MX2013014812A - Inyeccion de gas perforacion con presion controlada. - Google Patents

Abstract

Inyección de gas en un sistema de perforación con presión controlada para permitir el funcionamiento del sistema de perforación en una ventana de presión definida por la presión de poro de una formación que está siendo perforada y una presión de fractura de la formación. El gas se inyecta a través de puertos de inyección de gas y se permite que los fluidos de perforación fluyan entren el anillo de perforación y el sistema de inyección de gas a través de una pluralidad de puertos de flujo que están colocados de forma vertical debajo de los puertos de inyección de gas en el pozo de sondeo que se está perforando. Los puertos de inyección de gas y los puertos de flujo están configurados para que cuando el gas esté fluyendo a través de puertos de inyección de gas, los puertos de flujo estén sellados.

Description

INYECCIÓN DE GAS PARA PERFORACIÓN CON PRESIÓN CONTROLADA ANTECEDENTES DE LA DESCRIPCIÓN La presente invención se refiere a procedimientos de inyección de gas para usar en la perforación de un pozo de sondeo subterráneo, particularmente, pero no exclusivamente, con el propósito de extraer hidrocarburos de un yacimiento subterráneo.

La perforación de un pozo de sondeo se realiza típicamente usando una tubería de acero conocida como sarta de perforación con una broca de perforación en el extremo más inferior. La sarta de perforación entera se puede rotar usando un motor de perforación de superficie, o la broca de perforación se puede rotar independientemente de la sarta de perforación usando uno o más motores impulsados por fluidos, montados en la sarta de perforación justo encima de la broca de perforación. Mientras progresa la perforación, se usa un flujo de fluido de perforación para sacar los escombros creados por el proceso de perforación fuera del pozo. El fluido de perforación es bombeado a través de una línea de entrada hacia abajo por la sarta de perforación para que pase a través de la broca de perforación, y regresa a la superficie por un espacio anular entre el diámetro externo de la sarta de perforación y el pozo de sondeo (generalmente denominado anillo).

Fluido de perforación es un término de perforación amplio que puede abarcar varios tipos de fluidos de perforación diferentes. El término "fluido de perforación" se puede usar para describir cualquier fluido o mezcla de fluidos usada durante la perforación y puede abarcar cosas tales como aire, nitrógeno, fluidos nebulizados en aire o nitrógeno, fluidos espumados con aire o nitrógeno, fluidos gasificados o nitrificados en mezclas pesadas de petróleo o agua con partículas sólidas.

Se puede usar el flujo del fluido de perforación a través de la sarta de perforación para enfriar la broca de perforación. En la perforación convencional en condiciones de sobrepresión, la densidad del fluido de perforación es seleccionada para que produzca una presión en el fondo del pozo de sondeo (la "presión del fondo del pozo" o "BHP"), que es lo suficientemente alta para contrarrestar la presión de fluidos en la formación ("la presión del poro de la formación"). Al contrarrestar la presión del poro, la BHP actúa para evitar la toma de flujo de fluidos de las formaciones que rodean el pozo de sondeo. Sin embargo, si la BHP cae por debajo de la presión del poro de la formación, los fluidos de la formación, tales como gas, petróleo y agua pueden entrar en el pozo de sondeo y producir lo que en perforación se conoce como arremetida. Por el contrario, si la BHP es muy alta, la BHP puede ser más alta que la resistencia de fractura de la formación que rodea el pozo de sondeo, lo que resulta en la fractura de la formación. Cuando se fractura la formación, el fluido de perforación puede entrar en la formación y perderse del proceso de perforación. Esta pérdida de fluido de perforación del proceso de perforación puede provocar una reducción en la BHP y como consecuencia, causar una arremetida mientras la BHP cae por debajo de la presión de poro de formación.

Para superar los problemas de arremetidas y/o fractura de las formaciones durante la perforación, se ha desarrollado un proceso conocido como perforación con presión controlada. En la perforación con presión controlada se pueden usar varias técnicas para controlar la BHP durante el proceso de perforación. Uno de dichos métodos comprende inyectar gas en la columna de lodo en el anillo de perforación para reducir la BHP producida por la columna del lodo en el anillo de perforación.

COMPENDIO En una modalidad, se proporciona un método para inyectar gas en un anillo de perforación que rodea una sarta de perforación durante un proceso de perforación. El proceso de perforación es un proceso para perforar un pozo de sondeo en una formación subterránea. El anillo de perforación comprende un espacio anular entre la sarta de perforación y una sarta de revestimiento. La sarta de perforación se extiende desde una ubicación en la superficie hacia abajo del pozo de sondeo y una sarta de fondo, que incluye una broca de perforación está acoplada con el extremo inferior de la sarta de perforación. La broca de perforación se usa para perforar el pozo de sondeo. Durante el proceso de perforación, los fluidos de perforación circulan hacia abajo de la sarta de perforación a través de la broca de perforación y arriba del anillo de perforación.

En la modalidad de la presente invención, se bombea gas a una tubería inyectora de gas en el anillo de perforación para reducir la BHP producida al menos en parte por la columna de fluido de perforación en el anillo de perforación. Se bombea gas a la tubería de inyección de gas y a través de un conjunto de uno o más puertos de inyección de gas en el anillo de perforación. En una modalidad de la presente invención, el sistema de inyección de gas incluye los puertos de inyección de gas y uno o más puertos de flujo, que se colocan verticalmente por debajo de los puertos de inyección de gas en el pozo de sondeo y que permiten que los fluidos de perforación fluyan entre el anillo de inyección de gas y el anillo de perforación.

Durante el proceso de perforación puede fluir gas entre el anillo de perforación y la tubería de inyección de gas a través de un conjunto de uno o más puertos de flujo. En la modalidad de la presente invención, el conjunto de uno o más puertos de flujo está a una distancia vertical por debajo del conjunto de uno o más puertos de inyección de gas en el pozo de sondeo, y la distancia vertical es suficientemente grande de modo que cuando el gas fluye desde la tubería de inyección de gas a través de los puertos hacia adentro del anillo de perforación, la columna de fluidos de perforación en el-anillo de perforación sella los puertos de flujo y evita que el fluido de perforación/gas fluya desde el anillo de inyección de gas, a través de los puertos de flujo hacia adentro del anillo de perforación. En aspectos de la presente invención, el sellado de los puertos de flujo durante la inyección de gas permite el control de la inyección de gas a través de los puertos de inyección de gas y, entre otras cosas, proporciona la presión amortiguadora y las oscilaciones de flujo en el sistema de perforación que resultan de la inyección de gas.

En una modalidad de la presente invención, se proporciona un sistema de inyección para proporcionar una inyección de gas en un anillo de perforación que rodea una sarta de perforación durante un proceso de perforación. El sistema está configurado para que proporcione una inyección de gas en un anillo de perforación durante un proceso de perforación para controlar la BHP. El sistema de perforación para el proceso de perforación comprende una sarta de perforación con una sarta de fondo acoplada con un extremo de la sarta de perforación. La broca de perforación se usa para barrenar la formación para crear el pozo de sondeo. El anillo de perforación comprende un anillo alrededor de la sarta de perforación entre una sarta de revestimiento y/o una pared del pozo de sondeo. Generalmente, más abajo en el pozo de sondeo la sarta de perforación está rodeada por la pared del pozo de sondeo, mientras en ubicaciones más altas en el pozo de sondeo se usa una sarta de revestimiento para forrar el pozo de sondeo.

El sistema de inyección comprende una tubería de inyección de gas que rodea a una sección de la tubería de inyección de gas como para formar un anillo de inyección de gas entre la sarta de revestimiento y la tubería de inyección de gas. El sistema de inyección comprende un primer conjunto de uno o más puertos de flujo en la sarta de revestimiento que proporcionan el flujo de los fluidos de perforación entre el anillo de perforación y el anillo de inyección de gas. El sistema de inyección comprende un primer conjunto de uno o más puertos de inyección de gas en la sarta de revestimiento que permiten que el gas que es bombeado hacia adentro del anillo de inyección de gas fluya en el anillo de perforación. En la modalidad de la presente invención, los puertos de inyección de gas están colocados en la sarta de revestimiento a una distancia vertical por encima del primer conjunto de uno o más puertos de flujo. Los puertos de flujo comprenden agujeros/perforaciones o similares en la sarta de revestimiento y estos agujeros proporcionan una determinada abertura, área transversal a través de la cual puede fluir el fluido de perforación. De manera similar, los puertos de flujo comprenden agujeros/perforaciones o similares en la sarta de revestimiento y estos agujeros proporcionan un área transversal determinada, que se abre, a través de la cual puede fluir el gas del anillo de inyección de gas dentro del anillo de perforación. En una modalidad de la invención, el área transversal de los puertos de flujo es mayor que el área transversal de los puertos de inyección. Al colocar los puertos de inyección por encima de los puertos de flujo en el pozo de sondeo y al configurar las áreas transversales que se abren, de los puertos de inyección para que sean menos que las áreas transversales que se abren, de los puertos de flujo, el sistema de inyección proporciona la inyección de gas dentro del sistema de perforación durante un proceso de perforación donde se amortiguan las oscilaciones de presión/oscilaciones de flujo en el anillo de perforación/anillo de inyección.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La presente divulgación se describe junto con las figuras adjuntas: la Figura 1 ilustra un sistema de perforación con un sistema de inyección de gas, de acuerdo con una modalidad de la presente invención; la Figura 2A ilustra un sistema concéntrico de inyección de gas para la perforación con presión controlada, de acuerdo con una modalidad de la presente invención; la Figura 2B ilustra una tubería de inyección de gas para utilizar en MPD (Perforación con Presión Controlada), de acuerdo con una modalidad de la presente invención; y la Figura 3 es una ilustración del tipo de flujo de inyección de gas para perforación con presión controlada durante un procedimiento de perforación de acuerdo con una modalidad de la presente invención.

En las figuras adjuntas, los componentes y/o características similares pueden tener la misma etiqueta de referencia. Además, se pueden distinguir varios componentes del mismo tipo al colocar un guión luego de la etiqueta de referencia y una segunda etiqueta etiqueta que diferencia los componentes similares. Si solo se usa la primera etiqueta de referencia en la memoria descriptiva, la descripción se aplica a cualquiera de los componentes similares que tienen la misma etiqueta de referencia independientemente de la segunda etiqueta de referencia.

DESCRIPCIÓN En la siguiente descripción se dan detalles específicos para proporcionar un entendimiento minucioso de las modalidades. Sin embargo, un experto en la técnica entenderá que las modalidades pueden llevarse a cabo sin estos detalles específicos. Por ejemplo, los circuitos se pueden mostrar en diagramas de bloques para no sobrecargar las modalidades con detalles innecesarios. En otros casos, se pueden mostrar circuitos, procesos, algoritmos, estructuras y técnicas conocidas sin detalles innecesarios para evitar sobrecargar las modalidades.

También, se observa que las modalidades se pueden describir como un proceso que se ilustra como un diagrama de flujo, un diagrama de flujo de datos, un diagrama de estructura o un diagrama de bloques. Aunque un diagrama de flujo puede describir las operaciones como un proceso secuencial, muchas de las operaciones se pueden realizar en paralelo o simultáneamente. Además, el orden de las operaciones se puede volver a organizar. Un proceso termina cuando sus operaciones están completas, pero podría tener pasos adicionales no incluidos en la figura. Un proceso puede corresponder a un método, una función, un procedimiento, una subrutina, un subprograma, etc. Cuando un proceso corresponde a una función, su finalización corresponde a un regreso de la función a la función de llamada o la función principal.

Además, como se describe en la presente, el término "medio de almacenamiento" puede representar uno o más dispositivos para almacenar datos, incluyendo memoria de solo lectura (ROM), memoria de acceso aleatorio (RAM), RAM magnética, memoria de núcleos, medios de almacenamiento de discos magnéticos, medios de almacenamiento ópticos, dispositivos de memoria flash y/u otros medios legibles por máquinas para almacenar información. El término "medio legible por computadora" incluye, de modo no taxativo, dispositivos de almacenamiento fijos o portátiles, dispositivos de almacenamiento ópticos, canales inalámbricos y varios otros medios capaces de almacenar, contener o llevar instrucciones y/o datos.

Adicionalmente, las modalidades se pueden ¡mplementar mediante hardware, software, firmware, middleware, microcódigo, lenguajes de descripción de hardware o cualquier combinación de estos. Cuando se ¡mplementa en software, firmware, middleware o microcódigo, el código del programa o segmentos del código para realizar las tareas necesarias se puede almacenar en un medio legible por computadora, tal como un medio de almacenamiento. Uno o más procesadores pueden realzar las tareas necesarias. Un segmento de código puede representar un procedimiento, una función, un subprograma, un programa, una rutina, una subrutina, un módulo, un paquete de software, una clase o cualquier combinación de instrucciones, estructuras de datos o sentencias de programas. Un segmento de código se puede acoplar a otro segmento de código o a un circuito de hardware al pasar y/o recibir información, datos, argumentos, parámetros o contenidos de memoria. La información, argumentos, parámetros, datos, etc. se pueden pasar, reenviar o transmitir mediante cualquier medio adecuado incluyendo memoria compartida, mensajes, token, transmisión por redes, etc.

La perforación con presión controlada ("MPD") es un método de perforación que permite la reducción del peso del lodo (para los propósitos de esta solicitud los términos "lodo" y "fluido de perforación" se pueden usar de manera intercambiable para referirse al fluido - que puede ser, por ejemplo, a base de aceite, a base de agua o similares - que es bombeado hacia abajo de la sarta de perforación durante la perforación) mientras retiene la habilidad de control de manera segura las presiones del yacimiento. La MPD se puede usar para controlar la presión durante el proceso de perforación para abordar los problemas de arremetidas, pérdida de circulación del fluido de perforación debido a la salida del fluido de perforación a través de las fracturas dentro de la formación, fractura de la formación, daño de la formación y colapso de la formación. La MPD se puede aplicar particularmente cuando la presión de formación ha caído por debajo de la presión de formación original o existe una ventana operativa angosta entre la BHP a la que se fracturará la formación (la "presión de fractura") y la presión de formación.

En la MPD, el anillo se puede cerrar usando un dispositivo de contención de presión. El dispositivo comprende elementos de sellado, que se acoplan con la superficie de afuera de la sarta de perforación, de modo que se evita sustancialmente el flujo de fluido entre los elementos de sellado y la sarta de perforación. El elemento de sellado puede permitir la rotación de la sarta de perforación en el pozo de sondeo, de modo que se pueda rotar la broca de perforación en el extremo inferior de la sarta de perforación. Se puede utilizar un dispositivo de control para proporcionar un pasaje de flujo para el escape del fluido de perforación del anillo. Luego del dispositivo de control de flujo, se puede usar un colector de control de presión con al menos un regulador o válvula ajustable para controlar la velocidad de flujo del fluido de perforación fuera del anillo. Cuando se cierra durante la perforación, el dispositivo de contención de presión crea una contrapresión en el pozo, y esta contrapresión se pude controlar usando el regulador o válvula ajustable en el colector de control de presión para controlar el grado al que se restringe el flujo del fluido de perforación fuera del anillo/anillo elevador.

Durante la MPD un operador puede monitorear y comparar la velocidad de flujo dentro de la sarta de perforación con la velocidad de flujo del fluido de perforación fuera del anillo para detectar si ha habido una arremetida o si se ha perdido fluido de perforación en la formación. Un aumento repentino en el volumen o velocidad de flujo del volumen fuera del anillo con respecto al volumen o velocidad de flujo del volumen dentro de la sarta de perforación puede indicar que ha habido una arremetida. Por el contrario, una caída repentina en la velocidad de flujo del anillo con respecto a la velocidad de flujo dentro de la sarta de perforación puede indicar que el fluido de perforación ha penetrado la formación.

En algunos procedimientos de MPD, el gas se puede bombear adentro del anillo entre la sarta de perforación y la pared del pozo de sondeo (este anillo puede denominarse "anillo de perforación") para reducir la presión del fondo del pozo mientras se perfora. Frecuentemente, el pozo de sondeo está forrado con una tubería a la que se hace referencia como sarta de revestimiento que puede estar cementada a la pared del pozo de sondeo para, entre otras cosas, estabilizar el pozo de sondeo y permitir el flujo de los fluidos de perforación, la producción de hidrocarburo del pozo de sondeo y/o similares. En dichos aspectos, el anillo de perforación se puede formar por medio del anillo que está entre la sarta de perforación y la sarta de revestimiento. En la MPD, puede ser problemático iniciar el proceso de la inyección de gas adentro del anillo de perforación de modo que la BHP permanezca bajo control ya que, entre otras cosas, pude producir fluctuaciones en la presión del pozo y lograr un estado estable en el pozo de sondeo puede tomar horas de tiempo no productivo y/o puede requerir el bombeo de grandes volúmenes de gas adentro del pozo de sondeo. Por ejemplo, si se usan grandes inyectores de gas para la inyección de gas, entonces se pueden producir grandes flujos de fluidos de perforación entre la tubería de inyección de gas y el anillo de perforación. Por el contrario, si se usan pequeños inyectores de gas, se necesitarán grandes presiones y volúmenes de gas para forzar/inyectar el gas adentro del anillo de perforación y estos grandes volúmenes de presiones pueden producir oscilaciones en las presiones/flujos en los sistemas de perforación.

La inyección de gas anular es un proceso de MPD para reducir la presión del fondo del pozo en un pozo/pozo de sondeo. En muchos sistemas de inyección de gas anular, además del revestimiento en el pozo, donde el revestimiento es una tubería que forra el pozo de sondeo y, en algunos casos, puede estar cementada a la pared del pozo de sondeo, hay un anillo secundario. Este anillo secundario puede estar conectado por medio de uno o más orificios en una o más profundidades al anillo primario, por el cual fluyen los fluidos de perforación.

La Figura 1 A ilustra la situación en un sistema de perforación con un anillo secundario/externo antes de la inyección de gas, de acuerdo con una modalidad de la presente invención. Como se ¡lustra, una sarta de perforación (1) está suspendida en un pozo (4) (para los propósitos de esta solicitud, los términos pozo, pozo de sondeo y agujero se pueden usar de manera intercambiable). En la sección superior del pozo (4) hay un anillo interno (2) (también denominado anillo de perforación) y una primera sarta de revestimiento (11 ) que está conectada hidráulicamente/en comunicación fluida con el anillo externo (9) a través de uno o más orificios 3. El anillo externo (9) puede estar revestido/forrado con una segunda sarta de revestimiento (12).

En una modalidad de la presente invención, el sistema de inyección de revestimiento concéntrico ilustrado se usa para inyectar gas adentro del pozo (4) que se está perforando a través de una formación subterránea. El sistema de inyección de revestimiento concéntrico comprende el anillo externo (9), que también puede denominarse anillo de inyección de gas, que rodea el anillo interno (2), que también puede denominarse anillo de perforación, dicho anillo de perforación está formado entre la sarta de perforación (1 ) colocada en el pozo de sondeo y la primera sarta de revestimiento (11 ) forrando el pozo de sondeo.

En algunas modalidades, el anillo de inyección de gas comprende un anillo entre la primera sarta de revestimiento (11) y la segunda sarta de revestimiento (12) que puede estar colocada concéntricamente alrededor de la primera sarta de revestimiento (11 ). En una modalidad, el gas es bombeado adentro del anillo externo (9) y a través de uno o más puertos de inyección de gas 3 hacia adentro del anillo interior (2). Durante los procedimientos de inyección de gas, el sistema de inyección de revestimiento concéntrico puede volverse/ser inestable debido a, entre otras cosas, la combinación del gran volumen y docilidad del gas en el anillo externo (9) a lo largo de la altura hidrostática dependiente de la historia del anillo interno (2).

Durante los procesos de inyección de gas convencionales, se han registrado oscilaciones en la BHP de hasta 2000 libras por pulgada cuadrada ("psi") con un período de más de 2 (dos) horas. El sistema de inyección de revestimiento concéntrico se puede amortiguar para evitar dichas oscilaciones grandes y/o de larga duración al reducir el tamaño/área del uno o más puertos de inyección de gas 3. Sin embargo, restringir el tamaño del uno o más puertos de inyección de gas 3 puede hacer casi imposible que el sistema de inyección de gas desplace el lodo fuera del anillo externo (9) y así se puede evitar/restringir la inyección de gas adentro del anillo interno (2); por ejemplo, se puede necesitar la inyección de grandes cantidades de gas adentro del anillo externo (9) para desplazar el lodo en el anillo externo (9) a través de pequeños puertos de inyección de gas y esto puede llevar a la creación de grandes oscilaciones de presión en el sistema de perforación, lo que puede requerir la suspensión del procedimiento de perforación.

En una modalidad de la, presente invención, el fluido de perforación (también denominado en la presente lodo de perforación o lodo) se puede bombear a partir de una o más bombas (no se muestra) a través de la cañería (8) adentro de la sarta de perforación (1 ) bajo la cual pasa hasta que sale en un extremo distal (5), a través de una broca de perforación (no se muestra) o similar, antes de volver por medio del anillo interno (2) y regresar la cañería (7) a los tanques de fluidos para manipular/preparar el fluido de perforación. Entre la cañería (7) y los tanques de fluidos (no se muestran) puede haber reguladores (13) y separadores (no se muestran).

El anillo externo (9) y los tubos que alimentan la parte superior de la sarta de perforación están conectados a bombas de gas (5), mediante un colector de válvula (10), que puede dirigir gas ya sea a la alimentación de la sarta de perforación, al anillo externo (9) u opcionalmente a ambos al mismo tiempo. En algunas modalidades de la presente invención, la medición de la presión y otras medidas se pueden realizar en el anillo externo (9), el anillo interno (2), la sarta de perforación (1 ) y/o similares. Además del equipo descrito, puede haber muchas otras piezas de equipo en la superficie, tales como preventores de reventones, un cabezal de control giratorio, etc., que son normales en la perforación con presión controlada, pero que pueden no estar involucradas en el procedimiento detallado en la presente, y por lo tanto no se muestran con fines de claridad.

En determinadas modalidades, el sistema puede comprender uno o más puertos de flujo 20 entre el anillo externo (9) y el anillo interno (2). El uno o más puertos de flujo 20 pueden permitir que el lodo de perforación fluya entre el anillo interno (2) y el anillo externo (9). Por ejemplo, durante el proceso de perforación el lodo puede fluir en el anillo interno (2) y puede fluir a través del uno o más puertos de flujo 20 hacia adentro del anillo externo (9). En algunas modalidades de la presente invención, el uno o más puertos de inyección de gas 3 pueden ser más pequeños que el uno o más puertos de flujo 20.

En una modalidad, el uno o más puertos de inyección de gas 3 están colocados encima, más cerca de una ubicación de superficie 23, del uno o más puertos de flujo 20. En modalidades de la presente invención, el uno o más puertos de inyección de gas 3 y el uno o más puertos de flujo 20 pueden estar separados por distancias en el orden de cientos de pies. En dichas modalidades, se ha descubierto que aunque están separados por grandes distancias, el uno o más puertos de inyección de gas 3 y el uno o más puertos de flujo 20 afectan el funcionamiento uno del otro durante el proceso de inyección de gas. En modalidades de la presente invención, se emplea esta interoperabilidad para proporcionar inyección de gas sin crear gran presión y/u oscilaciones de flujo en el sistema de perforación. Además, la interoperabilidad del uno o más puertos de inyección de gas 3 y el uno o más puertos de flujo 20 ampliamente separados permite personalizar las propiedades del uno o más puertos de inyección de gas 3 para que proporcionen inyección de gas mejorada/eficaz, es decir inyección de gas que no requiere grandes volúmenes de gas y/o altas presiones de gas.

En aspectos de la presente invención, la separación entre el uno o más puertos de inyección de gas 3 y el uno o más puertos de flujo 20 se selecciona de modo que la altura hidrostática entre el uno o más puertos de inyección de gas 3 y el uno o más puertos de flujo 20 garantiza un sello hidrostático que cierra el uno o más puertos de flujo 20 al flujo de fluido de perforación/gas y hace que el gas fluya a través del anillo externo (9) y hacia adentro del anillo interno (2) a través del uno o más puertos de inyección de gas 3; en vez de también fluir a través del uno o más puertos de flujo 20.

Una vez que el gas fluye a través del uno o más puertos de inyección de gas 3, aunque el uno o más puertos de flujo 20 están eficazmente sellados, puede haber algún flujo de lodo entre el anillo externo (9) y el anillo interno (2) y este flujo puede amortiguar las oscilaciones del fluido de perforación/lodo de perforación cuando el gas se inyecta y puede estabilizar el sistema de inyección de revestimiento concéntrico. Sin embargo, debido a que el uno o más puertos de flujo 20 están eficazmente sellados al flujo de gas, el tamaño del uno o más puertos de inyección de gas 3 puede ser pequeño ya que el flujo de gas está forzado a fluir a través del uno o más puertos de inyección de gas 3 y el fluido de perforación se puede desplazar a través del uno o más puertos de flujo 20 (en vez de a través del uno o más puertos de inyección de gas 3 con el gas), cuyo uno o más puertos de flujo 20 pueden ser más grandes en dimensión transversal que el uno o más puertos de inyección de gas 3 más pequeños; en determinaos aspectos, el uso de puertos de inyección de gas pequeños sirve para reducir las oscilaciones desarrolladas en el lodo cuando se inyecta el gas en el sistema.

Simplemente a modo de ejemplo, en algunas modalidades el uno o más puertos de inyección de gas (3) están colocados a al menos 50 (cincuenta) pies por encima del uno o más puertos de flujo 20. Simplemente a modo de ejemplo, en algunas modalidades el uno o más puertos de inyección de gas (3) están colocados entre 50 pies y 100 (cien) pies por encima del uno o más puertos de flujo 20. Simplemente a modo de ejemplo, en algunas modalidades el uno o más puertos de inyección de gas (3) están colocados a al menos 100 (cien) pies por encima del uno o más puertos de flujo 20. Simplemente a modo de ejemplo, en algunas modalidades el uno o más puertos de inyección de gas (3) están colocados a al menos 100-150 pies por encima del uno o más puertos de flujo 20. Simplemente a modo de ejemplo, en algunas modalidades el uno o más puertos de inyección de gas (3) están colocados a al menos 150-200 pies por encima del uno o más puertos de flujo 20. Simplemente a modo de ejemplo, en algunas modalidades el uno o más puertos de inyección de gas (3) están colocados a al menos 200-250 pies por encima del uno o más puertos de flujo 20. Simplemente a , modo de ejemplo, en algunas modalidades el uno o más puertos de inyección de gas (3) están colocados a al menos 250-300 pies por encima del uno o más puertos de flujo 20. Simplemente a modo de ejemplo, en algunas modalidades el uno o más puertos de inyección de gas (3) están colocados a al menos 300-350 pies por encima del uno o más puertos de flujo 20. Simplemente a modo de ejemplo, en algunas modalidades el uno o más puertos de inyección de gas 3 están colocados a al menos 350-400 pies por encima del uno o más puertos de flujo 20. Simplemente a modo de ejemplo, en algunas modalidades el uno o más puertos de inyección de gas 3 están colocados a al menos 400-500 pies por encima del uno o más puertos de flujo 20. En otras modalidades, la separación de los puertos de inyección de gas y los puertos de flujo puede estar en el orden de cientos e incluso miles de pies.

En modalidades de la presente invención, se ha descubierto que una separación de 50 pies del uno o más puertos de inyección de gas 3 y el uno o más puertos de flujo 20 es suficiente para producir el sellado del uno o más puertos de flujo 20 cuando el gas se inyecta a través del uno o más puertos de inyección de gas 3 adentro del anillo interno 2. Una separación mayor puede prever el uso de áreas transversales mayores del uno o más puertos de inyección de gas 3 y/o el uno o más puertos de flujo 20, volúmenes mayores de gas, mayores presiones de gas y/o similares, pero las separaciones mayores pueden no ser viables debido a la configuración del sistema de inyección de gas. En algunos aspectos, se puede usar una separación de 100 pies o más entre el uno o más puertos de inyección de gas 3 y el uno o más puertos de flujo 20 para garantizar el sellado de los puertos de flujo 20 en condiciones diferentes, tales como diferentes pesos de lodo o similares, ya que en muchos aspectos de la presente invención, una vez que se establece la separación del uno o más puertos de inyección de gas 3 y el uno o más puertos de flujo 20, no se puede alterar fácilmente.

La separación entre el uno o más puertos de inyección de gas 3 y el uno o más puertos de flujo 20 que se usa para producir el sellado del uno o más puertos de flujo 20 mediante la altura hidrostática es una función de las propiedades del fluido de perforación/lodo de perforación, el tamaño del uno o más puertos de flujo 20, las propiedades del gas que se inyecta, el volumen/presión del gas que se inyecta, el tamaño de los puertos de inyección de gas 3 y/o similares. En algunas modalidades, uno o más de estos factores se usan para determinar la forma, tamaño y separación deseados del uno o más puertos de inyección de gas 3 y el uno o más puertos de flujo 20. Adicionalmente, el anillo externo (9) también se puede configurar en función de la determinación del tamaño, forma y distribución relativa del uno o más puertos de inyección de gas 3 y/o el uno o más puertos de flujo 20. En una modalidad de la presente invención, una vez que la inyección de gas ha comenzado/está en camino, la caída de la presión a través de los dos conjuntos de puertos se encuentra en el orden de solo unas pocas libras por pulgada cuadrada ("psi"), esta caída de presión baja puede permitir el flujo del fluido de perforación/lodo de perforación entre el anillo interno (2) y el anillo externo (9), lo que puede amortiguar las oscilaciones en el sistema de perforación durante la inyección de gas.

De acuerdo con una modalidad de la presente invención, la tubería de perforación, (1) el anillo interno (2) y el anillo externo (9) se encuentran en un principio llenos de lodo de perforación con un regulador (13) completamente abierto. Se encienden las bombas del lodo (no mostradas) y el lodo circula lentamente a través de la sarta de perforación (1), la broca de perforación en el extremo de la sarta de perforación y el anillo interno (2) con el regulador (13) completamente abierto. En aspectos de la presente invención, este flujo sirve para romper la resistencia de gel del lodo, mientras que minimiza la disminución de la presión friccional. En una modalidad de la presente invención, se comienza la inyección de gas en el anillo exterior (9) para desplazar el lodo de esta sección a través del uno o más puertos de inyección de gas 3. Mientras que la interfaz gas-lodo alcanza el uno o más puertos de inyección de inyección de gas 3, la velocidad de circulación de lodo aumenta a su valor máximo, así como la velocidad de inyección de gas. En estas condiciones, de acuerdo con una modalidad de la presente invención, el gas fluye con una pequeña disminución de la presión a través de uno o más puertos de inyección de inyección de gas 3. De acuerdo con una modalidad de la presente invención, la diferencia de la altura hidrostática entre el uno o más puertos de inyección de inyección de gas 3 y el uno o más puertos de flujo 20 limita un desplazamiento adicional de lodo del anillo externo (9) y asegura que el gas solo fluya a través de los puertos superiores más pequeños. A medida que el gas comienza a subir en el anillo superior (2), el regulador se cierra levemente para controlar la BHP. Se ajusta adicionalmente el regulador cuando el anillo interno (2) alcanza un estado estable con flujo constante de gas/lodo.

En algunas modalidades, se puede utilizar un procesador 15 o similar para controlar los reguladores, bombas y/o similares para controlar el flujo del gas en el sistema de perforación. El procesador 15 también se puede utilizar para procesar las propiedades del lodo, tales como la densidad similar que proporcionará la altura hidrostática con respecto a una separación vertical definida del uno o más puertos de inyección de gas 3 y el uno o más puertos de flujo 20. Donde el uno o más puertos de inyección de gas 3 y/o el uno o más puertos de flujo 20 comprenden boquillas o válvulas, el procesador puede controlar el funcionamiento/características (es decir tamaño, orientación y/o similares) de los puertos de inyección de gas y/o de flujo. El uso de un procesador puede proporcionar inyección de gas inteligente en el sistema de perforación.

La Figura 2A ilustra un sistema concéntrico de inyección de gas para la perforación de presión controlada, de acuerdo con una modalidad de la presente invención. Tal como se ¡lustró, una sarta de perforación 50 se extiende en un pozo de sondeo 53 y crea un anillo de perforación 60 entre la sarta de perforación 50 y un pared interna 57 del pozo de sondeo 53. En el extremo inferior de la sarta de perforación 50, se utiliza una broca de perforación 80 para perforar el pozo de sondeo 53 a través de una formación de tierra.

En una modalidad, la pared interna 57 se encuentra al menos parcialmente cubierta con una sarta de revestimiento 55. Rodeando el anillo de perforación 60 se encuentra un anillo de inyección de gas 65 que también se puede cubrir con una segunda sarta de revestimiento 67. Uno o más puertos de inyección de gas 73 proporcionan una comunicación fluida entre el anillo de perforación 60 y el anillo de inyección de gas 65. De manera adicional, en una ubicación más allá del fondo del pozo a lo largo de la sarta de revestimiento 57, uno o más puertos de lodo 76 proporcionan una comunicación fluida entre el anillo de perforación 60 y el anillo de inyección de gas 65. El uno o más puertos de lodo 76 se encuentran posicionados en una distancia vertical 79 debajo del uno o más puertos de inyección de gas 73. En una modalidad de la presente invención, la distancia vertical 79 está configurada de modo que cuando el gas se inyecta en el anillo de perforación 60, la columna del fluido de perforación en el anillo de perforación 60 que se extiende hacia arriba desde el uno o más puertos de lodo 76 es lo suficientemente alta para sellar el uno o más puertos de lodo 76 al flujo de gas.

En algunas modalidades de la presente invención, y tal como se ilustró en la Figura 2A, los puertos de lodo 76 son más grandes que los puertos de inyección de gas 73, es decir el uno o más puertos de lodo 76 tienen un área transversal/área de abertura más grande a través de la cual los fluidos (gas/líquido) pueden fluir con respecto al uno o más puertos de inyección de gas 73. De acuerdo con modalidades de la presente invención, el uso de la combinación de los puertos de inyección de gas 73 y los puertos de lodo 76 amortigua las oscilaciones producidas en el lodo de perforación que fluye en el anillo de perforación 60 cuando el gas se inyecta a través del anillo de inyección de gas 65 en el anillo de perforación 60. Además, el uso de puertos de inyección de gas pequeños 73 y puertos de flujo de lodo más grandes 76 pueden proporcionar la amortiguación de las oscilaciones de lodo cuando el gas se inyecta a través del anillo de inyección de gas en el anillo de perforación. De acuerdo con una modalidad de la presente invención, la separación vertical de los puertos de inyección de gas 73 y los puertos de lodo 76 está configurada de modo que en el uso, la altura hidrostática del lodo de perforación entre los puertos de inyección de gas 73 y los puertos de inyección de gas 76 sea suficiente para sellar los puertos de lodo 73 al flujo de gas. Este sellamiento de los puertos de lodo 76 estipula que el gas inyectado solo fluya del anillo de inyección 65 en el anillo de perforación 60 a través de los puertos de inyección de gas 73.

En modalidades de la presente invención, la inyección de gas a través de un recubrimiento concéntrico proporciona un método para reducir la densidad de circulación eficaz ("ECD") del lodo a un nivel menor que el de un fluido de una sola fase, tal como un fluido de perforación de una sola fase o lodo de perforación. En determinadas modalidades de la presente invención, al inyectar lodo en el anillo de perforación a través del uno o más puertos de inyección de gas 73, se puede mantener una columna líquida de fluido de perforación/lodo de perforación en la sarta de perforación 50 durante el proceso de inyección de gas. Al mantener dicha columna líquida, los procesos de telemetría asociados con las medidas tomadas al perforar, adquisición de registros durante la perforación y/o similares no son interferidos por el proceso de inyección de gas.

Determinadas modalidades de la presente invención disponen utilizar una pluralidad de puertos entre el anillo de perforación 60 y el anillo de inyección 65. En determinados aspectos, se utilizan dos grupos de puertos, un conjunto de puertos de inyección de gas y un conjunto de puertos de flujo. En tales modalidades, los puertos de inyección de gas se disponen sobre los puertos de flujo, es decir entre los puertos de flujo y una superficie terrestre. En otros aspectos, se pueden utilizar más de dos grupos de puertos, con los diferentes conjuntos de puertos cada uno dispuesto en diferentes ubicaciones verticales a lo largo del anillo de inyección de gas/anillo de perforación. En determinadas modalidades, los puertos de inyección de gas son más pequeños que los puertos de flujo. Los puertos de inyección de gas están configurados para mantener una gran disminución de presión y amortiguar las oscilaciones cuando el gas se inyecta a través del anillo de inyección de gas en el anillo de perforación. En determinadas modalidades, los puertos de flujo son más grandes que los puertos de inyección de gas y están configurados para permitir el desplazamiento del fluido de perforación/lodo de perforación entre el anillo de inyección de gas y el anillo de perforación cuando el gas se inyecta a través del anillo de inyección de gas en el anillo de perforación. De este modo, la combinación de los puertos de inyección de gas y los puertos de flujo proporcionan oscilaciones amortiguadas que ocurren cuando el gas se inyecta en el anillo de perforación.

La separación de las fases— la fase del gas y la fase del fluido de perforación— se logra mediante la separación vertical de los puertos de inyección de gas y los puertos de flujo. Solo a modo de ejemplo, una disminución de presión típica para un flujo de inyección de gas es de alrededor de 5-10 psi. La altura hidrostática de un fluido de perforación/lodo de perforación con una gravedad específica ("GE") de uno (1 ) es de alrededor de 0,5 psi por pie vertical del fluido de perforación/lodo de perforación en el anillo. En modalidades de la presente invención, al separar los puertos de inyección de gas en una distancia mayor de 50 pies, entre 50 pies y 100 pies o mayor de 100 pies, el fluido de perforación/lodo de perforación puede fluir a través de los puertos más bajos, pero cuando solo se inyecta gas a través del anillo de inyección de gas, la columna del fluido de perforación/lodo de perforación entre los puertos de inyección de gas y los puertos de flujo hace que el gas solo fluya a través de los puertos de inyección de gas. Mientras que se ha descubierto que 50 pies es una separación suficiente entre los puertos de inyección de gas y los puertos de flujo para lograr sellar los puertos de flujo al flujo de gas, separaciones más grandes pueden significar el uso de inyectores de gas más pequeños, el bombeo de volúmenes de gas más grandes, el uso de presiones de bombeo más altas para el gas, el uso de puertos de flujo más grandes y/o similares.

En algunas modalidades de la presente invención, los orificios entre los anillos externos e internos, el anillo de inyección de gas y el anillo de perforación puede que no sean simples orificios, pero pueden ser disposiciones más complicadas de boquillas, válvulas de retención o cualquier otro modo que permita que el gas se mueva del anillo externo al interno cuando la presión en el anillo externo excede la presión en el anillo interno a la profundidad de la boquilla. En algunas modalidades de la presente invención, en vez de un anillo de inyección de gas, un tubo o similar, dicha tubería en espiral se puede utilizar para inyectar el gas en el anillo de perforación. En algunos aspectos, el tamaño de los puertos de inyección de gas/puertos de flujo y o la abertura/cerramiento de los puertos de inyección de gas/puertos de flujo pueden ser controlados por un procesador para controlar la inyección de gas en el anillo de perforación.

La Figura 2B ilustra una tubería de inyección de gas para utilizar en MPD, de acuerdo con una modalidad de la presente invención. En una modalidad de la presente invención, se puede utilizar una tubería de inyección de gas 70 para inyectar gas en el anillo de perforación. La tubería de inyección de gas puede comprender tubería en espiral o similares. La tubería de inyección de gas 70 comprende una pluralidad de puertos de inyección de inyección de gas 73A colocados por encima de una pluralidad de puertos de flujo 76B; donde la tubería de inyección de gas 70 está colocada en un pozo con los puertos de inyección de inyección de gas 73A ubicados por encima de los puertos de flujo 76B, es decir, entre los puertos de flujo 76B y una ubicación en la superficie.

La Figura 3 es una ilustración del tipo de flujo de inyección de gas para perforación con presión controlada durante un procedimiento de perforación de acuerdo con una modalidad de la presente invención. En la etapa 100, se provoca un procedimiento de perforación mientras que se utiliza una sarta de perforación acoplada con una broca de perforación para perforar un pozo de sondeo a través de una formación de tierra. La sarta de perforación se extiende desde una ubicación en la superficie hacia el pozo de sondeo. Se bombea el fluido de perforación por la sarta de perforación durante el proceso de perforación y luego este circula de regreso a la superficie a través de un anillo formado entre la superficie externa de la sarta de perforación y la pared interna del pozo de sondeo. Se puede utilizar el fluido de perforación para darle energía hidráulica a la broca de perforación, transportar muestras de formaciones lejos de la broca de perforación y/o similares.

En la etapa 110, se permite que el fluido de perforación fluya entre el anillo de perforación y una tubería de inyección de gas a través de una pluralidad de puertos de flujo. En determinados aspectos, la parte superior del anillo de perforación se encuentra forrada por una sarta de revestimiento, de modo que el anillo de perforación se forma a partir de un espacio anular entre la sarta de perforación y la sarta de revestimiento. Los puertos de flujo pueden comprender aberturas en la sarta de revestimiento a través de las cuales el fluido de perforación puede fluir entre el anillo de perforación revestido y la tubería de inyección de gas. En algunas modalidades, la tubería de inyección de gas está configurada para estar concéntrica con la sarta de revestimiento y la tubería de inyección de gas crea un anillo de inyección de gas entre la sarta de revestimiento y la tubería de inyección de gas, que puede ser una sarta de revestimiento. En algunas modalidades, la tubería de inyección de gas puede ser una tubería que se extiende por el anillo de perforación y los puertos de flujo pueden ser aberturas en el extremo inferior de la tubería de inyección de gas.

En la etapa 120, el gas se bombea hacia la parte superior del anillo de perforación. El gas se bombea hacia la parte superior del anillo de perforación a través de la tubería de inyección de gas, que incluye puertos de inyección de gas a través de los cuales el gas fluye de la tubería de inyección de gas hacia el anillo de perforación. En determinados aspectos, la parte superior del anillo de perforación se encuentra forrada por una sarta de revestimiento, de modo que el anillo de perforación se forma a partir de un espacio anular entre la sarta de perforación y la sarta de revestimiento. En algunas modalidades, la tubería de inyección de gas está configurada para estar concéntrica con la sarta de revestimiento y la tubería de inyección de gas crea un anillo de inyección de gas entre la sarta de revestimiento y la tubería de inyección de gas, que puede ser una sarta de revestimiento. En otras modalidades, la tubería de inyección de gas puede ser una tubería colocada en el anillo de perforación e incluye los puertos de flujo y los puertos de inyección de gas. En modalidades de la presente invención, los puertos de inyección de gas están ubicados en una posición verticalmente más alta en el pozo de sondeo que en los puertos de flujo.

En la etapa 120, se inyecta el gas de la tubería de inyección de gas en el anillo de perforación a través de una pluralidad de puertos de inyección de gas. Los puertos de inyección de gas comprenden aberturas en la sarta de revestimiento que permiten que el gas fluya de la tubería de inyección de gas hacia el anillo de perforación. Se pueden utilizar bombas para bombear un volumen de gas a una presión en la tubería de inyección de gas. A medida que se bombea el gas en la tubería de inyección de gas, se puede expulsar el fluido de perforación fuera de la tubería de inyección de gas hacia el anillo de perforación a través de los puertos de. flujo. A medida que se bombea el gas en la tubería de inyección de gas, el fluido de perforación en la tubería de inyección de gas se puede comprimir, ser forzado a fluir a través de los puertos de flujo y/o similares y el gas puede¡ luego de un período de bombeo, extenderse por la tubería de inyección de gas hacia los puertos de inyección de gas. Cuando el gas alcanza los puertos de inyección de gas, puede que pase a través de los puertos hacia el anillo de perforación. Luego de un período de bombeo, el gas puede circular por la tubería de inyección de gas, a través de los puertos de inyección de gas, hacia el anillo de perforación y hacia la superficie. La BHP se puede controlar/reducir al introducir gas en la parte superior del anillo de perforación. Se puede utilizar un procesador para controlar el bombeo del gas hacia la parte superior del anillo de perforación para producir una BHP deseada/requerida. Los sensores en el anillo de perforación, la tubería de inyección de gas, al fondo del pozo de sondeo, en la formación y/o similares se pueden acoplar con el procesador para proporcionar un control activo del proceso de inyección de gas para producir una BHP deseada/requerida.

En la etapa 130, los puertos de flujo se sellan cuando el gas fluye entre la tubería de inyección de gas y el anillo de perforación a través de los puertos de inyección de gas. En una modalidad de la presente invención, los puertos de inyección de gas y los puertos de flujo están separados por una distancia vertical de modo que la altura hidrostática del fluido de perforación en el anillo de perforación sella los puertos de flujo cuando el gas fluye desde la tubería de inyección de gas hacia el anillo de perforación a través de los puertos de inyección de gas. Las distancias de separación vertical pueden ser mayores que 50 pies, mayores que 100 pies, mayores que 200 pies, mayores que 300 pies, dependiendo del peso del fluido de perforación, el tamaño de los puertos de flujo, el tamaño de los puertos de inyección de gas y/o similares.

En una modalidad de la presente invención, el tamaño de los puertos de flujo es mayor que el tamaño de los puertos de inyección de gas. En una modalidad de la presente invención, se utilizan puertos de inyección de gas pequeños para proporcionar una inyección de gas eficiente/eficaz en el anillo de perforación. Grandes puertos de inyección de gas requieren el uso de grandes presiones de bombeo para impulsar el gas en el anillo de perforación con la posibilidad de que el fluido de perforación fluya a través de los puertos de inyección de gas. Los puertos de flujo de gran tamaño permiten que el fluido de perforación fluya entre el anillo de perforación y la tubería de inyección de gas. Cuando en un principio se bombea el gas hacia la tubería de gas de inyección, lo que permite que el gas sea impulsado hacia el anillo de perforación a través de los puertos de flujo, puede permitir el uso de presiones de bombeo de gas inferiores para bombear el gas a través de la tubería de inyección de gas hacia los puertos de inyección de gas. La disminución de presiones de bombeo de gas, volúmenes de bombeo de gas y/o similares en la tubería de inyección de gas significa que las oscilaciones en el fluido de perforación en el anillo de perforación/tubería de inyección de gas, tal como las oscilaciones de presión y flujo que resultan de la inyección de gas están reducidas.

En la etapa 140, el proceso de perforación se puede continuar mientras ocurre el proceso de inyección de gas. En algunos aspectos, el proceso de perforación se puede continuar luego de que el proceso de inyección de gas ha terminado o se encuentra en un estado estable. Al inyectar gas en la parte superior del anillo de perforación, no se afecta el flujo de una columna de fluido de perforación en la sarta de perforación y se pueden realizar procesos tales como la telemetría en esta columna. De manera adicional, dado que la columna de fluido de perforación en la sarta de perforación no se ve afectada por la inyección de gas, el proceso de perforación se puede continuar de manera efectiva durante al menos una parte del procedimiento de inyección de gas.

Mientras que los principios de la descripción se han descrito anteriormente con respecto a aparatos y métodos específicos, se debe entender claramente que esta descripción se realiza solo a modo de ejemplo y no limita el alcance de la invención.

Claims (32)

SE REIVINDICA LO SIGUIENTE:

1. Un método para inyectar gas en un anillo de perforación que rodea una sarta de perforación durante un proceso de perforación para perforar un pozo de sondeo en una formación subterránea, donde el anillo de perforación comprende un espacio anular entre la sarta de la sarta de perforación y una sarta de revestimiento y la sarta de perforación se extiende desde una ubicación en la superficie hacia el pozo de sondeo, donde el método comprende: bombear gas en el anillo de perforación, donde el gas se bombea en una tubería de inyección y a través de un conjunto de uno o más puertos de inyección de gas en el anillo de perforación, y donde el conjunto de uno o más puertos de inyección de gas están en comunicación fluida con la tubería de inyección de gas y el anillo de perforación; hacer fluir fluidos de perforación entre el anillo de perforación y la tubería de inyección de gas a través de un conjunto de uno más puertos de flujo, donde el conjunto de uno o más puertos de flujo se encuentran en comunicación fluida con la tubería de inyección de gas y el anillo de perforación, y donde el conjunto de uno o más puertos de flujo se encuentran a una distancia vertical debajo del conjunto de uno o más puertos de inyección de gas, de modo que el conjunto de puertos de inyección de gas están ubicados entre el conjunto de uno o más puertos de flujo y la ubicación en la superficie; y sellar el conjunto de uno o más puertos de flujo cuando el gas fluye desde la tubería de perforación a través del conjunto de uno o más puertos de inyección de gas hacia el anillo de perforación.

2. El método de la reivindicación 1 , donde la etapa de sellar el conjunto de uno o más puertos de flujo comprende utilizar una altura hidrostática de una columna de fluidos de perforación que se extiende entre el conjunto de uno o más puertos de flujo y el conjunto de uno o más puertos de inyección de gas para sellar el conjunto de uno o más puertos de flujo.

3. El método de la reivindicación 1 , donde la etapa de sellar el conjunto de uno o más puertos de flujo cuando el gas fluye desde la tubería de perforación a través del conjunto de uno o más puertos de inyección de gas hacia el anillo de perforación previene que el gas fluya a través de los puertos de flujo.

4. El método de la reivindicación 1 , donde la distancia vertical es mayor que 50 (cincuenta) pies.

5. El método de la reivindicación 1 , donde la distancia vertical es mayor que 100 (cien) pies.

6. El método de la reivindicación 1 , donde la distancia vertical es entre 100 (cien) pies y 200 (doscientos) pies.

7. El método de la reivindicación 1 , donde la distancia vertical es entre 200 (cien) pies y 300 (trescientos) pies.

8. El método de la reivindicación 1 , donde la distancia vertical es mayor que 300 (trescientos) pies.

9. El método de la reivindicación 1 , donde: el conjunto de uno o más puertos de inyección de gas comprenden un área transversal de inyección a través del cual el fluido puede fluir desde la tubería de inyección hacia el anillo de perforación; el conjunto de uno o más puertos de flujo comprenden un área transversal de flujo a través del cual el fluido puede fluir entre la tubería de inyección y el anillo de perforación; y el área transversal de inyección es menor que el área transversal de flujo.

10. El método de la reivindicación 9, donde el área transversal de flujo es al menos 10 (diez) veces mayor que el área transversal de inyección.

11. El método de la reivindicación 9, donde el área transversal de flujo es entre 10 (diez) y 50 (cincuenta) veces mayor que el área transversal de inyección.

12. El método de la reivindicación 9, donde el área transversal de flujo es entre 50 (cincuenta) y 100 (cien) veces mayor que el área transversal de inyección.

13. El método de la reivindicación 9, donde el área transversal de flujo es más de 100 (cien) veces mayor que el área transversal de inyección.

14. El método de la reivindicación 1 , donde la tubería de inyección de gas comprende una tubería que se coloca de forma concéntrica alrededor de la sarta de revestimiento.

15. El método de la reivindicación 14, donde el conjunto de uno o más puertos de inyección de gas y el conjunto de uno o más puertos de flujo comprenden aperturas en la sarta de revestimiento.

16. El método de la reivindicación 1 , donde la tubería de inyección de gas comprende una tubería en espiral.

17. El método de la reivindicación 1 , donde al menos uno del conjunto de uno o más puertos de inyección de gas o al menos uno del conjunto de uno o más puertos de flujo está cerrado para asegurarse de que la distancia vertical entre el conjunto de uno o más puertos de flujo y el conjunto de uno o más puertos de inyección de gas sea suficiente para asegurarse de que una altura hidrostática de la columna de fluido de perforación selle/prevenga el flujo del fluido de perforación a través de los puertos de flujo cuando el gas está fluyendo a través del conjunto de uno o más inyectores de gas hacia el anillo de perforación.

18. El método de la reivindicación 1 , donde la distancia vertical se determina utilizando al menos uno de los siguientes métodos: experimentación, modelado, experiencia previa y cálculo.

19. El método de la reivindicación 1 , donde el tamaño de los puertos de inyección de gas se determina utilizando al menos uno de los siguientes métodos: experimentación, modelado, experiencia previa y cálculo.

20. El método de la reivindicación 1 , donde el tamaño de los puertos de flujo se determina utilizando al menos uno de los siguientes métodos: experimentación, modelado, experiencia previa y cálculo.

21. Un sistema para proporcionar una inyección de gas en un anillo de perforación que rodea una sarta de perforación durante un proceso de perforación para perforar un pozo de sondeo en una formación subterránea, donde el anillo de perforación comprende un espacio anular entre la sarta de la sarta de perforación y una sarta de revestimiento y la sarta de perforación se extiende desde una ubicación en la superficie hacia el pozo de sondeo, donde el método comprende: una tubería de inyección de gas, donde la tubería de inyección de gas rodea la sarta de revestimiento para producir un anillo de inyección de gas entre la sarta de revestimiento y la tubería de inyección de gas; un primer conjunto de uno o más puertos de flujo en la sarta de revestimiento configurado para proporcionar una comunicación fluida entre el anillo de perforación y el anillo de inyección de gas; y un primer conjunto de uno o más puertos de inyección de gas en la sarta de revestimiento configurado para proporcionar una comunicación fluida entre el anillo de perforación y el anillo de inyección de gas, donde: el primer conjunto de puertos de inyección de gas están colocados en la sarta de revestimiento a una distancia vertical por encima del primer conjunto de uno o más puertos de flujo el primer conjunto de puertos de inyección de gas están ubicados entre el primer conjunto de uno o más puertos de flujo y la ubicación en la superficie; el primer conjunto de uno o más puertos de flujo producen aberturas de flujo en la sarta de revestimiento que tiene una primera área transversal total; el primer conjunto de uno o más puertos de inyección de gas produce aberturas de inyección en la sarta de revestimiento que tiene una segunda área transversal total; y la primera área transversal total es mayor que la segunda área transversal total.

22. El sistema de la reivindicación 21 , donde la distancia vertical está configurada para asegurar que mientras está en uso durante el proceso de perforación, el fluido de perforación en el anillo de inyección sella el primer conjunto de uno o más puertos de flujo que previenen el flujo de los fluidos de perforación entre el anillo de perforación' y el anillo de inyección cuando el gas fluye del anillo de inyección a través del primer conjunto de uno o más puertos de inyección en el anillo de perforación.

23. El sistema de la reivindicación 22, donde la distancia vertical es mayor que 50 (cincuenta) pies.

24. El sistema de la reivindicación 22, donde la distancia vertical es mayor que 100 (cien) pies.

25. El sistema de la reivindicación 22, donde la distancia vertical es entre 100 (cien) pies y 200 (doscientos) pies.

26. El sistema de la reivindicación 22, donde la distancia vertical es entre 200 (cien) pies y 300 (trescientos) pies.

27. El sistema de la reivindicación 22, donde la distancia vertical es mayor que 300 (trescientos) pies.

28. El sistema de la reivindicación 21 , donde la primera área transversal total es al menos 10 (diez) veces mayor que la segunda área transversal total.

29. El sistema de la reivindicación 21 , donde la primera área transversal total es entre 10 (diez) y 50 (cincuenta) veces mayor que la segunda área transversal total.

30. El sistema de la reivindicación 21 , donde la primera área transversal total es entre 50 (cincuenta) y 100 (cien) veces mayor que la segunda área transversal total.

31. El sistema de la reivindicación 21 , donde la primera área transversal total es más de 100 (cien) veces mayor que la segunda área transversal total.

32. El sistema de la reivindicación 21 , que comprende además un sensor configurado para detectar cuándo el gas está fluyendo a través del primer conjunto de uno o más puertos de inyección. RESUMEN Inyección de gas en un sistema de perforación con presión controlada para permitir el funcionamiento del sistema de perforación en una ventana de presión definida por la presión de poro de una formación que está siendo perforada y una presión de fractura de la formación. El gas se inyecta a través de puertos de inyección de gas y se permite que los fluidos de perforación fluyan entren el anillo de perforación y el sistema de inyección de gas a través de una pluralidad de puertos de flujo que están colocados de forma vertical debajo de los puertos de inyección de gas en el pozo de sondeo que se está perforando. Los puertos de inyección de gas y los puertos de flujo están configurados para que cuando el gas esté fluyendo a través de puertos de inyección de gas, los puertos de flujo estén sellados.