MXPA99011405A - Sistema para perforar y completar pozosmultilaterales - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a una herramienta multilateral para reducir el tiempo requerido para perforar y completar un pozo multilateral, la herramienta multilateral estácaracterizada porque comprende:(a) una sección de columna principal;(b) una sección de columna portadora que tiene un primer extremo que se puede unir coaxialmente con una columna primaria y un segundo extremo que se puede unir con la sección de columna principal y que tiene una primera ventana preformada cerca del segundo extremo de la misma;(c) una sección de columna lateral que tiene un primer extremo y un segundo extremo y que tiene una segunda ventana preformada cerca del primer extremo de la misma;(d) en donde la sección de columna portadora estáadaptada para recibir estrechamente la sección lateral coaxialmente, con el primer extremo de la sección de columna portadora que se encuentra adyacente al primer extremo de la sección de columna lateral cuando la sección de columna lateral es recibida en la sección de columna portadora y (e) medios para retener de manera liberable la sección de columna lateral dentro de la sección de columna portadora;(f) medios de desviación posicionados en el segundo extremo de la sección de columna portadora para desviar la sección de columna lateral a través de la primera ventana preformada cuando la sección de columna lateral se hace avanzar hacia el segundo extremo de la sección de columna portadora y (g) en donde la sección de columna portador ay la sección de columna primaria están alineadas coaxialmente y la segunda ventana preformada estáalineada con la perforación de la columna primaria cuando la sección de columna lateral es extendida plenamente a través de la primera ventana preformada, permitiendo mediante esto la recuperación de los medios redesviación a través de la segunda ventana preformada.

Description

SISTEMA PARA PERFORAR Y COMPLETAR POZOS MULTILATERALES 7 DESCRIPCIÓN OE LA INVENCIÓN Esta invención es concerniente con las herramientas para pozos petroleros en el fondo del pozo y en particular con Una herramienta multilateral utilizada para reducir el tiempo requerido para perforar y completar múltiples pozos que se extienden lateralmente desde un barreno principal. Más específicamente, esta invención^ es concerniente con un método para montar partes de pozo para simplificar la consumación de múltiples pozos gue se extienden lateral o verticalmente a las mismas o diferentes formaciones de producción desde un barreno común, con plena integridad de presión entre los pozos.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN _ La perforación y producción de pozos multilaterales, en donde pozos separados espaciadamente se extienden lateralmente desde un barreno común se han vuelto incrementadamente importantes para la industria del petróleo en años recientes, desde el punto de vista de las nuevas operaciones de perforación y desde el punto de vista de la relaboreo de los barrenos existentes. Una consumación de pozo multilateral mejora frecuentemente la producción a un punto que desplaza los costos incrementados de perforación y consumación. Esta producción incrementada de pozos ^ REF.: 32258 multilaterales, en donde los pozos laterales pueden estar inclinados o aún horizontales, minimiza el número de árboles de producción requeridos en la costa y asimismo minimiza el número de plataformas lejos de la costa requeridas para mantener una velocidad de producción deseada. Además, otros costos de equipo tales como columnas de tubería, tuberías, cabezas de pozo, trépanos, lodos y otros artículos de perforación son reducidos. La perforación multilateral también hace a los depósitos de petróleo en áreas urbanas, zonas de niebla permanente, aguas profundas lejos de la costa y depósitos defectuosos más accesibles para la recuperación económica. Así, la técnica de perforación preferida del futuro, especialmente en la industria del petróleo, es la perforación multilateral. Sin embargo, si la industria del petróleo continua creciendo son necesarias reducciones de costo especialmente en la perforación y consumación de pozos multilaterales. Por ejemplo, la necesidad de reducir el tamaño y número de plataformas lejos de la costa en tanto simultáneamente se desarrollan depósitos más pequeños y frecuentemente discontinuos, lo que se puede llevar a cabo fácilmente con las coiisumaciones laterales, es una preocupación importante para *la industria del petróleo. Así, existe una necesidad urgente de nuevos y mejorados métodos y herramientas que reduzcan el tiempo de perforación y consumación requeridos para los pozos multilaterales . _ Así, es un objeto de esta invención reducir el número y costo de los pozos" requeridos para desarrollar económicamente campos de petróleo y/o gas. Es un objeto más específico de esta invención mejorar las técnicas para _ perforar y consumar pozos multilaterales que pueden producir petróleo a partir de una formación separada por medio dé un solo barreno vertical. Otro objeto es perforar y completar pozos multilaterales que tienen plena integridad de presión en las uniones laterales. ~ Todavía otro objeto es completar de manera segura varios depósitos separados que -tienen diferentes presiones de formación del mismo pozo. 1- Otro objeto específico de esta invención es completar de manera segura múltiples depósitos a alta presión con un pozo multilateral. Todavía otro objeto de esta invención es acelerar la producción y flujo de efectivo al reducir el tiempo de perforación y consumación. 3 _ Todavía otro objeto" es obtener la producción e inyección simultánea en el mismo depósito en un solo pozo.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN De acuerdo con la presente invención, los anteriores y otros objetos y ventajas son obtenidos al hacer avanzar una o más herramientas multilaterales en una columna de la tubería o columna de perforación en donde la herramienta multilateral sirve_ para acelerar las operaciones de perforación y consumación para pozos multilaterales. Esta herramienta multilateral es una combinación premontada de tuberías de pozo y accesorios que se pueden introducir a un barreno a cualquier profundidad apropiada en una sola columna de la tubería o columna de perforación primaria y las columnas de pozo de la herramienta utilizada para expandir la columna primaria para proporcionar columnas de perforación dobles que se extienden desde _la única columna de tubería o columna de perforación primaria. La herramienta multilateral, que incluye tres secciones de_ columna, se puede unir a la columna primaria y erige secciones de columna arregladas en el siguiente orden estructural: una sección de columna principal en el extremo inferior y una sección de columna portadora que contiene coaxialmente una sección de columna lateral en el extremo superior de la herramienta multilateral. La sección de _ columna portadora tiene una ventana y un dispositivo de desviación recuperable alineado con la ventana portadora en su extremo inferior y está adaptada para recibir coaxialmente la sección de columna lateral en su extremo superior. La sección lateral se puede hacer avanzar longitudinalmente para ponerse en contacto con el dispositivo de desviación en el extremo inferior de la sección portadora y desviar la sección portadora a través de la ventana portadora. Cuando se hace avanzar plenamente a través de la sección portadora, una longitud principal de la sección de columna lateral se extiende hacia afuera de la ventana portadora y corre en general paralela a la sección de columna principal. Así, una configuración de columna doble unida a la columna primaria es establecida con una unión lateral sin sellar en la ventana de la columna portadora. La sección de columna lateral tiene una ventana preformada en su extremo inferior que está prealineada con el dispositivo de desviación y la sección lateral se hace avanzar a través de la sección portadora sin rotación para posicionar correctamente la ventana de la columna lateral para la recuperación del dispositivo de desviación. Luego, el dispositivo de desviación puede ser recuperado a través de la ventana de la sección de columna lateral. También se proporciona un acoplamiento para la anexión de manera liberable de la sección lateral a la sección portadora. En servicio para establecer un pozo multilateral, se proporciona equipo montado a ambos lados a través de la unión lateral durante la perforación y producción para la integridad de presión en cada una de las columnas dobles. De acuerdo con otro aspecto de la invención, un método para perforar y completar pozos multilaterales comprende hacer avanzar la herramienta multilateral sobre una columna primaria a una sección^ ampliada de un barreno. Luego, la sección de columna lateral es extendida a través de la ventana de la columna portadora preformada a un ángulo pequeño del eje de la sección portadora y a la sección ampliada del barreno, formando así una unión lateral en la ventana con secciones de columna dobles que corren en general paralelas entre sí en la sección ampliada del barreno. El método y aparato de esta invención descritos a este punto proporcionan series de columnas de perforación dobles, de aquí- en adelante en la presente denominadas como una columna de la tubería o columna de perforación principal y una columna lateral, que son unidas a la columna del barreno primaria y que mantiene el diámetro de la columna primaria. Ademas, las secciones de columna dobles pueden ser instaladas rápidamente en un barreno debido a que la herramienta multilateral es montada sobre la superficie antes de hacer avanzar_la herramienta al barreno. La columna lateral puede hacerse avanzar además a la profundidad de la siguiente sección de agujero y una tubería de revestimiento de -diámetro intermedio se puede hacer avanzar y cementarse. Para proporcionar integridad de presión en la columna lateral en tanto que se perfora un agujero para una tubería de revestimiento de producción, la unión lateral es montada a ambos lados con una tubería de revestimiento de retención de costra que es sellada en el extremo superior con empaques de retención recuperables. Una tubería de revestimiento de producción sin perforar para la columna lateral se hace luego avanzar y es cementada y la tubería de revestimiento de retención en la columna lateral es recuperada. Enseguida, el dispositivo de desviación es recuperado y la perforación y el revestimiento de la columna principal a una zona de producción se lleva a cabo de la misma manera descrita para la columna lateral. Luego el pozo puede ser completado ya sea mezclado o con columnas de tubería dobles al hacer avanzar una tubería de diámetro más pequeño en las columnas para montar a ambos lados la unión lateral para la integridad de la presión entre las columnas de tubería dobles, sellando _ la tubería con empaques de retención de costra permanentes y perforando las tuberías de revestimiento de producción. En una modalidad preferida, la herramienta multilateral, que por ejemplo puede incluir diámetros de la sección de columna de 24.5 cm (9 5/8 pulgadas) para las secciones de columna principal y lateral y un diámetro mayor para la sección portadora, es montada sobre la superficie y luego se hace avanzar al barreno en el fondo de una columna de tubería. El dispositivo de desviación, tal como una cuña desviadora o guía de sondas o A>isel desviador, habiendo sido preposicionado en la sección de columna portadora utilizando un elemento subterráneo de orientación integral durante la fabricación, es también alineado con la ventana sobre la sección de columna lateral durante la fabricación. Después de la instalación de la herramienta multilateral, las columnas de tubería dobles son . extendidas utilizando una configuración de columna de una tubería de revestimiento intermedia de 17.8 cm (7 pulgadas) y una tubería "de revestimiento de producción de 11.4 cm (4 1/2 pulgadas) . Otras configuraciones de columna son también contempladas parahuso en esta invención, tales como configuraciones de 27.3 cm (10 3/4 pulgadas) x 19.4 cm (7 5/8 pulgadas) y una configuración de 29.8 cm (11 3/4 pulgadas) x 21.9 cm (8 5/8 pulgadas) 13.9 cm (5 1/2 pulgadas) . r En otra modalidad preferida, dos o más herramientas multilaterales, configuradas con secciones de columna principal y lateral como se describen anteriormente, se hacen desplazar a niveles separados espaciadamente en una columna de tubería primaria. Luego la extensión de la columna lateral de cada herramienta multilateral proporciona múltiples ramas lateArales correspondientes al número de herramientas multilaterales empleadas.

Otros objetos, ventajas y características nuevas de la presente invención se harán evidentes para aquellos experimentados en la técnica a partir de la siguiente descripción de las modalidades preferidas y las reivindicaciones adjuntas y ios siguientes dibujos en los cuales : BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La figura 1 es una vista en elevación parcialmente en sección de una herramienta multilateral de acuerdo con la invención . Las figuras 2(a)-2(s) son vistas en elevación ^- —. secuencial, parcialmente en sección, que ilustran un método para completar columnas de tubería de pozo dobles utilizando la herramienta multilateral de la figura 1 de acuerdo con esta invención. A La figura 3 es una vista en elevación parcialmente seccional que muestra la alineación de la cuña desviadora o guía de sondas con la ventana de la sección portadora preformada en más detalle. La figura 4 (a) es una vista en sección vertical que muestra_ tubería doble montada a ambos lados de la unión lateral en más detalle. ~ Las figuras 4(b)-4(c) son vistas similares a la figura 4 (a) que muestran un empaque superior de tubería de revestimiento de retención y un montaje de sello de retención utilizado con tubería montada a ambos lados a través de la unión lateral de la figura 4 (a) . La figura 5 es una vista esquemática que ilustra varias herramientas multilaterales que se hacen avanzar en una sola columna de la tubería o tubería de perforación principal .

DESCRIPCIÓN DE LA MODALIDAD PREFERIDA _ En la descripción que sigue, las partes semejantes son marcadas con los mismos números de referencia de principio a fin en la especificación y las varias figuras de los dibujos. Muchos de los dibujos ilustran pozos profundos y/o herramientas del fondo de pozo tubulares alargadas y así los dibujos están acortados verticalmente . También, algunos detalles de elementos convencionales pueden no ser mostrados por propósito de claridad y concisión. De acuerdo con la presente invención, varios términos que identifican secciones de columnas de tuberías del pozo son utilizados en la presente. Se apreciará que aunque tales términos, tales como primario, portadora, lateral, principal, conductor y estructural son utilizados para identificar secciones particulares de columnas de tubería del pozo, todos estos términos se refieren a un conducto de acero tubular que tiene un eje longitudinal, los conductos son de longitud y espesor suficiente para poseer un grado suficiente de flexibilidad y en donde tales conductos son utilizados para proteger un barreno del colapso o derrumbe y de la contaminación de fluidos . - Con referencia ahora_ a la figura 1, se ilustra una vista en elevación seccional de una herramienta multilateral de forma general tubular de acuerdo con la presente invención. Esta herramienta multilateral, ilustrada en general con el número 47, incluye una columna portadora 2 que tiene una ventana preformada a un ángulo de expulsión deseado para la sección 8 de columna lateral. La ventana, que es cubierta con un material de plástico en tanto que se hace avanzar la herramienta, es ilustrada en general con el número 4. Una sección 5 de columna principal es unida permanentemente al extremo inferior 6 de la sección 2 de columna portadora. Como se ilustra, una sección de columna lateral 8 es posicionada estrechamente al interior y alineada coaxialmente con la porción superior de la columna portadora 2 para hacer avanzar hidráulica o mecánicamente la sección lateral 8 a través de la misma. Cuando la sección lateral 8 se hace avanzar plenamente a lo largo de la superficie interna_de la columna portador 2 una longitud mayor de la sección 8 de columna se extiende hacia afuera de la ventana 4. Así, la sección 8 de columna lateral es unida de manera liberable a la columna portadora 2 mediante cualquier medio apropiado, tales como por "ejemplo pernos de corte (no ilustrados) cuando se hace avanzar la herramienta en un barreno. Una cuña desviadora o guía 10 de sondas es preinstalada en el extremo inferior 6 de la columna portadora 2 enA cooperación con un elemento subterráneo de orientación integral ilustrado con el número 12. El elemento subterráneo es utilizado para alinear la cuña desviadora o guía 10 de sondas con la ventana 4 de la columna portadora preformada. Una segunda ventana preformada, que es orientada en la dirección opuesta de la ventana 4 de la columna portadora es ilustrada en general con el número 16. La ventana 16 localizada en la porción superior de la sección 8 de columna lateral, es posicionada para proporcionar una abertura a la columna portadora 2 para la recuperación de la cuña desviadora o guía de sondas 10, cuando la sección lateral 8 es extendida plenamente hacia afuera" de la ventana 4. Medios de guía (no ilustrados) tales como pernos de guía u otra estructura integral para guiar la sección 8 en movimiento longitudinal, sin rotación, pueden ser provistos para asegurar que la ventana 16 sea posicionada correctamente para permitir la recuperación de la cuña desviadora o guía 10 de sondas a. través de la columna portadora 2. También se ilustra en la figura 1 un collarín 18 de asentamiento que se utiliza en conjunción con un tapón "de apertura para liberar la sección 8 de columna lateral 8 de su unión a la columna portadora 2, como se explicará más plenamente posteriormente en la presente. Dispositivos- de sellado anulares, que son unidos a la sección 8 de columna lateral 8, son ilustrados con los números de referencia 20 y 22. Estos sellos 20 y 22 que ~ pueden ser elastoméricos o de metal dependiendo del ambiente de operación, son deslizables a lo largo de la superficie interna de la sección 2 de columna portadora 2. Se ilustran además en la figura 1 , zapatas de guía 24 y 26 respectivamente a la sección _ 5 de columna principal y la sección 8 de columna lateraiT Un borde 28 de cuchilla es posicionado cerca de la zapata de guía 26 en el extremo inferior de la sección 8 de columna lateral. El borde de cuchilla 28 es utilizado para cortar una cubierta de plástico (no ilustrada) que sería colocada sobre la ventana 4 cuando se hace avanzar la herramienta multilateral 7 en un barreno. Componentes específicos que pueden ser usados para montar la herramienta multilateral, como se ilustra en la figura 1 y los varios accesorios de herramienta de servicio requeridos para perforar y completar un pozo, a los que se hace referencia en la presente, son cada uno componentes disponibles comercialmente bien conocidos, muchos de los cuales _son descritos en "Petroleum Engineers Handbook", Howard B. Bradley, Society of Petroleum Engineers, Richardson, TX. Además, los componentes usados en esta invención son enlistados en catálogos tales como "Baker Production and Service Tool Catalogs", Baker Hughes Company, Houston, TX o "TT Catalog" Texas Iron orks Company, Houston, TX. _ Las varias etapas de un método para establecer un pozó multilateral con aislamiento de presión entre pozos provistos en tanto que se perfora y en el pozo completo serán ahora descritas en más detallé con referencia al conjunto de dibujos secuenciales dados en las figuras 2 (a) a 2(s) . Con referencia específicamente ahora a la figura 2 (a) se ilustra la sección inicial de uno solo barreno 30 a ser usado para una ""sección de agujero lateral. La sección 30 de agujero, que es de longitud suficiente para acomodar la herramienta multilateral mostrada en la figura 1, se encuentra a una profundidad deseada para alcanzar sitios objetivo con perforación lateral y se extiende en general verticalmente hacia abajo. En la siguiente etapa de acuerdo con esta invención, la sección 30 de barreno es ampliada para acomodar una herramienta multilateral mediante ensanchamiento que es un método convencional y aceptado para ampliar un barreno. El barreno ampliado es mostrado en la figura 2 (b) . La herramienta 7 multilateral como se ilustra es instalada en el fondo de fia columna primaria 32 de la figura* 2 (c) mediante cualquier medio apropiado y la columna primaria es extendida y ajustada de una manera convencional. Se apreciará para aquellos experimentados en la técnica que la herramienta 7 se podría hacer avanzar a cualquier profundidad deseada en el barreno y que se podría emplear más de una herramienta multilateral en un solo barreno. La orientación de la herramienta 7 multilateral es determinada de preferencia utilizando equipo de sondeo de barreno convencional con la herramienta 7 orientado mediante rotación de la columna 32 primaria. Alternativamente, una cabeza de sonda (no ilustrada) o placa giratoria podría ser instalada por encima de la herramienta 7 y la herramienta 7 posicionada utilizando una herramienta de momento de torsión sobre un trépano o columna de trabajo. Si se desea, un mecanismo de fijación accionado mecánica- o hidráulicamente podría ser instalado para impedir la rotación de la herramienta 7 después que es orientada a la posición o dirección deseada. En la siguiente etapa de acuerdo con la invención, un tapón de abertura, ilustrado con el número 34 en la figura 2 (d) , es lanzado desde la superficie del pozo y desplazado al collarín 18 de asentamiento. El tapón 34 de abertura es una herramienta diseñada para facilitar la separación de la sección 8 de columna lateral mediante el ajuste del collarín 18 de asentamiento y así formar un sello en el extremo superior de la sección 8 de columna lateral. Así, la presión aplicada al tapón 34 de abertura desde la superficie impulsa a la sección 8 de la columna lateral a moverse hacia abajo. Aunque no se ilustra en los dibujos, pero de acuerdo con una práctica en general preferida y aceptada, se proporcionaría una trayectoria circulante a través de la zapata 26 de guía de la sección de columna lateral en la que se incluye una trayectoria de flujo para el fluido de desplazamiento de la zapata 24 de guía de la sección 5 de columna principal a un agujero en la cara de la cuña desviadora o guía 10 de sondas, dirigiendo así el flujo a través de la guía 10 de sondas o cuña desviadora y la zapata 24 de guía de la sección de columna principal. Después del asentamiento del tapón 34 de abertura sobre el collarín 18 de asentamiento, la presión aplicada de la superficie es utilizada para cortar un conjunto de pernos de corte (no ilustrados) impartiendo así activación de la herramienta y forzando a la sección 8 de columna lateral a avanzar hacia abajo dentro de la disección 2 de columna portadora. En esta etapa como se ilustra en la figura 2 (e) , la fuerza hacia abajo sobre la sección 8 de columna lateral desvía o expulsa la sección 8 lateral hacia afuera de la ventana 4 preformada cuando el extremo delantero de la sección lateral 8 se pone en contacto con la cuña desviadora o guía 10 de sondas. Un borde 28 de cuchilla sobre la sección de columna lateral dividirá la cubierta de plástico sobre la ventana 4 preformada _y una porción principal de la sección 8 de columna lateral se hace avanzar hacia afuera de ty la ventana 4 y en general paralela con la sección 5 de columna principal en el agujero 30 ensanchado, formando así una unión lateral en la ventana 4. En la etapa de construcción de pozo mostrada en la figura 2 (e) , la sección 8 es plenamente extendida y la ventana 16 es posicionada para permitir la recuperación de la cuña desviadora o guía 10 de sondas, por medio de la sección 2 de columna portadora. Enseguida, como se muestra en la figura 2 (f) , la columna 32 primaria por encima del collarín 36 escalonado es cementada. En esta etapa _ el collarín 36 escalonado hidráulico es abierto al incrementar la presión hidráulica o mecánica sobre el collarín y el cemento es bombeado y desplazado de manera convencional. Con referencia enseguida a la figura 2 (g) , el tapón 34 de abertura y la zapata 26 de la sección 8 de columna lateral son perforados y un agujero 38 de diámetro reducido en comparación con el diámetro de la sección 8 de columna lateral es ilustrado, al ser introducido en general vert calmente a la tierra a la siguiente profundidad de la columna. Como se ilustra, el agujero 38 se extiende en general verticalmente hacia abajo desde el agujero 30 de sección ensanchada, sin embargo, el agujero 38 podría extenderse lateralmente a cualquier ángulo deseado a la tierra de acuerdo con el método de la presente invención. Con referencia ahora a la figura 2 (h) , una tubería de revestimiento 40 se hace avanzar desde un elemento de suspensión 42 al agujero 38 y la tubería de revestimiento es cementada de manera convencional. Un perfil de asentamiento o elemento de suspensión de la tubería de revestimiento tipo deslizante u otros medios para asegurar un posicionamiento exacto de la parte superior de la tubería de revestimiento 40 en relación con el extremo inferior de la sección 8 de columna lateral puede ser usado. En la siguiente etapa mostrada en la figura 2 (i), el receptáculo de perforación pulido del elemento de suspensión 42 es retirado y utilizando un montaje 46 de sello de retención mostrado en la figura 4 (c) y una tubería de revestimiento 44 de retención de costra se hace avanzar desde la parte superior de la tubería de revestimiento 40 al extremo inferior de la columna primaria 32, para montarse a ambos lados de la unión lateral en la ventana 4. La parte superior de la tubería de revestimiento 44 de retención de costra es sellada con el empaque 47 superior de la tubería de revestimiento de retención recuperable que se ilustra más claramente en la figura 4 (b) . Con el empaque 47 superior de la tubería de revestimiento recuperable instalada, la unión anular de la tubería de revestimiento 44 de retención de costra y la sección de columna 32 es sellada permitiendo que la densidad del fluido sea ajustada como se requiera para perforar la siguiente sección de agujero sin peligro de circulación perdida o afluencia del barreno en la unión lateral formada en la ventana 4. La pista de zapata de la tubería de revestimiento 40 es perforada y la siguiente — sección de agujero 48 es perforada a una zona de producción 47, tomo se muestra en la figura 2(j) . La figura 2(k) muestra la construcción de pozo después que una tubería de revestimiento de producción se ha hecho avanzar y cementado en el agujero 48. Además, en esta etapa de construcción del pozo, las tuberías de revestimiento 40 y 50 podrían-ser limpiadas y el fluido de i perforación desplazarse como un fluido de consumación. Si se desea, un empaque de producción (no ilustrado) podría también ser instalado en esta etapa. También, un tapón de gel de alta viscosidad, tapón de cemento o tapón de puente recuperable (ninguno de los cuales es ilustrado) sería instalado en la parte superior de la tubería de revestimiento 40 y debajo de la tubería de revestimiento 44 de retención de costra para impedir que cualquier desecho caiga a la tubería de revestimiento 40 en tanto que se perfora la siguiente sección de agujero en la columna de perforación principal. En la siguiente etapa, la tubería de revestimiento 44 de retención de costra y el empaque 47 recuperable son recuperados utilizando un arpón pescáherramientas u otra herramienta convencional. También se recupera la cuña desviadora o guía 10 de sondas. En esta etapa, la cuña desviadora o guía 10 de sondas pasa a través de la ventana 16 que es ilustrada en las figuras secuenciales 2 (e) a 2 (s) aline_ada con el eje longitudinal de la "columna primaria 32, para - permitir el retiro de la columna desviadora o guía_ 10 de sondas utilizando herramientas convencionales, tales como un collarín de moldeo o alternativamente un gancho, un tubo de lavado o un anzuelo. Esta etapa de construcción del pozo es ilustrada en la figura 2 (1) . Enseguida, la zapata 24 de la columna de la sección 5 de columna principal es perforada y la sección 52 de agujero es ilustrada al— ser introducida en general verticalmente desde la sección 30 de agujero lateral, como se ilustra en la figura 2 (m) . Sin embargo, se reconocerá que este agujero podría ser perforado direccionalmente (por ejemplo horizontalmente o a cualquier ángulo lateral), si se desea. Enseguida, se hace avanzar una tubería de revestimiento" 54, es suspendida y cementada convéncionalmente en el agujero 52 como se muestra en la figura 2 (n) . Un elemento de suspensión 42 del perfil o tubería de revestimiento tipo deslizante es preferido para posicionar la parte superior de la tubería de revestimiento 54. Sin embargo, otros medios para asegurar la posición exacta de la parte superior de la tubería de revestimiento 54 están disponibles y son conocidos y se pueden utilizar en la práctica de esta invención.

La siguiente etapa de construcción de pozo es ilustrada en la figura 2 (o) , en donde el receptáculo de perforación pulido de elementos de suspensión 42 es retirado y una tubería de revestimiento 58 de retención de costra se hace avanzar desde la parte superior de la tubería de revestimiento 54 al interior de la sección 32 de columna primaria. Esta tubería de revestimiento 58 de retención de costra, que se monta a ambos lados de la unión lateral en la ventana 4, es asegurada de la misma manera como la tubería de revestimiento 44, en donde la parte superior de la tubería de revestimiento 58 es sellada con un empaque 47 superior de la tubería de revestimiento de retención recuperable. Con este equipo instalado, la unión de la tubería de revestimiento 58 de retención de costra y la sección 32 de columna es ^sellada, permitiendo que la densidad del fluido de perforación sea ajustada como sea requerido para perforar la siguiente sección de agujero 62 sin peligro de circulación perdida o afluencia del fluido del barreno en la ventana o la unión lateral en la ventana 4. En la siguiente etapa, mostrada en la figura 2 (p) el carril de zapata de la tubería de revestimiento 54 es introducido y la sección 62 de agujero es perforada a una zona de producción ilustrada con el número 64. De acuerdo con la figura 2 (q) la tubería de revestimiento 66 se hace avanzar, es suspendida y cementada convencionalmente en el agujero 62. También, las tuberías de revestimiento 66 y 54 serían limpiadas y el fluido de perforación desplazado con fluido de consumación en esta etapa. Con referencia ahora a la figura 2 (r) , la tubería de revestimiento 58 de retención y empaques asociados y montajes de sello de retención son jalados hacia afuera de la columna de perforación que incluye las secciones de columna 32, 2, y 5 de la misma manera como se describe con referencia a la figura 2(1). El pozo completo es mostrado en la figura 2(s) en donde la consumación se lleva a cabo al hacer avanzar el tubo a 70 a las columnas que_tienen diámetros más grandes. Como se ilustra, un bloque 70 de deflección que tiene montajes de sello doble y un bloque en forma de Y 76 se hacen avanzar por debajo de un empaque de producción 78. El bloque deflector 74 se localiza y orienta en un perfil para alinearse con un montaje de sello con la ventana 4 de tal manera que el ajuste del peso de la columna expulsa este montaje a la rama. Los montajes 80 y 82 de sello, el tubo 70 y otro _ equipo de consumación se hacen avanzar convencionalmente a las tuberías de revestimiento 54 y 40. Para tener acceso a una rama debajo del bloque en forma de Y 76, un deflector (no ilustrado) se hace avanzar sobre la línea de alambre, tubería helicoidal o tubería articulada. Luego se pueden hacer avanzar- herramientas a través de este deflector para llevar a cabo operaciones tales como perforación, diagrafía o perfil longitudinal, etcétera y el deflector es recuperado en la consumación de la operación. Como se ilustra en la figura 2(s), la producción puede ser mezclada para permitir el uso de un tubo de diámetro más grande 70 a la superficie para altas velocidades de producción. Si se desea, columnas de tuberías dobles llenas con~un empaque de producción doble (no ilustrado) se pueden hacer avanzar. Con la consumación doble, la producción en una rama y la inyección simultánea en la otra rama es factible. Grava convencional y empaque y estimulación de depósitos pueden ser utilizados en el pozo completo de la figura 2 (s) sin modificación a las técnicas o equipo de estimulación y control de arena existentes. Con referencia ahora a la figura 3, una vista en elevación parcialmente en sección que es una aplicación de una porción de la figura 1, que muestra en más detalle el posicionamiento de la cuña desviadora o guía 10 de sondas, antes de hacer avanzar la herramienta al barreno. La sección 5 de columna principal es mostrada unida permanentemente al extremo inferior 6 de la columna 2 portadora. Un elemento subterráneo 12 de orientación, que es de una sección corta de un tubo con un chavetero que se alinea con una chaveta de ubicación 15 sobre la cuña desviadora 10, se utiliza para posicionar y orientar correctamente la cuña desviadora 10 para desviar la sección 8 portadora lateral de la ventana 4.

A Con referencia ahora a las figuras 4(a)-(c), se ilustra el uso general del eguipo montado a ambos lados para la integridad de presión durante las operaciones de perforación y producción con la herramienta multilateral 7. La figura 4 (a) que es una sección vertical, muestra la unión lateral en mayor detalle, en donde la sección lateral 8 es extendida plenamente afuera de la ventana 4 preformada de la sección portadora 2 a un ángulo muy pequeño. De preferencia, el ángulo de desviación formado por los ejes de la sección lateral y la sección portadora es menor de 2 ^ grados y más de preferencia el ángulo se encuentra en un rango de aproximadamente ^ a aproximadamente 2 grados. Como se muestra, la ventana 16 es posicionada en alineación con el eje longitudinal de la sección 2 de columna portadora para permitir la recuperación de la cuña desviadora 10 (no ilustrada en la figura 4 (a)) a través de la ventana 16 con herramientas convencionales. Una configuración de tubería de producción de pozo es ilustrada en la figura 4 (a) , en donde se ilustran columnas 70 de tuberías dobles, que se montan a ambos lados de la unión lateral en las ventanas 4 y 16 se extienden a la superficie. Sin embargo, como se ilustra previamente con referencia a la figura 2, tuberías de revestimiento de retención de costra individuales en las columnas principal o laterales pueden también ser empleadas ventajosamente durante las operaciones de perforación.

Detalles de las tuberías de revestimiento de retención de costra se ilustran en las figuras 4 (b) y 4 (c) que muestran esquemáticamente el uso de empaques 47 superiores de la tubería de revestimiento de retención y montajes 46 de sello de retención para la tubería 44 en más detalle en comparación con la figura 2. Con referencia ahora más específicamente a la figura 5 se ilustra una vista esquemática de un pozo en el cual dos (o más) herramientas multilaterales son empleadas en un solo barreno primario, con la perforación y consumación de múltiples pozos desviados o en general horizontales se extienden desde^ el barreno individual. _ • Los pozos multilaterales para la producción de petróleo e información de diseño específica descritas en esta especificación ejemplifican solamente una modalidad de esta^ invención. Claramente, muchos de los principios descritos en la presente pueden ser aplicados ventajosamente a otros tipos de operaciones de perforación terrestres tales como: producción de gas natural u otros gases; producción de gases de lecho de carbón generados in situ; minería de solución de sal u otros minerales, producción de vapor a partir de depósitos geotérmicos; inyección de gas natural u otros fluidos para el mantenimiento de la presión del depósito; desecho subterráneo o almacenamiento de líquidos o gases, en donde cualquiera de las operaciones anteriores se pueden llevar a cabo simultáneamente en una o más ramas laterales establecidas de acuerdo con esta invención. La invención como se describe e ilustra en la presente es un método y aparato efectivo para establecer rápidamente un pozo multilateral en donde diámetros de columna de pleno tamaño e_ integridad de presión son mantenidos en toda una unión ramal. Sin embargo, aquellos experimentados en la técnica de perforación de pozos reconocerán que muchas modificaciones y variaciones de la presente invención son posibles a la luz de las enseñanzas anteriores sin desviarse de la invención. Así, se debe entender claramente que la presente invención no se propone estar limitada por las características particulares descritas e ilustradas en los dibujos, sino que el concepto de la presente invención será medido mediante el alcance de las reivindicaciones adjuntas. - Se hace constar que, con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (17)

1. REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad, lo ^contenido en las siguientes reivindicaciones : 1. Una herramienta multilateral para reducir el tiempo requerido para perforar y completar un pozo multilateral, la herramienta multilateral está caracterizada porque comprende: (a) una sección de columna principal; (b) una sección de columna portadora que tiene un primer extremo que se puede unir coaxialmente con una columna primaria y un segundo extremo que se puede unir con la sección de columna principal y que tiene una primera ventana preformada cerca del segundo extremo de la misma; ~ (c) una sección de ^columna lateral que tiene un primer extremo y un segundo extremo y que tiene una segunda ventana preformada cerca del primer extremo de la misma; (d) en donde la sección de columna portadora está adaptada para recibir estrechamente la sección lateral coaxialmente, con el primer extremo de la sección de columna portadora que se encuentra adyacente al primer extremo de la sección de columna lateral cuando la sección de columna lateral es recibida en la sección de columna portadora y (e) medios para retener de manera liberable la sección de columna lateral dentro de la sección de columna portadora; (f) medios de desviación posicionados en el segundo extremo de la sección de columna portadora para desviar la sección de columna lateral a través de la primera ventana preformada cuando la sección de columna lateral se hace avanzar hacia el segundo extremo de la sección de columna portadora y (g) en donde la sección de columna portadora y la sección de columna primaria están alineadas coaxialmente y la segunda ventana preformada está alineada con la perforación de la columna primaria cuando la sección de columna lateral es extendida plenamente a través de la primera ventana preformada, permitiendo mediante esto la recuperación de los medios de desviación a través de la segunda ventana preformada. 2. Una herramienta multilateral de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque comprende adicionalmente: *- medios para hacer avanzar longitudinalmente la sección de columna lateral hacia el segundo extremo de la sección de columna portadora, en donde una longitud principal de la sección de columna lateral es extendida hacia afuera a través de la primera ventana preformada a un ángulo con respecto al eje longitudinal de la sección de columna portadora cuando la sección de columna lateral se hace avanzar plenamente en la sección de columna portadora y en donde el ángulo está en un rango de aproximadamente 0.5 grados a aproximadamente
2. 2.5 grados para facilitar el avance de la longitud principal de la sección de columna lateral sustancialmente paralela con la sección de columna principal cuando se extiende a través de la primera ventana preformada.
3. 3. Una herramienta multilateral de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la sección de columna lateral es recibida en la sección de columna portadora con la segunda ventana preformada orientada en la dirección opuesta a la primera ventana preformada y retenida en la misma mediante por lo menos un perno de corte, los medios para hacer avanzar la sección de columna lateral dentro de la sección de columna portadora comprenden adicionalmente; medios de sello deslizables para sellar un anulo formado entre la sección de columna portadora y la sección de columna lateral ; un _ collarín de asentamiento formado sobre la superficie interna del primer extremo de la sección de columna portadora; un tapón de abertura para asentarse sobre el collarín de asentamiento, en donde el tapón de abertura sella el primer extremo de la sección portadora cuando se asienta sobre el collarín de asentamiento; medios para aplicar presión de fluido sobre el tapón de abertura que provoca una fuerza suficiente para cortar el por lo menos un perno de corte y hacer avanzar la sección de columna lateral longitudinalmente a lo largo de la superficie interna de la sección de columna portadora y hacia afuera a través de la primera ventana preformada.
4. 4. Una herramienta multilateral de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque comprende adicionalmente: medios para recuperar el dispositivo de desviación, en donde el dispositivo de desviación es retirado a través de la segunda ventana preformada" cuando la sección de columna lateral es extendida plenamente y además en donde las columnas de tubería o columnas.de perforación dobles unidas a la sección portadora son formadas mediante la sección de columna principal y la sección de columna lateral cuando el dispositivo de desviación es recuperado.
5. 5. Una herramienta multilateral de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque los medios de desviación comprenden una cuña desviadora o guía de sondas.
6. 6. Una herramienta multilateral de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el diámetro interior de la sección de columna principal y la sección de columna lateral son cada una iguales al diámetro interior de la sección de columna primaria. _
7. 7. Un aparato para proporcionar integridad de presión en un pozo multilateral, el aparato está caracterizado porque comprende: (a) una herramienta multilateral unida a una columna primaria en un barreno, en donde la herramienta multilateral incluye una unión lateral que proporciona una conexión no sellada de por lo menos una primera y una segunda columna a la columna primaria; ~ (b) una primera sección de columna de tubería de revestimiento^ intermedia que_ se extiende por la primera columna a una formación subterránea y (c) una primera tubería de revestimiento que une el extremo superior de la primera sección de columna de tubería de revestimiento intermedia al "extremo inferior de la columna primaria, para montar a ambos lados la unión multilateral en la herramienta multilateral y proporcionar integridad de presión para la primera columna de la tubería para la perforación adicional en la primera columna de tubería o columna de perforación.
8. 8. El aparato de conformidad con la reivindicación 7, en donde la primera tubería de revestimiento de retención de costra es retirada, el aparato está caracterizado porque comprende : una segunda sección de tubería de revestimiento intermedia que se extiende por la segunda columna a una formación subterránea; una segunda tubería de revestimiento de retención de costra que une el extremo superior de la segunda tubería de revestimiento intermedia al extremo inferior de la columna primaria, para montar a ambos lados la unión lateral en la herramienta multilateral y proporcionar integridad de presión para la segunda columna para perforar adicionalmente en la segunda columna de perforación.
9. 9. El aparato de conformidad con la reivindicación 8, en donde la segunda tubería de revestimiento de retención de costra es retirada y las primeras y segundas columnas se han extendido a las formaciones productoras de hidrocarburos al hacer avanzar primeras y segundas tuberías de revestimiento correspondientes, el aparato está caracterizado adicionalmente porque comprende: una primera tubería de retención que se extiende desde la parte superior _de la primera tubería de revestimiento de producción a la superficie, en donde la primera tubería de retención se monta a ambos lados de la unión lateral para producir fluidos a través de la primera tubería de retención y una segunda tubería de retención que se extiende desde la parte superior de la segunda tubería de revéeTtimiento de producción a la superficie, en donde la segunda tubería de retención se monta a ambos lados de la unión lateral para producir fluidos a través de la segunda tubería de retención.
10. 10. El aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes 7-9, caracterizado porque el diámetro interno de la columna primaria es mantenido transversalmente a la unión" lateral en la herramienta multilateral .
11. 11. Un método para establecer pozos multilaterales con aislamiento de presión entre los pozos, en donde una sola columna primaria es expandida para formar por lo menos columnas de perforación dobles, el método está caracterizado porque comprende las etapas de: (a) ampliar una sección de un barreno primario para proporcionar una sección de barreno ampliada; (b) hacer avanzar una herramienta multilateral unida a la columna primaria a la sección de barreno ampliada, en donde la herramienta multilateral incluye una unión lateral que proporciona una conexión no sellada de por lo menos" una primera y una segunda sección de columna a la columna primaria para proporcionar por lo menos una primera y una segunda columna; (c) perforar un primer agujero para hacer extender la primera columna de tubería; (d) hacer avanzar y cementar una primera sección de tubería de revestimiento intermedia al primer agujero, extendiendo mediante esto la primera columna; (e) proporcionar _una primera. tubería de revestimiento de retención de costra desde el extremo superior de la primera sección de revestimiento interno intermedia al extremo inferior de la columna primaria para montar a ambos lados la unión lateral en la herramienta multilateral y proporcionar así integridad de presión para la primera columna y (f) proporcionar ^una . primera tubería de revestimiento de producción que se extiende desde el extremo inferior de la primera tubería de revestimiento intermedia en la primera columna.
12. 12. Un método de conformidad con la reivindicación 11, en donde la primera tubería de revestimiento de retención de costra es retirada de la primera columna, el método está caracterizado porque comprende adicionalmente: perforar un segundo pozo para extender la segunda columna; hacer avanzar y cementar una segunda sección de tubería de revestimiento intermedia al segundo agujero, extendiendo mediante esto la segunda columna; proporcionar una segunda tubería de revestimiento de retención de costra desde el extremo superior de la segunda sección de revestimiento intermedia al extremo inferior de la columna primaria para montar a ambos lados la unión lateral en la herramienta multilateral y proporcionar así integridad de presión para la segunda columna y proporcionar una segunda tubería de revestimiento de producción que se extiende desde el extremo inferior de la segunda tubería de revestimiento intermedia en la segunda columna de tubería o columna de perforación.
13. 13. Un método de conformidad con la reivindicación 12, en donde la segunda tubería de revestimiento de retención de costra es retirada de la segunda columna, el método está caracterizado porque comprende adicionalmente : proporcionar una primera tubería de retención que se extiende desde el extremo superior de la primera tubería de revestimiento intermedia a_ la superficie, en donde la primera tubería de retención se monta a ambos lados de la unión lateral en la herramienta multilateral para producir fluidos a través de la primera tubería de retención y proporcionar una segunda tubería de retención que se extiende desde el extremo superior de la segunda tubería de revestimiento intermedia, en donde la segunda tubería de retención se monta a ambos lados de la unión lateral en la herramienta multilateral para producir fluidos a través de la segunda tubería de retención. - "
14. 14. Un método de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque un .primer fluido es producido a través de la primera tubería de retención y un segundo fluido es inyectado a través de la segunda tubería de retención.
15. 15. Un método de conformidad con la reivindicación 13, -caracterizado porque se produce fluido a través de la primera tubería de retención a partir de un depósito de hidrocarburos a una primera presión y se produce fluido a través de la segunda tubería" de retención a partir de un depósito de hidrocarburos a una segunda presión que difiere de la primera presión.
16. 16. Un método de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque el fluido producido a través de la primera tubería' es mezclado con el fluido producido a través de la segunda tubería. _
17. 17. Un" método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes 11-16, caracterizado porque la herramienta multilateral comprende: (a) una sección de columna principal; (b) una sección de columna portadora que tiene un primer extremo que se puede unir a una columna primaria y un segundo extremo conectado a la sección de columna principal y que ^tiene una primera ventana, preformada cerca del segundo extremo de la misma; (c) una sección de columna lateral que tiene un primer extremo y un segundo extremo y que tiene una segunda ventana preformada cerca del primer extremo de la misma; (d) en donde la sección de columna portadora está adaptada para recibir estrechamente la sección lateral coaxialmente, con el primer extremo de la sección de columna portadora que se encuentra adyacente al primer extremo de la sección de columna lateral cuando la sección de columna lateral es recibida en la sección de columna portadora; (e) medios para retener de manera liberable la sección de columna lateral dentro de la sección de columna portadora; (f) medios de desviación posicionados en el segundo extremo de la sección de columna portadora para desviar la sección lateral a través de la primera ventana preformada cuando la sección de columna lateral se hace avanzar hacia el segundo extremo de la sección de columna portadora y (g) en donde la segunda ventana preformada es alineada con la perforación deALa columna primaria cuando la sección lateral es extendida plenamente a través de la primera ventana preformada, permitiendo mediante esto la recuperación del aparato de desviación a través de la segunda ventana preformada y en donde el método comprende adicionalmente las siguientes etapas: asentar un tapón de abertura sobre un collarín de asentamiento formado sobre la superficie interna del primer extremo de la sección de columna lateral, sellando mediante esto el primer extremo de la sección de columna lateral; aplicar presión de fluido sobre el primer extremo del tapón de abertura de magnitud suficiente para hacer avanzar la sección lateral longitudinalmente en la sección portadora, en donde el segundo extremo de la sección de columna lateral es desviado de la primera ventana preformada y ~~ hacer avanzar adicionalmente la sección de columna lateral a una posición plenamente extendida, en donde la segunda ventana preformada es centrada alrededor del eje longitudinal de la columna primaria. RESUMEN DE LA INVENCIÓN Se describe un sistema para perforar y completar pozos laterales en donde el tiempo requerido para establecer un pozo lateral es reducido al ampliar una sección de un barreno y hacer avanzar una herramienta multilateral (7) que incluye una combinación premontada de secciones de columna que forman columnas dobles que se extienden desde la columna primaria. La herramienta multilateral (7) incorpora una sección portadora (2), una sección lateral (8) y una sección principal (5) . La herramienta se hace avanzar con la sección lateral (8) retenida de manera liberable en alineación coaxial dentro de la sección portadora ( 2 ) y con la sección principal (5) fija al extremo inferior de la sección portadora (2) . Una vez en su lugar, la sección lateral (8) es liberada y desviada de una ventana preformada (4) en el extremo inferior de la sección portadora (2) y corre en general paralela con la sección de columna principal (5) . Se forma así una" unión lateral en la ventana (4) de la sección portadora, en la cual las columnas dobles son unidas a la columna primaria. Una segunda ventana, preformada en el extremo superior de la sección lateral (8) es alineada con la perforación de la columna primaria cuando_ la sección de columna lateral es extendida plenamente hacia afuera de la ventana (4) de la sección portadora, permitiendo así la recuperación de un dispositivo de desviación incorporado en la sección (2) de columna portadora a través de la segunda ventana. Luego las columnas dobles se hacen avanzar plenamente y son completadas con integridad de presión entre las columnas dobles mantenidas utilizando equipo montado a ambos lados transversalmente a la unión lateral.