessus », « en haut du puits », « au fond du puits », « en amont », « en aval », etc. , peuvent être utilisés ici pour faciliter la description afin de décrire la relation d'un élément ou d'une caractéristique à un ou plusieurs éléments ou une ou plusieurs caractéristiques illustrées dans les figures. Les termes à connotation spatiale sont destinés à englober différentes orientations de l'appareil utilisé ou en fonctionnement en plus de l'orientation illustrée parmi les figures. Par exemple, si l'appareil dans les figures est retourné, des éléments qui sont décrits comme étant « en dessous » ou « en bas » d'autres éléments ou caractéristiques seront alors orientés « au-dessus » des autres éléments ou caractéristiques. Ainsi, l'exemple de terme « en dessous » peut englober à la fois une orientation d'au-dessus et d'en-dessous. L'appareil peut être autrement orienté (pivoté à 90° ou dans une autre orientation quelconque) et les descriptifs à relation spatiale utilisée ici peuvent, de la même façon, être interprétés en conséquence.
La figure 1 est un schéma illustratif d'une plateforme pétrolière et gazière offshore généralement appelé 10, couplé en fonctionnement comme exemple à un ensemble de régulation de la pression annulaire autonome pour un événement de perforation, selon la présente divulgation. Un tel ensemble pourrait, par ailleurs, aussi bien être couplé à un semi-submersible ou à un navire de forage. Mais également, même si la figure 1 illustre une opération offshore, il doit être compris par les spécialistes du domaine que l'appareil selon la présente divulgation est également bien approprié pour une utilisation dans des opérations terrestres. Par convention, dans la discussion suivante, même si la figure 1 illustre un puits de forage vertical, il doit être compris par les spécialistes du domaine que l'appareil selon la présente invention est également bien approprié pour une utilisation dans les puits de forage ayant d'autres orientations, y compris les puits de forages horizontaux, les puits de forage inclinés les puits de forages multilatéraux ou etc. Par conséquent, il doit être compris par les spécialistes du domaine que l'utilisation des termes directionnels ici tels que : « au-dessus », « en dessous », « supérieur », « inférieur », « vers le haut », « vers le bas », « à gauche », « à droite », « en haut du trou », « en bas du trou », etc. , se fait en relation aux modes de réalisation illustratifs tels qu'ils sont illustrés dans les figures, la direction vers le haut étant vers le haut de la figure correspondante et la direction vers le bas étant vers le bas de la figure correspondante, la direction vers le haut du trou étant vers la surface du puits et la direction vers le bas du trou étant vers le sabot du puits.
En se référant toujours à la plateforme pétrolière et gazière offshore de l'exemple de la figure 1, une plateforme semi-submersible 15 peut être positionnée au-dessus d'une formation pétrolifère et gazière submergée 20 située en-dessous d'un fond marin 25. Un conduit sous-marin 30 peut se prolonger à partir d'un plateau 35 de la plateforme 15 vers une installation de tête de puits sous-marine 40, comprenant des blocs obturateurs 45. La plateforme 15 peut comporter un appareil de levage 50, un derrick 55, une moufle mobile 60, un crochet 65 et un pivot 70 pour remonter et abaisser les trains de tiges, tel qu'une colonne de cuvelage sensiblement tubulaire se prolongeant axialement 75.
Comme dans le présent exemple de mode de réalisation de la figure 1, un trou de forage ou un puits de forage 80 se prolonge à travers les diverses couches terrestres, y compris la formation 20, avec une partie du puits de forage 80 ayant une colonne de cuvelage 85 cimenté dans celui-ci. Disposé à l'intérieur de la colonne de cuvelage 85 du puits de forage 80, est un ensemble de régulation de la pression annulaire autonome 90, qui forme un anneau 95 entre une surface externe 90a de l'ensemble de perforation 90 et de la colonne de cuvelage 85.
La figure 2 illustre une vue latérale de l'ensemble 90, qui comprend généralement un système de capteur 105 ; un contrôleur 110 et un ou plusieurs dispositifs d'ajustement de la pression («PAD») 115, tel qu'un dispositif d'augmentation de la pression 120, un canon de perforation 125 et un réducteur de la pression, ou un dispositif de diminution de la pression 130. Généralement, chacun des PAD 115 est un générateur de pression qui ajuste temporairement la pression annulaire du fluide avec l'anneau 95.
Le canon de perforation 125 est un outil de fond de puits qui perfore la colonne de cuvelage 85. La colonne de perforation 125 peut comprendre des charges creuses (non illustrées) ; un cordon détonateur (non illustré) ; un détonateur (non illustré) et un moyen de transport pour les charges creuses (non illustré). Même si un seul canon de perforation 125 est illustré dans la figure 2, un quelconque nombre de canons de perforation peut être placé le long de l'ensemble 90 et/ou sur la colonne de tubage 75.
Le système de capteur 105 peut comprendre un capteur 105a, tel qu'un capteur de pression, un capteur de température et/ou un capteur d'accélération. Le capteur 105a peut être un capteur mécanique ou électronique. Par exemple, le capteur 105a peut être un capteur de pression ;
un capteur piézoélectrique ; une jauge de contrainte ou un quelconque autre capteur électronique semblable. En outre, le capteur 105a peut comprendre un ou plusieurs pistons (avec ou sans couplage à une chambre de référence chargée à une pression prédéterminée) ; un disque de rupture ou une série de disques de rupture ; un jeu de cisaillement ; tel que des goupilles de cisaillement ; ou un quelconque autre capteur mécanique semblable. Généralement, le capteur 105a est en communication avec un liquide, tel qu'un fluide, qui se trouve à l'intérieur de l'anneau 95 et mesure une pression annulaire du liquide à l'intérieur de l'anneau 95. L'ensemble 90 peut comprendre un capteur 105a ou un quelconque nombre de capteurs espacés le long de l'ensemble 90 et/ou de la colonne de tubage 75.
Le dispositif d'augmentation de la pression 120 est un dispositif qui augmente temporairement la pression à l'intérieur de l'anneau 95. Par exemple, le dispositif d'augmentation de la pression 120 peut être un mécanisme ou un outil qui comprend un matériau énergétique qui est initié par une diversité de procédés, tels que, par ex., à travers l'utilisation d'une percussion électronique ou mécanique ou lors d'un impact, etc. Le matériau énergétique peut comprendre des explosifs ou des propulseurs pour générer un gaz, etc. Par ailleurs, le dispositif d'augmentation de la pression 120 peut être un mécanisme ou un outil qui comprend un matériau exothermique permettant de générer de la chaleur et entraîner ainsi une augmentation de la pression, ou peut comprendre une combinaison d'un matériau énergétique et exothermique. Même si le dispositif d'augmentation de la pression 120 est illustré comme étant situé au-dessus du canon de perforation 125 dans la figure 2, le dispositif d'augmentation de la pression 120 peut être situé n'importe où le long de l'ensemble 90. En outre, le dispositif d'augmentation de la pression 120 peut être l'un d'une pluralité de dispositifs d'augmentation de la pression situés le long de l'ensemble 90 et/ou de la colonne de tubage 75.
Le dispositif de diminution de la pression 130 est un dispositif qui diminue temporairement la pression à l'intérieur de l'anneau 95. Par exemple, le dispositif de diminution de la pression 130 peut être un mécanisme ou un outil qui comprend une chambre atmosphérique. La chambre atmosphérique peut être introduite ou placée en communication avec le fluide dans l'anneau 95 d'une diversité de façons, telles que, par ex., par ventilation énergétique ou ventilation mécanique. La ventilation énergétique peut comprendre une décharge de charge creuse pour pénétrer une paroi séparant la chambre atmosphérique et le fluide dans l'anneau 95. La ventilation mécanique peut comprendre la rupture d'un disque de rupture ou l'exposition d'un volume à travers un manchon coulissant. Par ailleurs, le dispositif de diminution de la pression 130 peut être un mécanisme ou un outil qui comprend un mandrin ou un boîtier qui permet un changement dans le volume interne du mandrin ou du boîtier, pour permettre au fluide dans l'anneau 95 d'entrer dans un volume précédemment indisponible à l'intérieur du mandrin ou le mandrin afin de réduire la pression du fluide dans l'anneau 95. En outre, le dispositif de diminution de la pression 130 peut être un mécanisme ou un outil qui comprend un matériau endothermique qui enlève de la chaleur lorsqu'il est activé et entraîne ainsi une réduction de la pression dans le fluide de l'anneau 95. Dans un mode de réalisation, le dispositif de diminution de la pression 130 est un puits d'énergie. Même si le dispositif de diminution de la pression 130 est illustré comme étant situé en dessous du canon de perforation 125 dans la figure 2, le dispositif de diminution de la pression 130 peut être situé n'importe où le long de l’ensemble 90. En outre, le dispositif de diminution de la pression 130 peut être l'un d'une pluralité de dispositifs de diminution de la pression 130 situés le long de l'ensemble 90 et/ou de la colonne de tubage 75.
Les figures 3A et 3B sont des vues en coupe d'une partie d'un mode de réalisation de l'ensemble 90 dans lequel le dispositif de diminution de la pression 130 est une ventilation mécanique d'une chambre atmosphérique et le dispositif d'augmentation de la pression 120 est un matériau énergétique qui est un propulseur. L'ensemble 90 tel qu'il est démontré dans la figure 3A est une première partie dans laquelle le dispositif de diminution de la pression 130 se trouve dans la position réglée et le dispositif d'augmentation de la pression 120 se trouve dans la position réglée. L'ensemble 90 de la figure 3A comprend un tube 132 qui forme un intérieur d'un passage 135. Un manchon coulissant 140 est placé à l'intérieur du passage 135 et fixé, à l'aide d'une pluralité de goupilles de cisaillement 145, par rapport au tube 132. Les goupilles de cisaillement 145 empêchent ou limitent le mouvement axial du manchon coulissant 140 par rapport au tube 132, le manchon coulissant bloquant un orifice 150 se prolongeant à travers une paroi externe du tube 132. Par conséquent, lorsqu'il se trouve dans la première position, un volume à l'intérieur du manchon coulissant 140 est fluidiquement isolé d'une surface externe 132a du tube 132 et du fluide à l'intérieur de l'anneau 95. Un détonateur 155 se prolonge à l'intérieur du tube 132 et est en contact avec un palet du propulseur 160. L'ensemble 90 comprend également un propulseur 161 qui est placé à l'intérieur d'une partie du passage intérieur 135 du tube 132 à proximité d'un ou de plusieurs orifices 162 qui se prolongent à travers la paroi externe du tube 132. Lorsque le détonateur 15â»fait exploser le palet de propulseur 160, le palet 160 explose et crée un gaz. Ceci, à son tour, entraîne un cisaillement des goupilles de cisaillement 145 par le manchon coulissant 140 de sorte que le manchon coulissant 140 puisse se déplacer axialement par rapport au tube 132 pour débloquer l'orifice 150. C'est à dire, après la détonation du palet du propulseur 160, l'orifice 150 est « ouvert » et un volume de fluide, qui est situé à proximité de la surface externe 132a du tube 132, dans ce cas du fluide à l'intérieur de l'anneau 95, entre dans le passage 135 du tube 132 afin de réduire temporairement la pression annulaire du fluide ou du gaz à l'intérieur de l'anneau 95. En outre, lorsque le détonateur 155 fait exploser le propulseur 161, une réaction énergétique est produite et les produits de la réaction énergétique sont orientés à travers les orifices 162 pour augmenter temporairement la pression annulaire du fluide ou du gaz à Fintérieur de l'anneau 95. L'ensemble 90 tel qu'il est démontré dans la figure 3B se trouve dans une seconde position dans laquelle le palet de propulseur 160 du dispositif de diminution de la pression 130 a été détonné et le propulseur 161 du dispositif d'augmentation de la pression 120 a été détonné. L'ensemble 90 tel qu'il est démontré dans les figures 3A et 3B représente seulement un exemple, et il existe de multiples dispositifs de diminution de la pression 130 et des dispositifs d'augmentation de la pression 120 différents. Par exemple, le propulseur pourrait être allumé en plusieurs petites doses croissantes qui possèdent des transitions à combustion rapide et de multiples détonateurs sur de multiples propulseurs entraînant des augmentations ou des diminutions rapides de la pression transitoire à combustion rapide (lors de l'introduction des chambres atmosphériques au fluide à l'intérieur de l'anneau 95). Par ailleurs, l'ensemble 90 peut comprendre un propulseur dosé ou biaisé par la pression. Par souci de clarté, un seul moyen de détonation initié par le contrôleur 110 pour le P AD 115 est illustré le long de la colonne de tubage 75. Cependant, dans d'autres modes de réalisation, des moyens de détonation parallèles et indépendants peuvent être fournis pour chacun des P AD 115 dans la colonne de tubage 75 avec des capteurs 105a indépendants et parallèles reliés au contrôleur 110.
La figure 4 est un diagramme illustratif d'une partie de l'ensemble 90 qui comprend le contrôleur 110, le PDA 115 est le capteur 105a. Comme le montre la figure 4, le contrôleur 110 comprend un support lisible par ordinateur 170 relié en fonctionnement à celui-ci et une base de données 175 qui est stocké sur le support lisible par ordinateur 170. Les instructions auxquelles peuvent accéder le contrôleur 110, et qui sont exécutables par celui-ci, sont stockées sur le support lisible par ordinateur 170. Dans certains modes de réalisation, des données telles que, par ex., des données concernant un profil de temps-pression de référence ou une pluralité de profils temps-pression de référence, des données concernant une sous-pression maximale, des données concernant une surpression maximale, des données concernant une pointe de surpression mesurée et ίο des données concernant une pointe de surpression mesurée sont stockées à l'intérieur de la base de données 175. En outre et comme il est illustré, le capteur 105a, le dispositif d'augmentation de la pression 120, le dispositif de diminution de la pression 130 et le canon de perforation 125 sont en communication avec le contrôleur 110. Le contrôleur 110 peut également être en communication avec une source d'alimentation 165 de sorte que le contrôleur 110 soit alimenté par la source d'alimentation 165. La source d'alimentation 165 peut être une batterie, un générateur, un «câble lisse », etc. Dans certains modes de réalisation, l'ensemble 90 peut également comprendre un module de télémétrie (non illustré), qui peut être câblé ou non. En outre, le capteur 105 a peut être en communication avec la source d'alimentation 165 de sorte que le capteur 105a soit alimenté par la source d'alimentation 165. Dans un exemple de modes de réalisation, le contrôleur 110 est un contrôleur proportionnel, intégral et dérivé (contrôleur PID).
La figure 5 est un diagramme illustratif d'une boucle de rétrocontrôle 180 qui est formée à partir du contrôleur 110, au moins l'un des PAD 115 et le capteur 105a. Généralement, les données stockées dans la base de données 175, telles que la pression de référence, représentent l'entrée pour le contrôle de la boucle de rétroaction 180. Cependant, lorsque la pression de référence est une surpression mesurée de pointe ou une sous-pression mesurée de pointe, la pression de référence peut être une pression annulaire mesurée historique ou une pression annulaire précédemment mesurée. La variable contrôlée est la pression annulaire du fluide à l'intérieur de l'anneau 95 et elle est mesurée par le capteur 105a. La pression annulaire mesurée représente la rétroaction pour la boucle de rétrocontrôle 180 et elle est comparée à l'entrée pour identifier une erreur, ou une différence, entre la rétroaction et l'entrée. En se basant sur la différence entre la pression annulaire mesurée et la pression de référence, le contrôleur 110 manipule ou ajuste la pression annulaire du fluide à l'intérieur de l'anneau 95 en activant l'un des PAD 115. L'activation de l'un des PAD 115 affecte la pression annulaire du fluide à l'intérieur de l'anneau 95, qui est ensuite mesurée par le capteur 105a et ensuite comparée à la pression de référence. La boucle continue de sorte que la pression annulaire est contrôlée en utilisant la boucle de rétrocontrôle 180 à l'intérieur de l'ensemble 90. La pression de référence peut être indépendante du temps, par ex., lorsque la pression de référence est une surpression maximale ou une sous-pression maximale. Cependant, la pression de référence peut être dépendante du temps. Par conséquent, la pression de référence ou l'entrée à la boucle de rétrocontrôle 180 peut changer au cours de l'événement de perforation. En outre, la pression de référence peut être relative à la pression annulaire mesurée elle-même, par ex., lorsque la pression de référence est une surpression ou une sous-pression mesurée de pointe. Quoiqu'il en soit, l'utilisation d'une pression de référence qui est dépendante du temps, indépendante du temps ou relative par rapport à la pression annulaire mesurée elle-même comme l'entrée à la boucle de rétrocontrôle 180, entraîne le contrôle du profil de temps-pression transitoire dynamique par l'ensemble 90, ou le profil de temps-pression qui est basé sur la pression annulaire mesurée.
La figure 6 illustre un procédé de fonctionnement de l'ensemble 90. On fait généralement référence au procédé par le chiffre de référence 185 et il comprend le stockage des données concernant le profil de temps-pression de référence à l'intérieur du contrôleur 110 à l'étape 190 ; le prolongement de l'ensemble 90 à l'intérieur de la colonne de cuvelage 85 à l'étape 195 ; la mesure de la pression de fond de puits à l'intérieur de l'anneau 95 à l'étape 200 ; la détonation du canon de perforation 125 à l'étape 205 ; l'identification d'une première pression mesurée à l'étape 210 ; l'identification d'une première différence entre la première pression mesurée et une première pression de référence à l'étape 215 ; l'ajustement de la pression annulaire basée sur la première différence à l'étape 220 ; l'identification d'une seconde pression mesurée à l'étape 225 ; l'identification d'une seconde différence entre la seconde pression mesurée et une seconde pression de référence à l'étape 230 ; et l'ajustement de la pression annulaire en réponse à la seconde différence à l'étape 235.
A Pétape 190, les données concernant le profil de temps-pression de référence sont stockées à l'intérieur de l'ensemble 90. La figure 7 est un graphique auquel on fait généralement référence par le chiffre de référence 240 qui illustre un exemple du profil de tempspression de référence associé à un événement de perforation. Comme le montre la figure 7, le profil de temps pression de référence 240 comprend une poussée soudaine 250 de la pression (pression de référence illustrée par la ligne 255) suivi par : une première sous-pression 260 ; une surpression 265 et ensuite une seconde sous-pression 270. Les pressions de référence associées au profil de tempspression 240 peuvent comprendre une pression au point (tl, pl) ; une pression au point (t2, p2) et une pression au point (t3, p3). Le point (tl, pl) est défini par une surpression de pointe créée par la détonation du canon de perforation 125. En considérant le profil de temps-pression de référence 240 et au niveau du point (tl, pl), un dispositif de diminution de la pression est déclenché pour créer la sous-pression 260. Le point (t2, p2) est défini par une sous-pression de pointe à l'issue de laquelle la sous-pression 260 commence à diminuer. Encore une fois, en considérant le profil de temps-pression de référence 240 et au niveau du point (t2, p2), un dispositif d'augmentation de la pression est déclenché pour créer la surpression 265. Le point (t3, p3) est défini par une seconde surpression de pointe à l'issue de laquelle la surpression 265 commence à diminuer. En considérant le profil de temps-pression de référence 240 et au niveau du point (t3, p3), un second dispositif de diminution de la pression est déclenché pour créer la seconde sous-pression 270. Par conséquent, lorsque les points (tl, pl) (c -à-d., la première pression de référence), (t2, p2) (c.-à-d., la deuxième pression de référence) et (t3, p3) (c. -à-d., la troisième-pression de référence) sont définis par des pressions de pointe, chacune de la première, de la deuxième et de la troisième pressions de référence sont des pressions qui sont relatives à la pression annulaire mesurée elle-même. Dans ce mode de réalisation, la forme du profil de temps-pression de référence 240 est déterminée avant l'événement de perforation au cours de la pré-planification du travail. Généralement, le profil de temps-pression de référence 240 est basé sur une modélisation de l'événement de perforation, l'événement de perforation comprenant généralement une période de temps avant, pendant et après la détonation du canon de perforation 125. Dans un exemple de mode de réalisation, les données utilisées pour créer le profil de temps-pression de référence 240 comprend des données apparentées à la perforation, telles que les propriétés de la formation, la conception du puits de forage et les caractéristiques du système du canon. La forme du profil de temps-pression de référence 240, ou le tracé de la pression, influence les résultats importants comprenant le nettoyage du tunnel de perforation, la stabilité du tunnel, le contrôle du sable et l'intégrité du système de canon. La précision du profil de tempspression de référence 240 est dépendante de la précision des données apparentées à la perforation. Souvent, un écart par rapport au profil de temps-pression de référence 240 peut entraîner des résultats sous-optimaux, augmentant ainsi le potentiel d'un affaissement du tunnel, d'une production prématurée de sable, d'une production/injectivité défaillante et même une défaillance du train de canons.
À l'étapTe 195, l'ensemble 90 est prolongé à l'intérieur de la colonne de cuvelage 85. L'ensemble 90 peut être transporté à une profondeur souhaitée dans le puits de forage 80 par divers moyens, tels que par exemple, par une « ligne câblée », un système de perforation transporté par tubage (« TCP »), un tubage enroulé ou une « câble lisse ».
À l'étape 200, le capteur 105a mesure la pression du fond de puits à l'intérieur de l'anneau 95. Dans un exemple de mode de réalisation, le capteur 105a mesure la pression annulaire lorsqu'il est descendu à l'intérieur de la colonne de cuvelage 85 et continu à mesurer la pression annulaire lorsque l'ensemble 90 est positionné au niveau d'un emplacement de perforation à l'intérieur de la colonne de cuvelage 85. Cependant, dans d'autres modes de réalisation, le capteur 105a commence à mesurer la pression annulaire après une durée de temps prédéterminée ou après la survenue d'autres événements déclencheurs après que l'ensemble 90 soit descendu à l'intérieur du puits de forage 80. Généralement, et comme le capteur 105a est en communication avec le contrôleur 110, le contrôleur 110 reçoit la pression annulaire mesurée et elle peut être stockée à l'intérieur de la base de données 175. Généralement, la pression annulaire mesurée forme un profil de temps-pression dynamique qui est associé à l'événement de perforation, ou un profil de pression transitoire dynamique.
À l'étape 205, le canon de perforation 125 est déclenché. En se basant sur le profil de temps-pression de référence 240, un événement programmé ou la réception d'une autre instruction, le contrôleur 110 déclenche le canon de perforation L25 pour que la colonne de cuvelage 85 soit perforée. Le déclenchement du canon de perforation 125 correspond à un point (tO, pO) du profil de temps-pression de référence 240. Le déclenchement du canon de perforation 125 entraîne une poussée de pression semblable à une poussée soudaine 250 du profil de temps-pression de référence 240. Généralement, le déclenchement du canon de perforation 125 entraîne une pointe de pression abrupte dans la pression annulaire mesurée pour rétablir (après l'installation de la colonne de cuvelage 85) la communication entre le puits de forage 80 et la formation 20. Le canon de perforation 125 peut être déclenché par une diversité de moyens et n'est pas limité par le déclenchement par le contrôleur 110. Par exemple, le canon de perforation 125 peut être déclenché en se basant sur une minuterie à l'intérieur du canon de perforation 125, un capteur sur le canon de perforation 125, ou la réception d'une autre instruction.
A l'étape 210, une première pression mesurée est identifiée au niveau du contrôleur 110.
À l'étape 215, le contrôleur 110 identifie ou détermine une première différence entre la première pression mesurée et la première pression de référence. Dans ce mode de réalisation et à l'étape 215, l'entrée pour la boucle de rétrocontrôle 180 est une pression annulaire précédemment mesurée et la première pression annulaire mesurée est une pression annulaire la plus récemment mesurée. Par conséquent, le contrôleur 110 identifie le moment où la surpression de pointe mesurée (point (tl, pl)) a été atteinte en comparant la pression annulaire précédemment mesurée à la pression annulaire la plus récemment mesurée (c.-à-d., la détermination de la première différence).
À l'étape 220, la pression annulaire est ajustée à l'aide des PAD 115. Spécifiquement, après détermination par le contrôleur 110 que la pression annulaire mesurée a atteint la surpression de pointe mesurée, le contrôleur 110 déclenche le dispositif de diminution de la pression 130 de sorte que la pression annulaire mesurée sera réduite ou temporairement diminuée.
Le contrôleur 110 peut déclencher le dispositif de diminution de la pression 130 ou l'un quelconque des PAD 115 en envoyant un signal au premier dispositif de diminution de la pression 130 ou à l'un quelconque des PAD 115. Dans ce mode de réalisation, le déclenchement du dispositif d'activation de la pression 130 peut entraîner une sous-pression, semblable à la première sous-pression 260 du profil de temps-pression de référence 240. Généralement, la première sous pression 260 est destinée à nettoyer les tunnels après une fracturation gazeuse.
A l'étape 225, une deuxième pression mesurée est identifiée au niveau du contrôleur 110.
A l'étape 230, le contrôleur 110 identifie ou détermine une deuxième différence entre la deuxième pression mesurée et la deuxième pression de référence. L'étape 230 est sensiblement semblable à l'étape 215 à l'exception que la seconde pression de référence est une souspression de pointe mesurée. Par conséquent, le contrôleur 110 identifie le moment où la souspression de pointe mesurée a été atteinte en comparant la pression annulaire précédemment mesurée à la pression annulaire la plus récemment mesurée (c.-à-d., la détermination de la seconde différence).
À l'étape 235, la pression annulaire est ajustée à l'aide des PAD 115. Spécifiquement, après détermination par le contrôleur 110 que la pression annulaire mesurée a atteint la sous-pression de pointe (point (t2, p2)), le contrôleur 110 déclenche le dispositif d'augmentation de la pression 120. Le déclenchement du dispositif d'augmentation de la pression 120 peut entraîner une surpression semblable à la surpression 265 du profil de temps-pression de référence 240. Généralement, la surpression 265 est destinée à fissurer la roche de la formation 20 par fracturation de gaz après nettoyage des tunnels de perforation.
Les étapes semblables aux étapes 210, 215 et 220 peuvent être réalisées avec une troisième pression de référence au cours de laquelle le contrôleur 110 actionne un second dispositif de dbninution de la pression 130 lorsque la pression annulaire mesurée atteint une autre surpression de pointe (point (t3, p3)) de sorte à créer une seconde sous-pression, semblable à la seconde souspression de 270 du profil de temps-pression de référence 240. La seconde sous-pression 270 est généralement créée pour nettoyer les tunnels après la fracturation de gaz.
Le procédé 185 peut être modifié de différentes façons. Par exemple, la détonation du canon de perforation 125 à l'étape 205 peut se produire après déclenchement du dispositif d'augmentation de la pression 120. La figure 8 est un graphique qui est généralement appelé par le chiffre de référence 275 qui illustre un autre profil de temps-pression de référence qui comprend une première surpression 280 ; une deuxième surpression 285 ; une troisième surpression 290 ; et une première sous-pression 295. En utilisant le profil de temps-pression 275, l'ensemble 90 active un dispositif d'augmentation de la pression 120 au niveau de ou après un point indiqué par le chiffre 300. Après que l'ensemble 90 détermine que la pression annulaire a atteint une pointe en réponse au déclenchement du dispositif d'augmentation de la pression 120, l'ensemble 90 fait détonner le canon de perforation 125 au niveau d'un point indiqué par le chiffre 305, ce qui entraîne la surpression 285. Après que l'ensemble 90 détermine que la pression annulaire a atteint une pointe en réponse au déclenchement du canon de perforation 125, l'ensemble 90 déclenche un autre dispositif d'augmentation de la pression 120 au niveau du point indiqué par le chiffre 310, ce qui entraîne la surpression 290. Après que l'ensemble 90 détermine que la pression annulaire a atteint une pointe en réponse au déclenchement d'un autre dispositif d'augmentation de la pression 120, l'ensemble 90 déclenche un dispositif de diminution de la pression 130 au niveau d'un point indiqué par le chiffre 315, ce qui entraîne la sous-pression 295.
Le procédé 185 peut être modifié de façons additionnelles. Par exemple, les pressions de référence peuvent être associées à une surpression maximale de sorte que le contrôleur 110 puisse déclencher le dispositif de diminution de la pression 130 lorsque la pression annulaire mesurée est au niveau de ou dépasse la surpression maximale. Par conséquent, en réduisant la pression annulaire, l'ensemble 90 peut éviter des dommages à la formation 20, à l'ensemble 90, à la colonne de cuvelage 85 et à d'autres structures en raison d'une surpressurisation. En outre, lorsque la pression de référence est une sous-pression maximale, le contrôleur 110 peut déclencher le dispositif d'augmentation de la pression 120 lorsque la pression mesurée est au niveau de ou dépasse la souspression maximale. Ainsi, en augmentant la pression annulaire, l'ensemble 90 peut empêcher des dommages à la formation, à l'ensemble 90, à la colonne de cuvelage 85 et à d'autres structures en raison d'une surpression au-dessus de la surpression. En outre, le dispositif d'augmentation de la pression 120 peut être déclenché lorsque le contrôleur 110 détermine qu'une surpression de référence prédéterminée n'a pas été atteinte. Ainsi, si la surpression mesurée n'est pas suffisante, l'ensemble 90 peut augmenter la surpression en déclenchant le dispositif d'augmentation de la pression 120. De la même façon, le dispositif de diminution de la pression 130 peut être déclenché lorsque le contrôleur 110 détermine qu'une sous-pression de référence prédéterminée n'a pas été atteinte. Ainsi, si la souspression mesurée n'est pas suffisante, l'ensemble 90 peut augmenter la sous-pression en déclenchant le dispositif de diminution de la pression 130. En outre, et quand le capteur 105a est un ou plusieurs accumulateurs de type piston tels que, par ex., un accumulateur à gaz qui est un accumulateur hydraulique avec du gaz comme milieu compressible qui est chargé à une pression de référence spécifique, le procédé 185 peut être également modifié en ce que les étapes 210 et 215 sont omises et plutôt, l'ajustement de la pression annulaire à l'étape 220 se fait en réponse au mouvement du piston de l'accumulateur de type piston.
Dans un autre exemple de mode de réalisation, des données concernant une pluralité de profils temps-pression de référence doivent être stockées à l'intérieur du contrôleur 110 de l'ensemble 90 à l'étape 190. Les données concernant une pluralité de profils de temps-pression de référence peuvent être stockées dans le contrôleur 110 de l'ensemble 90. Les données logiques peuvent être stockées dans le contrôleur 110 de sorte que le contrôleur 110 soit capable de sélectionner, en se basant sur les paramètres mesurés par le capteur 105a, l'entrée (c.-à-d., l'un de la pluralité des profils temps-pression de référence) pour la boucle de rétrocontrôle 180. En outre, les données concernant un profil de temps-pression de référence par défaut peuvent être stockées dans le contrôleur 110 de l'ensemble 90 avant que l'ensemble 90 ne soit descendu à l'intérieur du puits de forage 80. Ensuite, lors de la mesure des paramètres de fond de puits à l'aide du capteur 105a, le contrôleur peut, en se basant sur les paramètres de fond de puits mesurés, déterminer qu'un profil de temps-pression de référence qui est différent du profil de temps-pression de référence par défaut doit être utilisé comme l'entrée pour la boucle de rétrocontrôle 180. C'est-à-dire, l'ensemble 90 peut choisir l'entrée pour la boucle de rétrocontrôle 180 en se basant sur la rétroaction provenant du capteur 105a.
L'ordre des composants (c.-à-d., les PAD 115, le système de capteur 105, le contrôleur 110) dans l'ensemble de perforation 90 n'est pas fixé et peut être interchangé comme il se doit. En outre, de multiples composants de chaque type peut être compris dans la tige de descente 75 pour permettre une flexibilité additionnelle. Dans un exemple de mode de réalisation, une diversité d'ensembles 90 peuvent être espacés le long de la tige de descente 75.
La figure 9 illustre une partie d'un autre mode de réalisation de l'ensemble 90. L'autre mode de réalisation de l'ensemble 90 comprend un système de capteur 105, le contrôleur 110 et un autre mode de réalisation du dispositif de diminution de la pression 130 qui est généralement appelé par le chiffre 900. Le dispositif de diminution de la pression 130 est en communication avec le contrôleur 110. Le dispositif de diminution de la pression 900 comprend un tube 901 qui forme une chambre 902 et un système de clapet 904.
La chambre 902 est une chambre à pression qui est utilisée pour réduire temporairement la pression annulaire mesurée dans l'anneau 95 et, à son tour, pour réduire la pression dans la formation 20. La chambre 902 peut être une chambre d'expansion en ce que la chambre 902 est conçue pour recevoir du fluide provenant de l'anneau 95 pour réduire la pression annulaire mesurée dans l'anneau 95. Le tube 901 a une surface externe 910 et une surface interne 911 qui définit au moins une partie de la chambre 902. L'anneau 95 (illustré dans la figure 1) est formé entre la surface externe 910 et la colonne de cuvelage 85.
Le système de clapet 904 peut être positionné par rapport à la chambre 902 pour contrôler ou permettre un écoulement de fluide dans la chambre 902 à partir de l'anneau 95, réduisant ainsi la pression annulaire mesuré dans l'anneau 95. Comme le démontre la figure 9, le système de clapet 904 est en communication fluide avec une chambre 902 et peut au moins partiellement se prolonger à l'intérieur de la chambre 902 ou définir une partie de la chambre 902.
Le système de capteur 105 peut être positionné à l'écart du systèmede clapet 904 afin de réduire l'effet du débit de fluide s'écoulant à travers le système de clapet 904 sur un quelconque mesure de pression ou d'autres types de mesures générés par le système de capteur 105. C'est-à-dire, au moins une partie de la chambre 902 se prolonge entre le système de clapet 904 et le capteur de pression 105a. Cependant, dans certaines implémentations, le système de clapet 904 peut se prolonger entre la chambre 902 et le capteur de pression 105a ou vice versa. D'autres dispositions du système de clapet 904, de la chambre 902 et du capteur de pression 105a sont également envisagées ici. Le système de capteur 105 peut envoyer des informations, telles que la pression annulaire mesurée, générées par le système de capteur 105 au contrôleur 110 pour le traitement. Le système de capteur 105 peut envoyer des informations au contrôleur 110 de façon sans fil. Dans certains exemples illustratifs, le système de capteur 105 peut envoyer des informations au contrôleur 101 à travers une ou plusieurs liaisons de communication câblées.
Le contrôleur 110 est couplé en fonctionnement au système de clapet 904 et contrôle le changement d'un état du système de clapet 904 de multiples fois en se basant sur les informations provenant du système de capteur 105. Par exemple, le contrôleur 110 peut contrôler le système de clapet 904 pour déplacer le système de clapet 904 d'un premier état vers un deuxième état et, plus tard, du deuxième état de retour vers le premier état. Dans cet exemple, le premier état peut être un état fermé et le second état peut être un état ouvert. Dans un autre exemple, le contrôleur 110 peut contrôler le système de clapet 904 pour déplacer le système de clapet 904 d'un premier état vers un deuxième état, d'un deuxième vers un troisième état, et du troisième état de retour vers soit le premier état ou le deuxième état. Dans cet exemple, le premier état peut être un état totalement fermé, le deuxième état peut être un état totalement ouvert et le troisième état peut être un état partiellement fermé. De cette façon, le contrôleur 110 peut contrôler le système de clapet 904 pour commuter entre de multiples états un quelconque nombre de fois. Le système de clapet 904 peut comprendre un ou plusieurs clapets et un mécanisme d'actionnement qui permet au système de clapet 904 de changer d'état de multiples fois. Le contrôleur 110 contrôle le fonctionnement du système de clapet 904 pour créer des pressions annulaires mesurées qui correspondent sensiblement au profil de pression de référence qui est stocké dans le contrôleur 110 pour la pression du puits de forage. Chacune des pressions annulaires mesurées peut être soit en condition de sous-pression, telle qu'une condition de sous-pression dynamique, ou une condition de surpression, telle qu'une condition de surpression dynamique.
La figure 10 est un schéma illustratif d'une vue en coupe transversale axiale du tube 901 et du système de clapet 904 situés à l'intérieur de la chambre 902. Le tube 901 forme une pluralité d'orifices qui se prolongent à travers la paroi du tube 901. La pluralité des orifices comprend les orifices 1002, 1004, 1006 et 1008. Cependant, un quelconque nombre d'orifices est considéré ici. Le système de clapet 904 comprend un tube rotatif 1009 formant une voie de passage interne 1010. La voie de passage interne 1010 définie au moins partiellement la chambre 902 ou est en communication fluide avec la chambre 902. Le tube 1009 forme également une pluralité d'orifices qui se prolongent à travers la paroi du tube 1009. La pluralité d’orifices de clapet comprend les orifices de clapet 1014, 1016, 1018 et 1020. Cependant, un quelconque nombre d'orifices est considéré ici.
Le système de clapet 904 est illustré dans un état fermé dans la figure 10. Lorsque le système de clapet 904 est dans l'état fermé, le tube 1009 est disposé en rotation par rapport au tube 901 de sorte que la pluralité des orifices de clapet ne s'aligne pas avec la pluralité des orifices. C'està-dire, la paroi du tube 1009 se prolonge sur l'intégralité de chacun des orifices 1002, 1004, 1006 et 1008. Par conséquent, la voie de passage interne 1010 et, ainsi, la chambre 902 sont fluidiquement isolées de l'anneau 95.
La figure 11 est un schéma illustratif d'une vue latérale du système de clapet 904 situé à l'intérieur de la chambre 902. Le système de clapet 904 est illustré à l'état ouvert dans la figure 11. À l'état ouvert, une pluralité d'orifices de clapet est sensiblement alignée avec la pluralité d'orifices. Comme le démontre la figure 11, les orifices du clapet 1016 et 1020 sont alignés avec les orifices 1002 et 1006, respectivement, de sorte qu'un fluide peut s'écouler entre l'anneau 95 et la chambre 902. Par exemple, lorsque le système de clapet 904 est dans l'état ouvert, la chambre 902 et l'anneau 95 sont en communication fluide à travers l'intérieur de la voie de passage 1010 et les orifices 1002, 1004, 1006, 1008, 1014, 1016, 1018 et 1020. En sus du tube 901, le système de clapet 904 comprend un corps rotatif 1102, une plaque d'actionnement rotative 1104 et un système d'actionnement 1106. La plaque d'actionnement rotative 1104 peut être couplée au corps rotatif 1102. Le système d'actionnement 1106 peut être couplé à la plaque d'actionnement rotative 1104. Le corps rotatif 1102 peut être couplé en rotation au tube 901 et couplé de façon fixe au tube 1009.
Le fonctionnement du système d'actionnement 1106 peut entraîner la rotation du corps rotatif 1102, la plaque d'actionnement rotative 1104 et le tube 1109 autour de l'axe 1108. Par exemple, le système d'actionnement 1106 peut comprendre un premier jeu d'actionneurs 1110, un deuxième jeu d'actionneurs 1112 et un troisième jeu d'actionneurs 1114 qui sont couplés à la plaque d'actionnement rotative 1104. Chacun de ces trois jeux d'actionneurs peut comprendre un premier actionneur permettant de faire pivoter le corps rotatif 1102 dans une première direction de rotation 1116 autour de l'axe 1108 et un second actionneur permettant de faire pivoter le corps rotatif 1102 dans une seconde direction rotative 1118 autour de l'axe 1108. La rotation du corps rotatif 1102 entraîne un changement d'état du système de clapet 904 par rotation du tube 1009 et, ainsi, l'alignement ou le désalignement des orifices 1002, 1004, 1006 et 1008 avec les orifices 1014, 1016, 1018 et 1020, respectivement. Par exemple, la rotation du corps rotatif 1102 dans l'une de la première direction de rotation 1116 ou de la seconde direction de rotation 1118 peut faire déplacer le système de clapet 904 dans un état ouvert, alors que la rotation dans l'autre direction de rotation peut faire déplacer le système de clapet 904 dans un état fermé.
Le contrôleur 110 est en communication avec et contrôle chaque jeu d'actionneurs 1110, 1112 et 1114 dans le système d'actionnement 1106 en se basant sur les informations, telles que la pression annulaire mesurée provenant du système de capteur 105. Même si le système d'actionnement 1106 de la figure 11 est décrit comme comprenant seulement trois jeux d'actionneurs, le système d'actionnement 1106 peut comprendre un quelconque nombre de jeux d'actionneurs qui permet au système de clapet 904 de changer d'état de multiples fois.
Le système d'actionnement 1106 peut comprendre des actionneurs qui sont déclenchés de façon pyrotechnique. Ces actionneurs peuvent être appelés des actionneurs pyrotechniques. Par exemple, le système d'actionnement 1106 peut comprendre un actionneur pyrotechnique qui se déclenche en réponse à une charge pyrotechnique électriquement initiée qui procure une force rotationnelle. En sus ou en outre, le système d'actionnement 1106 peut comprendre un ou plusieurs autres types d'actionneurs qui peuvent être déclenchés pour changer l'état du système de clapet 904 plus d'une fois.
En fonctionnement, l'ensemble 90 qui comprend le dispositif de diminution de la pression 900 donne un profil de temps-pression ayant des conditions de sous-pression cycliques. La figure 12 est un graphique généralement appelé par le chiffre de référence 1200 qui illustre un profil de temps-pression découlant du fonctionnement de l'ensemble 90 lorsque l'ensemble 90 comprend le dispositif de diminution de la pression 900. Le profil de temps-pression comprend une première sous-pression 1202 ; une première surpression 1204 associée à la détonation du canon de perforation 125 ; une deuxième sous-pression 1206 ; et une troisième sous-pression 1208. Généralement, la première sous-pression 1202 est causée par l'ouverture (pour permettre au fluide dans l'anneau 95 d'entrer dans la chambre 902) et la fermeture du système de clapet 904 avant la détonation du canon de perforation 125 afin de permettre au fluide de l'anneau 95 de remplir une partie de la chambre 902 et pour réduire la perte due à la pénétration causée par le tir à travers un espace de fluide hautement pressurisé (avant de toucher le cuvelage). Généralement, la deuxième sous-pression 1206 est créée par le fluide dans l'anneau 95 entrant dans les vides ou les chambres dans le canon de perforation 125 qui sont créées par la détonation du canon de perforation 125. La troisième sous-pression 1208 est créée par l'ouverture du système de clapet 904 pour permettre au fluide à l'intérieur de l'anneau 95 d'entrer dans la chambre 902, réduisant ainsi la pression à l'intérieur de l'anneau 95. La deuxième sous pression 1206 et la troisième sous pression 1208 aspirent tous les résidus débris restant dans les tunnels de perforation.
La figure 13 est un graphique généralement appelé par le chiffre de référence 1300 qui illustre un profil de temps-pression découlant du fonctionnement de l'ensemble 90 lorsque l'ensemble 90 comprend le dispositif de diminution de la pression 900. Le profil de temps-pression comprend une première surpression 1302 associée à la détonation du canon de perforation 125 ; une première sous-pression 1304 ; et une deuxième sous-pression 1306 étendue. Généralement, la première sous-pression 1304 est créée par le fluide dans l'anneau 95 entrant dans les vides ou les chambres dans le canon de perforation 125 qui sont créées par la détonation du canon de perforation 125. La deuxième sous-pression 1306 étendue est créée par l'ouverture du système de clapet 904 pour permettre au fluide à l'intérieur de l'anneau 95 d'entrer dans la chambre 902, réduisant ainsi la pression à l’intérieur de l'anneau 95.
La figure 14 est un graphique généralement appelé par le chiffre de référence 1400 qui illustre un profil de temps-pression découlant du fonctionnement de l'ensemble 90 lorsque l'ensemble 90 comprend le dispositif de diminution de la pression 900. Le profil de temps-pression comprend une première surpression 1402 associée à la détonation du canon de perforation 125 ; une première sous-pression 1404 ; une deuxième sous-pression 1406 ; et une troisième sous-pression 1408. La première, la seconde et la troisième sous-pressions 1404, 1406 et 1408 sont créées par l'ouverture et la fermeture du système de clapet 904. C'est-à-dire, pour créer une première souspression 1404, le système de clapet 904 est ouvert de sorte qu'une première partie de la chambre 902 soit remplie avec du fluide provenant de l'anneau 95 avant la fermeture du système de clapet 904. Le système de clapet 904 est fermé avant que la totalité de la chambre 902 ne soit remplie de fluide. Pour créer la deuxième sous-pression 1406, le système de clapet 904 est ouvert de sorte qu'une deuxième partie (qui est plus grande que la première partie et comprend la première partie) de la chambre 902 soit remplie de fluide. Le système de clapet 904 est fermé avant que la totalité de la chambre 902 ne soit remplie de fluide. Pour créer la troisième sous-pression 1408, le système de clapet 904 est ouvert de sorte qu'une troisième partie (qui est plus grande que la deuxième partie et comprend la première et la deuxième parties) de la chambre soit remplie de fluide provenant de Vanneau 95. Dans un exemple de mode de réalisation, la première, la deuxième et la troisième souspression 1404, 1406 et 1408 sont créées pour « fissurer et nettoyer » le tunnel de perforation dans une formation de type friable.
La figure 15 illustre une partie encore d'un autre mode de réalisation de l'ensemble 90. L'autre mode de réalisation encore de l'ensemble 90 comprend un système de capteur 105, le contrôleur 110 et un autre mode de réalisation du dispositif d'augmentation de la pression 120 qui est généralement appelé par le cbiffre 1500.
Le dispositif d'augmentation de la pression 1500 comprend un tube 1502 fonnant une chambre 1504 qui contient le matériau énergétique. Le matériau énergétique peut prendre la forme d'un module, ou, comme il est illustré dans la figure 15, une pluralité de modules 1506. Le matériau énergétique peut être, par ex., un propulseur. Comme il a été précédemment mentionné, l'allumage du matériau énergétique peut entraîner une augmentation de la pression du puits de forage et de la pression de l'anneau mesurée, et, par conséquent, une condition de surpression dynamique. Chacun de la pluralité des modules 1506 peut être séparément contrôlé par le contrôleur 110. Par exemple, le contrôleur 110 peut envoyer un signal à chacun de la pluralité des modules 1506 pour allumer chaque module. La chambre 1504 peut être segmentée par un premier clapet 1508, un second clapet 1510 et un troisième clapet 1512. Dans un mode de réalisation, les clapets 1508, 1510 et 1512 sont des clapets d'évacuation et isolent fluidiquement la chambre 1504 dans un premier segment 1504a, un deuxième segment 1504b, un troisième segment 1504c et un quatrième segment 1504d. En fonctionnement, l'allumage du matériau énergétique dans le deuxième segment 1504b de la chambre 1504 ouvre le clapet d'évacuation 1508 et augmente la pression dans l'anneau 95 et/ou la pression annulaire mesurée. Après ouverture du clapet d'évacuation 1508, le premier segment 1504a et le deuxième segment 1504b de la chambre 1504 sont remplis avec du fluide provenant de l'anneau 95. Cependant, le fluide provenant de l'anneau 95 ne pénètre pas dans le troisième segment 1504c parce que le clapet d'évacuation 1510 reste fermé. Lorsque le contrôleur 110 détermine qu'un autre événement de surpression doit se produire, le matériau énergétique dans le troisième segment 1504c est allumé pour ouvrir le clapet d'évacuation 1510 et pour augmenter la pression dans l'anneau 95 et/ou la pression annulaire mesurée. Après ouverture du clapet d'évacuation 1510, le deuxième segment 1504c de la chambre 1504 sont remplis avec du fluide provenant de l'anneau 95. Cependant, le fluide provenant de l'anneau 95 ne pénètre pas dans le quatrième segment 1504d parce que le clapet d'évacuation 1512 reste fermé. Lorsque le contrôleur 110 détermine qu'un autre événement de surpression doit se produire, le matériau énergétique dans le quatrième segment 1504d est allumé pour ouvrir le clapet d'évacuation 1512 et pour augmenter la pression dans l'anneau 95 et/ou la pression annulaire mesurée. Ainsi, le dispositif d'augmentation de la pression 1500 créé de multiples événements de surpression indépendants, chaque événement de surpression étant en réponse aux informations reçues parle contrôleur 110.
La figure 16 est un graphique généralement appelé par le chiffre de référence 1600 qui illustre un profil de temps-pression découlant du fonctionnement de l'ensemble 90 lorsque l'ensemble 90 comprend le dispositif d’augmentation de la pression 1500. Le profil de tempspression comprend une première surpression 1602 associée à la détonation du canon de perforation 125 ; une première sous-pression 1604 ; une deuxième surpression 1606 ; une troisième souspression 1608 ; et une quatrième surpression 1610. Lorsque la première surpression 1602 est associée à la détonation du canon de perforation 125 et la première sous-pression 1604 est associée au fluide entrant dans les chambres ou les vides dans le canon de perforation 125 après l'événement de perforation, la seconde, la troisième et la quatrième surpressions 1606, 1608 et 1610 sont créées par l'allumage du matériau énergétique dans le second, le troisième et le quatrième segments 1504b, 1504c et 1504d, respectivement. Comme le montre la figure 16, la deuxième, la troisième et la quatrième surpressions 1606, 1608 et 1610 peuvent être espacées pour aider au déblocage des débris résiduels dans les tunnels de perforation.
La figure 17 illustre une partie encore d'un autre mode de réalisation de l'ensemble 90. L'autre mode de réalisation encore de l'ensemble 90 comprend un système de capteur 105, le contrôleur 110 et un autre mode de réalisation du dispositif d'augmentation de la pression 1500 qui est généralement appelé par le chiffre 1700. Le dispositif d'augmentation de la pression 1700 comprend un tube 1702 formant une chambre 1704 qui contient le matériau énergétique. Encore une fois, le matériau énergétique peut prendre la forme d'un module, ou, comme il est illustré dans la figure 17, une pluralité de modules 1706. Chacun de la pluralité des modules 1706 peut être séparément contrôlé par le contrôleur 110. Par exemple, le contrôleur 110 peut envoyer un signal à chacun de la pluralité des modules 1706 pour allumer chaque module. Le tube 1702 est sensiblement semblable au tube 901, de sorte que le tube 1702 comporte également une pluralité d'orifices 1707a et 1707b qui se prolongent à travers une paroi du tube 1702. Cependant, le tube 1702 n'est pas divisé en segments par des clapets d'évacuation. Le dispositif d'augmentation de la pression 1700 comprend également un système de clapet 1708 qui est identique au système de clapet 904, à l'exception que le système de clapet 1708 est en communication fluide avec la chambre 1704. Comme le démontre la figure 17, le système de clapet 1708 se prolonge dans, ou au moins partiellement forme une partie de, la chambre 1704. En tant que tel, le système de clapet 1708 est conçu pour s'ouvrir et se fermer de la même façon que le système de clapet 904 dans le tube 901. En fonctionnement, le système de clapet 1708 est momentanément ouvert pour correspondre à l'allumage de chaque module dans la pluralité des modules 1706 ou au moins une partie de la pluralité des modules 1706 et ensuite fermé pour empêcher des fluides provenant de l'anneau 95 de pénétrer dans la chambre 1704. Dans certains modes de réalisation, le fait d'empêcher le fluide d'entrer dans la chambre 1704 empêche une souspression localisée de se produire et/ou empêche les modules restant de la pluralité des modules 1706 d'entrer en contact avec le fluide provenant de l'anneau 95. Ainsi, le restant de la pluralité des modules 1706 est préservé pour un usage ultérieur. Cette fermeture du système de clapet 1708 permet également au(x) gaz à l'intérieur de la chambre 1704 (provenant de l'allumage du matériau énergétique) de se refroidir et de diminuer leur pression tout en permettant à la pression dans l'anneau 95 ou la pression annulaire mesurée de récupérer de l'événement de surpression. Après avoir permis au(x) gaz de refroidir et la pression annulaire mesurée de récupérer, le système de clapet 1708 est ouvert pour permettre au fluide dans l'anneau 95 de pénétrer dans la chambre 1704, créant ainsi un événement de sous-pression.
La figure 18 comprend un graphique généralement appelé par le chiffre de référence 1800 ; un graphique généralement appelé par le chiffre de référence 1802 ; un graphique généralement appelé par le chiffre de référence 1804 et un graphique généralement appelé par le chiffre de référence 1806, chaque graphique illustrant un profil de temps-pression découlant de l'opération de l'ensemble 90 lorsque l'ensemble 90 comprend le dispositif d'augmentation de la pression 1700. Comme il est illustré dans les graphiques 1800, 1802 et 1804 un événement de surpression 1808, 1810 et 1812, respectivement, est étendu en raison de la fermeture du système de clapet 1708 avant l'entrée du fluide provenant de l'anneau 95 dans la chambre 1704. Comme il est illustré dans le graphique 1806, un premier événement de surpression 1814 et un deuxième événement de surpression 1816 peuvent être générés en ouvrant momentanément le système de clapet 1708 au cours de l'allumage d'une première partie du matériau énergétique stocké à l'intérieur de la chambre 1704, la fermeture rapide du système de clapet 1708 pour empêcher le fluide provenant de l'anneau 95 d'entrer dans la chambre 1704, suivi par l'ouverture momentanée du système de clapet 1708 au cours de l'allumage de la partie restante du matériau énergétique stocké à l'intérieur de la chambre 1704. L'événement de sous-pression 1818 et ensuite créé en permettant au fluide provenant de l'anneau 95 d'entrer dans la chambre 1704.
Les figures 19A et 19B illustrent une partie encore d'un autre mode de réalisation de l'ensemble 90. L'autre mode de réalisation encore de l'ensemble 90 comprend un système de capteur 105, le contrôleur 110 et un autre mode de réalisation du dispositif d'augmentation de la pression 1700 qui est généralement appelé par le chiffre 1900. Le dispositif d'augmentation de la pression 1900 est sensiblement semblable au dispositif d'augmentation de la pression 1700 excepté que le dispositif d'augmentation de la pression comprend un premier clapet 1710 et un deuxième clapet 1712 qui isolent fluidiquement un premier segment 1704a de la chambre 1704 d'un second segment 1704b de la chambre 1704 et le second segment 1704b de la chambre 1704 d'un troisième segment 1704c de la chambre 1704. Les clapets 1710 et 1712 peuvent être des clapets d'évacuation. La figure 19A illustre la partie de l'ensemble 90 dans une première configuration dans laquelle le matériau énergétique est placé dans chacun des segments 1704a, 1704b et 1704c est le système de clapet 1708 est dans l'état fermé. En fonctionnement, le système de clapet 1708 est momentanément ouvert pour correspondre à l'allumage du matériau énergétique dans le premier segment 1704a et ensuite refermé. La figure 19B illustre la partie de l'ensemble dans une seconde configuration dans laquelle le système de clapet 1708 est dans un état fermé après allumage du matériau énergétique dans le segment 1704a. Après cette fermeture, le gaz dans le premier segment 1704a refroidi pour réduire la pression à l'intérieur du premier segment 1704a. Après refroidissement du gaz dans le premier segment 1704a, le système de clapet 1708 est ouvert pour permettre au fluide provenant de l'anneau 95 de remplir le premier segment 1704a de la chambre 1704. Le système de clapet 1708peut ensuite être momentanément ouvert pour correspondre à l'allumage du matériau énergétique dans le second segment 1704b et ensuite refermé pour empêcher le fluide provenant de l'anneau 95 d'entrer de nouveau dans le premier segment 1704a et/ou d'entrer dans le second segment 1704b. Ainsi, en empêchant le fluide d'entrer dans le premier et le second segments 1704a et 1704b, un événement de sous-pression est empêché ou au moins retardé. Une séquence semblable se produit pour le troisième segment 1704c. Cependant, le matériau énergétique dans le premier segment 1704a, le second segment 1704b et le troisième segment 1704c peut être allumé simultanément au lieu de fournir un délai entre l'allumage de chacun.
La figure 20 comprend un graphique généralement appelé par le chiffre de référence 2000 ; un graphique généralement appelé par le chiffre de référence 2002 ; un graphique généralement appelé par le chiffre de référence 2004 ; et un graphique généralement appelé par le chiffre de référence 2006, chaque graphique illustrant un profil de temps-pression découlant de l'opération de l'ensemble 90 lorsque l'ensemble 90 comprend le dispositif d'augmentation de la pression 1900.
Dans un autre mode de réalisation du dispositif d'augmentation de la pression 1900, le premier segment 1704a ne contient pas le matériau énergétique et, par conséquent, le dispositif d'augmentation de la pression 120 est à la fois un dispositif de diminution de la pression 130 et un dispositif d'augmentation de la pression. C'est-à-dire, l'ouverture du système de clapet 1708 permet au fluide provenant de l'anneau 95 de pénétrer dans le premier segment 1704a pour réduire temporairement la pression du puits de forage ou la pression annulaire mesurée en absence d'allumage d'un matériau énergétique à l'intérieur du premier segment 1704a.
La figure 21 comprend un graphique généralement appelé par le chiffre de référence 2100 ; un graphique généralement appelé par le chiffre de référence 2102 ; un graphique généralement appelé par le chiffre de référence 2104 ; et un graphique généralement appelé par le chiffre de référence 2106, chaque graphique illustrant un profil de temps-pression découlant de l'opération de l'ensemble 90 lorsque l'ensemble 90 comprend le dispositif d'augmentation de la pression 1900 qui ne comprend pas le matériau énergétique placé à l'intérieur du premier segment 1704a de la chambre 1704.
Une diversité d'altérations est envisagée ici. Par exemple, alors que les 5 dispositifs d'augmentation de la pression 1500 et 1900 sont illustrés comme ayant trois segments qui forment la chambre, un quelconque nombre de clapets peut segmenter des chambres 1504 et 1904 en un quelconque nombre de segments. En outre, une diversité de système de clapet 904 et 1708 est envisagée ici, tels que des systèmes de clapet à crémaillère et à pignon et d'autres. En outre, chacun des graphiques 1200, 1300, 1400, 1600, 1800, 1802, 1804, 1806, 2000, 2002, 2004, 2006, 2100,
2102 et 2104 est un profil de temps-pression de référence qui est stocké dans le contrôleur et qui est utilisé pour contrôler le fonctionnement de l'ensemble 90, un profil de temps-pression dynamique qui est associé à l'événement de perforation et l'ensemble 90 et qui correspond sensiblement à un profil de référence, ou un profil de pression transitoire dynamique qui est associé à l'événement de perforation et qui correspond sensiblement à un profil de référence.
Dans un exemple de mode de réalisation, le procédé 185 et/ou l'utilisation de l'ensemble 90 entraîne un contrôle autonome ou « intelligent » de la pression annulaire au cours de l'événement de perforation. Au cours de l'événement de perforation, l'ensemble 90 est en mesure de corriger et d'ajuster la pression annulaire par l'utilisation des P AD 115 pour refléter le profil de temps-pression de référence. Ainsi, l'ensemble 90 est un ensemble de contrôle actif, considérant qu'il
0 possède une logique de contrôle intégrée pour atténuer toutes les différences entre le résultat réel (paramètre d'entrée mesuré par le capteur 105a) et l'objectif ou la référence (paramètre fourni dans le profil de temps paramètre de référence). Le procédé 185 et/ou l'utilisation de l'ensemble 90 peut entraîner une production accrue d'hydrocarbures à partir de la formation 20. En outre, le procédé 185 et/ou l'utilisation de l'ensemble 90 peut entraîner une injectivité améliorée au cours des traitements du puits et un meilleur contrôle du sable. Le procédé 185 et/ou l'utilisation de l'ensemble 90 peut également maintenir l'intégrité du puits de forage et protéger l'équipement de complétion. En outre, le procédé 185 et/ou l'utilisation de l'ensemble 90 maintien l'intégrité du système de canon. Le procédé 185 et/ou l'utilisation de l'ensemble 90 peut également être utilisée pour prolonger la durée pendant laquelle la pression annulaire est ajustée au cours d'un profil de pression transitoire associé à
0 un événement de perforation. Le procédé 185 et/ou l'utilisation de l'ensemble 90 entraîne un « nettoyage » plus efficace ou effectif de la formation perforée en raison de la proximité du dispositif de diminution de la pression 130 avec le dispositif d'augmentation de la pression 120. C'est-à-dire, la longueur de l'ensemble 90 dans la direction longitudinale est plus compacte et permet à la souspression d'être localisée à, ou du moins d'être plus proche de l'emplacement des perforations du cuvelage. Généralement, les effets sur la formation 20 (c -à-d., les sous-pressions et les surpressions) découlant de l’actionnement du dispositif d'augmentation de la pression 120 et/ou du dispositif de diminution de la pression 130 sont réduits lorsque l'espacement longitudinal entre les perforations du cuvelage et le dispositif d'augmentation de la pression 120 et le dispositif de diminution de la pression 130 sont augmentés. Ainsi, et en raison de l'espacement compact de l'ensemble 90 et parce que les chambres 1504, 1704 agissent comme le dispositif d'augmentation de la pression 120 et le dispositif de diminution de la pression 130, les effets sur la formation 20 sont augmentés. En outre, la capacité à fermer les systèmes de clapet 904 et 1708 après ouverture des systèmes de clapet 904 et 1708 permet au retard de la sous-pression qui pourrait être associé au fluide dans l’anneau 95 d'entrer dans les nouveaux vides ou chambres dans les tubes 1502 et 1702 qui étaient précédemment indisponibles avant l'allumage du matériau énergétique dans les chambres 1504 et 1704, respectivement.
Dans plusieurs exemples de modes de réalisation, alors que différents étapes, processus et procédures sont décrits comme étant des actions distinctes, une ou plusieurs des étapes, un ou plusieurs des processus et/ou une ou plusieurs des procédures peuvent également être réalisées dans des ordres différents, simultanément et/ou séquentiellement. Dans plusieurs exemples de modes de réalisation, les étapes, les processus et/ou les procédures peuvent être fusionnées en une ou
0 plusieurs étapes, processus et/ou procédures. Dans plusieurs exemples de modes de réalisation, une ou plusieurs des étapes fonctionnelles dans chaque mode de réalisation peuvent être omises. En outre, dans certains cas, certaines caractéristiques de la présente divulgation peuvent être utilisées sans l'utilisation correspondante d'autres caractéristiques. En outre, un ou plusieurs des modes de réalisation et/ou des variations décrits ci-dessus peuvent être associés, en intégralité ou en partie, à
5 un quelconque ou plusieurs des autres modes de réalisation et/ou variations décrites ci-dessus.
Ainsi, un appareil permettant de contrôler la pression du puits de forage à l'intérieur d'un puits de forage à l'aide d'un système de clapet qui peut changer d'état de multiples fois est décrit. Les modes de réalisation de l'appareil peuvent comprendre la réception des informations
0 générées sur la pression du puits de forage à l'intérieur du puits de forage ; le changement d'un état du système de clapet, qui est positionné par rapport à une chambre à l'intérieur du puits de forage, de multiples fois basé sur les informations reçues pour créer une pluralité de conditions de pression qui correspond sensiblement à un profil de pression de référence, dans lequel chacune de la pluralité des conditions de pression est choisie parmi une condition de sous-pression et une condition de surpression. Pour l'un quelconque des modes de réalisation précédents, le procédé peut comporter au moins un des éléments suivants, seul ou selon une combinaison quelconque :
Le changement de l'état du système de clapet comprend le déplacement du système de clapet d'un état fermé vers un état ouvert ; et le déplacement du système de clapet d'un état ouvert vers un état fermé.
Le changement de l'état du système de clapet comprend l’actionnement d'un premier actionneur d'un système d'actionnement pour déplacer le système de clapet d'un premier état vers un second état ; et l’actionnement d'un second actionneur du système d'actionnement pour déplacer le système de clapet d'un deuxième état vers un premier état.
Le changement de l'état du système de clapet comprend l'envoi d'un premier signal vers un actionneur pyrotechnique pour actionner le premier actionneur pyrotechnique pour déplacer le système de clapet d'un premier état vers un deuxième état ; et l'envoi d'un second signal vers un second actionneur pyrotechnique pour actionner le second actionneur pyrotechnique pour déplacer le système de clapet du deuxième état vers le premier état.
L'identification d'une pression de puits de forage actuelle à l'aide des informations reçues.
La création d'un profil de pression dynamique pour la pression du puits de forage utilisant la pression actuelle du puits de forage.
Le contrôle d'un dispositif d'augmentation de la pression pour augmenter la pression du puits de forage en se basant sur les informations concernant la pression du puits de forage.
Le contrôle du dispositif d'augmentation de la pression comprend l'allumage d'un matériau énergétique contenu à l'intérieur d'au moins un module à l'intérieur de la chambre pour augmenter la pression du puits de forage.
Le changement de l'état du système de clapet comprend le changement de l'état du système de clapet de multiples fois pour créer un profil de pression dynamique pour la pression du puits de forage qui comprend l'une des multiples conditions de surpression dynamiques, des multiples conditions de sous-pression dynamiques et une combinaison des conditions de surpression dynamiques et des conditions de sous-pression dynamiques.
Par conséquent, un procédé de contrôle de la pression du puits de forage à l'intérieur d'un puits de forage au cours d'un événement de perforation est décrit. Les modes de réalisation du procédé peuvent comprendre la réception des informations générées sur la pression du puits de forage à l'intérieur du puits de forage ; et le changement d'un état d'un système de clapet, positionné par rapport à une chambre à l'intérieur du puits de forage, de multiples fois basé sur les informations reçues pour créer une pluralité de conditions de pression qui correspond sensiblement à un profil de pression de référence, dans lequel chacune de la pluralité des conditions de pression est choisie parmi une condition de sous-pression et une condition de surpression. Pour l'un quelconque des modes de réalisation précédents, le procédé peut comporter au moins l’un des éléments suivants, seul ou selon une combinaison quelconque :
Le changement de l'état du système de clapet comprend le déplacement du système de clapet d'un état fermé vers un état ouvert ; et le déplacement du système de clapet d'un état ouvert vers un état fermé.
Le changement de l'état du système de clapet comprend l'actionnement d'un premier actionneur d'un système d'actionnement pour déplacer le système de clapet d'un premier état vers un second état ; et l'actionnement d'un second actionneur du système d'actionnement pour déplacer le système de clapet d'un deuxième état vers un premier état.
Le changement de l'état du système de clapet comprend l'envoi d'un premier signal vers un actionneur pyrotechnique pour actionner le premier actionneur pyrotechnique pour déplacer le système de clapet d'un premier état vers un deuxième état ; et l'envoi d'un second signal vers un second actionneur pyrotechnique pour actionner le second actionneur pyrotechnique pour déplacer le système de clapet du deuxième état vers le premier état.
L'identification d'une pression de puits de forage actuelle à l'aide des informations reçues.
JLa création d'un profil de pression dynamique pour la pression du puits de forage utilisant la pression actuelle du puits de forage.
Le contrôle d'un dispositif d'augmentation de la pression pour augmenter la pression du puits de forage en se basant sur les informations concernant la pression du puits de forage.
Le contrôle du dispositif d'augmentation de la pression comprend l'allumage d'un matériau énergétique contenu à l'intérieur d'au moins un module à l'intérieur de la chambre pour augmenter la pression du puits de forage.
Le changement de l'état du système de clapet comprend le changement de l'état du système de clapet de multiples fois pour créer un profil de pression dynamique pour la pression du puits de forage qui comprend l'une des multiples conditions de surpression dynamiques, de multiples conditions de sous-pression dynamiques et une combinaison des conditions de surpression dynamiques et des conditions de sous-pression dynamiques.
La description précédente et les figures ne sont pas à l'échelle, mais sont plutôt illustrées pour décrire les divers modes de réalisation de la présente divulgation sous une forme simple. Même si divers modes de réalisation et procédés ont été illustrés et décrits, la divulgation n'est pas limitée à de tels modes de réalisation ou procédés est on comprendra quelle englobe des modifications et des variations qui seront évidentes à un spécialiste du domaine. Par conséquent, il doit être compris que la divulgation n'est pas destinée à être limitée aux formes particulières divulguées. Par conséquent, l'invention doit couvrir toutes les modifications, les équivalents et les alternatifs qui sont à l'intérieur de l'esprit et de la portée de la divulgation, telle qu'elle est définie dans les revendications ci-jointes.
Claims (11)
- REVENDICATIONS1. Appareil permettant de contrôler la pression (90) du puits de forage à l'intérieur d'un puits de forage (80) au cours d'un événement de perforation, l'appareil comprenant :un tube (901 ; 1502 ; 1702) définissant une chambre (902 ; 1504 ; 1704) ; un système de clapet (904; 1508, 1510, 1512; 1708; 1710, 1712) en communication fluide avec la chambre, dans lequel le système de clapet régule un écoulement de fluide entre la chambre et le puits de forage ; et un contrôleur (110) couplé en fonctionnement au système de clapet, dans lequel le contrôleur reçoit des informations générées concernant la pression du puits de forage à l'intérieur du puits de forage et contrôle le changement d'un état du système de clapet de multiples fois en se basant sur les informations pour créer une pluralité de conditions de pression qui correspond sensiblement à un profil de pression de référence, dans lequel chacune de la pluralité des conditions de pression est choisie parmi une condition de sous-pression et une condition de surpression.
- 2. Appareil selon la revendication 1, dans lequel le contrôleur (110) contrôle le système de clapet (904 ; 1508, 1510, 1512 ; 1708 ; 1710, 1712) pour déplacer le système de clapet d'un premier état vers un second état et contrôle le système de clapet pour déplacer le système de clapet d'un second état de retour vers le premier état, dans lequel le système de clapet comprend un système d'actionnement (1106) contrôlé par le contrôleur pour changer l'état du système de clapet de multiples fois en se basant sur les informations ; et dans lequel le système d’actionnement comprend :un premier actionneur pyrotechnique qui actionne en réponse à la réception d'un premier signal provenant du contrôleur pour déplacer le système de clapet d'un premier état vers un second état ; et un deuxième actionneur pyrotechnique qui actionne en réponse à la réception d'un second signal provenant du contrôleur pour déplacer le système de clapet du second état de retour vers le premier état.
- 3. Appareil selon la revendication 1, dans lequel le système de clapet (904 ; 1508, 1510, 1512; 1708 ; 1710, 1712) comprend :un système d'actionnement (1106) qui comprend un premier actionneur et un second actionneur (1110 ; 1112 ; 1114); et un corps de clapet rotatif (1102) qui se déplace dans une première direction rotative (1116) en réponse à l'actionnement du premier actionneur et dans une seconde direction rotative (1118) en réponse à l'actionnement du second actionneur, dans lequel le mouvement du corps de clapet rotatif dans la première direction rotative change l'état du système de clapet d'un premier état vers un second état ; et dans lequel le mouvement du corps de clapet rotatif dans la seconde direction rotative change l'état du système de clapet du second état vers le premier état.
- 4. Appareil selon la revendication 1, dans lequel le contrôleur (110) contrôle le système de clapet (904 ; 1508, 1510, 1512 ; 1708 ; 1710, 1712) pour se déplacer d'un état fermé vers un état ouvert et le d'un état ouvert vers un état fermé ; et dans lequel le système de clapet comprend un tube (1009) définissant une voie de passage interne (1010) qui est en communication fluide avec la chambre (902 ; 1504 ; 1704), dans lequel un orifice (1014, 1016, 1018, 1020) se prolonge à travers une paroi du tube et est connecté fluidiquement au puits de forage et à la voie de passage interne lorsque le système de clapet est dans l’état ouvert et qu'il n'est pas relié fluidiquement au puits de forage lorsque le système de clapet est dans l’état fermé.
- 5. Appareil selon la revendication 1, comprenant également :un système de capteur (105) qui génère les informations concernant le puits de forage, dans lequel le système de capteur, le contrôleur (110) et le système de clapet (904 ; 1508, 1510, 1512; 1708 ; 1710, 1712) forment une boucle de rétrocontrôle ;dans lequel le système de capteur comprend un capteur (105a) de pression qui mesure la pression du puits de forage ; et un dispositif d'augmentation de la pression (120 ; 1500 ; 1700 ; 1900) qui est contrôlé par le contrôleur pour augmenter la pression du puits de forage ;dans lequel le dispositif d'augmentation de la pression comprend une pluralité de modules (1506 ; 1706), dans lequel chaque module de la pluralité des modules comprend un matériau énergétique qui est allumé pour augmenter la pression du puits de forage ;dans lequel le profil de pression de référence est l'un d'un profil de pression de référence dépendant du temps et d'un profil de pression de référence indépendant du temps.
- 6. Procédé de contrôle de la pression du puits de forage à l'intérieur d'un puits de forage (80) au cours d'un événement de perforation, le procédé comprenant :la réception des informations générées sur la pression du puits de forage à l'intérieur du puits de forage ; et le changement d'un état d’un système de clapet (904 ; 1508, 1510, 1512 ; 1708 ; 1710, 1712), positionné par rapport à une chambre (902 ; 1504 ; 1704) à l'intérieur du puits de forage, de multiples fois en se basant sur les informations reçues pour créer une pluralité de conditions de pression qui correspond sensiblement à un profil de pression de référence, dans lequel chacune de la pluralité des conditions de pression est choisie parmi une condition de sous-pression et une condition de surpression.
- 7. Procédé selon la revendication 6, dans lequel le changement de l'état du système de clapet (904 ; 1508, 1510, 1512 ; 1708 ; 1710, 1712) comprend :le déplacement du système de clapet d'un état fermé vers un état ouvert ; et le déplacement du système de clapet de l’état ouvert vers l’état fermé.
- 8. Procédé selon la revendication 6, dans lequel le changement de l'état du système de clapet (904 ; 1508, 1510, 1512 ; 1708 ; 1710, 1712) comprend :l'actionnement d'un premier actionneur d'un système d'actionnement (1106) pour déplacer le système de clapet d'un premier état vers un second état ; et l'actionnement d'un deuxième actionneur du système d'actionnement pour déplacer le système de clapet d'un second état vers le premier état.
- 9. Procédé selon la revendication 6, dans lequel le changement de l'état du système de clapet (904 ; 1508, 1510, 1512 ; 1708 ; 1710, 1712) comprend :l'envoi d'un premier signal vers un premier actionneur pyrotechnique pour actionner le premier actionneur pyrotechnique pour déplacer le système de clapet d'un premier état vers un second état ; et l'envoi d'un second signal vers un second actionneur pyrotechnique pour 5 actionner le second actionneur pyrotechnique pour déplacer le système de clapet d'un second état vers un premier état ;dans lequel le procédé comprend également :l'identification d'une pression de puits de forage actuelle à l'aide des informations reçues ; et
- 10 la création d'un profil de pression dynamique pour la pression du puits de forage utilisant la pression actuelle du puits de forage.10. Procédé selon la revendication 6, comprenant également :le contrôle d'un dispositif d'augmentation de la pression (120 ; 1500 ; 1700 ;
- 15 1900) pour augmenter la pression du puits de forage en se basant sur les informations concernant la pression du puits de forage ;dans lequel le contrôle du dispositif d'augmentation de la pression comprend : l'allumage d'un matériau énergétique contenu à l'intérieur d'au moins un module (1506 ; 1706) à l'intérieur de la chambre (902 ; 1504 ; 1704) pour augmenter la pression du puits de 2 0 forage ; et dans lequel le changement de l'état du système de clapet (904 ; 1508, 1510, 1512 ; 1708 ; 1710, 1712) comprend le changement de l'état du système de clapet de multiples fois pour créer un profil de pression dynamique pour la pression du puits de forage qui comprend l'une des multiples conditions de surpression dynamiques, des multiples conditions de sous-pression2 5 dynamiques et une combinaison des conditions de surpression dynamiques et des conditions de souspression dynamiques.7523.1602W0021/167523.1602W0021152/1675120115125^Ο οο οο105ΕΗ •105a110-/115-7130
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