MX2014015646A

MX2014015646A - Exclusor de fluido para diagrafia en lodos de agua.

Info

Publication number: MX2014015646A
Application number: MX2014015646A
Authority: MX
Inventors: Evan L Davies; Dustin R Stubbs; David O Torres
Original assignee: Halliburton Energy Services Inc
Priority date: 2012-06-27
Filing date: 2012-06-27
Publication date: 2015-07-14
Also published as: AU2012383533B2; WO2014003737A1; EP2867707A1; AU2012383533A1; MX342670B; CA2877281A1; US20150136387A1; BR112014032433A2

Abstract

Se describe un sistema y método para reducir los efectos del pozo de sondeo en un pozo de sondeo dentro de un yacimiento subterráneo. El aparato incluye un exclusor de fluido, el cual incluye un cuerpo de manguito y una abertura de manguito definida por el cuerpo de manguito. El manguito puede dimensionarse para ajustarse alrededor de una herramienta de inducción. El cuerpo de manguito puede incluir un pasaje de fluido a través del mismo, el cual puede desviar los fluidos de perforación cuando el aparato se despliega en el fondo de la perforación. El aparato además puede incluir un electrodo dispuesto dentro del pasaje de fluido para reducir la corriente eléctrica en el fluido de perforación y mejorar por consiguiente las lecturas obtenidas por los dispositivos de diagrafía.

Description

EXCLUSOR DE FLUIDO PARA DIAGRAFÍA EN LODOS DE AGUA ANTECEDENTES DE LA INVENCION La presente descripción se refiere generalmente a operaciones de perforación de pozos y, más particularmente, a equipo de diagrafia para operaciones de perforación y diagrafia de pozos.

Operaciones de perforación de pozos existentes requieren información sobre características de yacimiento para ayudar en decisiones de perforación. Se utilizan numerosas téenicas de medición, incluyendo diagrafía durante perforación (LWD), medición durante la perforación (MWD), y pruebas de cable de acero. Una de tales técnicas de medición es diagrafía de resistividad, la cual trabaja para caracterizar la roca o sedimento en un pozo de sondeo al medir su resistividad eléctrica. La diagrafía de resistividad puede lograrse usando herramientas de inducción, las cuales típicamente utilizan al menos una bobina eléctrica en una sonda en el fondo de la perforación para generar un circuito de corriente alterna en el yacimiento por inducción. La eficacia de una herramienta de inducción, sin embargo se encuentra limitada por efectos del ¡pozo de sondeo en el fondo de la perforación. Los efectos de pozo de sondeo, son causados típicamente por fluidos del pozó de sondeo - incluyendo lodos de perforación - que rodean la herramienta de inducción, los cuales conducen corriente e interfieren con las mediciones de resistividad. Los efectos del pozo de sondeo son típicamente más fuertes en ambientes con alta salinidad, a medida que el contenido de solución salina incrementa la conductividad del fluido de perforación. Lo que se necesita es un aparato que pueda reducir o eliminar los efectos del pozo de sondeo para incrementar la eficacia de las mediciones de resistividad en el fondo de la perforación.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS Algunas modalidades ejemplares específicas de la descripción pueden entenderse al hacer referencia, en parte, a la siguiente descripción y los dibujos anexos.

La Figura 1 ilustra un pozo con una herramienta de inducción por cable existente.

La Figura 2a ilustra una vista isométrica de un exclusor de fluido ejemplar de acuerdo con aspectos de la presente descripción.

La Figura 2b ilustra una vista frontal de un exclusor de fluido ejemplar de acuerdo con aspectos de la presente desóripción.

¡La Figura 2c ilustra una sección transversal latitudinal del exclusor de fluido ejemplar de acuerdo con aspectos de la presente descripción.

La Figura 3 ilustra un ejemplo de aparato de diagrafia desplegado en un pozo de sondeo, de acuerdo con aspectos de la presente descripción.

Aunque las modalidades de esta descripción se han representado y descrito y se definen por referencia a modalidades ejemplares de la descripción, tales referencias no implican una limitación en la descripción, y no se inferirá tal limitación. La materia objeto descrita es capaz de modificación alteración, y equivalentes considerables en forma y función, como se le ocurrirá a aquellos con experiencia en la téenica pertinente y que tengan el beneficio de esta descripción. Las modalidades representadas y descritas de esta descripción son sólo ejemplos, y no son exhaustivas del alcance de la descripción.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La presente descripción se refiere generalmente a operaciones de perforación de pozos y, más particularmente, a equipos de diagrafia para operaciones de perforación y diagrafia de pozos.

Las modalidades ilustrativas de la presente descripción I se describen en detalle en este documento. Para propósitos de i claridad, no todas las características de una implementación real pueden describirse en esta especificación. Desde luego, se apreciará que en el desarrollo de cualquier modalidad real, deben tomarse numerosas decisiones de implementación especifica para lograr las metas de implementación especifica, las cuales variarán de una implementación a otra. Además, se apreciará que tal esfuerzo de desarrollo puede ser complejo y consumir mucho tiempo, pero no obstante, seria una empresa de rutina para aquellos con experiencia ordinaria en la téenica que tienen el beneficio de la presente descripción.

Para facilitar un mejor entendimiento de la presente descripción, se dan los siguientes ejemplos de ciertas modalidades. De ninguna manera deben leerse los siguientes ejemplos para limitar o definir el alcance de la descripción. Las modalidades de la presente descripción pueden ser aplicables a pozos horizontales, verticales, desviados, o de otra manera no lineales en cualquier tipo de yacimiento subterráneo. Las modalidades pueden ser aplicables a pozos de inyección, asi como a pozos de producción, incluyendo pozos de hidrocarburos. Dispositivos y métodos de acuerdo con ciertas modalidades pueden utilizarse en uno o más de cables I de acero o cables de recuperación. Pueden implementarse modalidades en varias herramientas de prueba de yacimiento adecuadas para probar, recuperar y muestrear a lo largo de las secciones del yacimiento que, por ejemplo, pueden transportarse a través del paso de flujo en cadena tubular o utilizar un cable de acero, cable de recuperación, tubería enrollada, robot en el fondo de la perforación o similares.

En esta descripción, se propone un sistema y un método para reducir los efectos del pozo de sondeo en un pozo de sondeo dentro de un yacimiento subterráneo. Como se discutirá, el sistema puede incluir un aparato que comprende un exclusor de fluido que contiene pasajes de fluido para desviar el fluido de perforación alrededor de una herramienta de inducción, y electrodos encerrados dentro de los pasajes de fluido para reducir las corrientes eléctricas dentro del fluido de perforación. El sistema y método descritos en la descripción pueden efectuar una medición de resistividad más precisa al reducir o eliminar efectos del pozo de sondeo mientras que permite los pasajes de fluido alrededor de la herramienta, lo cual puede impedir que la perforación se despresurice mientras se toman las mediciones.

La Figura 1 muestra un sistema 100 de perforación existente que puede utilizarse para operaciones de extracción por cables de acero. El sistema 100 de perforación incluye un equipo de perforación 102 montado en la superficie 104, colocado por encima de un pozo de sondeo 106 dentro de un yacimiento 108 subterráneo. El equipo de perforación 102 puede conectarse a un cable de acero 110, el cual puede acoplarse a y actuar como un medio de comunicación para una herramienta de inducción 112 en el fondo de la perforación. En ciertas modalidades, el cable de acero puede acoplarse de manera comunicativa a un sistema de control 114 en la superficie, el cual puede reunir mediciones acumuladas por la herramienta de inducción 112. Las mediciones pueden incluir, por ejemplo, medición de resistividad del yacimiento 108.

La herramienta de inducción 112 puede colocarse dentro del pozo de sondeo 106 y rodearse por el fluido 116 de perforación dentro del pozo de sondeo 106. En ciertas modalidades, la herramienta de inducción 112 puede utilizarse en un sistema de diagrafia por cables de acero, en la cual una sarta de perforación se extrae del pozo de sondeo 106 para que puedan introducirse herramientas de diagrafia por cables de acero dentro del pozo de sondeo 106. Las operaciones de perforación pueden incluir fluidos 116 de perforación de bombeo en el fondo de la perforación para efectuar el proceso de perforación, y el fluido de perforación 112 puede permanecer dentro del pozo de sondeo una vez que se retira la sarta de perforación. El fluido de perfcjración 116 puede incluir, por ejemplo, lodos de agua con I I diferentes niveles de salinidad dependiendo de la aplicación I de perforación.

La herramienta de inducción 112 puede comprender una sonda en el fondo de la perforación que incluye una pluralidad de antenas que transmiten y reciben energía electromagnética ("EM") en el yacimiento 108. La antena puede colocarse de acuerdo con la dirección de sus momentos magnéticos, para reunir información de resistividad en una pluralidad de direcciones predeterminadas dentro del yacimiento 108. Una herramienta de inducción 112 ejemplar es una herramienta de inducción tri-axial, la cual puede incluir tres antenas, cada una colocada para medir características de resistividad a lo largo de un eje diferente en relación con la herramienta de inducción. Transmitir energía "EM" en el yacimiento puede excitar una corriente eléctrica en el fluido 116 de perforación. La corriente eléctrica también puede generarse por otras herramientas de diagrafía ubicadas en el fondo de la perforación. La corriente eléctrica excitada, así como otra energía EM dentro del pozo de sondeo 106 y fluidos de perforación se denominan típicamente de manera colectiva como efectos del pozo de sondeo. Los efectos de los pozos de sondeo pueden interferir con la transmisión y recepción de ! energía EM del yacimiento 108, sesgando las mediciones de resistividad. Desafortunadamente, es problemático remover el I I fluiqlo totalmente de modo que no se generen las corrientes I I eléctricas, ya que los fluidos de perforación y la presión impartida al yacimiento 108 por el fluido de perforación pueden ser necesarios para impedir que los fluidos dentro del yacimiento 108 escapen hacia el pozo de sondeo 106.

De acuerdo con aspectos de la presente descripción, Las Figuras 2a-c ilustran un aparato ejemplar, o exclusor de fluido, que puede instalarse alrededor de una herramienta de medición en el fondo de la perforación y actúa para reducir los efectos del pozo de sondeo sin despresurizar el pozo de sondeo del fluido completo. El exclusor de fluido 200 puede ser un manguito alargado que incluye un cuerpo de manguito 202 que define una abertura de manguito 204. La abertura de manguito 204 puede dimensionarse para acomodar una herramienta de diagrafia, tal como la herramienta de inducción 112 de la Figura 1. En la modalidad mostrada, tanto el cuerpo de manguito 202 como la abertura de manguito 204 comprenden una forma generalmente cilindrica. Son posibles otras formas para el cuerpo de manguito 202 y la abertura de manguito 204, incluyendo cuboides, y, en ciertas modalidades, el cuerpo de manguito 202 y la abertura de manguito 204 pueden comprender diferentes formas.

El cuerpo de manguito 202 puede incluir pasajes de fluijio, tales como pasajes de fluido 206, 218, 220 y 226 a . | través del mismo. El pasaje de fluido 206, por ejemplo, puede desviar fluido a través del exclusor de fluido 200, y permitir que el fluido pase a través del pasaje 206 de un extremo del exclusor de fluido 200 al otro. Como puede verse, el pasaje de fluido 206 comprende una lumbrera cilindrica a través de la estructura del cuerpo de manguito 202, que viaja el tramo del exclusor de fluido 200. En ciertas modalidades, el exclusor de fluido 200 puede incluir múltiples pasajes de fluido, colocados radialmente alrededor del manguito de cuerpo 202. El exclusor de fluido 200 puede incluir un eje longitudinal 208, coaxial con el cuerpo de manguito 202 y la abertura de manguito 204, y los pasajes de fluido pueden tener ejes longitudinales, tal como eje 220 del pasaje 218, que son paralelos al eje longitudinal 208 del exclusor de fluido 200.

En ciertas modalidades, un electrodo, tal como el electrodo 210, puede disponerse dentro de pasajes de fluido del exclusor de fluido 200. En cierta modalidad, puede haber una pluralidad de electrodos en cada pasaje de fluido del exclusor de fluido, con cada uno de los electrodos estando situado en una posición predeterminada a lo largo del eje longitudinal 204 del exclusor de fluido 200. En ciertas modalidades, las ubicaciones predeterminadas pueden determinarse, en parte, basándose en la herramienta de diagrafia la cual se instalará. Por ejemplo, cuando se instála una herramienta de inducción, las ubicaciones predeterminadas de los electrodos pueden corresponder a un campo eléctrico generado por la herramienta de inducción, la cual puede caracterizarse, en parte, en la frecuencia y longitud de onda de la energía EM generada en la herramienta de inducción. En ciertas modalidades, el electrodo 210, y todos los electrodos en el exclusor de fluido, pueden conectarse a tierra eléctrica, de tal manera que cualquier corriente eléctrica dentro del fluido de perforación que fluye a través de los pasajes de fluido puede ponerse en corto circuito.

En ciertas modalidades, tal como en las Figuras 2a-c, el cuerpo de manguito 202 puede incluir al menos un rodillo 212 dispuesto en una superficie exterior. Al menos un rodillo 212 puede ponerse en contacto con la pared del pozo de sondeo cuando el exclusor de fluido 200 se introduce en un pozo de sondeo, asegurando que el exclusor de fluido 200 pasará a través del pozo de sondeo sin quedar atrapado. En ciertas modalidades, los rodillos pueden espaciarse tanto lateral como radialmente alrededor del cuerpo de manguito 202 de tal manera que los rodillos, incluyendo el rodillo 212, harán I contacto con la pared del pozo de sondeo. Para ayudar adicionalmente con el exclusor de fluido 200 que pasa I efectivamente a través de un pozo de sondeo, el cuerpo de i manguito 202 puede construirse de cualquiera de un material rígido, tal como plástico o material compuesto, o un material flexible, tal como una matriz de material compuesto, para conformarse a pozos de sondeo no cilindricos.

La Figura 2c ilustra una sección transversal del exclusor de fluido 200 tomada a lo largo de la línea discontinua en la Figura 2b. Como se puede ver, el pasaje 220 de fluido incluye un eje longitudinal 228. El eje longitudinal 228 puede estar paralelo al eje longitudinal 208 del exclusor de fluido 200. En ciertas modalidades, cada pasaje de fluido de un exclusor de fluido puede tener ejes longitudinales que se encuentran paralelos entre sí y al eje longitudinal 208 del exclusor de fluido 200.

La Figura 3 ilustra un aparato 300 de diagrafía ejemplar, que incluye una herramienta de inducción 302 instalada dentro de un exclusor 304 de fluido, de acuerdo con aspectos de la presente descripción. Como puede verse el aparato se suspende en el pozo de sondeo 306 dentro del yacimiento 308 en un cable de acero 310. A medida que el aparato 300 se coloca en una ubicación predeterminada en el pozo de sondeo 306, el fluido de perforación dentro del pozo de sondeo 306 puede desviarse hacia pasajes 314a y 314b de fluido dentro del exclusor 304 de fluido, como se indica por I las flechas 316. Como puede observarse, el área anular entre i la herramienta de inducción 302 y la pared del pozo de sondeo 306 puede estar generalmente libre de fluidos de perforación, excepto para el fluido de perforación dentro de los pasajes de fluido 314a y 314b. La corriente eléctrica dentro del fluido de perforación que rodea la herramienta de inducción 302 puede reducirse o eliminarse usando electrodos, tal como el electrodo 320, colocado con pasajes de fluido 314a y 314b. En ciertas modalidades, los electrodos pueden conectarse a una tierra eléctrica a través de la herramienta de inducción 302, de tal manera que las corrientes eléctricas que fluyen a través del fluido de perforación se ponen en cortocircuito. Como se apreciará por alguien con experiencia ordinaria en vista de esta descripción, con los efectos del pozo de sondeo generalmente reducidos, la herramienta de inducción 302 puede tomar una medición de resistividad más precisa del yacimiento 308. Como también puede apreciarse por alguien con experiencia ordinaria en vista de esta descripción, el aparato es capaz de desviar los fluidos de perforación y reducir los efectos del pozo de sondeo sin despresurizar el pozo de sondeo de fluido de perforación, lo que puede crear problemas a medida que las operaciones de explotación y perforación continúen. i !Por lo tanto, la presente descripción se adapta bien I I para1 lograr los fines y ventajas mencionados, asi como aquellos que son inherentes a la misma. Las modalidades particulares descritas en lo anterior son sólo ilustrativas, ya que la presente descripción puede modificarse y practicarse en diferentes aunque formas equivalentes evidentes para aquellos con experiencia en la téenica que tienen el beneficio de las enseñanzas en la presente. Además, no existen limitaciones pretendidas para los detalles de construcción o diseño mostrados en la presente, distintas a como se describe en las reivindicaciones siguientes. Por tanto, es evidente que las modalidades ilustrativas particulares descritas anteriormente pueden alterarse o modificarse y todas las variaciones se consideran dentro del alcance y espíritu de la presente descripción. También, los términos en las reivindicaciones tienen su significado ordinario, simple a menos que se defina explícita y claramente lo contrario por el titular de patente. Los artículos indefinidos "un" o "una", como se utilizan en las reivindicaciones, se definen en la presente para significar uno o más de uno del elemento que se introduce.

Claims

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito la presente invención como antecede, se considera como novedad y por lo tanto se reclama como propiedad lo descrito en las siguientes: REIVINDICACIONES

1. Un aparato para reducir los efectos del pozo de sondeo en un pozo de sondeo dentro de un yacimiento subterráneo, caracterizado porque comprende: un cuerpo de manguito; una abertura de manguito definida por el cuerpo de manguito; un pasaje de fluido a través del cuerpo de manguito; y un electrodo dispuesto dentro del pasaje de fluido.

2. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, se caracteriza además porque comprende un rodillo dispuesto sobre una superficie exterior del cuerpo de manguito.

3. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, se caracteriza porque el pasaje de fluido se adapta para desviar el fluido a través del aparato cuando el aparato se dispone en él pozo de sondeo.

4. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, se caracteriza porque la abertura del manguito se dimensiona para1,acomodar una herramienta de inducción.

5. El aparato de conformidad con la reivindicación 4, se caracteriza porque el electrodo se coloca en una ubicación predeterminada dentro del pasaje de fluido, en donde la ubicación predeterminada corresponde a un campo eléctrico generado por la herramienta de inducción.

6. El aparato de conformidad con las reivindicaciones 1, 2, 3, 4 ó 5, se caracteriza porque el electrodo se acopla a una tierra eléctrica.

7. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, se caracteriza porque el cuerpo de manguito comprende un material rígido.

8. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, se caracteriza porque el cuerpo de manguito comprende un material flexible.

9. Un método para reducir efectos del pozo de sondeo en un pozo de sondeo dentro de un yacimiento subterráneo, caracterizado porque comprende: proporcionar un exclusor de fluido, en donde el exclusor de fluido comprende: un cuerpo de manguito y una abertura de manguito definida por el cuerpo de manguito, un pasaje de fluido a través del cuerpo de manguito, y I I un electrodo dispuesto dentro del pasaje de fluido; e 1insertar una herramienta de inducción dentro de la abertura de manguito del exclusor de fluido; colocar el exclusor de fluido dentro del pozo de sondeo; medir una característica de resistividad del yacimiento subterráneo utilizando la herramienta de inducción.

10. El método de conformidad con la reivindicación 9, se caracteriza porque medir una característica de resistividad del yacimiento subterráneo incluye: desviar hacia el pasaje de fluido un fluido de perforación ubicado dentro del pozo de sondeo, y reducir una corriente eléctrica dentro del fluido de perforación utilizando el electrodo.

11. El método de conformidad con la reivindicación 9, se caracteriza porque el exclusor de fluido además comprende un rodillo dispuesto sobre una superficie exterior del cuerpo de manguito.

12. El método de conformidad con la reivindicación 10, se caracteriza porque el pasaje de fluido desvía el fluido alrededor de la herramienta de inducción cuando el exclusor de fluido se dispone en el pozo de sondeo.

,13. El método de conformidad con la reivindicación 10, I se caracteriza porque la abertura del manguito se dimensiona I para!acomodar la herramienta de inducción. I I

¡14. El método de conformidad con la reivindicación 13, I se cáracteriza porque el electrodo se coloca en una ubicación predeterminada dentro del pasaje de fluido, en donde la ubicación predeterminada corresponde a un campo eléctrico generado por la herramienta de inducción.

15. El método de conformidad con la reivindicación 14, se caracteriza porque el electrodo se acopla a una tierra eléctrica.

16. El método de conformidad con la reivindicación 9, se caracteriza porque el cuerpo de manguito comprende un material rígido.

17. El método de conformidad con la reivindicación 9, se caracteriza porque el cuerpo de manguito comprende un material flexible.

18. Un método para reducir efectos del pozo de sondeo en un pozo de sondeo dentro de un yacimiento subterráneo caracterizado porque: introduce una herramienta de inducción en el pozo de sondeo, en donde la herramienta de inducción se instala dentro de un exclusor de fluido; desvía en un pasaje de fluido del exclusor de fluido un fluido de perforación ubicado dentro del pozo de sondeo, y reduce una corriente eléctrica dentro del fluido de perforación utilizando un electrodo colocado dentro del pasa1,je de fluido.

19. El método de conformidad con la reivindicación 18, se caracteriza porque el electrodo se acopla a una tierra eléctrica.

20. El método de conformidad con la reivindicación 19, se caracteriza además porque comprende medir una característica de resistividad del yacimiento subterráneo utilizando la herramienta de inducción.