WO2015081398A1 - Arranjo de válvula e linhas, método de montagem de conjunto de perfuração e método de perfuração de início de poço em fase única - Google Patents
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Definitions
- the present invention finds its field of application among the methods for starting drilling of deep-sea oil producing wells in a single phase of operation. More particularly for wells that have a large surface coating drilling requirement. More specifically, employing a valve arrangement and lines to enable the execution of this drilling method and the mounting of the entire drilling assembly to the surface.
- US 7,234,546 discloses a steel drill string attached to a drill during a rotary drilling operation typically employed in drilling oil and gas wells, is used for a second purpose, namely as a coating, which is cemented at the final location during the typical completion operation. Methods of operation are described whereby an efficient coating installation is made and in which the drill string and drill are cemented in place in a single drilling step.
- at least one geophysical parameter is measured by means of a sensor located inside the drill string.
- a one-way cement valve is installed near the drill string drill to allow the cement to distribute efficiently under ambient hydrostatic pressure, while the drill string and drill are cemented in place during a single drilling step. .
- the technique suffers from a method for suppressing conventional steps in the drilling operation of a large subsea oil well to simplify the drilling operation. , settlement and cementation of well casings reducing the intervention time and, consequently, resulting in cost reduction.
- the invention relates to a method for drilling deep-sea oil producing wells in a single operating phase, which employs a valve arrangement and lines to enable their execution and the assembly of the entire drilling rig in the surface.
- the valve and line arrangement basically comprises a flow control valve which can be chosen from: a three position control valve and a two position control valve; a first flow line connected to a flow control valve outlet at one end and connected to the annular space access between the conductor and the surface covering; and a second flow line connected to the other outlet of the flow control valve at one end and connected to a stinger operating mandrel, if any, or to the drill string at its other end.
- a flow control valve which can be chosen from: a three position control valve and a two position control valve; a first flow line connected to a flow control valve outlet at one end and connected to the annular space access between the conductor and the surface covering; and a second flow line connected to the other outlet of the flow control valve at one end and connected to a stinger operating mandrel, if any, or to the drill string at its other end.
- the method there is basically a first stage of assembly, still on the sea surface, of the whole set of drilling equipment, valves and flow lines, the descent of the whole set of equipment along with the drilling column. It is then drilled by applying weight, rotation and flow of drilling fluid through the drill string. Once drilling is completed in a first preferred embodiment, the surface and conductor are simultaneously cemented. In a second embodiment, the position of the flow control valve is altered to cement the surface coating and subsequently the conductor coating. Finally, the valve arrangement lines and lines are disconnected, the descent tool is disconnected and the drill string is disassembled by removing the last mentioned equipment to the surface.
- Figure 1 is a representation of the drilling set coupled to the valve and line arrangement employing a three position flow control valve in an oil well drilling and cementing situation.
- Figure 2 is a representation of the drilling assembly coupled to the valve and line arrangement employing a three position flow control valve in a final drilling well cementation situation in Figure 1.
- Figure 3 is a representation of the perforation assembly coupled to the valve arrangement and lines employing a Two position flow in a drilling and cementing situation of the surface coating of an oil well.
- Figure 4 is a representation of the drilling assembly coupled to the valve and line arrangement employing a two position flow control valve in a cementing situation of the oil well conductor of Figure 3.
- Figure 5 is a representation of the drilling set coupled to the valve and line arrangement employing a three position flow control valve in a final drilling oil well cementation situation in Figure 3.
- Figure 6 is a representation of the drilled oil well in Figures 2 and 3 after removal of the drill string.
- the present invention relates to a method for drilling deep-sea oil producing wells in a single operating phase, which employs a valve arrangement and lines to enable their execution and assembly of the entire assembly. drilling on the surface.
- the present invention can be applied to the beginning drilling of marine wells that are in a scenario in which the water depth is greater than the surface coating length.
- the present invention represents a technological advance over the aforementioned casing drilling technique as it allows the drilling of two process steps simultaneously.
- valve lines and flow lines to permit cementation of both a conductor (C) and surface coating (RS) immediately after simultaneous drilling in a well (F).
- valve and line arrangement which can be seen within the dotted area (LV) in Figure 1, comprises:
- a flow control valve (1) which may be chosen from: a three position control valve and a two position control valve;
- first flow lines (2) each connected to an outlet of the flow control valve (1) at one end and connected to the annular space access between conductor (C) and surface liner (RS);
- a three position flow control valve (1) When a three position flow control valve (1) is employed, it permits fluid flow distributed by the surface coating (RS) and the annular between the conductor (C) and the surface coating (RS) simultaneously.
- a two position flow control valve (1) When a two position flow control valve (1) is employed, it allows flow exclusively through the surface coating (RS) in a first position and allows flow exclusively through the annular between the conductor (C) and the surface coating (RS). ) in a second position.
- the method of assembling a drilling set which can be seen inside the dotted area (CP) in Figure 3, with the components for drilling the well (F) in a single phase, is made on the sea surface and comprises the following steps:
- the one-stage drilling method for starting oil wells comprises the following steps:
- Figure 6 shows the completely cemented well.
- the rig drilling rig applies torque and rotation to the drill string (P), which is transmitted to the drill set (CP) and the valve and line arrangement (LV) so that all components rotate solidly with the drill string. perforation (P).
- the other part of the drilling or cementing fluid flow follows the first flow lines (2) connecting the flow control valve (1) to the conductor annular (C) access with the surface casing (RS) through conductor ring (C) with the surface casing (RS), through the conductor drilling ring (10) and up the annular between conductor (C) and the well (F) to the bottom of the sea.
- the position of the flow control valve (1) allows the drilling fluid only through the surface coating (RS).
- the flow control valve (1) For cementation, initially the flow control valve (1) remains in the same drilling position during cement pumping, the latter passes through the drilling column (P), flow control valve (1). , by the high pressure housing (13), by the operating shutter chuck (stinger), if any, by the surface coating (RS), its drilling shoe (12) and rises by the annular between the surface coating (RS) and the well (F) perforated.
- This path (TJ) can be followed in Figure 3 by the aid of dashed and arrowed lines.
- the flow control valve (1) At the end of the displacement of the cement by the surface coating (RS), the flow control valve (1) is actuated remotely and this time it is in a position that allows flow only by the first flow lines (2) that connect the flow control valve (1) to conductor annular (C) with surface casing (RS) access located in low pressure housing (11), by conductor annular (C) with surface casing (RS) and the conductor perforating annular shoe (10) (C).
- Figure 5 shows the aspect of the final cementation.
- the present invention makes it possible to drill and cement two stages at one time, with the elimination of 2.5 complete shear operations.
- water a maneuver to withdraw from open-pit and water-hole drilling equipment, eliminates the relative rotation between the low-pressure housing (11) and the high-pressure housing (13) that precludes the use of the casing technique.
- drilling in the surface phase and proposes the technique to allow conductor cementation even in wells where surface coating cementation does not return to the seabed ensuring the necessary conditions for structural strength of the wellhead.
- this technique estimates a time reduction in well drilling interventions of around five days. With the reduction of time in the construction of wells, there is also the consequent anticipation of schedules and acceleration of production.
- the main concept underlying the present invention is a method for drilling deep-sea oil producing wells (P) in a single operating phase which employs a valve and line arrangement in order to enable its execution, is preserved as to its innovative character, where those usually versed in the art will be able to glimpse and practice appropriate, compatible variations and modifications to the working environment without, however, departing from the scope of the spirit and scope of the invention, which are represented by the following claims.
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Abstract
A invenção relata um método para perfuração de poços produtores de petróleo no fundo do mar em uma única fase de operação, o qual emprega um arranjo de válvula e linhas (LV) de forma a viabilizar a sua execução e a montagem de todo um conjunto de perfuração (CP) realizado na superfície do mar. O arranjo de válvula e linhas (LV) compreende, basicamente, uma válvula de controle de fluxo (1) e linhas de fluxo (2, 3) e é acoplado ao conjunto de perfuração (CP) durante a montagem deste último. Após a descida junto com a coluna de perfuração (P), todo o conjunto de perfuração (CP) gira solidariamente a esta última. Pelo arranjo de válvula e linhas (LV) fluem tanto fluido de perfuração quanto, posteriormente, fluido de cimentação.
Description
ARRANJO DE VÁLVULA E LINHAS, MÉTODO DE MONTAGEM DE CONJUNTO DE PERFURAÇÃO E MÉTODO DE PERFURAÇÃO DE INÍCIO DE POÇO EM FASE ÚNICA
CAMPO DA INVENÇÃO
A presente invenção encontra seu campo de aplicação dentre os métodos para perfuração de início de poços produtores de petróleo no fundo do mar em uma única fase de operação. Mais particularmente para poços que apresentem uma necessidade de perfuração de revestimento de superfície de grande extensão. Mais especificamente, empregando um arranjo de válvula e linhas de forma a viabilizar a execução deste método de perfuração e a montagem de todo o conjunto de perfuração na superfície.
FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO
A produção de petróleo em alto mar, com lâminas d'água cada vez maiores, tem se tornado um verdadeiro desafio de realização com as técnicas tradicionais. Para o novo cenário conhecido como pré-sal as dificuldades impostas por ele tornam as operações convencionais de perfuração e exploração praticamente inviáveis ou extremamente onerosas.
Muitas pesquisas foram desenvolvidas, no sentido de promover uma simplificação do chamado caminho crítico de uma operação de forma que uma redução do custo de perfuração dos poços fosse alcançada.
Tradicionalmente, poços são perfurados segundo uma técnica conhecida pela expressão na língua inglesa, "Top Hole Drilling", e compreende duas fases principais: uma primeira fase que é o assentamento do condutor e uma segunda fase que é o assentamento do revestimento de superfície.
Com a continuidade das pesquisas surgiu outra técnica conhecida pela expressão na língua inglesa "Casing Drilling", que trata de uma operação de perfuração junto com o revestimento. Desta forma, uma etapa
de operação que seria a retirada da coluna de perfuração com a posterior montagem, descida e instalação do revestimento de superfície, é eliminada.
No entanto, para que seja possível obter um avanço de profundidade empregando a técnica mencionada acima, é necessário que um equipamento associado e conhecido como alojador de alta pressão seja submetido à rotação com o conjunto até que seja atingida a profundidade final do revestimento de superfície. Isto impede o uso desta técnica na fase de superfície. O motivo é que próximo da profundidade final desta fase, não pode haver rotação relativa entre o alojador de alta pressão e outro equipamento associado, conhecido como alojador de baixa pressão, para que seja possível a conexão e o travamento destes últimos equipamentos.
O documento US 7,234,546 apresenta uma coluna de perfuração em aço ligada a uma broca durante uma operação de perfuração rotativa tipicamente empregada na perfuração de poços de petróleo e gás, é utilizada para uma segunda finalidade, qual seja, como um revestimento, o qual é cimentado no local final durante a operação de completação típica. São descritos métodos de operação pelos quais é feita uma instalação eficiente de um revestimento e no qual a coluna de perfuração e a broca são cimentadas no lugar em uma única etapa de perfuração. Ao longo da execução dos métodos de operação, pelo menos um parâmetro geofísico é medido por meio de um sensor localizado no interior da coluna de perfuração. Uma válvula de cimento de sentido único é instalada perto da broca da coluna de perfuração para permitir que o cimento se distribua de forma eficiente, sob pressão hidrostática ambiente, enquanto a coluna de perfuração e a broca são cimentadas no lugar durante uma única etapa de perfuração. Este documento refere-se à técnica "casing drilling" e realiza a perfuração com o revestimento, que em sequência é cimentado. No entanto, trata-se da adição de apenas um revestimento.
O documento US 2004/060736 apresenta um método melhorado para a perfuração da fase inicial de poços de petróleo em águas profundas com uma cabeça de poço submarino, o qual consiste no posicionamento e cimentação do tubo condutor e ancoragem da carcaça por meio de uma única fase de perfuração. Um buraco cónico (com um diâmetro duplo) é perfurado usando uma coluna de perfuração. Neste método os dois revestimentos são descidos e cimentados simultaneamente, entretanto, a perfuração é realizada previamente. Por outro lado, o método proposto exige que haja retorno de cimento desde o fundo do poço até a superfície do fundo do mar de forma a cimentar o anular do condutor. Neste método a pasta de cimento sobe simultaneamente pelos dois espaços anulares. No entanto, no caso de poços grandes extensões, como no caso do pré- sal, o retorno da pasta de cimento desde o fundo até a superfície do fundo do mar pode não ser garantida.
Do que foi possível depreender dos exemplos representativos do estado da técnica expostos acima, a técnica se ressente de um método que permita suprimir etapas convencionais na operação de perfuração de um poço de produção de petróleo submarino de grande extensão no sentido de simplificar a operação de perfuração, assentamento e cimentação dos revestimentos do poço reduzindo o tempo de intervenção e, consequentemente, acarretando em redução de custos.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
A invenção trata de um método para perfuração de poços produtores de petróleo no fundo do mar em uma única fase de operação, o qual emprega um arranjo de válvula e linhas de forma a viabilizar a sua execução e a montagem de todo o conjunto de perfuração na superfície.
O arranjo de válvula e linhas compreende, basicamente, uma válvula de controle de fluxo que pode ser escolhida entre: uma válvula de controle de três posições e uma válvula de controle de duas posições; uma primeira linha de fluxo ligada a uma saída da válvula de controle de fluxo
por uma extremidade e ligada ao acesso do espaço anular entre o condutor e o revestimento de superfície; e uma segunda linha de fluxo ligada à outra saída da válvula de controle de fluxo por uma extremidade e ligada a um mandril operacional de um obturador ("stinger"), caso este exista, ou para a coluna de perfuração por sua outra extremidade.
Para o método existe, basicamente, uma primeira etapa de montagem, ainda na superfície do mar, de todo o conjunto de equipamentos de perfuração, válvulas e linhas de fluxo, a descida de todo o conjunto de equipamentos junto com a coluna de perfuração. A seguir perfura-se aplicando peso, rotação e fluxo de fluido de perfuração por meio da coluna de perfuração. Concluída a perfuração em uma primeira modalidade preferida, procede-se à cimentação simultânea do revestimento de superfície e do condutor. Em uma segunda modalidade, altera-se a posição da válvula de controle de fluxo para realizar a cimentação do revestimento de superfície e, posteriormente do revestimento do condutor. Finalmente desconectam-se as linhas do arranjo de válvula e linhas, desconecta-se a ferramenta de descida e desmonta-se a coluna de perfuração retirando estes últimos equipamentos citados para a superfície.
BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS
A Figura 1 é uma representação do conjunto de perfuração acoplado ao arranjo de válvula e linhas, empregando uma válvula de controle de fluxo de três posições em uma situação de perfuração e de cimentação de um poço de petróleo.
A Figura 2 é uma representação do conjunto de perfuração acoplado ao arranjo de válvula e linhas, empregando uma válvula de controle de fluxo de três posições em uma situação final de cimentação do poço de petróleo perfurado na Figura 1.
A Figura 3 é uma representação do conjunto de perfuração acoplado ao arranjo de válvula e linhas, empregando uma válvula de controle de
fluxo de duas posições em uma situação de perfuração e cimentação do revestimento de superfície de um poço de petróleo.
A Figura 4 é uma representação do conjunto de perfuração acoplado ao arranjo de válvula e linhas, empregando uma válvula de controle de fluxo de duas posições em uma situação de cimentação do condutor do poço de petróleo da Figura 3.
A Figura 5 é uma representação do conjunto de perfuração acoplado ao arranjo de válvula e linhas, empregando uma válvula de controle de fluxo de três posições em uma situação final de cimentação do poço de petróleo perfurado na Figura 3.
A Figura 6 é uma representação do poço de petróleo perfurado nas Figuras 2 e Figura 3 após a retirada da coluna de perfuração.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
Refere-se a presente invenção a um método para perfuração de poços produtores de petróleo no fundo do mar em uma única fase de operação, o qual emprega um arranjo de válvula e linhas de forma a viabilizar a sua execução e a montagem de todo o conjunto de perfuração na superfície.
A presente invenção pode ser aplicada para a perfuração de início de poços marítimos que estejam em um cenário no qual a lâmina de água é superior ao comprimento do revestimento de superfície.
A presente invenção representa um avanço tecnológico frente à técnica já mencionada "casing drilling", uma vez que permite a perfuração de duas fases do processo simultaneamente.
No entanto, este avanço isoladamente exigiria o retorno do cimento ao nível do fundo do mar durante a cimentação do revestimento de superfície. Este requisito não pode ser garantido em poços que apresentem grandes extensões de revestimento de superfície, situação que se enquadra no cenário de poços em regiões do pré-sal.
Para que esse requisito fosse viabilizado foi concebido um arranjo
de válvula e linhas de fluxo de forma a permitir que se realize a cimentação tanto de um condutor (C) quanto de um revestimento de superfície (RS) logo após uma perfuração simultânea ser efetuada em um poço (F).
O arranjo de válvula e linhas, que pode ser visto no interior da área pontilhada (LV) na Figura 1 , compreende:
- uma válvula de controle de fluxo (1) que pode ser escolhida entre: uma válvula de controle de três posições e uma válvula de controle de duas posições;
- primeiras linhas de fluxo (2) ligadas cada uma a uma saída da válvula de controle de fluxo (1) por uma extremidade e ligada ao acesso do espaço anular entre o condutor (C) e o revestimento de superfície (RS); e
- uma segunda linha de fluxo (3) ligada à outra saída da válvula de controle de fluxo (1) por uma extremidade e ligada a um mandril operacional de um obturador ("stinger") (não referenciado em qualquer das figuras), caso este exista, ou para uma coluna de perfuração (P) por sua outra extremidade.
Quando é empregada uma válvula de controle de fluxo (1) de três posições, esta permite fluxo de fluidos distribuído pelo revestimento de superfície (RS) e pelo anular entre o condutor (C) e o revestimento de superfície (RS) simultaneamente.
Quando é empregada uma válvula de controle de fluxo (1) de duas posições, esta permite fluxo exclusivamente pelo revestimento de superfície (RS) em uma primeira posição e permite fluxo exclusivamente pelo anular entre o condutor (C) e o revestimento de superfície (RS) em uma segunda posição.
O método de montagem de um conjunto de perfuração, que pode ser visto no interior da área pontilhada (CP) na Figura 3, com os componentes para realizar a perfuração do poço (F) em uma única fase, é
feita na superfície do mar e compreende as seguintes etapas:
- montar as juntas do condutor (C);
- montar na extremidade da primeira junta do condutor (C) uma sapata anelar (10) com capacidade de perfuração;
- montar um alojador de baixa pressão (11 ) ao condutor (C) montado;
- montar o revestimento de superfície (RS) pelo interior do condutor (C) e da sapata anelar (10);
- montar na extremidade da primeira junta do revestimento de superfície (RS) uma sapata (12) com capacidade de perfuração com diâmetro externo igual ao diâmetro que deve ser perfurado o poço (F);
- conectar ao revestimento de superfície (RS) um alojador de alta pressão (13);
- assentar o alojador de alta pressão (13) ao alojador de baixa pressão (11);
- montar o mandril operacional de obturador, caso exista, pelo interior do revestimento de superfície (RS);
- montar uma ferramenta de descida (14) ao alojador de alta pressão (13);
- conectar a válvula de controle de fluxo (1) e a segunda linha de fluxo (3) à ferramenta de descida (14) e as primeiras linhas de fluxo (2) ao alojador de baixa pressão (11 ).
Por sua vez, o método de perfuração de início de poços produtores de petróleo em uma única fase compreende as seguintes etapas:
- descer o conjunto de perfuração (CP) com a coluna de perfuração (P) onde, no caso de estar empregando uma válvula de controle de fluxo (1) com duas posições, esta última desce na posição de cimentação do revestimento de superfície (RS);
- perfurar o poço (F) aplicando-se peso, rotação e fluxo de fluido de
perfuração por meio da coluna de perfuração (P) a uma profundidade além da esperada, a qual pode variar em uma faixa entre 0 m e 10 m abaixo da extremidade inferior do revestimento de superfície (RS);
levantar todo o conjunto de perfuração (CP) para a posição definitiva de modo que seja possível realizar a cimentação;
realizar a cimentação do revestimento de superfície (RS) e do condutor (C) da seguinte forma:
- caso seja empregada uma válvula de controle de fluxo (1 ) de três posições, interromper o fluxo de fluido de perfuração e bombear pasta de cimentação com a finalidade de cimentar tanto o anular entre o poço (F) e o revestimento de superfície (RS) quanto pelo anular entre o condutor (C) e o revestimento de superfície (RS) e o anular entre o condutor (C) e o poço (F); (Figuras 1 e 2)
- caso seja empregada uma válvula de controle de fluxo (1 ) de duas posições, interromper o fluxo de fluido de perfuração, manter a válvula na mesma posição de descida e bombear pasta de cimento com a finalidade de cimentar o anular entre o poço (F) e o revestimento de superfície (RS); alterar a posição da válvula de controle de fluxo (1) de modo que o fluxo de pasta de cimento passe pelas primeiras linhas de fluxo (2) e cimente tanto o anular entre o condutor (C) e o revestimento de superfície (RS) quanto o anular entre o condutor (C) e o poço (F) até retornar ao fundo do mar; (Figuras 3, 4 e 5)
aguardar a cura do cimento;
desconectar as primeiras linhas de fluxo (2) do acesso ao anular entre o condutor (C) e o revestimento de superfície (RS), desmontar a ferramenta de descida (14) do alojador de alta
pressão (13);
- subir a ferramenta de descida, a válvula de controle de fluxo (1 ) e as primeiras linhas de fluxo (2) e a segunda linha de fluxo (3) com a desmontagem da coluna de perfuração (P).
A Figura 6 mostra o poço completamente cimentado.
O equipamento de perfuração da sonda aplica torque e rotação à coluna de perfuração (P), que são transmitidos ao conjunto de perfuração (CP) e ao arranjo de válvula e linhas (LV), de modo que todos os componentes giram solidariamente à coluna de perfuração (P).
No caso de uma perfuração e cimentação, e a válvula de controle de fluxo (1) ser de três posições, o fluido de perfuração é bombeado pela sonda para o equipamento de perfuração e passa, na sequência, pela coluna de perfuração (P) e pela válvula de controle de fluxo (1) na qual o fluxo de fluido de perfuração é dividido. Este trajeto (TJ) pode ser acompanhado na Figura 1 pelo auxílio das linhas tracejadas e com setas, e o aspecto da cimentação final na Figura 2.
Uma parte do fluxo de fluido de perfuração quando estiver perfurando, e de pasta de cimento quando estiver cimentando, segue para ferramenta de descida (14) conectada ao alojador de alta pressão (13), para o mandril operacional do obturador (stinger), se houver, para o revestimento de superfície (RS), pela sapata (12) de perfuração e sobe pelo anular entre o revestimento de superfície (RS) e o poço (F).
A outra parte do fluxo de fluido de perfuração ou cimentação segue pelas primeiras linhas de fluxo (2) que ligam a válvula de controle de fluxo (1) ao acesso do anular do condutor (C) com o revestimento de superfície (RS), pelo anular do condutor (C) com o revestimento de superfície (RS), pela sapata anelar (10) de perfuração do condutor (C) e sobe pelo anular entre o condutor (C) e o poço (F) até o fundo do mar.
No caso de perfuração e a válvula de controle de fluxo (1) ser de duas posições, a posição da válvula de controle de fluxo (1) permite a
passagem do fluido de perfuração apenas pelo revestimento de superfície (RS).
Para a cimentação, inicialmente a válvula de controle de fluxo (1) permanece na mesma posição de perfuração durante o bombeio do cimento, este último passa, na sequência, pela coluna de perfuração (P), pela válvula de controle de fluxo (1), pelo alojador de alta pressão (13), pelo mandril operacional do obturador (stinger), se houver, pelo revestimento de superfície (RS), por sua sapata (12) de perfuração e sobe pelo anular entre o revestimento de superfície (RS) e o poço (F) perfurado. Este trajeto (TJ) pode ser acompanhado na Figura 3 pelo auxílio das linhas tracejadas e com setas.
Ao término do deslocamento do cimento pelo revestimento de superfície (RS), a válvula de controle de fluxo (1 ) é acionada remotamente e, desta vez, fica em posição que permite o fluxo apenas pelas primeiras linhas de fluxo (2) que ligam a válvula de controle de fluxo (1) ao acesso do anular do condutor (C) com o revestimento de superfície (RS) localizado no alojador de baixa pressão (11), pelo anular do condutor (C) com o revestimento de superfície (RS) e pela sapata anelar (10) de perfuração do condutor (C).
Desta forma, durante o bombeio de cimento para a cimentação do condutor, este passa na sequência, pela coluna de perfuração (P), pela válvula de controle de fluxo (1), pelas primeiras linhas de fluxo (2), pelo anular do condutor (C) com o revestimento de superfície (RS), pela sapata anelar (10) de perfuração do condutor (C) e pelo anular do condutor (C) com o poço (F) perfurado pela sapata (12) de perfuração do condutor (C) até retornar no fundo do mar. Este trajeto (TJ) pode ser acompanhado na Figura 4 pelo auxílio das linhas tracejadas e com setas.
A Figura 5 mostra o aspecto da cimentação final.
A presente invenção permite perfurar e cimentar duas fases de uma só vez, com uma eliminação de 2,5 manobras completas em lâmina de
água, uma manobra de retirada do equipamento de perfuração em poço aberto e em iâmina de água, elimina o giro relativo entre o alojador de baixa pressão (11) e o alojador de alta pressão (13) que impede o uso da técnica de "casing drilling" na fase de superfície e propõe a técnica para permitir a cimentação do condutor mesmo em poços onde a cimentação do revestimento de superfície não retorna ao fundo do mar garantindo as condições necessárias para resistência estruturai da cabeça de poço.
Adicionalmente, segundo estudos realizados, esta técnica estima uma redução de tempo nas intervenções de perfuração dos poços em torno de cinco dias. Com a redução de tempo na construção de poços, há também a consequente antecipação de cronogramas e aceleração da produção.
Embora a presente invenção tenha sido descrita em sua forma de realização preferida, o conceito principal que norteia a presente invenção que é um método para perfuração de poços (P) produtores de petróleo no fundo do mar em uma única fase de operação, o qual emprega um arranjo de válvula e linhas de forma a viabilizar a sua execução, se mantém preservado quanto ao seu caráter inovador, onde aqueles usualmente versados na técnica poderão vislumbrar e praticar variações, modificações, alterações, adaptações e equivalentes cabíveis e compatíveis ao meio de trabalho em questão, sem, contudo se afastar da abrangência do espírito e escopo da invenção, que estão representados pelas reivindicações que se seguem.
Claims
REIVINDICAÇÕES
ARRANJO DE VÁLVULA E LINHAS, caracterizado por compreender:
- uma válvula de controle de fluxo (1 ) que pode ser escolhida entre: uma válvula de controle de três posições e uma válvula de controle de duas posições;
- primeiras linhas de fluxo (2) ligadas cada uma a uma saída da válvula de controle de fluxo (1 ) por uma extremidade e ligada ao acesso do espaço anular entre o condutor (C) e o revestimento de superfície (RS); e
- uma segunda linha de fluxo (3) ligada à outra saída da válvula de controle de fluxo (1 ) por uma extremidade e ligada a um mandril operacional, caso este exista, ou para uma coluna de perfuração (P) por sua outra extremidade;
e permitir que se realize simultaneamente uma perfuração e uma cimentação tanto de um condutor (C) quanto de um revestimento de superfície (RS) em um poço (F).
MÉTODO DE MONTAGEM DE UM CONJUNTO DE PERFURAÇÃO, caracterizado por ser feito na superfície do mar e compreender as seguintes etapas:
- montar as juntas do condutor (C);
- montar na extremidade da primeira junta do condutor (C) uma sapata anelar (10) com capacidade de perfuração;
- montar um alojador de baixa pressão (1 1 ) ao condutor (C) montado;
- montar o revestimento de superfície (RS) pelo interior do condutor (C) e da sapata anelar (10);
- montar na extremidade da primeira junta do revestimento de superfície (RS) uma sapata (12) com capacidade de perfuração com diâmetro externo igual ao diâmetro que deve ser perfurado o poço (F);
- conectar ao revestimento de superfície (RS) um alojador de alta pressão (13);
- assentar o alojador de aita pressão (13) ao alojador de baixa pressão (11);
- montar o mandril operacional de obturador, caso exista pelo interior do revestimento de superfície (RS);
- montar uma ferramenta de descida (1 ) ao alojador de alta pressão (13);
- conectar a referida válvula de controle de fluxo (1) à ferramenta de descida (14) e as primeiras linhas de fluxo (2) ao alojador de baixa pressão (11).
3- MÉTODO DE PERFURAÇÃO DE INÍCIO DE POÇO EM FASE ÚNICA, caracterizado por compreender as seguintes etapas:
- descer o conjunto de perfuração (CP) com a coluna de perfuração (P) onde, no caso de estar empregando uma válvula de controle de fluxo (1) com duas posições, esta última desce na posição de cimentação do revestimento de superfície (RS);
- perfurar o poço (F) aplicando-se peso, rotação e fluxo de fluido de perfuração por meio da coluna de perfuração (P) a uma profundidade além da esperada, a qual pode variar em uma faixa entre O rn e 10 m abaixo da extremidade inferior do revestimento de superfície (RS);
- levantar todo o conjunto de perfuração (CP) para a posição definitiva de modo que seja possível realizar a cimentação; - realizar a cimentação do revestimento de superfície (RS) e do condutor (C) da seguinte forma:
- caso seja empregada uma válvula de controle de fluxo (1) de três posições, interromper o fluxo de fluido de perfuração e bombear pasta de cimentação com a finalidade de cimentar tanto o anular entre o poço (F) e o revestimento de superfície
(RS) quanto pelo anular entre o condutor (C) e o revestimento de superfície (RS) e o anular entre o condutor (C) e o poço (F);
- caso seja empregada uma válvula de controle de fluxo (1) de duas posições, interromper o fluxo de fluido de perfuração, manter a válvula na mesma posição de descida e bombear pasta de cimento com a finalidade de cimentar o anular entre o poço (F) e o revestimento de superfície (RS); alterar a posição da válvula de controle de fluxo (1 ) de modo que o fluxo de pasta de cimento passe pelas primeiras linhas de fluxo (2) e cimente tanto o anular entre o condutor (C) e o revestimento de superfície (RS) quanto o anular entre o condutor (C) e o poço (F) até retornar ao fundo do mar;
- aguardar a cura do cimento;
- desconectar as primeiras linhas de fluxo (2) do acesso ao anular entre o condutor (C) e o revestimento de superfície (RS), desmontar a ferramenta de descida (14) do alojador de alta pressão (13);
- subir a ferramenta de descida, a válvula de controle de fluxo (1) e as primeiras linhas de fluxo (2) e a segunda linha de fluxo (3) com a desmontagem da coluna de perfuração (P).
4- MÉTODO DE PERFURAÇÃO DE INÍCIO DE POÇO EM FASE ÚNICA, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por o equipamento de perfuração da sonda aplicar torque e rotação à coluna de perfuração (P), que são transmitidos ao conjunto de perfuração (CP) e ao arranjo de válvula e linhas (LV) de modo que todos os componentes giram solidariamente à coluna de perfuração (P).
5- MÉTODO DE PERFURAÇÃO DE INÍCIO DE POÇO EM FASE ÚNICA, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por no caso de uma perfuração e cimentação, e a válvula de controle de fluxo (1) ser de três
posições, o fluido de perfuração ser bombeado pela sonda para o equipamento de perfuração e passar, na sequência, pela coluna de perfuração (P) e pela válvula de controle de fluxo (1) na qual o fluxo de fluido de perfuração é dividido; uma parte do fluxo de fluido de perfuração quando estiver perfurando, e de pasta de cimento quando estiver cimentando, seguir para ferramenta de descida (14) conectada ao alojador de alta pressão (13), para o mandril operacional do obturador (stinger), se houver, para o revestimento de superfície (RS), pela sapata (12) de perfuração e subir pelo anular eritre o revestimento de superfície (RS) e o poço (F); e a outra parte do fluxo de fluido de perfuração seguir pelas primeiras linhas de fluxo (2) que ligam a válvula de controle de fluxo (1) ao acesso do anular do condutor (C) com o revestimento de superfície (RS), pelo anular do condutor (C) com o revestimento de superfície (RS), pela sapata anelar (10) de perfuração do condutor (C) e subir pelo anular entre o condutor (C) e o poço (F) até o fundo do mar.
6- MÉTODO DE PERFURAÇÃO DE INÍCIO DE POÇO EM FASE ÚNICA, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por no caso de perfuração e a válvula de controle de fluxo (1) ser de duas posições, a posição da válvula de controle de fluxo (1 ) permitir a passagem do fluido de perfuração apenas pelo revestimento de superfície (RS); para a cimentação, inicialmente a válvula de controle de fluxo (1) permanecer na mesma posição de perfuração durante o bombeio do cimento, este último passar, na sequência, pela coluna de perfuração (P), pela válvula de controle de fluxo (1 ), pelo alojador de alta pressão (13), pelo mandril operacional do obturador, se houver, pelo revestimento de superfície (RS), por sua sapata (12) de perfuração e subir pelo anular entre o revestimento de superfície (RS) e o poço (F) perfurado; ao término do deslocamento do cimento pelo revestimento de superfície (RS), a válvula de controle de fluxo (1 ) ser acionada remotamente e ficar em
posição que permite o fluxo apenas pelas primeiras linhas de fluxo (2); e desta forma, durante o bombeio de cimento para a cimentação do condutor, este passar na sequência, pela coluna de perfuração (P), pela válvula de controle de fluxo (1), pelas primeiras linhas de fluxo, pelo anular do condutor (C) com o revestimento de superfície (RS), pela sapata anelar (10) de perfuração do condutor (C) e pelo anular do condutor (C) com o poço (F) perfurado pela sapata (12) de perfuração do condutor (C) até retornar no fundo do mar.
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| BR102013031415A2 (pt) | 2015-11-10 |
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