BRPI0508129B1 - método e dispositivo para estabelecer uma perfuração de poço subterrâneo - Google Patents

Abstract

método e dispositivo para estabelecer uma perfuração subterrâneo (10) e fixar um revestimento (6) na perfuração (10), em que a ferramenta de penetração (1) inclui uma ferramenta de perfuração (14), um revestimento expansível (6), uma ferramenta de expansão (32) e um compactador (30), os quais são projetados para vedar a parede da perfuração de peço (10), sendo colocadas no fundo da perfuração (10), de tal forma que a perfuração do poço (10) seja realizada na extensão necessária no sentido de fixar o revestimento expansível (6), e em operações subseqüentes o revestimento sendo reforçado e um cabo de conclusão é inserido, tendo cabos embutidos para controle e monitoramento da perfuração.

Description

MÉTODO E DISPOSITIVO PARA ESTABELECER UMA PERFURAÇÃO DE POÇO SUBTERRÂNEO

Esta invenção refere-se a um método para estabelecer um poço subterrâneo, em particular um poço de petróleo. Estabelecer uma perfuração significa perfurar, completamente ou parcialmente, um buraco e promover o alinhamento do buraco, de forma que a parede do buraco esteja lacrada hermeticamente, e colocar um cabo de conclusão no poço para produção ou injeção. Se um buraco existe anteriormente, o método também pode ser usado para alinhar o buraco ou para colocar um cabo de conclusão, por meio do qual se possibilita a melhoria, medida e controle da perfuração.

Mais particularmente, a invenção refere-se a um método no qual um revestimento é transportado dentro da perfuração junto com a ferramenta de perfuração e é posicionado na perfuração antes da ferramenta de perfuração ser puxada à superfície. O método é particularmente satisfatório para uso nas chamadas perfurações desviadas, nas quais, a direção da perfuração pode divergir consideravelmente de uma direção vertical.

Além disso, o método inclui o posicionamento de um cabo de conclusão, possivelmente integrado com cabos elétricos ou ópticos, e possivelmente com sensores e atuadores para conclusão do poço para produção ou injeção. A invenção também inclui um dispositivo para realizar método.

Na descrição, acima e abaixo, superior e mais baixo se refere à posição relativa quando a ferramenta está em uma perfuração vertical.

Quando se perfura uma perfuração subterrânea divergida, pode haver dificuldade em ser ter suficiente impulso transferido à cabeça da broca de perfuração. A razão pode ser de que uma parte substancial do peso dos cabos da broca e do peso dos possíveis aneis da broca dispostos sobre a broca de perfuração é absorvido através de fricção entre a parede da perfuração e o cabo da broca. Mostrou-se que mover um revestimento, por exemplo, através de um desvio de uma perfuração toma-se difícil quando é relativamente longo e aproximadamente partes horizontais da perfuração estão envolvidas. A razão para isto, são as consideráveis forças de fricção que surgem entre a perfuração e o revestimento quando o revestimento está sendo movido, e que têm que ser superados. A Patente Norueguesa 179261 relaciona um dispositivo no qual existe um arranjo, sobre a cabeça da broca de perfuração, sendo um pistão selador móvel contra a perfuração. A pressão do fluido dentro da perfuração exerce uma força no pistão, que é projetado para mover a cabeça da broca dentro da perfuração. O documento descreve um grau de limitação para o revestimento e a conclusão da perfuração.

Esta invenção tem como objetivo remediar as desvantagens do estado da arte. O objetivo é realizado conforme a invenção pelas características especificadas na descrição abaixo e nas Reivindicações seguintes.

Uma montagem de ferramenta de penetração inclui uma ferramenta de perfuração de um tipo conhecida ‘per se’, a qual é projetada para perfurar um buraco de perfuração com um diâmetro maior que a abertura pela qual a ferramenta de perfuração pode ser movida. A montagem da ferramenta de penetração também inclui um motor de acionamento para a ferramenta de perfuração, válvulas necessárias e instrumentos para o controle da ferramenta de perfuração. Também é vantajoso prover a montagem da ferramenta de penetração com ferramentas de registro para medir posições, pressão e parâmetros de formação, e um preventivo de não registro das informações (BOP) montados na linha de fluxo de retomo para controle de pressão e para prevenir a falha no registro das informações. A montagem da ferramenta de penetração é conectada a pelo menos dois canais de tubulações que se estendem até a superfície. Um cabo de broca na forma de uma tubulação espiralada dupla pode ser usado com vantagem na qual uma tubulação espiralada se estende dentro de uma outra tubulação espiralada exterior de maior dimensão, ou ainda pode haver uma tubulação de canais duplos de algum outro tipo ou duas tubulações espiraladas lado a lado. Um cabo de broca deste tipo tem pelo menos dois canais separados.

Um cabo de broca na forma de uma tubulação espiralada dupla é escolhido como um exemplo, mas o método e dispositivo de acordo com a invenção também são aplicáveis para tubos espirais unidos e tubos unidos que não são espiralados. O cabo da broca estende-se da montagem da ferramenta de penetração até a superfície, o primeiro canal espiralado pode ser utilizado para bombear fluido de perfuração considerando que o segundo canal espiralado, talvez o canal interno, é usado no retorno do fluido de perfuração e recortes.

Um revestimento, que é conectado a mais baixa porção da montagem da ferramenta de penetração circunda a tubulação espiralada ao longo de seu comprimento a partir da montagem da ferramenta de penetração ascendente. O revestimento sendo do tipo favorável à deformação e a expansão, pode ser projetado para ter deformação plasticamente à expansão, antes e depois, de que fosse posicionado na perfuração ou ambas. Daqui em diante, o revestimento será referido como um revestimento expansível, embora, em uma outra forma de realização do método pode ser escolhida uma incorporação na qual este tubo não é expansível.

Uma montagem de ferramenta superior circundante, de maneira móvel e lacrada, a tubulação espiraiada é conectada à porção superior do revestimento expansível. A montagem da ferramenta superior inclui um compactador móvel, que lacra e compacta contra a parede da perfuração. Este compactador pode ser possivelmente expansível, e pode ser projetado para se expandir para selar ou lacrar contra a parede da perfuração controlado desde a superfície, por exemplo, por meio de pressão suportada pelo compactador. Este compactador também pode ter uma válvula controlável embutida, a qual pode permitir o fluxo dos compactadores passados em situações particulares, por exemplo, quando o equipamento de perfuração é abaixado no poço. A montagem da ferramenta superior também pode incluir, por exemplo, uma âncora giratória que é projetada para absorver torque, por exemplo, da ferramenta de perfuração. Ainda, a montagem da ferramenta superior pode incluir um mandril de expansão para a expansão do revestimento. Este mandril de expansão pode ter vantagem se provido com rodas ou outras formas de dispositivos giratórios projetados para reduzir fricção e facilitar a expansão do revestimento expansível. Ditas rodas podem ser usadas, completamente ou parcialmente como uma âncora giratória para absorver o torque acima mencionado.

Uma ferramenta de penetração de acordo com a invenção inclui uma montagem de ferramenta superior e inferior, um revestimento e duas tubulações condutoras estendendo-se da montagem inferior até a superfície. O método para perfurar e fixar um revestimento em uma perfuração de poço inclui o abaixamento de uma ferramenta de penetração para o fundo da perfuração onde um revestimento já foi fixado e cimentado. A pressão do fluido sobre o anel acima da montagem da ferramenta superior age na ferramenta de penetração provocando que a ferramenta de perfuração seja apertada contra o fundo da perfuração, da mesma forma como o compactador móvel da montagem da ferramenta superior lacra contra o revestimento fixando-o.

Fluido de perfuração é bombeado da superfície pelo primeiro canal de tubulação até o motor de acionamento da ferramenta de perfuração que é localizada preferentemente na montagem da ferramenta inferior. Porém, é possível que o motor de acionamento possa ser colocado na montagem da ferramenta superior. O torque da ferramenta de perfuração pode favoravelmente ser absorvido pelo revestimento expansível através da fricção contra a parede da perfuração ou pela âncora giratória que é disposta preferentemente na montagem da ferramenta superior.

Fluido de retomo e os recortes fluem do fundo da perfuração pelo segundo canal de tubulação para a superfície. A passagem dentro do segundo canal de tubulação pode também estar no centro da cabaça da broca e ser dirigida em tubulações através da montagem da ferramenta inferior, ou pode estar em um anel atrás da cabaça da broca e ser dirigida por um ou mais canais, e de lá para o segundo canal de tubulação. Quando o retomo é através do centro da cabeça da broca, isto também permitirá o esvaziamento contínuo com retorno da parte central para a superfície do fluxo do líquido, para cima, pelo canal de retorno durante a perfuração.

Também é possível transportar e colocar líquido externamente ao revestimento expansível. Isto também pode ser levado a cabo usando válvulas controláveis na montagem da ferramenta inferior. Aqui podem ser colocadas válvulas que podem ser controladas da superfície. Estas válvulas podem direcionar o líquido que é bombeado da superfície, fluindo pela montagem da ferramenta inferior e por atrás da montagem da ferramenta superior em um anel entre a tubulação espiralada e o revestimento expansível, dessa forma, então para fluir do lado de fora até o fundo da perfuração do revestimento expansível. Deste modo este anel pode periodicamente ou continuamente ser lavado e limpado de partículas e possíveis gases. Ainda é possível colocar massa de cimentação no anel, que pode ser colocado subseqüentemente fora do revestimento expansível, tal vez em conexão com a tubulação de expansão.

Como a ferramenta de perfuração se estende na perfuração, a ferramenta de penetração é movida para baixo até a porção superior do revestimento expansível aproximando-se da porção inferior do revestimento fixado. Se ele é escolhido para expandir o revestimento depois de terminada a perfuração, isso pode ser feito com o procedimento seguinte: Aumentando a pressão na perfuração sobre a montagem da ferramenta superior para um nível predeterminado, e a montagem da ferramenta superior é lançada para o revestimento expansível, depois disso o mandril de expansão é erguido através do revestimento se expandindo. O revestimento expansível é então expandido até uma dimensão pré-determinada.

Antes de uma possível expansão do revestimento, a massa de cimentação, que é bombeada para abaixo a partir da superfície ou que é localizada preferencialmente no revestimento expansível durante a operação de perfuração, pode ser direcionada no anel entre o revestimento expansível e a parede da perfuração.

Durante a expansão o cabo de broca pode favoravelmente ser mantido apertado para prover uma compressão extra no revestimento expansível.

Depois de uma possível expansão, o cabo da ferramenta de perfuração inferior será desconectado da porção inferior da tubulação expandida depois da ferramenta de penetração ter sido retirada da perfuração, no sentido de que isto seja provido com um revestimento expansível novo.

Preferentemente, o processo é repetido várias vezes de acordo com a necessidade de comprimento do revestimento até que a perfuração tenha a profundidade desejada alcançada. De forma que não haja nenhuma diferença significante em diâmetro entre os comprimentos de expansão do revestimento.

Para perfurar em um reservatório de petróleo, o revestimento feito em algumas porções do poço é substituído com uma circulação completa de telas de areia de um tipo expansível ou não expansível. A energia e os sinais de controle podem ser transmitidos ao dispositivo por meio de métodos conhecidos ‘per se’, como telemetria de perfuração e cabos ao longo do cabo da broca. O motor para acionar a cabeça da broca é abastecido com energia do cabo de broca, ou também via fluido de perfuração que é bombeado da superfície, por energia elétrica pelo cabo da broca, ou quimicamente por combustível que é levado até o motor a partir da superfície, possivelmente por canais separados no cabo da broca. 0 cabo da broca, o revestimento e o cabo de conclusão podem ser de um tipo convencional, feitos de aço de qualidades diferentes, ou eles podem ser feitos de outros materiais, por exemplo, de um metal leve como alumínio, possivelmente em combinação com um revestimento anti-corrosivo e revestimento de isolação elétrica do lado de dentro e/ou do lado de fora.

Desta forma a utilização de novos materiais permite que o cabo da broca a seja mais leve. Com isso o cabo da broca pode ser feito aproximadamente sem peso, como a circulação de líquido dentro do cabo da broca, tem sido usado um líquido com uma densidade mais baixa daquela do líquido localizado externamente ao cabo da broca duplo. Da mesma maneira como no cabo da broca, o revestimento e o cabo de conclusão podem ser completamente enrolados no comprimento da tubulação, tubulações unidas e enroladas ou tubulações unidas, que não sejam enroladas.

Em uma realização alternativa, a transmissão da energia elétrica e a transmissão de sinais, podem ser efetuadas em pelo menos uma tubulação no cabo da broca tendo um material isolante elétrico aplicado em um ou ambos os iados, pelo qual pelo menos uma tubulação é isolada eletricamente do potencial de terra. Assim, será possível enviar quantias consideráveis de energia elétrica com perda relativamente pequena através da tubulação isolada devido à área da seção transversal metálica relativamente grande da tubulação. A boa alimentação de energia elétrica pode favoravelmente ser utilizada para a transmissão de ambos os efeitos e dos sinais, como por exemplo, para acionar o motor elétrico da perfuração para a rotação e operação da cabeça da broca. O condutor elétrico também pode ser usado para acionar a bomba elétrica da perfuração por controle da pressão do fluido de retorno, e para controlar atuadores da perfuração, aquisição de dados e telemetria da superfície.

Condutores elétricos e/ou ópticos de seções transversais relativamente pequenas para transmissão de sinais entre a superfície e os sensores ou atuadores da perfuração dispostos no cabo da broca podem ser colocados no material isoiante. Esses cabos de transmissão de sinais podem ser protegidos possivelmente contra desgaste, por exemplo, estendendo a proteção na composição do material.

Também podem ser usados cabos de tubulações permanentes como coberturas e cabos de conclusão, de acordo com o método descrito acima, para a comunicação com sensores da perfuração e atuadores com cabos construídos no lado de dentro ou no lado de fora do material isoiante protetor. Tais cabos de tubulações permanentes têm particulares vantagens, por exemplo, na recuperação de petróleo no qual também podem ser usados facilmente para monitoração da perfuração e podem controlar a produção ou a injeção. Ainda aqui pode ser utilizado um cabo de tubulação do tipo de revestimento se expandindo para fora o qual está forçado a selar contra o forro existente do poço, também ajudando assim a segurar a tensão e também aumentar a força do forro do poço. Também pode ser um cabo do mesmo tipo, mas que não é expansível e que pode ser fixado através de cimentação na perfuração, em deste modo parte tornando-se parte do forro no poço.

Junto com os sensores e atuadores da perfuração o cabo acima mencionado, com cabos construídos no lado de dentro ou no lado de fora do material protetor isolante, pode ser puxado e ser fixado no poço sem cimentação. Este cabo, possivelmente em combinação com um elemento do compactador da perfuração, comporá um cabo de conclusão retirável que permite a monitoração e o controle da produção e injeção em zonas diferentes. É vantajoso prover a parte de dentro da tubulação da broca externa com um material isolante elétrico no qual cabos de sinais estão estendidos. Deste modo, pode ser permitida no cabo da broca uma possibilidade para comunicação elétrica, e para a outra tubulação exterior do cabo da broca para ser usado subsequentemente como já denominado cabo de conclusão. O método e o dispositivo de acordo com a invenção, oferecem vantagens por estabelecerem poços eficientes, como os poços terrestres e os poços submarinos. São alcançadas vantagens particulares estabelecendo poços submarinos porque o alcance é construído no cabo da broca, o quer dizer em principio não é imperativo, ter uma tubulação exterior contornando o cabo da broca, ou um dispositivo de bomba extra para transporte e retomo do fluido de perfuração do chão de mar para a superfície do mar. Isto significa vantagens particulares em grandes profundidades do mar por causa de economia de peso. O método e o dispositivo também oferecem vantagens através do aumento da segurança durante a perfuração, como uma barreira extra que pode ser estabelecida para controle do poço. O fluido de perfuração sobre a montagem da ferramenta superior pode favorecer o chamado fluido de destruição, quer dizer, tem uma gravidade específica a qual é escolhida para ser ta! que a pressão dentro do poço sempre será maior que a pressão de poro na formação circunvizinha, o que então representa uma barreira de controle do poço. Um BOP (programa externo de prevenção) no topo do poço é outra forma de controle da barreira do poço.

De acordo com este método, uma barreira de controle de poço moderna é formada pelo compactador móvel da montagem da ferramenta superior preferentemente em combinação com uma válvula de segurança de falha na tubulação do fluxo de retomo, dita válvula sendo integrada na montagem da ferramenta inferior e sendo controlável da superfície. Estes elementos representam uma barreira adicional para prevenir o fluxo descontrolado do fluido de formação dentro do poço em determinadas situações. Estes elementos também oferecem aumentou da segurança e controle, por exemplo, em perfurações sob desequilíbrio, como também permitem o controle da produção do poço durante a perfuração.

No contexto mencionado acima, o fluido de perfuração que é circulado, talvez projetado com uma densidade muito baixa, com isso se faz a segurança da perfuração. O método e o dispositivo de acordo com a invenção assim, permitem a melhora do monitoramento e controle da pressão dentro do buraco aberto do poço.

Com relação ao uso de um cabo da broca de peso leve com flutuabilidade, como descrito acima, este método permite a abertura de buracos particularmente de longo alcance e fundos. Isto pode dar uma drenagem mais eficiente de campos para exploração de petróleo. Também pode ser vantajoso em outras áreas de aplicação, como por exemplo, com relação à recuperação de energia geotérmica. Um cabo de broca aproximadamente leve também permitirá a um navio de perfuração ser menos pesado e ter um correto posicionamento e tempo de resposta em arrasto, e permitirá a simplificação no erguimento, tendo compensação na perfuração de poços submarino, nesse caso, o erguimento é compensado pela flexibilidade do cabo da broca.

Para um poço submarino o cabo da broca pode se estender pelo mar aberto, ou pode ser conduzido do chão de mar à superfície por uma tubulação de guia que pode ser preenchida de água ou de fluido de perfuração de uma densidade desejada. Esta tubulação pode ter integrados elementos flutuantes, de forma que isto não represente qualquer grande carga na forma de forças exercidas na embarcação de perfuração. A seguir descreve-se um exemplo não limitado de um método preferencial e uma visualização incorporada nos desenhos que a acompanham, nos quais: Figure 1 mostra esquematicamente um poço que está sendo estabilizado por meio de uma embarcação localizada na superfície do mar;

Figure 2 mostra esquematicamente, e em larga escala, uma ferramenta de penetração que é colocada na parte final do fundo da perfuração.;

Figure 3 mostra esquematicamente a ferramenta de penetração depois da perfuração ter sido perfurada, de forma que o extremo superior do revestimento expansível corresponde com o extremo inferior de um revestimento previamente fixado;

Figure 4 mostra esquematicamente a ferramenta de penetração como o revestimento expansível sendo expandido até seu diâmetro de expansão;

Figure 5 mostra esquematicamente o revestimento expansível conforme a expansão é completada, com a montagem da ferramenta inferior sendo retirada através do revestimento expansível;

Figure 6 mostra esquematicamente a ferramenta de penetração em larga escala; e Figure 7 mostra um poço no qual foi colocado um revestimento reforçadoe um cabo de conclusão.

Nos desenhos a referência número 1 identifica uma ferramenta de penetração incluindo uma montagem de ferramenta inferior 2, uma montagem de ferramenta superior 4, um revestimento 6 expansível que se estende entre a montagem superior e inferior da ferramenta 4, 2, e uma tubulação 8 espiralada dupla que se estende da montagem da ferramenta inferior 2 para a superfície. A ferramenta 1 de penetração é colocada em um buraco de perfuração 10 que ê provido com um revestimento 12. A montagem da ferramenta inferior 2, veja figura 5, inclui uma ferramenta 14 de perfuração de um tipo conhecida ‘per se’, que é de tal forma configurada que pode ser movido por uma abertura de um diâmetro menor que o diâmetro do buraco da perfuração 10 no qual a ferramenta de broca de perfuração 4 é colocada para perfurar. Um motor 16 aciona a ferramenta de perfuração 14, veja figura 6. O Fluido de perfuração e os recortes podem fluir à superfície por uma passagem de retomo 22 na montagem da ferramenta inferior 2 conectada a uma segunda tubulação de canal 24 das tubulações 8 espiraladas duplas. Alternativamente o canal de passagem retorno 22 pode estar no centro da cabaça da broca (não mostrado na figura) no sentido de também transportar o núcleo do fundo do buraco diretamente dentro do segundo canal de tubulação 24. A montagem da ferramenta inferior 2 é conectada removivelmente à porção inferior do revestimento 6 expansível, por exemplo, por meio de pinos inferiores 26. A tubulação 8 espiralada dupla se estende hermeticamente fechada e de forma móvel pela montagem da ferramenta superior 4. Nesta forma preferencial de realização a montagem da ferramenta superior 4 inclui um compactador 28 movível que lacra contra o revestimento 12, uma âncora 30 giratória e uma ferramenta de expansão ferramenta 32. Os componentes 28, 30 e 32 são cada um conhecidos ‘per se’ e não são descritos em detalhes adicionais. A montagem da ferramenta superior 4 é conectada removivelmente na extremidade superior do revestimento expansível 6, por exemplo, por meio de pinos superiores 34.

Depois que a ferramenta de penetração 1 tenha sido conectada na superfície, é introduzida dentro da perfuração 10 possivelmente através de um levantador 36 e de válvulas e poço 38. Subseqüentemente a ferramenta 1 de penetração pode ser rebaixada no buraco da perfuração por força da gravidade ou por fluido que é bombeado na perfuração 10 sobre a montagem da ferramenta superior 4, o compactador 28 que lacra contra o revestimento, e pela pressão do fluido que age na área acima da montagem da ferramenta 4. O fluido localizado debaixo da ferramenta de penetração 1 pode ser escoado à superfície pelo segundo canal de tubulação 24 da tubulação 8 espiralada dupla. A drenagem da ferramenta de penetração 1 para a superfície pode ser melhorada, preferentemente por meio de uma bomba acionada eletricamente, não mostrada, na montagem da ferramenta inferior 2.

Quando a ferramenta de perfuração 14 da ferramenta de penetração 1 golpeia o fundo do buraco de perfuração 10, veja figura 2, a ferramenta de perfuração 14 até certo ponto é fixada de uma maneira conhecida 'per se' para perfurar até um diâmetro desejado depois do que o motor 16 seja acionado. O torque da ferramenta de perfuração 14 é absorvido pelo revestimento 6 expansível, e pela ânoora 30 giratória da montagem da ferramenta superior 4. A pressão de alimentação da ferramenta de perfuração 14 contra o fundo do buraco da perfuração 10 pode ser ajustada, ajustando a pressão do fluido contra a borda da montagem da ferramenta superior 4. Esta pressão de alimentação também pode ser ajustada mudando a densidade ou a taxa de fluxo do fluido de perfuração circulante, ou pode ser ajustado por meio de uma bomba não mostrada, como descrito acima.

Depois de uma distância que corresponde ao comprimento do revestimento 6 expansível que foi perfurado, de forma que a extõremidade do revestimento 6 expansível corresponda ou se aproxime da extremidade inferior do revestimento 12, veja figura 2, o perfurador é parado.

Se desejável, o revestimento expansível 6 pode ser provida intemamente com massa de cimentação, a qual é fornecida, durante esta parte da operação, dentro de anéis 40 entre o revestimento expansível 6 e o buraco da perfuração 10, ou em anéis 40 que podem ser esvaziados. A pressão do fluido sobre a montagem da ferramenta superior 4 é aumentada, de forma que os pinos superiores fixem 34, depois de que a ferramenta de expansão 32 é movida do revestimento expansível 6. O revestimento 6 expansível é então determinado em um diâmetro expandido desejado.

Como a ferramenta de expansão bate na montagem da ferramenta inferior 2, os pinos inferiores se fixam 26, com isso a montagem da ferramenta inferior 2 é liberada do revestimento expansível 6. A ferramenta de penetração 1 com a exceção do revestimento expansível 6 , é então parada e retirada do buraco da perfuração 10, veja figura 4.5.

Na figura 34 é mostrado que a montagem da ferramenta superior inteira 4 é movida dentro do revestimento expansível 6 junto com a ferramenta de expansão 32. Em uma realização alternativa não mostrada, partes da montagem da ferramenta superior 4, por exemplo, a âncora 30 giratória, pode ser levada até a porção superior do revestimento expansível durante a operação de expansão.

Depois da perfuração, perfurar e o objetivo desejado tenha sido completado, uma ou repetidas ações de reforço do revestimento 12 no poço podem ser levadas a cabo, através da expansão de um reforço do revestimento 42, o qual pode formar todo o comprimento do poço ou partes dela, contra o revestimento 12 que já já esta levantado no buraco da perfuração. Alternativamente, o revestimento reforçado 42 pode ser cimentado ao revestimento 12. Este revestimento reforçado 42 que faz com que o revestimento 12 seja reforçado, pode favoravelmente ser provido com cabos 44 elétricos ou ópticos embutidos, e sensores e atuadores da perfuração, não mostrados, para monitorar e controlar a produção ou injeção. Esta operação de reforço pode ser repetida para aumentar a força do forro do buraco de perfuração 10 para o nível desejado.

Depois do forro do buraco da perfuração 10 ter sido completado, lá é colocado, preferentemente quando poços de produção são envolvidos, um cabo de conclusão removível 46 no buraco da perfuração 10. Este cabo de conclusão 46 pode, da mesma maneira que o revestimento de reforço descrito acima, ser provido com cabos 44 elétricos ou ópticos embutidos, e sensores e atuadores do buraco da perfuração, não mostrados. O cabo de conclusão 46 é preferentemente provido de pelo menos um compactador da perfuração 46 que é projetado para lacrar contra o revestimento 12, e possivelmente o reforço do revestimento 46, 42, assim desata forma no sentido de isolar o anel entre o cabo de conclusão 46 e o revestimento 12 em pelo menos uma zona do poço 50.

Se é desejável escoar ou injetar em vários em varias zonas do poço 50 simultaneamente, é vantajoso que o cabo de conclusão 46 seja com dois ou mais canais, da mesma maneira como para o cabo da broca 8. O estabelecimento do buraco da perfuração 10 é levado a cabo através de uma embarcação 60 na superfície do mar 62; veja figura 1, com a embarcação 60 sendo provida com equipamentos de perfuração 64. O cabo da broca 8 é bobinado tipicamente sobre um tambor, não mostrado, na embarcação 60 antes de ser baixado no buraco da perfuração 10. 0 cabo da broca 8 pode ser disposto livremente no mar, ou pode ser encapsulado em uma elevação 66. A elevação 66 pode ser provida com elementos flutuantes, não mostrados.

Claims (27)

1. método para estabelecer uma perfuração de poço subterrâneo (10) e fixação de um revestimento ou uma tela de proteção de areia (6) e possibilitando subseqüentemente introdução de um cabo de conclusão (46) na perfuração de poço (10), caracterizado por uma ferramenta de penetração (1) incluindo uma ferramenta de perfuração (14), um revestimento expansível ou uma tela de proteção de areia (6), uma ferramenta de expansão (32) e um compactador (30), os quais são projetados para vedar a parede da perfuração de poço (10), sendo colocados no fundo da perfuração de poço (10), de tal forma que a perfuração de poço (10) seja perfurada na extensão necessária no sentido de fixar o revestimento expansível ou tela de proteção de areia (6).

2. método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a ferramenta de penetração (1) com exceção do revestimento expansível (6) ser retirada da perfuração de poço (10) depois que o revestimento expansível ou tela de proteção de areia (6) tenha sido fixada.

3. método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a ferramenta de penetração (1) ser movida até o fundo da perfuração de poço (10) por meio de pressão de um fluido na perfuração de poço (10) aplicado sobre a ferramenta de penetração (1).

4. método de acordo com a reivindicação 3, caracterizado peio fluido na perfuração de poço (10) aplicado sobre a ferramenta de penetração (1) ser escoado para a superfície por meio de um segundo canal de tubulação (24).

5. método de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fluido na perfuração de poço (10) aplicado sobre a ferramenta de penetração (1) ser escoado para a superfície por meio do segundo canal de tubulação (24) com a ajuda de uma bomba de fundo de poço.

6. método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela massa de cimentação qual é bombeada por meto, ou a qual e deslocada pelo revestimento expansível (6) ser conduzida em um anel (40) disposto entre o revestimento expansível (6) e a perfuração de poço (10).

7. método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo revestimento de reforço (42) ser movido dentro do revestimento (12) e conectado ao revestimento (12).

8. método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo revestimento de reforço (42) ser fixamente expandido dentro do revestimento (12).

9. método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo revestimento de reforço (42) ser fixado ao revestimento (12) através de cimentação.

10. método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado peio cabo da broca (8) ser feito aproximadamente leve pela circulação de um líquido no cabo da broca (8), com o tendo líquido uma densidade mais baixa que o líquido no lado de fora do cabo da broca (8).

11. método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo núcleo cilíndrico da broca ser perfurado e transportado para a superfície durante a perfuração pelo fluxo de líquido através do arranjo de ferramenta mais baixo (2) subindo através do canal de retomo no cabo de broca (8).

12. dispositivo para uma ferramenta de penetração (1) para perfurar ou limpar e possivelmente fixar um revestimento ou uma tela de proteção de areia e um cabo de conclusão em uma perfuração de poço subterrânea (10), caracterizado pela ferramenta de penetração (1) incluir uma ferramenta de perfuração (14), um revestimento expansível (6), uma ferramenta de expansão (32) e um compactador (30) os quais são projetados lacrar a parede da perfuração de poço (10), a ferramenta de perfuração (14) sendo removível e conectada à porção mais baixa do revestimento expansível (6), e a ferramenta de expansão (32) e ao compactador (30) sendo removível e conectado à porção superior do revestimento expansível (6).

13. dispositivo de acordo com a reivindicação 12, caracterizado peia ferramenta de penetração (1) ser conectada à superfície por meio de um cabo de broca (8), tipicamente na forma de uma tubulação espiralada dupla..

14. dispositivo de acordo com a reivindicação 12, caracterizada peta ferramenta de penetração (1) ser provida com uma âncora giratória (30).

15. dispositivo de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pela ferramenta de expansão (1) ser provida com cilindros, os quais são projetados para reduzir fricção de deslizamento e ao mesmo tempo trabalhar, como uma âncora giratória.

16. dispositivo de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pela ferramenta de penetração (1) ser arranjada para se comunicar com a superfície através de pelo menos um canal de tubulação (18, 24).

17. dispositivo de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pela ferramenta de perfuração (14) ser movida por um motor de perfuração (16) o qual é provido com fluido pressurizado da superfície pelos canais de tubulação (18, 24).

18. dispositivo de acordo com a reivindicação 12, caracterizado peta ferramenta de perfuração (14) ser movida por um motor de perfuração (16) o qual é provido com energia elétrica da superfície por pelo menos um dos canais de tubulação (18,24).

19. dispositivo de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por pelo menos um dos canais de tubulação (18, 24) do cabo de broca, o revestimento (12) ou o cabo de conclusão (46) ser eletricamente isolado do potencial de terra por meio de um material isolante elétrico (45) e assim preparado para transmitir, pelo metal da respectiva tubulação, energia e sinais.

20. dispositivo de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelos cabos elétricos ou ópticos (44) estarem dispostos no material isolante elétrico (45).

21. dispositivo de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pe/o cabo de broca (8) ser feito de metal leve.

22. dispositivo de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo cabo de broca (8) ser reforçado com composições de fibra.

23. dispositivo de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo cabo de broca (8), o revestimento expansível (6) e o cabo de conclusão (46) serem enroláveis e projetados para serem armazenados em carretéis de tubulações na superfície antes de serem introduzidos na perfuração de poço (10).

24. dispositivo de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo equipamento de perfuração (64) ser colocado em uma embarcação flutuante (60) para a perfuração de um poço (10) no chão de mar, com o cabo de broca (8) estando estendido através do mar aberto.

25. dispositivo de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo equipamento de perfuração (64) ser colocado em uma embarcação flutuante (60) para a perfuração de um poço (10) no chão de mar, com o cabo de broca (8) estando estendido através de uma elevação (66) do chão do mar até a embarcação, com a elevação sendo provida de elementos flutuantes.

26. dispositivo de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pela elevação (66) ser telescópica e assim arranjada para alcançar a embarcação (60) mesmo com qualquer desvio de sua posição sobre o poço (10).

27. dispositivo de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pela ferramenta de expansão (32) ser retirada e o compactador (30) que é projetado para lacrar contra a parede da perfuração de poço (10), ser construído de uma maneira simplificada e formando uma parte integrada do revestimento expansível (6).