FR3075857A1 - Systeme d'actionnement multi-zone utilisant des flechettes de puits de forage - Google Patents
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Abstract
Des ensembles de manchon coulissant (130a, 130b, 130c, 300) peuvent comprendre un ou plusieurs outils de manchon coulissants (606, 606a) pour stimuler une ou plusieurs zones (120) dans un puits de forage (106). Les un ou plusieurs outils de manchon coulissant (606, 606a) peuvent être actionnés en fonction d'un capteur d'actionnement (609). Un capteur de propriété (610) peut être disposé adjacent à un outil de manchon coulissant (606, 606a) pour collecter des données indiquant une propriété de puits de forage (106) associée à une ou plusieurs zones différentes (120) d'une fracture (144) ou du manchon d'actionnement (328). Le capteur de propriété (610) peut transmettre des données à la surface (104) ou à d'autres capteurs de propriété (610) associés aux outils de fond de trou. La configuration ou la disposition d'un ou de plusieurs capteurs de propriété (610) sur un outil de fond de trou peut fournir une rétroaction en temps réel concernant le taux de production pour une zone ou un espace particulier en fond de trou.
Description
La présente divulgation concerne de manière générale des opérations de forage de puits et, plus particulièrement, un système d'actionnement multi-zone qui détecte des fléchettes de puits de forage en effectuant une stimulation à intervalles multiples d'un puits de forage.
Dans l'industrie pétrolière et gazière, les formations souterraines traversées par un puits de forage sont souvent fracturées ou stimulées d'une autre manière pour améliorer la production d'hydrocarbures. Les opérations de fracturation et de stimulation sont généralement effectuées en isolant stratégiquement diverses zones d'intérêt (ou divers intervalles dans une zone d'intérêt) dans le puits de forage en utilisant des machines à remblayer et analogues, puis en soumettant les zones isolées à divers fluides de traitement à des pressions accrues. Dans une opération de fracturation typique pour un puits de forage tubé, le tubage cimenté à l'intérieur du puits de forage est d'abord perforé pour permettre à des conduits pour hydrocarbures dans la formation souterraine environnante de s'écouler dans le puits de forage. Avant de produire les hydrocarbures, cependant, les fluides de traitement sont pompés dans le puits de forage et la formation environnante par l'intermédiaire des perforations, ce qui a pour effet d'ouvrir et d'agrandir les canaux de drainage dans la formation et d'améliorer ainsi les capacités de production du puits.
Aujourd'hui, il est possible de stimuler plusieurs zones au cours d'une seule opération de stimulation en utilisant un équipement de pompage de fluide de stimulation sur site. Dans de telles applications, plusieurs machines à remblayer sont introduites dans le puits de forage et chaque machine à remblayer est stratégiquement située à des intervalles prédéterminés configurés pour isoler les zones d'intérêt adjacentes. Chaque zone peut comprendre un manchon coulissant qui est déplacé pour permettre une stimulation zonale en déviant l'écoulement à travers un ou plusieurs ports de tubulure fermés par le manchon coulissant. Une fois que les machines à remblayer sont déployées de manière appropriée, les manchons coulissants peuvent être sélectivement ouverts en utilisant un système à billes et à déflecteurs. Le système à billes et à déflecteurs consiste à larguer séquentiellement des projectiles de puits de forage depuis un emplacement de surface dans le puits de forage. Les projectiles de puits de forage, communément appelés « billes de fracturation », ont des dimensions prédéterminées configurées pour assurer l'étanchéité par rapport à des déflecteurs ou des sièges de taille correspondante disposés dans le puits de forage aux zones d'intérêt correspondantes. Les plus petites billes de fracturation sont introduites dans le puits de forage avant les plus grosses billes de fracturation, où la plus petite bille de fracturation est conçue pour atterrir sur le déflecteur le plus éloigné du puits et la plus grande bille de fracturation est conçue pour atterrir sur le déflecteur le plus proche de la surface du puits. En conséquence, les billes de fracturation isolent les manchons coulissants cibles, du manchon le plus bas se déplaçant vers le haut. L'application d'une pression hydraulique depuis la surface permet de déplacer le manchon coulissant cible vers sa position ouverte.
Ainsi, le système à billes et à déflecteurs agit comme un mécanisme d'actionnement pour déplacer les manchons coulissants vers leur position ouverte en fond de trou. Lorsque l'opération de fracturation est terminée, les billes peuvent être soit ramenées hydrauliquement à la surface, soit percées avec les déflecteurs afin de redonner au train de tiges de tubage un diamètre intérieur alésé complet. Comme on peut le constater, au moins un inconvénient du système à billes et à déflecteurs réside dans le fait qu'il existe une limite au nombre maximal de zones pouvant être stimulées du fait que les déflecteurs sont de tailles graduées.
De plus, des données en temps réel, par exemple des données indiquant une propriété de puits de forage associée à une ou plusieurs zones différentes d'une fracture ou du manchon d'actionnement, peuvent fournir des informations précieuses pour augmenter l'efficacité des opérations de production. La configuration ou la disposition d'un ou de plusieurs capteurs sur un outil de fond de trou peut fournir une rétroaction en temps réel concernant le taux de production pour une zone ou un espace en fond de trou particulier. Les un ou plusieurs capteurs peuvent transmettre des données à la surface ou à d'autres capteurs associés à des outils de fond de trou. Les techniques actuelles utilisant une fibre optique pour surveiller une fracture peuvent être coûteuses à installer et peuvent ne pas fournir de mesure précise des propriétés d'écoulement. Une mise en œuvre d'un ou de plusieurs capteurs assurant une surveillance efficace et en temps réel des propriétés des puits de forage accroîtrait l'efficacité de la production d'hydrocarbures ou des techniques de stimulation et d'évaluation d'une ou de plusieurs zones de fracture.
PRÉSENTATION
La présente divulgation englobe notamment chacun des modes de réalisation décrits ci-après :
A. Un ensemble de manchon coulissant qui comprend un corps de complétion qui définit un passage d'écoulement interne et un ou plusieurs ports qui permettent une communication fluidique entre le passage d'écoulement interne et un extérieur du corps de complétion, un manchon coulissant agencé dans le corps de complétion et ayant un profil d'accouplement de manchon défini sur une surface interne du manchon coulissant, le manchon coulissant étant mobile entre une position fermée, dans laquelle le manchon coulissant obture les un ou plusieurs ports, et une position ouverte, dans laquelle le manchon coulissant est déplacé pour exposer les un ou plusieurs ports, une pluralité de fléchettes de puits de forage ayant chacune un corps et un profil de fléchette défini sur une surface extérieure du corps, le profil de fléchette de chaque fléchette de puits de forage pouvant s'accoupler avec le profil d'accouplement du manchon, un ou plusieurs capteurs positionnés sur le corps de complétion pour détecter la pluralité de fléchettes de puits de forage lorsqu'elle traverse le passage d'écoulement interne, et un manchon d'actionnement agencé à l'intérieur du corps de complétion et mobile entre une configuration en fonctionnement, dans laquelle le manchon d'actionnement obture le profil d'accouplement de manchon et une configuration actionnée, dans laquelle le manchon d'actionnement est déplacé pour exposer le profil d'accouplement de manchon.
B. Un procédé qui comprend l'introduction d'une ou de plusieurs fléchettes de puits de forage dans un train de tiges de travail qui s'étend dans un puits de forage, le train de tiges de travail fournissant un ensemble de manchon coulissant qui comprend un corps de complétion définissant un passage d'écoulement interne et un ou plusieurs ports qui permettent une communication fluidique entre le passage d'écoulement interne et un extérieur du corps de complétion, dans lequel l'ensemble de manchon coulissant comprend en outre un manchon coulissant agencé dans le corps de complétion et définissant un profil d'accouplement de manchon sur une surface interne du manchon coulissant, la détection d'une ou de plusieurs fléchettes de puits de forage avec un ou plusieurs capteurs positionnés sur le corps de complétion, les une ou plusieurs fléchettes de puits de forage ayant chacune un corps et un profil de fléchette défini sur une surface extérieure du corps, le déplacement d'un manchon d'actionnement agencé dans le corps de complétion d'une configuration en fonctionnement à configuration actionnée lorsque les un ou plusieurs capteurs détectent un nombre prédéterminé des une ou plusieurs fléchettes de puits de forage, l’exposition du manchon d'accouplement de manchon lorsque le manchon d'actionnement se déplace vers la configuration actionnée, la mise en place des une ou plusieurs fléchettes de puits de forage sur le manchon coulissant lorsque le profil de fléchette des une ou plusieurs fléchettes de puits de forage s'accouple avec le profil d'accouplement de manchon, l'augmentation d'une pression de fluide à l'intérieur du train de tiges de travail en haut de trou depuis les une ou plusieurs fléchettes de puits de forage et le déplacement du manchon coulissant depuis une position fermée, dans laquelle le manchon coulissant obture les un ou plusieurs ports, vers une position ouverte dans laquelle les un ou plusieurs ports sont exposés.
Chacun des modes de réalisation A et B peut comporter un ou plusieurs des éléments supplémentaires suivants dans n'importe quelle combinaison :
Elément 1 : comprenant en outre un circuit électronique couplé en communication aux un ou plusieurs capteurs et un actionneur couplé en communication au circuit électronique, dans lequel, lorsque les un ou plusieurs capteurs détectent un nombre prédéterminé de la pluralité de fléchettes de puits de forage, le circuit électronique envoie un signal d'actionnement à l'actionneur pour déplacer le manchon d’actionnement dans la configuration actionnée.
Elément 2 : dans lequel l'actionneur est choisi dans le groupe constitué d'un actionneur mécanique, d'un actionneur électromécanique, d'un actionneur hydraulique, d'un actionneur pneumatique et toute combinaison de ceux-ci.
Elément 3 : dans lequel l'actionneur est un verrou à piston électro-hydraulique.
Elément 4 : dans lequel chaque fléchette de puits de forage présente une propriété magnétique connue détectable par les un ou plusieurs capteurs.
Elément 5 : dans lequel chaque fléchette de puits de forage émet une fréquence radio détectable par les un ou plusieurs capteurs.
Elément 6 : dans lequel les un ou plusieurs capteurs sont des commutateurs mécaniques manipulés mécaniquement par contact physique avec la pluralité de fléchettes de puits de forage lorsque chaque fléchette de puits de forage traverse le passage d'écoulement interne.
Elément 7 : dans lequel au moins une partie du corps de chaque fléchette de puits de forage est constituée d'un matériau choisi dans le groupe constitué du fer, d'un alliage de fer, de l'acier, d'un alliage d'acier, de l'aluminium, d'un alliage d'aluminium, du cuivre, d'un alliage de cuivre, d'un plastique, d'un matériau composite, d'un matériau dégradable et toute combinaison de ceux-ci.
Elément 8 : dans lequel le matériau dégradable est un matériau choisi dans le groupe constitué d'un verre de borate, d'un métal corrodable par voie galvanique, d'un poly(acide glycolique), d'un poly(acide lactique) et toute combinaison de ceux-ci.
Elément 9 : dans lequel le manchon d'actionnement comprend une extension axiale qui s'étend dans au moins une partie du manchon coulissant pour obturer le profil d'accouplement de manchon.
Elément 10 : dans lequel l'ensemble de manchon coulissant comprend en outre un circuit électronique couplé en communication aux un ou plusieurs capteurs et dans lequel la détection des une ou plusieurs fléchettes de puits de forage avec les un ou plusieurs capteurs comprend l'envoi d'un signal de détection au circuit électronique avec les un ou plusieurs capteurs lors de la détection de chaque fléchette de puits de forage et le décompte avec le circuit électronique du nombre de fléchettes de forage détecté par les un ou plusieurs capteurs en fonction de chaque signal de détection reçu.
Elément 11 : dans lequel l'ensemble de manchon coulissant comprend en outre un actionneur couplé en communication au circuit électronique et dans lequel le déplacement du manchon d'actionnement comprend en outre l'envoi d'un signal d'actionnement à l'actionneur avec le circuit électronique lorsque les un ou plusieurs capteurs détectent le nombre prédéterminé des une ou plusieurs fléchettes de puits de forage, et l'actionnement du manchon d'actionnement avec l'actionneur dans la configuration actionnée lors de la réception du signal d'actionnement.
Elément 12 : dans lequel la détection des une ou plusieurs fléchettes de puits de forage avec les un ou plusieurs capteurs comprend la détection d'une propriété magnétique connue présentée par les une ou plusieurs fléchettes de puits de forage.
Elément 13 : dans lequel la détection des une ou plusieurs fléchettes de puits de forage avec les un ou plusieurs capteurs comprend la détection d'une fréquence radio émise par les une ou plusieurs fléchettes de puits de forage.
Elément 14 : dans lequel les un ou plusieurs capteurs sont des commutateurs mécaniques, et dans lequel la détection des une ou plusieurs fléchettes de puits de forage avec les un ou plusieurs capteurs comprend le contact physique des un ou plusieurs capteurs avec les une ou plusieurs fléchettes de puits de forage lorsque les une ou plusieurs fléchettes de puits de forage traversent le passage d'écoulement intérieur.
Elément 15: dans lequel l'augmentation de la pression de fluide à l'intérieur du train de tiges de travail en amont des une ou plusieurs fléchettes de puits de forage ultérieures comprend en outre la génération d'un différentiel de pression sur les une ou plusieurs fléchettes de puits de forage et ainsi le transfert d'une charge axiale au manchon coulissant et un ou plusieurs dispositifs pouvant être cisaillés fixant le manchon coulissant dans la position fermée et assumant une charge axiale prédéterminée avec les un ou plusieurs dispositifs pouvant être cisaillés de telle sorte que les un ou plusieurs dispositifs pouvant être cisaillés se rompent et permettent ainsi au manchon coulissant de se déplacer vers la position ouverte.
Elément 16 : comprenant en outre l'introduction d'un fluide de traitement dans le train de tiges de travail, l'injection du fluide de traitement dans une formation souterraine environnante par l'intermédiaire des un ou plusieurs ports et la libération de la pression de fluide dans le train de tiges de travail.
Elément 17 : dans lequel au moins une partie des une ou plusieurs fléchettes de puits de forage est constituée d'un matériau dégradable choisi dans le groupe constitué d'un verre de borate, d'un métal corrodable par voie galvanique, d'un poly(acide glycolique), d'un poly(acide lactique) et toute combinaison de ceux-ci, le procédé comprenant en outre le fait de laisser le matériau dégradable se dégrader.
Elément 18 : comprenant en outre l'introduction d'une mèche de forage dans le train de tiges de travail et l'avancée de la mèche de forage vers les une ou plusieurs fléchettes de puits de forage, et le forage des une ou plusieurs fléchettes de puits de forage avec la mèche de forage.
A titre d'exemple, le mode de réalisation A peut être utilisé avec les éléments 1, 2 et 3 ; avec les éléments 1, 7 et 8 ; avec les éléments 1, 7, 8 et 10 ; avec les éléments 1, 4 et 5, etc.
A titre d'exemple supplémentaire, le mode de réalisation B peut être utilisé avec les éléments 12 et 13 ; avec les éléments 12, 13 et 14 ; avec les éléments 15 et 16 ; avec les éléments 16, 17 et 18, etc.
C. Un procédé de détermination d'une propriété d'une zone de production comprenant : le positionnement d'un outil de manchon coulissant dans un puits de forage, l'actionnement de l'outil de manchon coulissant, dans lequel l'actionnement est initié en fonction, au moins en partie, d'une ou plusieurs mesures reçues par un capteur d'actionnement, la stimulation d'une zone de production avec un fluide de stimulation, la détection d'une ou plusieurs propriétés du puits de forage en fonction, au moins en partie, d'une ou plusieurs mesures reçues par un capteur de propriété, la détermination d'un paramètre du fluide de stimulation à partir de l’un au moins des une ou plusieurs propriétés.
D. Un système de détermination d'une propriété d'une zone de production, comprenant : un outil de manchon coulissant, dans lequel l'outil de manchon coulissant est disposé sur une tubulure de production et dans lequel l'outil de manchon coulissant comprend en outre : un capteur d'actionnement, un capteur de propriété ; et un émetteur-récepteur couplé au capteur de propriété ; un système de traitement d'informations couplé en communication à l'émetteur-récepteur, le système de traitement d'informations comprenant un processeur et une mémoire non transitoire couplée au processeur, la mémoire non transitoire comprenant une ou plusieurs instructions qui, lorsqu'elles sont exécutées par le processeur, amènent le processeur à positionner l'outil de manchon coulissant dans un puits de forage ; actionner l'outil de manchon coulissant en fonction, au moins en partie, d'une ou plusieurs mesures reçues par le capteur d'actionnement ; simuler une zone de production avec un fluide de stimulation ; détecter une ou plusieurs propriétés du puits de forage en fonction, au moins en partie, d'une ou plusieurs mesures reçues par le capteur de propriété ; et déterminer un paramètre du fluide de stimulation.
E. Un support lisible par ordinateur de stockage non transitoire stockant une ou plusieurs instructions qui, lorsqu'elles sont exécutées par le processeur, amènent le processeur à positionner un outil de manchon coulissant dans un puits de forage ; actionner l'outil de manchon coulissant en fonction, au moins en partie, d'une ou plusieurs mesures reçues par un capteur d'actionnement ; stimuler une zone de production avec un fluide de stimulation ; détecter une ou plusieurs propriétés du puits de forage en fonction, au moins en partie, d'une ou plusieurs mesures reçues par un capteur de propriété ; et déterminer un débit du fluide de stimulation.
Chacun des modes de réalisation C, D et E peut avoir un ou plusieurs des éléments suivants dans n'importe quelle combinaison :
Elément 1 : dans lequel le capteur de propriété est disposé adjacent à l'outil de manchon coulissant.
Elément 2 : dans lequel le capteur de propriété est un capteur alimenté par batterie.
Elément 3 : dans lequel les une ou plusieurs mesures reçues par le capteur de propriété sont une mesure de température.
Elément 4 : dans lequel le paramètre du fluide de stimulation est un débit ou un volume total du fluide de stimulation.
Elément 5 : comprenant en outre la modification d'une opération de traitement de puits en fonction, au moins en partie, du débit du fluide de simulation.
Elément 6 : comprenant en outre le stockage des une ou plusieurs mesures reçues par le capteur de propriété dans une mémoire.
Elément 7 : comprenant en outre la transmission sans fil des une ou plusieurs mesures reçues par le capteur de propriété à la surface, à un outil en fond de trou dans le puits de forage ou aux deux.
Elément 8 : comprenant en outre la détermination d'une acceptation relative du fluide de stimulation en fonction, au moins en partie, du paramètre du fluide de stimulation.
Elément 9 : dans lequel le système de traitement d'informations est couplé en communication à l'émetteur-récepteur sans fil.
Elément 10 : dans lequel les une ou plusieurs instructions, lorsqu'elles sont exécutées par le processeur, amènent en outre le processeur à stocker les une ou plusieurs mesures reçues par le capteur de propriété dans une mémoire.
Elément 11 : dans lequel les une ou plusieurs instructions, lorsqu'elles sont exécutées par le processeur, amènent en outre le processeur à modifier une opération de traitement de puits en fonction, au moins en partie, du débit du fluide de stimulation.
Elément 12 : dans lequel les une ou plusieurs instructions, lorsqu'elles sont exécutées par le processeur, amènent en outre le processeur à déterminer une acceptation relative du fluide de stimulation en fonction, au moins en partie, du paramètre déterminé du fluide de stimulation.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
Les figures suivantes sont incluses pour illustrer certains aspects de la présente divulgation, et ne doivent pas être considérés comme des modes de réalisation exclusifs. L'objet décrit peut être sujet à des modifications, des transformations, des combinaisons et des équivalents considérables au niveau de la forme et de la fonction, sans sortir du cadre de cette divulgation.
La figure 1 illustre un exemple de système de puits pour déployer un outil de fond de trou qui utilise un manchon coulissant et un ou plusieurs capteurs selon un ou plusieurs modes de réalisation de la présente divulgation.
Les figures 2A et 2B illustrent un exemple de projectile de puits de forage sous la forme d'une fléchette de puits de forage, selon un ou plusieurs modes de réalisation de la présente divulgation.
Les figures 3 A, 3B et 3C illustrent des vues latérales en coupe transversale d'un exemple d'ensemble de manchon coulissant, selon un ou plusieurs modes de réalisation.
La figure 4A est une vue agrandie du manchon coulissant et du manchon d'actionnement des figures 3A et 3B, selon un ou plusieurs modes de réalisation de la présente divulgation.
La figure 4B est une vue agrandie d'un exemple de dispositif d'actionnement, selon un ou plusieurs modes de réalisation de la présente divulgation.
Les figures 5A, 5B et 5C illustrent des vues latérales en coupe transversale progressives de l'ensemble des figures 3 A et 3B, selon un ou plusieurs modes de réalisation de la présente divulgation.
La figure 6 est une vue agrandie d'une fléchette de puits de forage s'accouplant avec un manchon coulissant, selon un ou plusieurs modes de réalisation de la présente description.
Les figures 7A, 7B et 7C sont des vues schématiques d'un outil de manchon coulissant de fond de trou selon un ou plusieurs modes de réalisation de la présente divulgation.
La figure 8 est un schéma fonctionnel représentant un système de traitement d'informations et d'autres composants électroniques d'un outil de manchon coulissant, selon un ou plusieurs modes de réalisation de la présente divulgation.
La figure 9 est un organigramme pour modifier une opération de traitement de puits en fonction, au moins en partie, d'un débit de fluide de stimulation calculé, selon un ou plusieurs modes de réalisation de la présente divulgation.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE
La présente divulgation concerne de manière générale des opérations de forage de puits et, plus particulièrement, un système d'actionnement multi-zone qui détecte des fléchettes de puits de forage en effectuant une stimulation à intervalles multiples d'un puits de forage.
Les modes de réalisation décrits ici décrivent des ensembles de manchon coulissant qui sont capables de détecter des fléchettes de puits de forage et actionnent un manchon coulissant lors de la détection d'un nombre prédéterminé de fléchettes de puits de forage ayant des profils de fléchette définis sur celui-ci.
Une fois qu'un nombre prédéterminé de fléchettes de puits de forage a été détecté, un manchon d'actionnement peut être actionné pour exposer un profil d'accouplement de manchon défini sur un manchon coulissant. Une fois que le profil d'accouplement de manchon est exposé, une fléchette de puits de forage introduite ultérieurement en fond de trou peut être en mesure de localiser et d'accoupler son profil de fléchette avec le profil d'accouplement de manchon. Lors de l'application d'une pression de fluide en amont de la fléchette de puits de forage ultérieure, le manchon coulissant peut être déplacé vers une position ouverte, où les ports d'écoulement deviennent exposés et facilitent la communication fluidique dans un environnement souterrain environnant pour des opérations de stimulation de puits de forage. Les modes de réalisation actuellement décrits fournissent donc des procédés et des systèmes de stimulation de puits de forage sans intervention.
En se référant à la figure 1, il est illustré un exemple de système de puits 100 qui peut mettre en œuvre ou employer d'une autre manière un ou plusieurs principes de la présente divulgation, selon un ou plusieurs modes de réalisation. Comme illustré, le système de puits 100 peut comprendre une tour de forage 102 disposée sur la surface 104 et un puits de forage 106 s'étendant à partir de celle-ci et pénétrant dans une formation souterraine 108. Même si la figure 1 décrit une tour de forage terrestre 102, on comprendra que les modes de réalisation de la présente divulgation conviennent également à une utilisation dans d'autres types de tours de forage, telles que des plates-formes offshore ou les tours de forage utilisées dans d'autres emplacements géographiques quelconques. Dans d'autres modes de réalisation, la tour de forage 102 peut être remplacée par une installation de tête de puits sans sortir du cadre de la divulgation.
La tour de forage 102 peut comprendre un derrick 110 et un plancher de tour de forage 112. Le derrick 110 peut supporter ou aider d'une autre manière à manipuler la position axiale d'un train de tiges de travail 114 s'étendant dans le puits de forage 106 depuis le plancher de puits de forage 112. Tel qu'utilisé ici, le terme « train de tiges de travail » se réfère à un ou plusieurs types de longueurs connectées de tubulures ou de tuyaux tels qu'un tuyau de forage, un train de forage, un train d'atterrissage, une tubulure de production, des combinaisons de tubulures enroulées de ceux-ci, ou analogue. Le train de tiges de travail 114 peut être utilisé pour forer, stimuler, achever ou entretenir autrement le puits de forage 106, ou diverses combinaisons de ceux-ci.
Comme illustré, le puits de forage 106 peut s'étendre verticalement depuis la surface 104 sur une partie de puits de forage verticale. Dans d'autres modes de réalisation, le puits de forage 106 peut autrement s'écarter d'un angle quelconque de la surface 104 sur une partie de puits de forage déviée ou horizontale. Dans d'autres applications, des parties ou pratiquement la totalité du puits de forage 106 peuvent être verticales, déviées, horizontales, incurvées ou toute combinaison de celles-ci. De plus, l'utilisation de termes directionnels tels que au-dessus, en-dessous, supérieur, inférieur, vers le haut, vers le bas, en haut de trou, en fond de trou et analogues est utilisée en relation avec les modes de réalisation illustratifs tels qu'ils sont représentés sur les figures, la direction vers le haut étant dirigée vers le haut de la figure correspondante et la direction vers le bas étant dirigée vers le bas de la figure correspondante, la direction en haut de trou étant dirigée vers le pied ou la surface du puits et la direction en fond de trou étant dirigée vers la pointe ou le fond du puits.
Dans un mode de réalisation, le puits de forage 106 peut être au moins partiellement tubé avec un train de tubage 116 ou peut sinon rester au moins partiellement non tubé. Le train de tubage 116 peut être fixé dans le puits de forage 106 en utilisant, par exemple, du ciment 118. Dans d'autres modes de réalisation, le train de tubage 116 ne peut être que partiellement cimenté dans le puits de forage 106 ou, en variante, le train de tubage 116 peut être omis du système de puits 100, sans sortir du cadre de la divulgation.
Le train de tiges de travail 114 peut être couplé à un ensemble de complétion 120 qui s'étend dans une branche ou une partie latérale 122 du puits de forage 106. Comme illustré, la partie latérale 122 peut être une section non tubée ou « à trou ouvert » du puits de forage 106. Il est à noter que bien que la figure 1 décrive l'ensemble de complétion 120 comme étant agencé à l'intérieur de la partie latérale 122 du puits de forage 106, les principes de l'appareil, des systèmes et des procédés décrits ici peuvent s'appliquer de manière similaire ou être autrement appropriés pour une utilisation dans des configurations de puits de forage entièrement verticales.
Par conséquent, la nature horizontale ou verticale du puits de forage 106 ne doit pas être interprétée comme limitant la présente divulgation à une quelconque configuration particulière de puits de forage 106.
L'ensemble de complétion 120 peut être déployé dans la partie latérale 122 du puits de forage 106 en utilisant une ou plusieurs machines à remblayer 124 ou d'autres dispositifs d'isolation de puits de forage connus de l'homme du métier. Les machines à remblayer 124 peuvent être configurées pour obturer un anneau 126 défini entre l'ensemble de complétion 120 et la paroi interne du puits de forage 106. En conséquence, la formation souterraine 108 peut être efficacement divisée en plusieurs intervalles ou « zones utile » 128 (représentés par les intervalles 128a, 128b et 128c) qui peuvent être stimulés, produits ou toute combinaison de ceux-ci indépendamment par l'intermédiaire des parties isolées de l'anneau 126 défini entre des paires de machines à remblayer adjacentes 124.
Alors que seuls trois intervalles 128a, 128b et 128c sont représentés sur la figure 1, l'homme du métier reconnaîtra facilement que n'importe quel nombre d'intervalles 128a, 128b et 128c peut être défini ou autrement utilisé dans le système de puits 100, y compris un intervalle unique, sans sortir du cadre de la divulgation.
L'ensemble de complétion 120 peut comprendre un ou plusieurs ensembles de manchon coulissant 130 (représentés par des ensembles de manchon coulissant 130a, 130b et 130c) agencés dans, couplés à ou faisant partie intégrante du train de tiges de travail 114. Comme illustré, au moins un ensemble de manchon coulissant 130a-c peut être agencé dans chaque intervalle 128a, 128b et 128c, mais l'homme du métier comprendra aisément que plus d'un ensemble de manchon coulissant 130a, 130b et 130c peut être agencé dans chaque intervalle 128a, 128a et 128c, sans sortir du cadre de la description. Il convient de noter que, bien que les ensembles de manchon coulissant 130a, 130b et 130c soient représentés sur la figure 1 comme étant utilisés dans une section à trou ouvert du puits de forage 106, les principes de la présente divulgation sont également applicables à des sections terminées ou tubées du puits de forage 106. Dans ces modes de réalisation, un puits de forage tubé 106 peut être perforé à des emplacements prédéterminés dans chaque intervalle 128a, 128b et 128c pour faciliter la conductivité fluidique entre l'intérieur du train de tiges de travail 114 et les intervalles environnants 128a, 128b et 128c de la formation 108.
Chaque ensemble de manchon coulissant 130a, 130b et 130c peut être actionné afin d'assurer une communication fluidique entre l'intérieur du train de tiges de travail 114 et l'anneau 126 adjacent à chaque intervalle correspondant 128a, 128b et 128c. Comme représenté, chaque ensemble de manchon coulissant 130a, 130b et 130c peut comprendre un manchon coulissant 132 qui est déplaçable axialement dans le train de tiges de travail 114 pour exposer un ou plusieurs ports 134 définis à travers le train de tiges de travail 114. Le manchon coulissant 132 peut comprendre un ou plusieurs actionneurs 109. Une fois exposés, les ports 134 peuvent faciliter la communication fluidique entre l'anneau 126 et l'intérieur du train de tiges de travail 114, de sorte que des opérations de stimulation et de production peuvent être entreprises dans chaque intervalle correspondant 128a, 128b et 128c de la formation 108.
Selon la présente divulgation, pour déplacer le manchon coulissant 132 d'un ensemble de manchon coulissant donné 130a, 130b et 130c vers sa position ouverte, et pour exposer ainsi les ports correspondants 134, une ou plusieurs fléchettes de puits de forage 136 (représentées par une première fléchette de puits de forage 136a et une seconde fléchette de puits de forage 136b) peuvent être introduites dans le train de tiges de travail 114 et transportées en fond de trou vers les ensembles de manchon coulissant 130a, 130b et 130c. Les fléchettes de puits de forage 136 peuvent être transportées à travers le train de tiges de travail 114 et vers l'ensemble de complétion 120 au moyen de toute technique connue.
Par exemple, les fléchettes de puits de forage 136 peuvent être larguées à travers le train de tiges de travail 114 depuis la surface 104, pompées en faisant s'écouler un fluide à l'intérieur du train de tiges de travail 114, autopropulsées, transportées par un câble, un câble lisse, une tubulure enroulée, etc.
Chaque fléchette de puits de forage 136 peut être détectable par un ou plusieurs capteurs 138 (représentés par les capteurs 138a, 138b et 138c) associés à chaque ensemble de manchon coulissant 130a, 130b et 130c. Dans certains modes de réalisation, par exemple, les fléchettes de puits de forage 136 peuvent présenter des propriétés magnétiques connues, produire un champ magnétique connu, un motif ou une combinaison de champs magnétiques ou toute combinaison de ceux-ci, détectables par les capteurs 138a, 138b et 138c. Dans de tels cas, chaque capteur 138a, 138b et 138c peut être capable de détecter la présence des un ou plusieurs champs magnétiques produits par les fléchettes de puits de forage 136, une ou plusieurs autres propriétés magnétiques des fléchettes de puits de forage 136, ou les deux. Des capteurs magnétiques appropriés 138a, 138b et 138c peuvent comprendre, mais sans s'y limiter, des capteurs magnéto-résistants, des capteurs à effet Hall, des bobines conductrices, des combinaisons de ceux-ci et analogues. Dans certains modes de réalisation, des aimants permanents peuvent être combinés avec un ou plusieurs des capteurs 138a, 138b et 138c pour créer un champ magnétique qui est perturbé par les fléchettes de puits de forage 136, et un changement détecté du champ magnétique peut indiquer la présence des fléchettes de puits de forage 136.
De plus, dans certains modes de réalisation, chaque capteur 138a, 138b et 138c peut comprendre une barrière (non représentée) positionnée entre le capteur 138a, 138b et 138c et les fléchettes de puits de forage 136. La barrière peut comprendre un matériau à perméabilité magnétique relativement faible et peut être configurée pour permettre aux signaux magnétiques de la traverser et d'isoler la pression entre les capteurs 138a, 138b et 138c et les fléchettes de puits de forage 136. Des informations supplémentaires sur une telle barrière utilisée dans la détection magnétique peuvent être trouvées dans la publication de brevet américain n° 2013/0264051. Dans d'autres modes de réalisation, un écran magnétique (non représenté) peut être placé sur les fléchettes de puits de forage 136 ou près des capteurs 138a, 138b et 138c pour « court-circuiter » les champs magnétiques émis par les fléchettes de puits de forage 136 et réduire ainsi la quantité de champs magnétiques résiduels pouvant être détectés par les capteurs 138a, 138b et 138c. Dans de tels modes de réalisation, le champ magnétique peut être attiré vers des matériaux ayant une perméabilité magnétique élevée, ce qui protège efficacement les capteurs 138a, 138b et 138c des champs magnétiques résiduels.
Dans d'autres modes de réalisation, un ou plusieurs des capteurs 138a, 138b et 138c peuvent être capables de détecter des fréquences radio émises par les fléchettes de puits de forage 136. Dans de tels modes de réalisation, les capteurs 138a, 138b et 138c peuvent être des capteurs ou des lecteurs de fréquences radio (RF) capables de détecter une étiquette d'identification par fréquence radio (RFID) fixée aux ou faisant partie autrement des fléchettes de puits de forage 136. Les capteurs RF 138a, 138b et 138c peuvent être configurés pour détecter les étiquettes RFID lorsque les fléchettes de puits de forage 136 traversent le train de tiges de travail 114 et rencontrent les capteurs RF 138a, 138b et 138c. Dans au moins un mode de réalisation, les capteurs RF 138a, 138b et 138c peuvent être des systèmes microélectromécaniques (MEMS) ou des dispositifs capables de détecter des fréquences radio. Dans de tels cas, les capteurs MEMS peuvent inclure ou englober autrement une bobine RF et être ainsi utilisés comme capteurs 138a, 138b et 138c. Les capteurs RF 138a, 138b et 138c peuvent en variante être un capteur de communication en champ proche (NFC) capable d'établir une communication radio avec une étiquette factice correspondante agencée sur les fléchettes de puits de forage 136. Lorsque les étiquettes factices se rapprochent des capteurs RF 138a, 138b et 138c, les capteurs RF 138a, 138b et 138c peuvent enregistrer la présence des fléchettes de puits de forage 136.
Dans d'autres modes de réalisation encore, les capteurs 138a, 138b et 138c peuvent être un type de commutateur mécanique ou analogue pouvant être manipulé mécaniquement par contact physique avec les fléchettes de puits de forage 136 lorsqu'ils traversent le train de tiges de travail 114. Dans certains cas, par exemple, les capteurs mécaniques 138a, 138b et 138c peuvent être des dispositifs de comptage ou des compteurs mécaniques ou des commutateurs disposés à proximité de chaque manchon 132. Lors du contact physique et de l'interaction d'une autre manière avec les fléchettes de puits de forage 136, les capteurs mécaniques 138a, 138b et 138c peuvent être configurés pour générer et envoyer des signaux correspondants indicatifs de ceux-ci ou à un dispositif d'actionnement adjacent (non représenté sur la figure 1), comme cela sera décrit ci-dessous. Dans certains modes de réalisation, les capteurs mécaniques 138a, 138b et 138c peuvent être équipés d'un ressort ou configurés d'une autre manière de sorte qu'après le passage de la fléchette de puits de forage 136 (ou après une certaine période de temps) le commutateur peut se réinitialiser de manière autonome. Comme on le comprendra, un tel mode de réalisation ré-initialisable peut permettre aux capteurs mécaniques 138a, 138b, 138c d'interagir physiquement avec de multiples fléchettes de puits de forage 136.
Chaque capteur 138a, 138b et 138c peut être connecté à un circuit électronique associé (non représenté sur la figure 1) configuré pour déterminer si le capteur associé 138a, 138b et 138c a détecté positivement une fléchette de puits de forage 136. Par exemple, dans le cas où les capteurs 138a, 138b et 138c sont des capteurs magnétiques, les capteurs 138a, 138b et 138c peuvent détecter un champ magnétique particulier ou prédéterminé, un motif ou une combinaison de champs magnétiques ou d'autres propriétés magnétiques des fléchettes de puits de forage 136, et le circuit électronique associé peut contenir les un ou plusieurs champs magnétiques prédéterminés ou d'autres propriétés magnétiques programmés dans une mémoire non volatile pour comparaison. De manière similaire, dans le cas où les capteurs 138a, 138b et 138c sont des capteurs RF, les capteurs 138a, 138b et 138c peuvent détecter un signal RF particulier provenant des fléchettes de puits de forage 136 et le circuit électronique associé peut soit compter les signaux RF, soit comparer les signaux RF avec les signaux RF programmés dans sa mémoire non volatile.
Une fois qu'une fléchette de puits de forage 136 est détectée positivement par les capteurs 138a, 138b et 138c, le circuit électronique associé peut accuser réception et compter l'instance de détection et, le cas échéant, déclencher l'actionnement des ensembles de manchons coulissants correspondants 130a, 130b et 130c en utilisant un ou plusieurs dispositifs d'actionnement associés (non représentés sur la figure 1). Dans certains modes de réalisation, par exemple, l'actionnement de l'ensemble de manchon coulissant associé 130a, 138b et 138c peut ne pas être déclenché avant qu'un nombre ou qu'une combinaison prédéterminé de fléchettes de puits de forage 136 ait été détecté par les capteurs 138a, 138b et 138c donnés. En conséquence, chaque capteur 138a, 138b et 138c enregistre et compte le passage de chaque fléchette de puits de forage 136 et, une fois qu'un nombre prédéterminé de fléchettes de puits de forage 136 est détecté par un capteur donné 138a, 138b et 138c, l'ensemble de manchon coulissant correspondant 130a, 130b et 130c peut alors être actionné en réponse à cela.
L'ensemble de complétion 120 peut comprendre autant d'ensembles de manchon coulissant 130a, 130b et 130c que nécessaire pour entreprendre une opération de fracturation ou de stimulation souhaitée dans la formation souterraine 108. Le circuit électronique de chaque ensemble de manchon coulissant 130a, 130b et 130c peut être programmé avec un « décompte » de fléchettes de puits de forage 136 prédéterminé. Lors de l'atteinte ou de l'enregistrement d'une autre manière du décompte de puits de forage 136 prédéterminé, chaque ensemble de manchon coulissant 130a, 130b et 130c peut alors être actionné. Plus particulièrement, le circuit électronique associé au troisième ensemble de manchon coulissant 130c peut nécessiter la détection et le comptage d'une fléchette de puits de forage 136 avant d'actionner le troisième ensemble de manchon coulissant 130c ; le circuit électronique associé au deuxième ensemble de manchon coulissant 130b peut nécessiter la détection et le comptage de deux fléchettes de puits de forage 136 avant d'actionner le deuxième ensemble de manchon coulissant 130b ; et le circuit électronique associé au premier ensemble de manchon coulissant 130a peut nécessiter la détection et le comptage de trois fléchettes de puits de forage 136 avant d'actionner le premier ensemble de manchon coulissant 130a.
Dans le mode de réalisation illustré, la première fléchette de puits de forage 136a a été introduite dans le train de tiges de travail 114 et transportée devant chacun des capteurs 138a, 138b et 138c de sorte que chaque capteur 138a, 138b et 138c est capable de détecter la fléchette de puits de forage 136a et d'augmenter son « décompte » de fléchettes de puits de forage d'une unité. Puisque le circuit électronique associé au troisième ensemble de manchon coulissant 130c est préprogrammé avec un «décompte» prédéterminé d'une fléchette de puits de forage, lors de la détection de la première fléchette de puits de forage 136a, le manchon coulissant 132 du troisième ensemble de manchon coulissant 130c peut être actionné en position ouverte. Lors de l'envoi de la deuxième fléchette de puits de forage 136b dans le train de tiges de travail 114, les premier et deuxième capteurs 138a, 138b sont capables de détecter la deuxième fléchette de puits de forage 136b et d'augmenter leur « décomptes » de fléchettes de puits de forage respectifs de deux unités. Puisque le circuit électronique associé au deuxième ensemble de manchon coulissant 130b est préprogrammé avec un « décompte » prédéterminé de deux fléchettes de puits de forage, lors de la détection de la deuxième fléchette de puits de forage 136b, le manchon coulissant 132 du deuxième ensemble de manchon coulissant 130b peut être actionné en position ouverte. Lors de l'envoi d'une troisième fléchette de puits de forage (non représentée) dans le train de tiges de travail 114, le premier capteur 138a est capable de détecter la troisième fléchette de puits de forage et d'augmenter son « décompte » de fléchettes de puits de forage de trois unités. Puisque le circuit électronique associé au premier ensemble de manchon coulissant 130a est préprogrammé avec un « décompte » prédéterminé de trois fléchettes de puits de forage, lors de la détection de la troisième fléchette de puits de forage, le manchon coulissant 132 du premier ensemble de manchon coulissant 130a peut être actionné en position ouverte.
En se référant maintenant aux figures 2A et 2B, il est illustré un exemple de fléchette de puits de forage 200, selon un ou plusieurs modes de réalisation de la présente divulgation. La fléchette de puits de forage 200 peut être similaire aux fléchettes de puits de forage 136 de la figure 1, et par conséquent elle peut être configurée pour être introduite en fond de trou pour interagir avec les capteurs 138a-c des ensembles de manchon coulissant 130a, 130b et 130c. La figure 2A représente une vue isométrique de la fléchette de puits de forage 200, et la figure 2B représente une vue latérale en coupe transversale de la fléchette de puits de forage 200. Comme illustré, la fléchette de puits de forage 200 peut comprendre un corps généralement cylindrique 202 avec une pluralité de doigts de collet 204 faisant chacun partie du corps 202 ou s'étendant longitudinalement depuis celui-ci. Le corps 202 peut être constitué de divers matériaux y compris, mais sans s'y limiter, le fer et des alliages de fer, l'acier et des alliages d'acier, l'aluminium et des alliages d'aluminium, le magnésium et des alliages de magnésium, le cuivre et des alliages de cuivre, une matière plastique, des matériaux composites et une quelconque combinaison de ceux-ci. Dans d'autres modes de réalisation, décrits plus en détail ci-dessous, tout ou partie du corps 202 peut être constitué d'un matériau dégradable ou soluble, sans sortir du cadre de la divulgation. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, la fléchette de puits de forage 200 peut avoir un corps sphérique ou sphéroïdal.
Dans au moins un mode de réalisation, les doigts de collet 204 peuvent être des extensions axiales flexibles du corps 202 qui sont séparées par des canaux allongés 206. Un profil de fléchette 208 peut être défini sur la surface radiale extérieure du corps 202, comme sur les doigts de collet 204. Le profil de fléchette 208 peut comprendre ou fournir d'une autre manière diverses caractéristiques, conceptions, configurations et toute combinaison de cellesci qui permettent à la fléchette de puits de forage 200 de s'accoupler à un profil d'accouplement de manchon correspondant (non représenté) défini sur un manchon coulissant souhaité (par exemple les manchons coulissants 132 de la figure 1).
La fléchette de puits de forage 200 peut en outre comprendre un joint dynamique 210 agencé autour de la surface extérieure ou externe du corps 202 au niveau ou à proximité de son extrémité de fond de trou 212. Tel qu'utilisé ici, le terme «joint dynamique» est utilisé pour indiquer un joint qui fournit une pression, une isolation fluidique ou les deux entre des éléments qui ont un déplacement relatif entre eux, par exemple un joint qui assure l’étanchéité contre une surface de déplacement ou un joint réalisé sur un élément et scellant contre l'autre élément. Dans certains modes de réalisation, le joint dynamique 210 peut être agencé dans une rainure 214 définie sur la surface extérieure du corps 202. Le joint dynamique 210 peut être constitué d'un matériau choisi parmi les suivants: des matériaux élastomères, des matériaux non élastomères, des métaux, des composites, des caoutchoucs, des céramiques, des dérivés de ceux-ci et toute combinaison de ceux-ci. Dans certains modes de réalisation, comme représenté sur la figure 2B, le joint dynamique 210 peut être un joint torique ou analogue. Dans d'autres modes de réalisation, cependant, le joint dynamique 210 peut être un ensemble de bagues en forme de V ou de bagues d'étanchéité CHEVRON®, ou d'autres configurations de joint appropriées (par exemple, des joints ronds, en forme de V, en forme de U, carrés, ovaux, en forme de T, etc.), comme cela est généralement connu de l'homme du métier, ou toute combinaison de ceux-ci. Comme décrit plus en détail ci-dessous, le joint dynamique 210 peut être configuré pour assurer l’étanchéité «dynamiquement» contre un alésage de joint d'un manchon coulissant (non représenté).
La fléchette de forage 200 peut en outre comprendre ou englober autrement un ou plusieurs composants de capteur détectables 216. Tel qu'utilisé ici, le terme « composant de capteur » désigne tout mécanisme, dispositif, élément ou substance capable d'interagir avec les capteurs 138a, 138b et 138c des ensembles de manchon coulissant 130a, 130b et 130c de la figure 1 et confirmer ainsi que la fléchette de puits de forage 200 se rapproche d'un capteur donné 138a, 138b et 138c. Par exemple, dans certains modes de réalisation, les composants de capteur 216 peuvent être des aimants configurés pour interagir avec les capteurs magnétiques 138a, 138b et 138c, comme décrit ci-dessus. Dans d'autres modes de réalisation, cependant, les composants de capteur 216 peuvent être des étiquettes RFID (actives ou passives) qui peuvent être lues ou autrement détectées par un lecteur RFID correspondant associé aux ou englobant autrement les capteurs 138a, 138b et 138c.
Dans certains modes de réalisation, les composants de capteur 216 peuvent être agencés autour de la circonférence de la fléchette de puits de forage 200, comme étant positionnés sur un ou plusieurs des doigts de collet 204. Comme le montre au mieux la figure 2B, les composants de capteur 216 peuvent être logés ou autrement fixés dans des recoins correspondants 218 (figure 2B) définis dans les doigts de collet 204. Dans d'autres modes de réalisation, toutefois, les composants de capteur 216 peuvent être fixés à la surface radiale externe des doigts de collet 204. Dans d'autres modes de réalisation encore, les composants de capteur 216 peuvent être positionnés sur le corps 202 au niveau ou à proximité de l'extrémité de fond de trou 212 ou positionnés sur une combinaison du corps 202 et des doigts de collet 204. Dans d'autres modes de réalisation encore, la fléchette de puits de forage 200 peut être elle-même ou englober d'une autre manière le composant de capteur 216. En d'autres termes, dans certains modes de réalisation, la fléchette de puits de forage 200 peut être elle-même constituée d'un matériau (par exemple des aimants) ou comprendre autrement un mécanisme, un dispositif (par exemple une étiquette RFID), un élément ou une substance pouvant interagir avec les capteurs 138a-c des ensembles de manchon coulissant 130a, 130b et 130c de la figure 1 et confirmer ainsi que la fléchette de puits de forage 200 se rapproche des capteurs 138a, 138b et 138c donnés.
En se référant maintenant aux figures 3 A et 3B, sont illustrées des vues latérales en coupe transversale d'un exemple d'ensemble de manchon coulissant 300, selon un ou plusieurs modes de réalisation. En référence à l'indicateur angulaire en coupe transversale fourni au centre de la page, la figure 3 A fournit une vue latérale en coupe transversale de l'ensemble de manchon coulissant 300 (ci-après « l'ensemble 300 ») le long d'une ligne verticale, et la figure 3B fournit une vue en coupe transversale de l'ensemble 300 le long d'une ligne décalée par rapport à la verticale de 35° (comme illustré par la figure 3C). L'ensemble 300 peut être similaire à certains égards à l'un quelconque des ensembles de manchon coulissant 130a, 130b, 130c de la figure 1. Comme illustré, l'ensemble 300 peut comprendre un corps de complétion allongé 302 qui définit un passage d'écoulement interne 304. Le corps de complétion 302 peut avoir une première extrémité 306a couplée à un raccord supérieur 308a et une seconde extrémité 306b couplée à un raccord inférieur 308b. L'ensemble 300 peut faire partie d'une complétion de fond de trou, tel que l'ensemble de complétion 120 de la figure 1. En conséquence, les raccords supérieur et inférieur 308a, 308b peuvent être utilisés pour coupler le corps de complétion 302 aux parties supérieure et inférieure correspondantes de l'ensemble de complétion 120, du train de tiges de travail 114 ou aux deux (figure 1).
Dans certains modes de réalisation, le corps de complétion 302 peut comprendre un raccord électronique 310 et un raccord à orifices 312. Le raccord électronique 310 peut être vissé ou fixé autrement mécaniquement au raccord à orifices 312 afin que le corps de complétion 302 forme une structure continue, allongée et cylindrique. Dans d'autres modes de réalisation, le raccord électronique 310 et le raccord à orifices 312 peuvent être intégralement formés en une structure monolithique, sans sortir du cadre de la divulgation.
Comme le montre au mieux la figure 3 A, le raccord électronique 310 peut définir ou fournir autrement une cavité électronique 314 qui loge un circuit électronique 316, un ou plusieurs capteurs 318 et une ou plusieurs batteries 320 (trois illustrés). Comme le montre au mieux la figure 3B, le raccord électronique 310 peut en outre fournir un actionneur 322 (figure 3B). Les batteries 320 peuvent fournir de l'énergie pour faire fonctionner le circuit électronique 316, les un ou plusieurs capteurs 318 et l'actionneur 322. Les un ou plusieurs capteurs 318 peuvent être similaires aux capteurs 138a, 138b et 138c de la figure 1, et par conséquent peuvent être capables de détecter une fléchette de puits de forage (non représentée) qui traverse l'ensemble 300 par l'intermédiaire du passage d'écoulement interne 304.
Le raccord à orifices 312 peut comprendre un manchon coulissant 324, un ou plusieurs ports 326 (figure 3A) et un manchon d'actionnement 328. Le manchon coulissant 324 peut être similaire aux manchons coulissants 132 de la figure 1 et peuvent être agencés de manière mobile dans le raccord à orifices 312. Les ports 326 peuvent être similaires aux ports 134 de la figure 1 et peuvent être définis à travers le raccord à orifices 312 afin de permettre une communication fluidique entre le passage d'écoulement interne 304 et un extérieur du raccord à orifices 312, tel qu'une formation souterraine environnante (par exemple, la formation 108 de la figure 1). Sur les figures 3A et 3B, le manchon coulissant 324 est représenté dans une position fermée, où le manchon coulissant 324 obture généralement les ports 326 et empêche ainsi la communication fluidique à travers celui-ci. Comme décrit ci-dessous, cependant, le manchon coulissant 324 peut être déplacé axialement à l'intérieur du raccord à orifices 312 vers une position ouverte, où les ports 326 sont exposés et facilitent ainsi la communication fluidique à travers ceux-ci.
En se référant à la figure 4A, il est illustrée une vue agrandie du manchon coulissant 324 et du manchon d'actionnement 328, comme indiqué par la ligne pointillée marquée présentée sur la figure 3B. Dans certains modes de réalisation, le manchon coulissant 324 peut être fixé dans la position fermée avec un ou plusieurs dispositifs pouvant être cisaillés 332 (l'un représenté). Dans le mode de réalisation illustré, les dispositifs pouvant être cisaillés 332 peuvent comprendre une ou plusieurs goupilles de cisaillement qui s'étendent depuis le raccord à orifices 312 (par exemple, le corps de complétion 302) et dans des alésages borgnes correspondants 402 définis sur la surface extérieure du manchon coulissant 324. Dans d'autres modes de réalisation, les un ou plusieurs dispositifs pouvant être cisaillés 332 peuvent être un anneau de cisaillement ou tout autre dispositif ou mécanisme configuré pour être cisaillé ou se rompre autrement suite à une charge de cisaillement prédéterminée appliquée au manchon coulissant 324.
Le manchon coulissant 324 peut en outre comprendre un ou plusieurs joints dynamiques 404 (deux représentés) disposés entre la surface extérieure du manchon coulissant 324 et la surface intérieure du raccord à orifices 312. Les joints dynamiques 404 peuvent être configurés pour assurer une isolation fluidique entre le manchon coulissant 324 et le raccord à orifices 312 et empêcher ainsi la migration fluidique à travers les ports 326 (figure 3A) et dans le passage d'écoulement interne 304 lorsque le manchon coulissant 324 est en position fermée. Les joints dynamiques 404 peuvent être similaires au joint dynamique 210 des figures 2A et 2B, et ne seront donc pas décrits à nouveau. Dans au moins un mode de réalisation, tel qu'illustré, un ou les deux joints dynamiques 404a, b peuvent être un joint torique.
Dans certains modes de réalisation, le manchon coulissant 324 peut en outre comprendre une bague de verrouillage 406 disposée ou positionnée dans une rainure de bague de verrouillage 408 définie dans le manchon coulissant 324. La bague de verrouillage 406 peut être un anneau en forme de C expansible, par exemple, qui s’étend lors de la mise en place d'une rainure d'accouplement de la bague de verrouillage 410 (figures 3 A et 3B). Par conséquent, lorsque le manchon coulissant 324 se déplace vers sa position ouverte, comme décrit ci-dessous, la bague de verrouillage 406 peut se positionner et s'étendre dans la rainure d'accouplement de la bague de verrouillage 410 et empêcher ainsi le manchon coulissant 324 de revenir dans la position fermée.
Le manchon coulissant 324 peut en outre fournir un alésage de joint 412 et un profil d'accouplement de manchon 414 défini sur la surface radiale intérieure du manchon coulissant 324. Tel qu'illustré, l'alésage de joint 412 peut être agencé en fond de trou du profil d'accouplement de manchon 414, mais peut également être agencé à chaque extrémité (ou à un emplacement intermédiaire) du manchon coulissant 324, sans sortir du cadre de la divulgation. Comme décrit ci-dessous, le profil de fléchette 208 de la fléchette de puits de forage 200 des figures 2A et 2B peut être configuré pour s’adapter ou correspondre autrement au profil d'accouplement de manchon 414 du manchon coulissant 324.
Le manchon d'actionnement 328 peut également être agencé de manière mobile à l'intérieur du raccord à orifices 312 entre une configuration en fonctionnement, comme représenté sur les figures 3A et 3B et la figure 4A, et une configuration actionnée, comme représenté sur les figures 5A, 5B et 5C. Dans certains modes de réalisation, une cavité hydraulique 416 peut être définie entre le manchon d'actionnement 328 et le raccord à orifices 312 (par exemple le corps de complétion 302) et scellée à chaque extrémité avec des dispositifs d'étanchéité appropriés 418, tels que des joints toriques ou analogue. Dans de tels modes de réalisation, la cavité hydraulique 416 peut être couplée de manière fluidique à la cavité électronique 314 (figure 3A) par l'intermédiaire d'un ou de plusieurs conduits hydrauliques 420. La cavité hydraulique 416 peut être remplie d'un fluide hydraulique, tel qu'une huile de silicone, et maintenue à une pression accrue par rapport à la cavité électronique 314, qui peut être à la pression ambiante.
Le manchon d'actionnement 328 peut avoir ou fournir autrement une extension axiale 422 qui s'étend dans au moins une partie du manchon coulissant 324. Lorsque le manchon d'actionnement 328 est dans sa configuration en fonctionnement, comme représenté sur la figure 4A, l'extension axiale 422 peut être configurée pour recouvrir ou obturer d'une autre manière le profil d'accouplement de manchon 414. En conséquence, toutes les fléchettes de puits de forage passant à travers le passage d'écoulement interne 304 peuvent être incapables de s'accoupler avec le profil d'accouplement de manchon 414. Une bague d'essuieglace 424, tel qu'un joint torique ou analogue, peut être agencée entre l'extension axiale 422 et la surface radiale intérieure du manchon coulissant 324 pour protéger le profil d'accouplement de manchon 414 en empêchant des débris et du sable de pénétrer dans le profil d'accouplement de manchon 414.
En se référant à la figure 4B, il est illustré une vue agrandie de l'actionneur 322, comme indiqué par la ligne pointillée marquée présentée sur la figure 3B. L'actionneur 322 peut être tout dispositif d'actionnement mécanique, électromécanique, hydraulique ou pneumatique capable de manipuler la configuration ou la position du manchon d'actionnement 328. En conséquence, l'actionneur 322 peut être tout dispositif pouvant être utilisé ou déclenché d'une autre manière pour déplacer le manchon d'actionnement 328 de sa configuration en fonctionnement (figures 3A et 3B et figure 4A) vers sa configuration actionnée (figures 5A, 5B et 5C). Dans le mode de réalisation illustré, l'actionneur 322 est un verrou à piston électro-hydraulique qui comprend un propulseur 426 et un élément cassable 428. L'élément cassable 428 peut être, par exemple, un disque de rupture ou une barrière de pression qui empêche le fluide hydraulique sous pression à l'intérieur de la cavité hydraulique 416 de s'échapper dans la cavité électronique 314 (figure 3 A) par l'intermédiaire du conduit hydraulique 420 (figures 3B et 4A). En conséquence, un différentiel de pression entre les cavités électroniques et hydrauliques 314, 416 est maintenu à travers l'élément cassable 428 tout en étant intact.
Le propulseur 426 peut être couplé en communication au circuit électronique 316 (figure 3 A), qui, comme décrit ci-dessus, est couplé en communication aux un ou plusieurs capteurs 318. Lorsque les un ou plusieurs capteurs 318 détectent positivement une fléchette de puits de forage, ou un nombre prédéterminé de fléchettes de puits de forage, le circuit électronique 316 peut envoyer un signal d'actionnement à l'actionneur 322.
L'actionneur 322 peut comprendre une charge chimique 430 qui est allumée lors de la réception du signal d'actionnement, et l'allumage de la charge chimique 430 peut pousser le propulseur 426 dans l'élément cassable 428 à se rompre ou à pénétrer dans l'élément cassable 428. Lors de la rupture de l'élément cassable 428, le fluide hydraulique sous pression dans la cavité hydraulique 416 peut s'échapper dans la cavité électronique 314 par l'intermédiaire du conduit hydraulique 420 en recherchant un équilibre de pression.
En se référant à nouveau à la figure 3B, lorsque le fluide hydraulique sous pression à l'intérieur de la cavité hydraulique 416 cherche un équilibre de pression en se précipitant dans la cavité électronique 314, un différentiel de pression est généré à travers le manchon d'actionnement 328. Ce différentiel de pression généré peut avoir pour effet que le manchon d'actionnement 328 se déplace dans sa configuration actionnée dans la direction en haut de trou (par exemple, vers la gauche de la figure 3B), comme représenté sur les figures 5A, 5B et 5C. Le déplacement du manchon d'actionnement 328 vers la configuration actionnée peut révéler le profil d'accouplement de manchon 414 (figure 4A).
En se référant à nouveau à la figure 3A et de plus aux figures 5A, 5B et 5C, un exemple de fonctionnement de l'ensemble 300 est maintenant fourni. Plus particulièrement, les figures 3A et 5A, 5B et 5C représentent des vues en coupe transversale progressives de l'ensemble 300 pendant l'actionnement du manchon coulissant 324 lorsqu'il se déplace entre ses positions fermée et ouverte. On comprendra que le fonctionnement de l'ensemble 300 peut être également descriptif du fonctionnement de l'un quelconque des ensembles de manchon coulissant 130a, 130b et 130c de la figure 1.
Sur la figure 3 A, l'ensemble 300 est représenté dans une configuration « en fonctionnement » ou fermée, où le manchon coulissant 324 obture généralement les ports 326 définis dans le corps de complétion 302 de l'ensemble 300.
Sur la figure 5A, une première fléchette de puits de forage 502a est représentée comme ayant été introduite dans le train de tiges de travail 114 (figure 1) et acheminée vers et à travers l'ensemble 300. La première fléchette de puits de forage 502a peut être similaire à la fléchette de puits de forage 200 des figures 2A et 2B, et ne sera donc pas décrite à nouveau. Comme illustré, la première fléchette de puits de forage 502a a traversé le passage d'écoulement interne 304 en fond de trou depuis le capteur 318 et avance dans une direction en fond de trou (par exemple, vers la droite de la figure 5A). Dans certains modes de réalisation, la première fléchette de puits de forage 502a peut être pompée vers l'ensemble 300 depuis la surface 104 (figure 1) en utilisant une pression hydraulique. Dans d'autres modes de réalisation, la première fléchette de puits de forage 502a peut être larguée à travers le train de tiges de travail 114 (figure 1) depuis la surface 104 jusqu'à la localisation de l'ensemble 300. Dans d'autres modes de réalisation encore, la première fléchette de puits de forage 502a peut être transportée à travers le train de tiges de travail 114 par un câble, un câble lisse, une tubulure enroulée, etc. ou elle peut être automotrice jusqu'à la localisation de l'ensemble 300. Dans d'autres modes de réalisation encore, toute combinaison des techniques précédentes peut être utilisée pour acheminer la première fléchette de puits de forage 502a vers l'ensemble 300.
Lorsque la première fléchette de puits de forage 502a passe devant le capteur 318 ou se trouve à proximité immédiate de celui-ci, le capteur 318 peut détecter la présence de la première fléchette de puits de forage 502a et envoyer un signal de détection au circuit électronique 316 indiquant cela. Le circuit électronique 316, à son tour, peut enregistrer un « décompte » de la première fléchette de forage 502a et un décompte courant total du nombre de fléchettes de puits de forage (y compris la première fléchette de puits de forage 502a) qui sont passées devant l'ensemble 300. Lorsqu'un nombre prédéterminé de fléchettes de puits de forage (y compris la première fléchette de puits de forage 502a) a été compté, le circuit électronique 316 peut être programmé pour actionner l'ensemble 300. Plus particulièrement, lorsque le nombre prédéterminé de fléchettes de puits de forage a été détecté et enregistré d'une autre manière, le circuit électronique 316 peut envoyer un signal d'actionnement à l'actionneur 322 (figures 3B et 4B), qui agit pour déplacer le manchon d'actionnement 328 de la configuration en fonctionnement, comme représenté sur la figure 3 A, à la configuration actionnée, comme représenté sur les figures 5 A, 5B et 5C.
Dans certains modes de réalisation, comme mentionné ci-dessus, l'actionneur 322 peut être tout dispositif d'actionnement mécanique, électromécanique, hydraulique ou pneumatique capable de déplacer le manchon d'actionnement 328 de la configuration en fonctionnement à la configuration actionnée. Dans d'autres modes de réalisation, cependant, comme décrit ci-dessus en référence à la figure 4B, l'actionneur 322 peut être un verrou à piston électro-hydraulique qui comprend le propulseur 426 et l'élément cassable 428 qui fournit une barrière de pression entre la cavité électronique 314 et la cavité hydraulique 416. A la réception du signal d'actionnement, le propulseur 426 pénètre dans l'élément cassable 428 et le fluide hydraulique sous pression dans la cavité hydraulique 416 s'échappe dans la cavité électronique 314 par l'intermédiaire du conduit hydraulique 420 tandis qu'il recherche un équilibre de pression. Lorsque le fluide hydraulique s'échappe de la cavité hydraulique 416, un différentiel de pression est généré à travers le manchon d'actionnement 328, ce qui pousse le manchon d'actionnement 328 à se déplacer vers la configuration d'actionnement.
En se référant à la figure 5A, lorsque le manchon d'actionnement 328 se déplace dans sa configuration d'actionnement, le profil d'accouplement de manchon 414 devient progressivement exposé au passage d'écoulement interne 304 lorsque l'extension axiale 422 du manchon d'actionnement 328 se déplace dans la direction en haut de trou. Avec le profil d'accouplement de manchon 414 exposé, n'importe quelle fléchette de puits de forage ultérieure qui est introduite dans le passage d'écoulement interne 304 peut être capable de s'accoupler avec le profil d'accouplement de manchon 414.
La figure 5B présente une deuxième fléchette de puits de forage 502b ayant été introduite dans le train de tiges de travail 114 (figure 1) et acheminée vers l'ensemble 300. Comme la première fléchette de puits de forage 502a (figure 5 A), la deuxième fléchette de puits de forage 502b peut être similaire à la fléchette de puits de forage 200 des figures 2A et 2B, et ne sera donc pas décrite à nouveau. De plus, les première et deuxième fléchettes de puits de forage 502a, 502b peuvent présenter le même profil de fléchette (par exemple, le profil de fléchette 208 des figures 2A et 2B). Lors de la mise en place de l'ensemble 300, la deuxième fléchette de puits de forage 502b peut être configurée pour s'accoupler avec le manchon coulissant 324.
En se référant brièvement à la figure 6, il est illustré une vue agrandie de la deuxième fléchette de puits de forage 502b lorsqu'elle s'accouple avec le manchon coulissant 324, comme indiqué dans la zone pointillée de la figure 5B, selon un ou plusieurs modes de réalisation. Lors de la mise en place de l'ensemble 300, l'extrémité de fond de trou 212 de la deuxième fléchette de puits de forage 502b peut être configurée pour pénétrer dans l'alésage de joint 412 fourni sur la surface radiale intérieure du manchon coulissant 324. Le joint dynamique 210 de la deuxième fléchette de puits de forage 502b peut être configuré pour s'engager dans et assurer l’étanchéité contre l'alésage de joint 412, permettant ainsi à la pression de fluide derrière la deuxième fléchette de puits de forage 502b d'augmenter.
Le profil de fléchette 208 de la deuxième fléchette de puits de forage 502b peut être configuré pour s’adapter ou correspondre d'une autre manière au profil d'accouplement de manchon 414 du manchon coulissant 324. En conséquence, lors de la mise en place de l'ensemble 300, le profil de fléchette 208 peut s'accoupler avec et s'engager autrement dans le profil d'accouplement de manchon 414, arrêtant ainsi efficacement la progression vers le fond de trou de la deuxième fléchette de puits de forage 502b. Une fois que le profil de fléchette 208 s'aligne axialement et radialement avec le profil d'accouplement de manchon 414, les doigts de collet 204 de la deuxième fléchette de puits de forage 502b peuvent être configurés pour ressortir radialement vers l'extérieur et accoupler ainsi la deuxième fléchette de puits de forage 502b au manchon coulissant 324.
En se référant de nouveau aux Figures 5A, 5B et 5C et plus particulièrement à la figure 5C, avec le profil de fléchette 208 accouplé avec succès avec le profil d'accouplement de manchon 414, un opérateur peut augmenter la pression de fluide dans le train de tiges de travail 114 (figure 1) et dans le passage d'écoulement interne 304 en haut de trou depuis la deuxième fléchette de puits de forage 502b pour déplacer le manchon coulissant 324 vers la position ouverte.
Le joint dynamique 210 (figure 6) de la deuxième fléchette de puits de forage 502b peut être configuré pour empêcher sensiblement la migration de fluides à haute pression devant la deuxième fléchette de puits de forage 502b dans la direction en fond de trou. En conséquence, la pression de fluide en amont de la deuxième fléchette de puits de forage 502b peut être augmentée. De plus, les un ou plusieurs dispositifs pouvant être cisaillés 332 peuvent être configurés pour maintenir le manchon coulissant 324 dans la position fermée jusqu'à assumer une charge de cisaillement prédéterminée. Lorsque la pression de fluide augmente dans le passage d'écoulement interne 304, la pression accrue agit sur la deuxième fléchette de puits de forage 502b, qui agit à son tour sur le manchon coulissant 324 par l'intermédiaire de l'engagement d'accouplement entre le profil de fléchette 208 et le profil d'accouplement de manchon 414. En conséquence, l'augmentation de la pression de fluide dans le train de tiges de travail 114 (figure 1) peut servir à augmenter la charge de cisaillement assumée par les dispositifs pouvant être cisaillés 332 maintenant le manchon coulissant 324 en position fermée.
La pression de fluide peut augmenter jusqu'à atteindre un seuil de pression prédéterminé, ce qui fait que la charge de cisaillement prédéterminée est assumée par les dispositifs pouvant être cisaillés 332 et leur rupture ultérieure. Une fois que les dispositifs pouvant être cisaillés 332 se rompent, le manchon coulissant 324 peut être libre de se déplacer axialement dans le raccord à orifices 312 vers la position ouverte, comme le montre la figure 5C. Avec le manchon coulissant 324 en position ouverte, les ports 326 sont exposés et un opérateur de puits peut alors être en mesure d'effectuer une ou plusieurs opérations de forage de puits, telles que la stimulation d'une formation environnante (par exemple, la formation 108 de la figure 1).
Après les opérations de stimulation, dans au moins un mode de réalisation, une mèche de forage ou un broyeur (non représenté) peut être introduit en fond de trou pour forer la deuxième fléchette de puits de forage 502b, facilitant ainsi la communication fluidique audelà de l'ensemble 300. Bien qu'important, l'homme du métier reconnaîtra facilement que ce procédé nécessite un temps et des ressources précieux. Selon la présente divulgation, cependant, les fléchettes de puits de forage peuvent être constituées au moins partiellement d'un matériau soluble ou dégradable pour éviter l'exigence prenant du temps de forer des fléchettes de puits de forage afin de faciliter la communication fluidique à travers celles-ci. Tel qu'utilisé ici, le terme « matériau dégradable » se réfère à tout matériau ou substance qui est capable de ou autrement configuré pour se dégrader ou se dissoudre après le passage d'une durée prédéterminée ou après interaction avec un environnement de fond de trou particulier (par exemple température, pression, fluide de fond de trou, etc.), un fluide de traitement, etc.
En se référant à nouveau à la figure 2B, par exemple, dans certains modes de réalisation, la fléchette de puits de forage complète 200 peut être constituée d'un matériau dégradable. Dans d'autres modes de réalisation, seule une partie de la fléchette de puits de forage 200 peut être constituée du matériau dégradable. Par exemple, dans certains modes de réalisation, tout ou partie de l'extrémité de fond de trou 212 du corps 202 peut être constituée du matériau dégradable. Comme cela est illustré, par exemple, le corps 202 peut en outre comprendre une pointe 220 qui fait partie intégrante du corps 202 ou qui est autrement couplée à celui-ci. Dans le mode de réalisation illustré, la pointe 220 peut être couplée par filetage au corps 202. Dans d'autres modes de réalisation, toutefois, la pointe 220 peut, en variante, être soudée, brasée, collée ou fixée mécaniquement au corps 202, sans sortir du cadre de la divulgation. Une fois que les opérations de stimulation sont terminées, le matériau dégradable peut être configuré pour se dissoudre ou se dégrader, laissant ainsi un diamètre interne de passage complet à travers les ensembles de manchon coulissant 130a, 130b et 130c (figure 1) sans avoir besoin de broyer ou de forer.
Les matériaux dégradables appropriés qui peuvent être utilisés conformément aux modes de réalisation de la présente divulgation englobent les verres de borate, le poly(acide glycolique) et le poly(acide lactique). Le poly(acide glycolique) et le poly(acide lactique) ont tendance à se dégrader par hydrolyse lorsque la température augmente. D'autres matériaux dégradables appropriés englobent des polymères dégradables dans une huile, qui peuvent être des polymères naturels ou synthétiques et englobent, mais sans s'y limiter, les polyacryliques, les polyamides et les polyoléfines telles que le polyéthylène, le polypropylène, le polyisobutylène et le polystyrène. D'autres polymères dégradables dans une huile appropriés englobent ceux qui ont un point de fusion tel qu'ils se dissoudront à la température de la formation souterraine dans laquelle ils sont placés.
En plus des polymères dégradables dans une huile, d'autres matériaux dégradables qui peuvent être utilisés conjointement avec les modes de réalisation de la présente divulgation englobent, mais sans s'y limiter, des polymères dégradables, des sels déshydratés ou des mélanges des deux. En ce qui concerne les polymères dégradables, un polymère est considéré comme « dégradable » si la dégradation est due, in situ, à un procédé chimique ou radicalaire tel que l'hydrolyse, l'oxydation ou le rayonnement UV. Des exemples appropriés de polymères dégradables qui peuvent être utilisés conformément aux modes de réalisation de la présente invention englobent les polysaccharides tels que le dextran ou la cellulose ; les chitines ; les chitosans ; les protéines ; les polyesters aliphatiques ; les poly(lactides) ; les poly(glycolides) ; les poly(E-caprolactones) ; les poly(hydroxybutyrates) ; les poly(anhydrides) ; les polycarbonates aliphatiques ou aromatiques ; les poly(orthoesters) ; les poly(acides aminés) ; les poly(oxydes d'éthylène) ; et les polyphosphazènes. Parmi ces polymères appropriés, comme mentionné ci-dessus, le poly(acide glycolique) et le poly(acide lactique) peuvent être préférés.
Les polyanhydrides sont un autre type de polymère dégradable particulièrement approprié utile dans les modes de réalisation de la présente invention. L'hydrolyse des polyanhydrides se déroule in situ par l'intermédiaire des extrémités de chaîne acide carboxylique libres pour donner des acides carboxyliques en tant que produits de dégradation finaux. Le temps d'érosion peut être modifié sur une large plage de changements dans la chaîne principale du polymère. Des exemples de polyanhydrides appropriés englobent le poly(anhydride adipique), le poly(anhydride subérique), le poly(anhydride sébacique) et le poly(anhydride dodécanedioïque). D'autres exemples appropriés englobent, sans s'y limiter, le poly(anhydride maléique) et le poly(anhydride benzoïque).
Des mélanges de certains matériaux dégradables peuvent également convenir. Un exemple de mélange approprié de matériaux est un mélange de poly(acide lactique) et de borate de sodium, où le mélange d'un acide et d'une base peut donner une solution neutre lorsque cela est souhaitable. Un autre exemple engloberait un mélange de poly(acide lactique) et d'oxyde borique. Le choix du matériau dégradable peut également dépendre, au moins en partie, des conditions du puits, par exemple la température du puits de forage. Par exemple, les lactides se sont avérés appropriés pour les puits à plus basse température, y compris ceux dans la plage de 60 °F (environ 15,6 °C) à 150 °F (environ 65,6 °C), et les polylactides se sont avérés appropriés pour des températures de puits de forage supérieures à cette plage. De plus, le poly(acide lactique) peut convenir aux puits à température plus élevée. Certains stéréoisomères de poly(lactide) ou des mélanges de tels stéréoisomères peuvent convenir à des applications à température encore plus élevée. Les sels déshydratés peuvent également convenir pour les puits à température plus élevée.
Dans d'autres modes de réalisation, le matériau dégradable peut être un métal ou un matériau corrodable par voie galvanique configuré pour se dégrader par un procédé électrochimique dans lequel le métal corrodable par voie galvanique se corrode en présence d'un électrolyte (par exemple la saumure ou d'autres fluides salés dans un puits de forage). Les métaux corrodables par voie galvanique appropriés englobent, mais sans s'y limiter, l'or, les alliages or-platine, l'argent, le nickel, les alliages nickel-cuivre, les alliages nickel-chrome, le cuivre, les alliages de cuivre (par exemple le laiton, le bronze, etc.), le chrome, l'étain, l'aluminium, le fer, le zinc, le magnésium et le béryllium.
La figure 7A représente une partie d'un puits de forage horizontal ayant une tubulure de production 610a. Une ou plusieurs machines à remblayer 604a, 604b, 604c et 604d et un ou plusieurs outils de manchon coulissant 606a, 606b et 606c peuvent être disposés ou positionnés sur ou autour de la tubulure de production 610a. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, les outils de manchon coulissant peuvent comprendre un manchon coulissant 132 et peuvent être déployés en fond de trou comme illustré sur la figure 1. Les une ou plusieurs machines à remblayer 604a, 604b, 604c et 604d (désignées collectivement sous le nom de machines à remblayer 604) et un ou plusieurs outils de manchon coulissant 606a, 606b et 606c (désignés collectivement outils de manchon coulissant 606). Les machines à remblayer 604 et les outils de manchon coulissant 606 peuvent être agencés selon un motif alterné tel qu'illustré sur la figure 7 A ou selon toute autre configuration appropriée. Les outils de manchon coulissant 606 peuvent englober des nœuds 615a, 615b et 615c (collectivement, les nœuds 615). Dans un ou plusieurs modes de réalisation, les nœuds 615a, 615b et 615c peuvent être des ports électriques ou de télécommunication.
Le câble métallique 710 peut être couplé à un ou plusieurs outils de manchon coulissant 606, par exemple des outils de manchon coulissant 606a, 606b et 606c, par l'intermédiaire d'un ou de plusieurs nœuds 615, par exemple les nœuds 615a, 615b et 615c. Le câble métallique 710 peut transmettre un signal électrique d'un nœud 615 à un autre nœud 615, par exemple du nœud 615a au nœud 615b ou du nœud 615b au nœud 615c ou à une combinaison quelconque de ceux-ci. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, le câble métallique 710 peut être couplé à un ou plusieurs outils à la surface (tels que la surface 104), par exemple, le système de traitement d'informations 804 de la figure 8. Le câble métallique 710 peut comprendre un câble à fibre optique, un câble électrique, un câble de réseau, un câble de communication ou tout autre type de câble utilisé pour transmettre de l'énergie, un signal ou les deux. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, un ou plusieurs nœuds 615 peuvent être couplés par l'intermédiaire d'un chemin de signal 712. Le chemin de signal 712 peut être n'importe quel mode de couplage sans fil d'un ou de plusieurs nœuds 615, par exemple un signal RFID, un signal acoustique ou toute autre forme de transmission sans fil.
Les figures 7B et 7C représentent chacune des vues détaillées de l'outil de manchon coulissant 606a. La figure 7B représente l'outil de manchon coulissant 606a dans une configuration fermée tandis que la figure 7C représente l'outil de manchon coulissant 606a dans une configuration ouverte. Etant donné que les outils de manchon coulissant 606a, 606b et 606c sont identiques, sensiblement identiques ou fonctionnent ou agissent de la même manière ou de manière similaire, la description de la structure et du fonctionnement de l'outil de manchon coulissant 606a ci-dessous s'applique de manière similaire aux outils de manchon coulissant 606b et 606c. Comme représenté sur la figure 7B, l'outil de manchon coulissant 606a comprend un actionneur 614 et un dispositif électronique 608. Le dispositif électronique 608 peut comprendre un capteur d'actionnement 609. Le capteur d'actionnement 609 peut être configuré pour détecter un ou plusieurs signaux de débit. Un signal de débit peut être généré par l'opérateur, le système de traitement d'informations 804 de la figure 8, ou les deux, pour commander le débit de fluide dans le puits de forage. Un ou plusieurs outils de manchon coulissant 606 peuvent être commandés par un ou plusieurs signaux de débit. Par exemple, chaque outil de manchon coulissant 606 peut être sensible à un signal de débit différent. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, un signal de débit peut indiquer une commande à une pluralité d'outils de manchon coulissant 606. L'outil de manchon coulissant 606a peut comprendre un déflecteur repliable 615. Une chambre 616 peut être disposée ou positionnée au-dessus ou autour d'une surface extérieure 618 de l'outil de manchon coulissant 606a. La chambre 616 peut être couplée à l'outil de manchon coulissant 606a. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, la chambre 616 peut être couplée à un outil de manchon coulissant de fond de trou 606a dans un puits de forage 106 de la figure 1. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, l'actionneur 614 peut être disposé ou positionné à l'intérieur ou autour de la chambre 616. Par exemple, la chambre 616 peut loger l'actionneur 614. Le déflecteur repliable 615 peut s'affaisser lorsqu’un fluide est introduit dans une chambre 616.
L'outil de manchon coulissant 606a peut comprendre un ou plusieurs ports de communication 620 disposés ou positionnés circonférentiellement autour de l'outil de manchon coulissant 606a. Les ports de communication 620 permettent au fluide 702 de s'écouler entre le train de tiges de travail 114 et la formation 108 lorsque l'outil de manchon coulissant 606a est dans une configuration ouverte, comme représenté sur la figure 7C. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, l'outil de manchon coulissant 606a peut comprendre un manchon coulissant 622. Le manchon coulissant 622 peut passer d'une configuration fermée à une configuration ouverte en fonction, au moins en partie, d'un ou de plusieurs signaux de débit.
En configurant les outils de manchon coulissant 606 comme illustré sur les figures 7A, 7B et 7C, les outils de manchon coulissant 606 peuvent être ouverts ou fermés séquentiellement. L'ouverture séquentielle des outils de manchon coulissant 606 permet la complétion séquentielle des zones de production 120a à 120f adjacentes à chaque outil de manchon coulissant 606. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, une bille 624 peut être larguée, injectée, lancée ou autrement disposée ou positionnée dans le puits de forage pour faire passer le manchon coulissant 622 d'une configuration fermée à une configuration ouverte. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, un ou plusieurs signaux de débit peuvent faire passer le manchon coulissant 622 d'une position fermée à une position ouverte. Lorsque les déflecteurs 615 sont dans une configuration ouverte, une bille 624 peut traverser l'outil de manchon coulissant 606a et ensuite vers une extrémité distale du puits de forage. Lorsque le déflecteur 615 est plié, une bille 624 peut être attrapée, piégée ou autrement capturée par le déflecteur 615. La bille 624 peut former un joint contre le déflecteur 615.
Lorsque le fluide 702 est pompé dans le puits de forage 106 et à travers le manchon coulissant 622, la bille 624 empêche le fluide 702 de s'écouler de manière distale ou d’une extrémité à l'autre à travers l'outil de manchon coulissant 606a provoquant une accumulation de pression hydraulique derrière la bille 624. La pression hydraulique exerce une force sur la bille 624 et le déflecteur 615. Une fois que la pression atteint un seuil, le manchon coulissant 622 est poussé dans une configuration ouverte exposant les ports 620 au puits de forage.
Dans un ou plusieurs modes de réalisation, les déflecteurs 615 dans un ou plusieurs outils de manchon coulissant 606 peuvent être déployés en fonction, au moins en partie, d'un ou de plusieurs signaux de débit. Le déploiement d'un ou de plusieurs déflecteurs 615 peut comprendre la transition ou le fait d'amener une bille 624 à se poser ou à être placée ou disposée d'une autre manière sur les un ou plusieurs déflecteurs 615. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, un ou plusieurs outils de manchon coulissant 606 peuvent s'ouvrir, se fermer ou les deux, en fonction, au moins en partie, d'un ou de plusieurs signaux de débit. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, les outils de manchon coulissant 606 sont déplacés par les un ou plusieurs signaux de débit ou la bille 624. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, un quelconque ou plusieurs outils de manchon coulissant 606 peuvent s'ouvrir et un outil de manchon coulissant inférieur 606 peut se fermer, au moins en partie, en fonction d'un ou de plusieurs signaux de débit. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, un quelconque ou plusieurs outils de manchon coulissant 606 peuvent s'ouvrir et une vanne à clapet peut se fermer, au moins en partie, en fonction des un ou plusieurs signaux de débit. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, un ou plusieurs déflecteurs 615 et un ou plusieurs outils de manchon coulissant 606 peuvent être déployés, au moins en partie, en fonction d'un ou de plusieurs signaux de débit.
Dans un ou plusieurs modes de réalisation, une opération de complétion peut ne nécessiter qu'un seul signal de débit par outil de manchon coulissant 606. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, des outils de manchon coulissant 606 peuvent être nécessaires pour exécuter des fonctions supplémentaires et des signaux de débit supplémentaires peuvent être requis.
Dans un ou plusieurs modes de réalisation, le dispositif électronique 608 peut comprendre en outre un capteur de propriété 610. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, le capteur de propriété 610 peut être alimenté par batterie et peut ne nécessiter aucune connexion filaire. Le capteur de propriété 610 peut comprendre l'un quelconque ou plusieurs d'un capteur magnétique, d'un capteur de température, d'un capteur d'écoulement de fluide, d'un capteur de pression, tout autre type de capteur capable de mesurer une ou plusieurs caractéristiques d'une zone associée au manchon coulissant 622, à la tubulure de production 610a, à l'actionneur 614, au puits 106 ou à toute combinaison de ceux-ci. Le dispositif électronique 608 peut comprendre un boîtier 612 qui isole le capteur de propriété 610 d'un fluide, d'un gaz, d'une particule, de tout autre fluide ou matériau, ou de toute combinaison de ceux-ci. Le capteur de propriété 610 peut mesurer ou détecter l'une quelconque ou plusieurs propriétés parmi une propriété d'écoulement, une propriété de température ou toute autre propriété ou caractéristique associée au puits de forage 106, à la tubulure de production 610a, à l'actionneur 614, à une section de l'un quelconque des éléments associés ci-dessus avec le capteur de propriété 610, ou toute combinaison de ceux-ci. Par exemple, dans un ou plusieurs modes de réalisation, le capteur de propriété 610 peut comprendre un thermomètre qui surveille la température d'un fluide 702 qui s'écoule dans une formation 108 d'une zone particulière 128 du puits de forage 106. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, le thermomètre peut être un dispositif de mesure de la température ou du changement de température dans le puits de forage 106. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, le thermomètre peut être un thermocouple, un thermomètre optique, un thermostat numérique, des dispositifs de température à circuit intégré, une thermistance, un thermomètre à résistance, un capteur thermoélectrique ou tout autre dispositif capable de mesurer la température.
Dans un ou plusieurs modes de réalisation, le débit d'un fluide 702 peut être déterminé en mesurant un effet de refroidissement. Pendant un procédé d'injection, un ou plusieurs fluides de stimulation, par exemple le fluide 702, peuvent réduire la température autour du thermomètre dans un puits de forage. Comme le comprendra l'homme du métier, en mesurant la quantité de refroidissement de la température et la durée du refroidissement de la température, la quantité de fluide de stimulation fluide qui a été injectée dans un puits de forage 106 ou une zone particulière 128 d'un puits de forage 106 peut être estimée. La comparaison de la quantité de refroidissement de la température, de la durée de refroidissement de la température, ou des deux, entre les thermomètres d'une ou de plusieurs zones 128, peut permettre de déterminer l'acceptation relative d'un ou de plusieurs fluides 702 dans les une ou plusieurs zones 128. L'acceptation relative d'un ou de plusieurs fluides 702 peut être fonction des étapes opérationnelles de la stimulation. Par exemple, lors d'une production précoce, une zone qui a accepté plus de fluide de stimulation peut présenter une température réduite (car le fluide de stimulation a refroidi la formation) par rapport à une zone qui a accepté moins de fluide de stimulation. Dans la production ultérieure, la production de fluides peut entraîner un changement de température local dû à l'effet JouleThomson. L'amplitude et le signe (direction) de l'effet Joule-Thomson peuvent varier pour différents fluides et peuvent être utilisés comme estimation relative de la composition d'un fluide produit. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, un opérateur peut utiliser la température absolue indiquée par le thermomètre ou le changement de température relatif entre des conditions d'écoulement et de non-écoulement pour estimer un ou plusieurs paramètres associés à un fluide 702. Le paramètre estimé peut être un débit, un volume de fluide injecté total ou tout autre paramètre associé à un écoulement de fluide.
Dans un ou plusieurs modes de réalisation, le dispositif électronique 608 peut comprendre en outre un émetteur-récepteur 611. L'émetteur-récepteur 611 peut être couplé, directement ou indirectement, au capteur de propriété 610. L'émetteur-récepteur 611 peut recevoir une ou plusieurs mesures du capteur de propriété 610. L'émetteur-récepteur 611 peut envoyer un signal en fonction des une ou plusieurs mesures reçues du capteur 610 à la surface ou à un autre émetteur-récepteur, par exemple un émetteur-récepteur 611 associé à un outil de manchon coulissant 606. L'émetteur-récepteur 611 peut envoyer le signal par l'intermédiaire d'une onde acoustique ou par l'intermédiaire d'une onde électromagnétique. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, l'émetteur-récepteur 611 peut être un transducteur piézoélectrique qui crée une onde acoustique qui se propage à travers la tubulure, la formation, les fluides de puits de forage ou toute combinaison de ceux-ci. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, l'émetteur-récepteur 611 envoie un signal d'une section de manchon à une seconde section de manchon, par exemple de l'outil de manchon 606a à l'outil de manchon 606b. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, l'émetteur-récepteur 611 envoie un signal provenant d'une section de manchon, par exemple un outil de manchon 606a, à un outil filaire qui est descendu à l'intérieur du train de tiges de tubulure. Le signal peut être reçu par un système de traitement d'informations, par exemple un système de traitement d'informations 804 de la figure 8. Le système de traitement d'informations 804 peut calculer ou déterminer un débit d'un fluide 702 associé à l'outil de manchon coulissant 606a, au moins en partie, en fonction d'un ou de plusieurs signaux reçus de l'émetteurrécepteur 611, où les un ou plusieurs signaux sont associés à une ou plusieurs mesures reçues d'un capteur 610. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, le dispositif électronique 608, le capteur de propriété 610, l'émetteur-récepteur 611 ou toute combinaison de ceux-ci peuvent être alimentés par batterie.
La figure 8 est un schéma fonctionnel représentant un système de traitement d'informations 804 et d'autres composants électroniques d'un outil de manchon coulissant 606, selon un ou plusieurs modes de réalisation de la présente divulgation. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, le système de traitement d'informations 804 communique avec un ou plusieurs actionneurs 810 pour faire fonctionner l'outil de manchon coulissant 606a. Le système de traitement d'informations 804 peut transmettre un signal à un ou plusieurs outils de manchon coulissant 606 pour modifier une configuration, une position, un mode ou une combinaison quelconque des un ou plusieurs outils de manchon 606. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, un ou plusieurs actionneurs 810 peuvent comprendre tout actionneur approprié, y compris un dispositif électromagnétique, tel qu'un moteur, une boîte de vitesses, une vis linéaire, un actionneur à solénoïde, un actionneur piézoélectrique, une pompe hydraulique, un actionneur activé chimiquement, un actionneur activé par la chaleur, un actionneur activé par la pression ou toute combinaison de ceux-ci.
Le système de traitement d'informations 804 peut être couplé, directement ou indirectement, à un ou plusieurs émetteurs-récepteurs 611. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, le système de traitement d'informations 804 peut être couplé à un seul émetteurrécepteur, par exemple un émetteur-récepteur 611 associé à un outil de manchon coulissant 606. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, le système de traitement d'informations 804 peut être couplé à un ou plusieurs émetteurs-récepteurs 611 associés à un ou plusieurs outils de manchon coulissant 606. Le système de traitement d'informations 804 peut être couplé à un ou plusieurs émetteurs-récepteurs 611 soit par un fil électrique, par exemple un câble métallique 710, soit sans fil, par exemple via un chemin de signal 712. Le système de traitement d'informations 804 peut comprendre une mémoire 808 pour stocker une information provenant d'un ou de plusieurs émetteurs-récepteurs 611, par exemple une ou plusieurs mesures reçues par un émetteur-récepteur 611 provenant du capteur de propnété
610. Le système de traitement d'informations 804 peut en outre comprendre un processeur 806 pour traiter l'information. Par exemple, le système de traitement d'informations 804 peut comprendre un processeur pour calculer un débit de fluide 702 associé à un ou plusieurs outils de manchon coulissant 606.
Le système de traitement d'informations 804 peut déterminer ou calculer une ou plusieurs propriétés ou caractéristiques d'une fracture 144 au niveau ou à proximité d'un capteur de propriété 610, au moins en partie, en fonction d'une d'information reçue par un émetteur-récepteur associé 611. Par exemple, une propriété ou une caractéristique déterminée ou calculée par le système de traitement d'informations 804 peut être associée à un espace ou une zone à une distance seuil du capteur de propriété 610, par exemple jusqu'à 30 pieds du capteur de propriété 610. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, le capteur de propriété 610 mesure une ou plusieurs propriétés du fluide lorsqu'il passe devant le capteur de propriété 610. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, le système de traitement d'informations 804 peut déterminer ou calculer un débit d'un fluide 702, un temps de pompage, une estimation de production ou toute combinaison de ceux-ci, au moins en partie, en fonction de l'information provenant de l'émetteur-récepteur 611. Le système de traitement d'informations 804 peut modifier ou ajuster l'opération d'un outil de manchon coulissant 606. Par exemple, en fonction, au moins en partie, d'une propriété ou caractéristique déterminée ou calculée, le système de traitement d'informations 804 peut transmettre un signal pour actionner un outil de manchon coulissant 606. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, le système de traitement d'informations 804 peut transmettre un signal à un ou plusieurs actionneurs 614 pour éteindre ou arrêter l'actionnement d'un outil de manchon coulissant 606.
Dans un ou plusieurs modes de réalisation, une opération de production peut être modifiée ou ajustée, au moins en partie, en fonction d'une ou de plusieurs propriétés de débit d'une ou de plusieurs zones de production 120 déterminées ou calculées par le système de traitement d'informations 804. Par exemple, la zone optimale de production peut être déterminée en comparant les propriétés de débit de chaque zone de production 120. Des techniques d'entrée en un seul point ou des techniques d'entrée en plusieurs points peuvent alors être utilisées, au moins en partie, en fonction de la comparaison des propriétés de débit d'une ou de plusieurs zones de production 120. Une opération de production peut être ajustée ou modifiée manuellement par un opérateur ou automatiquement par le système de traitement d'informations 804, ou les deux. Par exemple, dans un ou plusieurs modes de réalisation, une ou plusieurs propriétés de débit déterminées ou calculées par le système de traitement d'informations 804 peuvent être fournies à un opérateur. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, un signal de commande peut être transmis ou communiqué depuis le système de traitement d'informations 804 à l'outil de manchon coulissant 606 pour modifier, augmenter, diminuer, arrêter ou modifier d'une autre manière la quantité ou le débit de fluide 702, par exemple un fluide de stimulation, injecté dans la tubulure de production 610a ou le puits de forage 106. Par exemple, un opérateur peut entrer une commande, au moins en partie, en fonction de l'une quelconque ou de plusieurs propriétés de débit déterminées ou calculées qui amènent le système de traitement d'informations 804 à envoyer le signal de commande. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, le système de traitement d'informations 804 peut automatiquement envoyer un signal de commande pour modifier, augmenter, diminuer, arrêter ou modifier d'une autre manière la quantité ou le débit de fluide 702 injecté dans la tubulure de production 610a ou le puits de forage 106.
La figure 9 est un organigramme d'un procédé 900 selon un ou plusieurs modes de réalisation de la présente divulgation. Les étapes du procédé 900 peuvent être exécutées par divers programmes informatiques ou supports lisibles par ordinateur non transitoires qui peuvent comprendre une ou plusieurs instructions pouvant être exécutées ou capables d'effectuer, lorsqu'elles sont exécutées par un processeur, une ou plusieurs étapes décrites cidessous. Les programmes informatiques et les supports lisibles par ordinateur peuvent être configurés pour diriger un processeur ou une autre unité appropriée afin de récupérer et d'exécuter les instructions à partir du support lisible par ordinateur.
A l'étape 902, un ou plusieurs outils de manchon coulissant, par exemple un outil de manchon coulissant 606a, peuvent être positionnés ou disposés dans un puits de forage 106. L'outil de manchon coulissant 606a peut être positionné ou disposé par un câble métallique ou un câble, par exemple un câble métallique 140 de la figure 1, tel que compris par l'homme du métier. Par exemple, un outil de manchon coulissant 606a peut être utilisé dans des opérations de stimulation de puits de forage comme des manchons coulissants à entrées multiples, des manchons coulissants à une seule entrée et des manchons à pointes.
A l'étape 904, le manchon coulissant 622 peut être actionné dans le puits de forage 106. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, le manchon coulissant 622 peut être actionné en réponse à un ou plusieurs signaux de débit par l'intermédiaire du déflecteur 615, comme discuté en relation avec les figures 7A, 7B et 7C. Un ou plusieurs signaux de débit peuvent provoquer le déploiement d'un déflecteur 615. Le déploiement d'un ou de plusieurs déflecteurs 615 peut amener une bille 624 à se poser contre un déflecteur 615. Lorsque le fluide, par exemple le fluide 702, est pompé dans le puits de forage 106, la bille 624 empêche le fluide 702 de s'écouler à travers l'outil de manchon coulissant 606a, ce qui provoque une accumulation de pression hydraulique derrière la bille 624. La pression hydraulique exerce une force sur la bille 624 et le déflecteur 615. Une fois que la pression atteint un seuil, le manchon coulissant 622 est poussé dans une configuration ouverte exposant les ports 620 au puits de forage 106. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, le manchon coulissant 622 peut être actionné en réponse à une ou plusieurs fléchettes de puits de forage 502a, comme discuté en relation avec les figures 5A, 5B et 5C. Le manchon coulissant 622 peut être actionné au moins en partie lors de la détection d'un nombre prédéterminé de fléchettes de puits de forage, par exemple une fléchette de puits de forage 200 de la figure 2A ou une fléchette de puits de forage 502a de la figure 5 A.
A l'étape 906, une zone de production 120 associée à une fracture 144 du puits de forage 106 peut être stimulée. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, un fluide de stimulation, par exemple un fluide 702, peut être injecté dans le puits de forage 106 automatiquement lors de l'actionnement du manchon coulissant 622 à l'étape 904. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, un opérateur peut lancer manuellement le procédé de stimulation lors de l'actionnement du manchon coulissant 622. La stimulation d'une zone de production 120 peut se produire par l'intermédiaire de l'un quelconque ou de plusieurs procédés tels que compris par l'homme du métier.
A l'étape 908, une ou plusieurs propriétés d'une zone de production 120 peuvent être mesurées par l'intermédiaire d'un capteur de propriété 610. Comme décrit sur les figures 7B et 7C, le capteur de propriété 610 peut être un capteur magnétique, un capteur de température, un capteur d'écoulement de fluide, un capteur de pression ou tout autre type de capteur capable de mesurer une propriété ou une caractéristique d'une zone de production particulière 120 du puits de forage 106. Le capteur de propriété 610 peut déterminer un débit, une température ou toute autre particularité, caractéristique ou propriété de la zone de production 120.
A l'étape 910, une propriété ou une caractéristique mesurée par le capteur de propriété 610 peut être stockée et transmise à la surface 104, par exemple au système de traitement d'informations 804 de la figure 8. Une information de fond de trou, par exemple une ou plusieurs mesures associées à un capteur de propriété 610, peut être transmise par l'intermédiaire de l'émetteur-récepteur 611 à la surface 104, comme le montrent les figures 7B et 7C. L'émetteur-récepteur 611 peut être couplé au capteur de propriété 610, directement ou indirectement. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, le dispositif électronique 608 peut comprendre une mémoire pour stocker l'information en fond de trou. La mémoire en fond de trou ou en surface peut être constituée d'une mémoire vive RAM, d'une mémoire morte ROM, d'une mémoire à l'état solide, d'une mémoire à disque ou de toute autre mémoire, comme le comprendra l'homme du métier.
A l'étape 912, l'information reçue en surface par le système de traitement d'informations 804 peut être traitée par un processeur. Le processeur peut être couplé en communication à une mémoire. Le processeur peut comprendre, par exemple, un microprocesseur, un microcontrôleur, un processeur de signal numérique, un circuit intégré spécifique à une application ou tout autre circuit numérique ou analogique configuré pour traiter l'information. Le système de traitement d'informations 804 peut traiter l'information pour déterminer ou calculer une sortie, par exemple le débit d'un fluide de stimulation, comme indiqué à l'étape 914. Une propriété ou caractéristique d'une fracture 144 ou d'une zone de production 120 peut être calculée ou déterminée en fonction, au moins en partie, d'un débit d'un fluide de stimulation, par exemple le fluide 702. Par exemple, le débit de fluide de stimulation peut être corrélé à la taille d'une fracture 144 ou de toute autre propriété ou caractéristique de la fracture 144.
A l'étape 916, une opération de traitement ou de production de puits peut être modifiée en fonction, au moins en partie, du débit calculé ou déterminé du fluide de stimulation à l'étape 914. Comme décrit ci-dessus en ce qui concerne la figure 8, l'opération de traitement ou de production de puits peut être modifiée manuellement par un opérateur ou automatiquement par le système de traitement d'informations 804. Par exemple, l'opérateur ou le système de traitement d'informations 804 peut transmettre un signal de commande pour modifier, augmenter, diminuer, cesser ou changer d'une autre manière la pression ou le débit de fluide de stimulation injecté dans la tubulure de production 610a ou le puits de forage 106.
Il ressort de ce qui précède que les systèmes et les procédés décrits sont bien adaptés pour atteindre les objectifs et les avantages mentionnés ainsi que ceux qui y sont inhérents. Les modes de réalisation particuliers décrits ci-dessus ne sont donnés qu'à titre illustratif, étant donné que les enseignements de la présente divulgation peuvent être modifiés et mis en pratique de manières différentes mais équivalentes, évidentes pour l'homme du métier bénéficiant des enseignements de celle-ci. En outre, aucune limitation ne se rapporte aux détails de construction ou de conception présentés ici, autre que celles décrites dans les revendications ci-dessous. Il est donc évident que les modes de réalisation illustratifs particuliers décrits ci-dessus peuvent être changés, combinés ou modifiés et toutes ces variations sont considérées comme faisant partie du champ d'application de la présente divulgation. Les systèmes et les procédés décrits ici à titre d'illustration peuvent être mis en pratique de manière appropriée en l'absence de tout élément qui n'est pas spécifiquement décrit ici et de tout élément facultatif divulgué ici. Bien que les compositions et les procédés soient décrits ici en termes de « comprenant », « contenant » ou « incluant » divers composants ou diverses étapes, les compositions et les procédés peuvent également être « composés essentiellement des » ou « composés des » divers composants et des diverses étapes. Tous les nombres et toutes les plages décrits ci-dessus peuvent varier d'une certaine quantité. Lorsqu'une plage numérique avec une limite inférieure et une limite supérieure est décrite, tout chiffre et toute plage comprise qui se trouve à l'intérieur de la plage est spécifiquement décrit. En particulier, chaque plage de valeurs (de la forme, « d'environ a à environ b » ou, de façon équivalente, « d'environ a à b », ou de façon équivalente, « d'environ a-b ») décrite ici doit être comprise comme décrivant chaque nombre et chaque plage englobés à l'intérieur de la plage de valeurs la plus large. De plus, les termes des revendications ont leur sens simple et ordinaire, sauf indication contraire explicitement et clairement définie par le titulaire du brevet.
Claims (15)
- REVENDICATIONS1. Procédé (900) de détermination d'une propriété d'une zone de production (120), caractérisé en ce que le procédé (900) comprend :le positionnement (902) d'un outil de manchon coulissant (600, 606a) dans un puits de forage (106) ;l'actionnement (904) de l'outil de manchon coulissant (600, 606a), dans lequel l'actionnement est initié en fonction, au moins en partie, d'une ou plusieurs mesures reçues par un capteur d'actionnement (609) ;la stimulation (906) d'une zone de production (120) avec un fluide de stimulation (702);la détection (908) d'une ou plusieurs propriétés du puits de forage (106) en fonction, au moins en partie, d'une ou plusieurs mesures reçues par un capteur de propriété (610) ;la détermination (914) d'un paramètre du fluide de stimulation (702) à partir de l'une au moins des une ou plusieurs propriétés.
- 2. Procédé (900) selon la revendication 1, dans lequel le capteur de propriété (610) est disposé adjacent à l'outil de manchon coulissant (600, 606a).
- 3. Procédé (900) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le capteur de propriété (610) est un capteur alimenté par batterie.
- 4. Procédé (900) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les une ou plusieurs mesures reçues par le capteur de propriété (610) sont une mesure de température.
- 5. Procédé (900) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le paramètre du fluide de stimulation (702) est un débit ou un volume total du fluide de stimulation (702).
- 6. Procédé (900) selon la revendication 5, comprenant en outre :la modification d'une opération de traitement de puits en fonction, au moins en partie, du débit du fluide de simulation (702).
- 7. Procédé (900) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre :le stockage (910) des une ou plusieurs mesures reçues par le capteur de propriété (610) dans une mémoire (808).
- 8. Procédé (900) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre :la transmission sans fil de l’une ou des plusieurs mesures reçues par le capteur de propriété (610) à la surface (104), à un outil de fond de trou dans le puits de forage (106) ou aux deux.
- 9. Procédé (900) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre :la détermination d'une acceptation relative du fluide de stimulation (702) en fonction, au moins en partie, du paramètre du fluide de stimulation (702).
- 10. Système de détermination d'une propriété d'une zone de production (120), caractérisé en ce que le système comprend :un outil de manchon coulissant (600, 606a), dans lequel l'outil de manchon coulissant est disposé sur une tubulure de production (610a), et dans lequel l'outil de manchon coulissant (600, 606a) comprend en outre :un capteur d'actionnement (609) ; un capteur de propriété (610) ; et un émetteur-récepteur (611) couplé au capteur de propriété (610) ; un système de traitement d'informations (804) couplé en communication à l'émetteur-récepteur (611), le système de traitement d'informations (804) comprenant : un processeur (806) ; et une mémoire non transitoire (808) couplée au processeur (806), dans lequel la mémoire non transitoire (808) comprend une ou plusieurs instructions qui, lorsqu'elles sont exécutées par le processeur (806), amènent le processeur à :positionner (902) l'outil de manchon coulissant (600, 600a) dans un puits de forage (106) ;actionner (904) l'outil de manchon coulissant en fonction, au moins en partie, d'une ou plusieurs mesures reçues par le capteur d'actionnement (609) ;stimuler (906) une zone de production (120) avec un fluide de stimulation (702) ;détecter une ou plusieurs propriétés du puits de forage (106) en fonction, au moins en partie, d'une ou plusieurs mesures reçues par le capteur de propriété (610) ; et déterminer (914) un paramètre du fluide de stimulation (702).
- 11. Système selon la revendication 10, dans lequel le capteur de propriété (610) est disposé adjacent à l'outil de manchon coulissant (606, 606a).
- 12. Système selon la revendication 10 ou 11, dans lequel le capteur de propriété (610) est alimenté par batterie.
- 13. Système selon l’une quelconque des revendications 10 à 12, dans lequel le paramètre du fluide de stimulation (702) est un débit ou un volume total du fluide de stimulation (702).
- 14. Système selon la revendication 13, dans lequel les une ou plusieurs instructions, lorsqu'elles sont exécutées par le processeur (806), amènent en outre le processeur (806) à modifier une opération de traitement de puits en fonction, au moins en partie, du débit du fluide de stimulation (702).
- 15. Système selon l’une quelconque des revendications 10 à 14, dans lequel les une ou plusieurs instructions, lorsqu'elles sont exécutées par le processeur (806), amènent en outre le processeur (806) à déterminer une acceptation relative du fluide de stimulation (702) en fonction, au moins en partie, du paramètre déterminé du fluide de stimulation (702).
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