BRPI0620026B1 - System and method associated with the production of hydrocarbons, and method for producing hydrocarbons - Google Patents

Abstract

sistema e método associados à produção de hidrocarbonetos, e, método para produzir hidrocarbonetos um método e um sistema associados à produção dehidrocarbonetos são descritos. o aparelho inclui um primeiro membro tubular tendo uma seção longitudinal não-permeável e uma seção longitudinal permeável. a seção longitudinal permeável tem uma pluralidade de aberturas entre uma primeira abertura central e uma região externa ao primeiro membro tubular. o sistema inclui também um segundo membro tubular pelo menos parcialmente envolvendo o primeiro membro tubular. o segundo membro tubular inclui uma seção longitudinal não-permeável disposta adjacente à seção longitudinal permeável do primeiro membro tubular e uma seçãolongitudinal permeável do segundo membro tubular, onde a seção longitudinal permeável do segundo membro tubular é disposta adjacente à seção longitudinal não-permeável do primeiro membro tubular e a seção longitudinal permeável do segundo membro tubular é separada da seção longitudinal permeável do primeiro membro tubular por uma distância longitudinal específica. a seção longitudinal permeável do segundo membro tubular tem uma segunda pluralidade de aberturas entre uma segunda abertura central e uma região externa ao segundo membro tubular que não bloqueiam certos tamanhos de partículas. o sistema é também configurado para produzir hidrocarbonetos do primeiro membro tubular.

Description

SISTEMA E MÉTODO ASSOCIADOS À PRODUÇÃO DE HIDROCARBONETOS, E, MÉTODO PARA PRODUZIR HIDROCARBONETOS” REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS CORRELATOS

Este pedido reivindica o benefício do pedido provisório US óQ/7-51.676-, depositado cm IV de dezemb ro de 2005.

CAMPO TÉCNICO

Esta invenção refere-se, de modo geral, a um aparelho e método para uso em furos de poços. Mais partícularmente, esta invenção refere-se a um aparelho de furo de poço e método para produção de hidrocarbonetos e gerenciar produção de areia. FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO Esta seção destina-se a introduzir o leitor a vários aspectos da técnica, que podem ser associados a modos de realização exemplifícativos da presente invenção, abaixo descritos e/ou reivindicados. Pretende-se que esta explicação seja útil em prover o leitor com informação capaz de facilitar a melhor compreensão de técnicas particulares da presente invenção. Conseqüentemente, deve ser entendido que o presente enunciado deve ser lido com este enfoque, e não necessariamente como licenças de prática da técnica anterior. A produção de hidrocarbonetos, como óleo e gás, tem sido efetuada por vários anos. Para produzir tais hidrocarbonetos, um sistema de produção pode utilizar vários dispositivos, como dispositivos de controle de areia e outras ferramentas, para tarefas específicas em um poço. Tipicamente, estes dispositivos são instalados em um furo de poço completado tanto como furo revestido ou furo aberto. Em completações de furo revestido, o revestimento de furo de poço é colocado no furo de poço e perfurações são feitas através do revestimento em direção às formações subterrâneas para prover uma trajetória para fluidos de formação, como hidrocarbonetos, em direção ao furo de poço. Altemativamente, em completações de furo aberto, uma coluna de produção é posicionada no interior do furo de poço sem revestimento de furo de poço. Os fluidos de formação escoam através do ânulo entre a formação subterrânea e a coluna de produção para entrar na coluna de produção. .Ao produ7fr fluidos das formações siíbterrãneas, especialmente formações fracamente consolidadas ou formações enfraquecidas pelo aumento de tensão de furo abaixo devido à escavação do furo de poço e retirada de fluidos, é possível produzir material sólido (por exemplo, areia) juntamente com os fluidos de formação. Em alguns casos, formações podem produzir hidrocarbonetos sem areia até o início de produção de água proveniente das formações. Com o início de águas, estas formações entram em colapso ou ruem devido à maior força de arrasto (água tem, geralmente, maior viscosidade do que óleo ou gás) e/ou dissolução de material que contém os grãos de areia em conjunto. A produção de areia/sólidos e água resulta, tipicamente, em diversos problemas. Estes problemas incluem perda de produtividade, dano a equipamento e/ou maiores custos de tratamento, manuseio e descarte. Por exemplo, a produção de areia/sólidos pode vedar ou restringir trajetos de escoamento resultando em menor produtividade. A produção de areia/sólidos pode causar também severa erosão danificando o equipamento, o que pode originar problemas de controle de poço. Quando levada para a superfície, a areia é removida da corrente de fluxo e tem que ser descartada apropriadamente, o que aumenta os custos operacionais do poço. A produção de água também reduz a produtividade. Por exemplo, devido à água ser mais pesada do que os fluidos de hidrocarboneto, é necessário maior pressão para sua ascensão e remoção do poço. Ou seja, quanto mais água produzida, menor pressão disponível para mover os hidrocarbonetos, como óleo. Em adição, água é corrosiva e pode causar dano severo ao equipamento se não for apropriadamente tratada. De modo semelhante à areia, a água também tem que ser removida da corrente de escoamento e descartada apropriadamente. A produção de areia/sólidos e água pode ser ainda composta com poços tendo um número de intervalos de completação diferente, e a resistência da formação pode variar de intervalo a intervalo. Devido à avaliaçã&^fcsistêncirrteluiTnaç^ü sercõmptícãda, a capacidade de prever o momento de ataque de areia e/ou água é limitada. Em muitas situações, os reservatórios são misturados para minimizar risco de investimento e maximizar benefício econômico. Em particular, poços tendo intervalos diferentes e reservas marginais podem ser mesclados para reduzir para redução de risco econômico. Um dos riscos nestas aplicações é o fato do colapso da areia e/ou irrupção de água em qualquer um dos intervalos pôr em risco as reservas remanescentes nos outros intervalos da completação.

Embora o controle de areia, tecnologias de controle remoto e intervenções típicas possam ser utilizadas, estas abordagens muitas vezes elevam o custo de reservas marginais além do limite econômico. Desse modo, uma alternativa simples de menor custo pode ser benéfica para diminuir o limiar econômico de reservas marginais e aumentar o retomo financeiro para certas aplicações de reservas maiores. Conseqüentemente, há a necessidade de um aparelho de completação de poço que proveja um mecanismo para gerenciar a produção de areia e água no interior de um furo de poço, enquanto capaz de manter as limitações dimensionais.

Outro material correlato pode ser encontrado em, pelo menos, nas patentes US 6.125.932, US 4.064.938, US 5.355.949, US 5.896.928, US 6.622.794, US 6.619.387, e pedido internacional de patente PCT/US2004/01.599. Além disso, informação adicional pode ser encontrada também em Penberth&Shaugnessy, SPE Monograph Series- “Sand Control”, ISBN 1-55.563-041-3 (2002); Bennet et al, “Design Methodology for Selections of Horizontal Open-Hole Sand Control Completions Supported by Field Case Histories”, SPE 65.140 (2000);Tiffin et al., “New Criteria for Gravei and Screen Selection for Sand Control”, SPE 39.437 (1998); Wong G. K. et al., “Design, Execution, and Evaluatíon of Franc and Pack (F&P) Treatments in Unconsolidated Sand Formations in the Gulf of México”, SPE 26.563 (1993); T.M.V Kaiser et al., “Inflow Analysis and Optimization of Slotted.E-mers”, SRE 80:145 (2002); e Yilfe Tang ét al., "Performance of Horizontal Wells Completed with Slotted Liners and Perforations”, SPE 65.516(2000).

SUMÁRIO

Em um modo de realização, um sistema associado à produção de hidrocarbonetos é descrito. O sistema inclui um primeiro membro tubular e um segundo membro tubular pelo menos parcialmente envolvendo o primeiro membro tubular disposto dentro de um ambiente de furo de poço (por exemplo, um ambiente de sub-superfície). O primeiro membro tubular tem uma seção longitudinal não-permeável e uma seção longitudinal permeável, onde a seção longitudinal permeável tem uma primeira pluralidade de aberturas entre um primeiro canal central e uma região externa ao primeiro membro tubular. O segundo membro tubular inclui uma seção longitudinal não-permeável em alinhamento substancialmente radial com a seção longitudinal permeável do primeiro membro tubular e uma seção longitudinal permeável, onde a seção longitudinal permeável do segundo membro tubular fica em alinhamento substancialmente longitudinal com a seção longitudinal não-permeável do primeiro membro tubular e a seção longitudinal permeável do segundo membro tubular é separada da seção longitudinal permeável do primeiro membro tubular por uma distância longitudinal especifica. A distância longitudinal específica é calculada com base nas propriedades geométricas, de fluido e areia do ambiente do furo de poço. Além disso, a seção longitudinal permeável do segundo membro tubular tem uma segunda pluralidade de aberturas entre uma região interna do segundo membro tubular e uma região externa ao segundo membro tubular que permite partículas tendo um tamanho particular passe através da mesma. O sistema provê uma trajetória para hidrocarbonetos através do primeiro membro tubular.

Em um modo de realização alternativo, um sistema associado à produção de hidrocarbonetos é descritO. O sistema inclui um furo de poço utilizado para produzirhidi ucaibunetos"de um reservatório"de sLib-supéríTcTe, um tubo de base perfurado acoplado à coluna de tubulação de produção e disposto dentro do furo de poço adjacente ao reservatório de sub-superfície, e um membro tubular pelo menos parcialmente envolvendo o tubo de base perfurado. O tubo de base perfurado inclui uma seção longitudinal não-permeável e uma seção longitudinal permeável, onde a seção longitudinal permeável tem uma pluralidade de entalhes entre um canal central do tubo de base perfurado e uma região externa ao tubo de base perfurado. O membro tubular inclui uma seção longitudinal não-permeável disposta adjacente à seção longitudinal permeável do tubo de base perfurado e uma seção longitudinal permeável do membro tubular tendo uma pluralidade de aberturas entre uma região interna do membro tubular e uma região externa ao membro tubular que permite a passagem de partículas de determinado tamanho. Além disso, a seção longitudinal permeável do tubo de base perfurado e a seção longitudinal permeável do membro tubular são separadas da seção longitudinal permeável do tubo de base perfurado por uma distância longitudinal específica, que é calculada com base nas propriedades geométricas, do fluido e da areia do furo de poço. O sistema inclui ainda a produção de hidrocarbonetos a partir do tubo de base perfurado.

Em outro modo de realização, um método associado à produção de hidrocarbonetos é descrito. O método inclui medir as propriedades de geometria, fluido e areia de um ambiente de furo de poço e calcular uma distância longitudinal específica utilizando as propriedades medidas. O método inclui, adicionalmente, prover um primeiro membro tubular, onde o primeiro membro tubular compreende uma seção longitudinal não-permeável do primeiro membro tubular e uma seção longitudinal permeável do primeiro membro tubular que permite fluidos escoarem entre um primeiro canal central e uma região externa ao primeiro membro tubular; prover um segundo membro tubular pelo menos parcialmente envolvendo o primeiro membro tubular, onde o segundo membro tubular inclui uma seção longitudinal não-permeável do segundo membro tubular disposto adjacente à seção longitudinal permeável do primeiro membro tubular e uma seção longitudinal permeável do segundo membro tubular que permite fluidos e partículas de areia escoarem entre um segundo canal central e uma região externa ao segundo membro tubular, e a seção longitudinal permeável do segundo membro tubular; e dispor a seção longitudinal não-permeável do primeiro membro tubular adjacente à seção longitudinal permeável do segundo membro tubular, onde a seção longitudinal permeável do primeiro membro tubular é separada da seção longitudinal permeável do segundo membro tubular por uma distância longitudinal específica. Além disso, o método inclui a produção de hidrocarbonetos a partir do primeiro membro tubular.

Em um modo de realização alternativo, um sistema associado à produção de hidrocarbonetos é descrito. O sistema incluí um primeiro membro tubular e um segundo membro tubular pelo menos parcialmente envolvendo o primeiro membro tubular. O primeiro membro tubular tem uma seção longitudinal não-permeável e uma seção longitudinal permeável, onde a seção longitudinal permeável tem uma primeira pluralidade de aberturas entre um primeiro canal central e uma região externa ao primeiro membro tubular. O segundo membro tubular inclui uma seção longitudinal não-permeável em alinhamento substancialmente radial com a seção longitudinal permeável do primeiro membro tubular e uma seção longitudinal permeável, onde a seção longitudinal permeável do segundo membro tubular fica em alinhamento substancialmente radial com a seção longitudinal não-permeável do primeiro membro tubular. Além disso, a seção longitudinal permeável do segundo membro tubular tem uma segunda pluralidade de aberturas entre uma região interna do segundo membro tubular e uma região externa ao segundo membro tubular que permite partículas tendo um tamanho particular passar através da mesma, Além -dtsso, uma pluralidade de partiçõcs-■ axiais--é disposta entre os primeiro e segundo membros tubulares para formar uma pluralidade de câmaras entre os mesmos. O sistema provê uma trajetória para hidrocarbonetos através do primeiro membro tubular. DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOS As vantagens a seguir e outras mais da presente técnica ficarão aparentes pela leitura da descrição detalhada a seguir e pela referência aos desenhos, nos quais: A fig. 1 é um sistema de produção exemplificativo de acordo com certos aspectos da presente invenção; as figs. 2A-2G são modos de realização exemplificativos de porções de um dispositivo de controle de areia utilizado no sistema de produção da fig. 1 de acordo com certos aspectos das presentes técnicas; as figs. 3A-3D são modos de realização exemplificativos de um compartimento do dispositivo de controle de areia dentro de um furo de poço da fig. 1 de acordo com certos aspectos das presentes técnicas; a fig. 4 é um modo de realização exemplificativo dos dispositivos de controle de areia dentro de um poço de multizonas de furo aberto de acordo com certos aspectos das presentes técnicas; a fig. 5 é um modo de realização exemplificativo dos dispositivos de controle de areia dentro de um poço de multizonas de furo revestido de acordo com certos aspectos das presentes técnicas; a fig. 6 é um modo de realização exemplificativo dos dispositivos de controle de areia dentro de um poço de multizonas de furo aberto de acordo com certos aspectos das presentes técnicas.

DESCRIÇÃO DETALHADA

Na descrição detalhada a seguir, os modos de realização específicos da presente invenção são descritos em conexão com seus modos de realização preferidos. Entretanto, na medida em que a descrição a seguir é das presentes técnicas, ela pretende ser apenas ilustrativa e prover meramente uma descrição concisa de modos de realização exemplificativos. Consequentemente, a invenção não está limitada aos modos de realização específicos abaixo descritos, mas, ao contrário, inclui todas as alternativas, modificações e equivalentes abrangidos pelo escopo das reivindicações anexas. A presente técnica descreve um dispositivo de controle de areia e método que podem ser utilizados em um sistema de produção para realçar a produção de hidrocarbonetos de um poço e/ou realçar a injeção de fluidos ou gases no poço. Sob a presente técnica, um dispositivo de controle de areia é configurado para utilizar “caminhos tortuosos” e promover a formação de pontes de areia para vedar canais, passagens ou compartimentos lineares relativamente longos dentro de um dispositivo de controle de areia. Conseqüentemente, quando areia é produzida, as pontes de areia se formam vedando seções de um poço para bloquear o fluxo de areia e água para o poço, proveniente de intervalos ou zonas produtores de areia da formação. Embora o tamponamento seja geralmente considerado um problema em outras abordagens de controle de areia, as presentes técnicas promovem tamponamento de uma maneira controlada para intervalos de produção do poço. De fato, a característica de tamponamento das presentes técnicas pode ser usada para vedar intervalos produtores de areia (com ou sem água) protegendo a produção de hidrocarbonetos por outros intervalos dentro do poço. Desse modo, as presentes técnicas utilizam compartimentos no corpo do dispositivo ou compartimentos relativamente grandes dentro do revestimento de produção para criar pontes de areia quando água é produzida.

Passando agora aos desenhos, e com referência inicialmente à fig. 1, um sistema de produção exemplificativo 100 de acordo com certos aspectos das presentes técnicas é ilustrado. No sistema de produção uma árvore submarina 104 localizada sobre o leito do mar 106. Através desta árvore submarina 104, a instalação de produção flutuante 102 acessa uma ou mais formações subterrâneas, como a formação subterrânea 107, que pode incluir múltiplos intervalos ou zonas de produção 108a-108n, onde o número “n” é qualquer número inteiro, tendo hidrocarbonetos, como óleo e gás. Beneficamente, dispositivos, como dispositivos de controle de areia 138a-138n, podem ser utilizados para realçar a produção de hidrocarbonetos dos intervalos de produção 108a-108n. Entretanto, deve ser notado que o sistema de produção 100 está ilustrado para fins exemplificativos e as presentes técnicas podem ser úteis na produção ou injeção de fluidos de qualquer local submarino, de plataforma ou terrestre. A instalação de produção flutuante 102 é configurada para monitorar e produzir hidrocarbonetos a partir de intervalos de produção 108a-108n da formação subterrânea 107. A instalação de produção flutuante 102 pode ser um vaso flutuante capaz de gerenciar a produção de fluidos, como hidrocarbonetos, de poços submarinos. Estes fluidos podem ser armazenados na instalação de produção flutuante 102 e/ou providos a navios-tanques (não mostrados). Para acessar os intervalos de produção 108a-108n, a instalação de produção flutuante 102 é acoplada a uma árvore submarina 104 e a uma válvula de controle 110 via um umbilical de controle 112. O umbilical de controle 112 pode ser operacionalmente conectado à tubulação de produção para prover hidrocarbonetos da árvore submarina 104 para a instalação de produção flutuante 102, tubulação de controle para dispositivos hidráulicos ou elétricos, e um cabo de controle para comunicação com outros dispositivos dentro do furo de poço 114.

Para acessar os intervalos de produção 108a-108n, o furo de poço 114 penetra o leito do mar 106 até uma profundidade interfaceada com o intervalo de produção 108a-108n a diferentes intervalos dentro do furo de poço 114. Como pode ser apreciado, os intervalos de produção 108a-t08-n, que podem ser referidos como intervalos de produção 108, podem incluir várias camadas ou intervalos de rocha que podem ou não incluir hidrocarbonetos e que podem ser referidos como zonas. A árvore submarina 104, posicionada sobre o furo de poço 114 no leito do mar 106, provê uma interface entre dispositivos dentro do furo de poço 114 e a instalação de produção flutuante 102. Conseqüentemente, a árvore submarina 104 pode ser acoplada a uma coluna de produção de produção 128 para prover trajetórias de fluido e um cabo de controle (não mostrado) para prover caminhos de comunicação, que podem interfacear com o umbilical de controle 112 na árvore submarina 104.

Dentro do furo de poço 114, o sistema de produção 100 pode incluir também equipamento diferente para prover acesso aos intervalos de produção 108a-108n. Por exemplo, uma coluna de revestimento superficial 124 pode ser instalada a partir do leito do mar até uma localização e uma profundidade específica abaixo do leito do mar 106. Dentro da coluna de revestimento superficial 124, uma coluna de revestimento intermediária ou de produção 126, que pode se estender até uma profundidade próxima ao intervalo de produção 108, pode ser utilizada para prover suporte para paredes do furo de poço 114. As colunas de superficiais e de produção 124 e 126 podem ser cimentadas em uma posição fixa dentro do furo de poço 114 para estabilizar ainda mais o furo de poço 114. Dentro das colunas de revestimento superficiais e de produção 124 e 126, uma coluna de tubulação de produção 128 pode ser utilizada para prover uma trajetória através do furo de poço 114 para hidrocarbonetos e outros fluidos. Ao longo desta trajetória, uma válvula de segurança sub-superficial 132 pode ser utilizada para bloquear o fluxo de fluidos provenientes da coluna de tubulação de produção 128 no caso de ruptura ou quebra acima da válvula de segurança sub-superficial 132. Além disso, obturadores 134a-134n podem ser utilizados para isolar zonas . npntrn Hn nnnln /Ia liim Hp turta /4a Aiitrci CapCLtircUÍ vitiiti ctv CttlvtfvJ ttu iUiVj ctv ρκτγχτ tílim Uu \7tttl Ct. \7Í5 t7t7tül atlUTvS 134a-134n podem incluir obturadores de revestimento externo, como SwellPacker™ (EZ Well Solutions), o Mpas™ Packer (Baker Oil Tools), ou qualquer outro obturador adequado para um poço de furo aberto ou revestido, conforme apropriado.

Em adição ao equipamento acima, outros dispositivos ou ferramentas, como dispositivos de controle de areia 138a-138n, podem ser utilizados para gerenciar o fluxo de partículas para a coluna de tubulação de produção 128. Os dispositivos de controle de areia 138a-138n, que podem aqui ser referidos como dispositivo(s) de controle de areia 138, podem incluir revestimentos com entalhes, telas isoladas (SAS), telas pré-acondicionadas, telas de arame enroladas, telas de membrana, telas expansíveis e/ou telas de malha de metal. Para fins exemplificativos, os dispositivos de controle de areia 138 são aqui descritos como sendo tubulação de base com entalhes com uma camisa perfurada, mais detalhada abaixo nas figs. 2A-2G. Os dispositivos de controle de areia 138 podem gerenciar o fluxo de hidrocarbonetos dos intervalos de produção 108 para a coluna de tubulação de produção 128.

Como ressaltado acima, muitos poços têm um número de intervalos de completação com a resistência da formação variando de intervalo para intervalo. Devido à avaliação da resistência de formação ser uma ciência imprecisa, a habilidade de prever o momento do início de areia e/ou água é limitado. Além disso, em muitos poços, a mesclagem de intervalos de produção 108a-108n pode ser preferida para minimizar risco de investimento e maximizar o benefício econômico. O que é particularmente verdadeiro para intervalos com reservas marginais. Um maior risco nestas aplicações é o fato de colapso de areia e/ou irrupção de água em qualquer dos intervalos pôr em risco as reservas remanescentes no poço.

Para tratar destes problemas, vários métodos de controle de areia-e água são eomumcnte usados. Por exemplo, método^lípfcos de cõnlfóle de areia incluem telas isoladas (também conhecidas como obturadores de areia natural), obturadores de cascalho e obturadores de fratura e telas expansíveis. Estes métodos limitam a produção de areia se, aumentar a resistência a fluídos produzidos, como hidrocarbonetos. Por si mesmo, estes métodos de controle de areia geralmente não limitam a produção de água. Além disso, métodos típicos de controle de excesso de água incluem compactações com cimento, tampões de ponte, conjuntos de obturadores em sela, e/ou tubulares e emendas expansíveis. Em adição, alguns outros poços podem incluir métodos de isolamento químico, como estimulação seletiva, modificadores de permeabilidade relativa, tratamentos com gel, e/ou tratamentos com resina. Estes métodos são geralmente dispendiosos, e utilizam intervenções de alto risco após a início de produção de águia. A despeito da variedade de outros métodos utilizados, a tecnologia disponível para controlar a produção combinada de areia e água é geralmente complexa e dispendiosa. Sem dúvida, o alto custo de controle areia convencional, tecnologias de controle remoto e custos de intervenção que são utilizados para gerenciar problemas de areia e água muitas vezes eleva custos de projetos marginais para além do limite econômico para um dado poço ou campo. Desse modo, uma alternativa simples de menor custo é benéfica para diminuir o limiar econômico para reservas marginais e para realçar o retomo econômico para certas aplicações de reservas maiores. Conseqüentemente, um dispositivo de controle de areia exemplificativo 138 é mostrado com maior detalhe nas figs. 2A-2G abaixo.

As figs. 2A-2G são de modos de realização exemplificativos de porções de um dispositivo de controle de areia, como um dos dispositivos de controle de areia 138a-138n, utilizados no sistema de produção 100 da fig. 1 de acordo com certos aspectos das presentes técnicas. Conseqüentemente, as figs, 2A-2G podem ser melhor compreendidas pela observação concomitante da fig. fi. Nas figs. 2A-2Gyosmodos de realizaçâoexemplifíCcnrvos diferentes dos componentes, como o tubo de base 202, hastes axiais 204a-204h, e uma camisa externa 206, do dispositivo de controle de areia 138 são mostrados. Estes componentes são utilizados para gerenciar o fluxo de partículas e água para a coluna de tubulação de produção 128.

De início, as figs. 2A e 2B são de um modo de realização do tubo de base 202 e hastes coaxiais 204a-204h, acopladas uma à outra. O tubo de base 202, que pode ser referido como uma tubulação de fluxo interna ou um primeiro membro tubular, pode ser uma seção da tubulação que tem um canal central 208 e uma ou várias aberturas, tais como os entalhes 210. As hastes axiais 204a-204h, que podem ser dispostas longitudinais ou substancialmente longitudinais ao longo do tubo de base 202, são acopladas ao tubo de base 202 via soldas ou por outras técnicas similares. Por exemplo, as hastes 204a-204h podem ser presas ao tubo de base 202 através das soldas e/ou ser fixadas por tampas de extremidade com soldas. O tubo de base 202 e as hastes axiais 204a-204h podem incluir aço carbono ou liga resistente à corrosão (CRA) dependendo da resistência de corrosão pretendida para uma aplicação específica, que pode ser similar à seleção de material para aplicações convencionais de tela. Para uma perspectiva alternativa da vista parcial do tubo de base 202 e das hastes axiais 204a-204h, uma vista em seção transversal dos vários componentes ao longo da linha AA é mostrada na FIG.2B.

Para prover controle da areia, estes entalhes 210 impedem ou restringem o fluxo de partículas, tais como a areia, de passar entre a região externa do tubo de base 202 e o canal central 208, como discutido abaixo em maior detalhe. Os entalhes 210 podem ser configurados para impedir que certas dimensões de partículas, tais como a areia, passem entre o canal central 208 e uma região externa ao tubo de base 202. Por exemplo, os entalhes 210 podem ser definidos de acordo com “Inflow Analysis and Optimization of Slotted-Liners” e “Performance of 1 forfzontal Wells Completed with Slotted Liners and Perforations”. Ver T.M.V. Kaiser et al., "Inflow Analysis and Optimization of Slotted Liners” SPE 80145 (2002); e Yula Tang et al., “Performance of Horizontal Wells Completed with Slotted Liners and Perforations” SPE 65516 (2000). Deve-se igualmente notar que a camada de controle de areia no tubo de base 206 pode ser, em outros modos de realização, tela envolta em arame e/ou telas tipo malha, em vez dos entalhes.

Além disto, como parte desta configuração, os entalhes 210 podem ser posicionados em grupos ao longo das seções longitudinais ou porções diferentes do tubo de base 202. Isto é, as seções do tubo de base que têm os entalhes 210 podem ser referidas como as seções longitudinais permeáveis 212a-212c, enquanto as seções fechadas ou não-entalhadas do tubo de base 202 podem ser referidas como seções longitudinais não-permeáveis 214a-214b. A distribuição destas seções 212a-212c e 214a-214h pode ser variada para prover trajetórias diferentes para a abertura central ou canal 208, que serão discutidas mais abaixo.

As FIGs. 2C e 2D ilustram um camisa externa 206 disposta ao redor do tubo de base 202 e das hastes axiais 204a-204h. A camisa externa 206, que pode ser referida como uma tubulação de fluxo mais externa, segundo membro tubular e/ou camisa, pode ser uma seção da tubulação com aberturas ou perfurações 218 ao longo do comprimento da camisa externa 206. As perfurações 218 podem ser dimensionadas para minimizar limitações do fluxo (isto é, dimensionadas para permitir que partículas, tais como areia, passem através das perfurações 218). As perfurações podem ser formadas sob a forma de furos redondos, ovais, e/ou entalhes, por exemplo. A camisa externa 206 pode incluir aço carbono ou CRA, como discutido acima. Para uma perspectiva alternativa da vista parcial da camisa externa 206, uma vista em seção transversal dos vários componentes, ao longo da linha BB, é mostrada na FíG. 2D.

Similar ao tubo de -base 202, as perfurações 218 podem ser posicionadas em grupos ao longo das diferentes porções da camisa externa 206. Isto é, as seções da camisa externa 206 que têm as perfurações 218 podem ser referidas como as seções longitudinais permeáveis 220a-220b, enquanto as seções não perfuradas da camisa externa 206 podem ser referidas como as seções longitudinais não-perfuradas 222a-222c. A distribuição destas seções 220a-220b e 222a-222c pode ser variada para prover trajetórias diferentes para a abertura central 216, que será discutida mais abaixo.

As FíGs. 2E e 2F ilustram um modo de realização com a camisa externa 206 disposta ao redor do tubo de base 202 e das hastes axiais 204a-204h. A camisa externa 206 é fixada ao tubo de base 202 através das hastes axiais 204a-204h. Este acoplamento pode ser feito por soldas ou por outras técnicas similares, como ressaltado acima. Por exemplo, a camisa externa 206 pode deslizar sobre o tubo de base 202 e hastes axiais 204a-204h, que são soldadas junto. Então, as extremidades da camisa externa 206 podem ser fixadas ao tubo de base 202 e às hastes axiais 204a-204h por soldas com tampas de extremidade. Altemativamente, as hastes axiais 204a-204h podem ser fixadas à camisa externa 206 com soldas e então deslizadas sobre tubo de base 202, que é fixado, outra vez, com tampas de extremidade. Para uma perspectiva alternativa da vista parcial do tubo de base 202, das hastes axiais 204a-204h e da camisa externa 206, uma vista em seção transversal dos vários componentes, ao longo da linha CC, é mostrada na FIG. 2F.

Como explicado acima, as seções 220a-220b e 222a-222c da camisa externa 206 podem ser alinhadas longitudinalmente com as seções específicas 212a-212c e 214a-214b do tubo de base 202. Por exemplo, as seções longitudinais permeáveis 220a-220b da camisa externa 206 podem ser alinhadas com as seções longitudinais não-permeáveís 214a-214b do tubo de base 202. Simiíarmente, as seções longitudinais não-permeáveis 222a-222c da camisa externa 206 podem ser alinhadas com as seções longitudinais permeáveis 212a-212c do tubo de base 202. Nesta configuração, as perfurações 218 na camisa externa 206 e os entalhes 210 no tubo de base 202 podem ser deslocados por uma distância específica, que pode ser referida como uma distância longitudinal específica, para desviar a trajetória radial através das aberturas 216 para uma trajetória linear ao longo do eixo do tubo de base 202, entre as hastes axiais 204a-204h, para os entalhes 210. Nos entalhes 210, o fluxo é desviado outra vez para uma trajetória radial através dos entalhes 210 para o canal central 208. A distância da trajetória linear entre as perfurações 218 e os entalhes 210 (isto é "a distância longitudinal específica") é projetada para prover o grau desejado de tamponamento e isolamento para o dispositivo de controle de areia 138, que será discutido mais abaixo. FIG. 2G ilustra um modo de realização do dispositivo de controle de areia montado 138a com as tampas de extremidade 230-232 dispostas ao redor do tubo de base 202, das hastes axiais 204a-204h e da camisa externa 206. Cada uma das tampas de extremidade 230-232, que incluem seções de gargalo 238a-238b, pode incluir um conjunto de roscas 234-236 que são utilizadas para acoplar o dispositivo de controle de areia 138a com outros dispositivos de controle de areia, seções da tubulação e/ou outros dispositivos. As tampas de extremidade 230-232 podem ser acopladas à camisa externa 206, às hastes axiais 204a-204h e/ou ao tubo de base 202 nas regiões de gargalo 238a-238b que incluem, respectivamente, as seções 240a-240b. Nas regiões de gargalo 238a-238b, as tampas de extremidade 230-232, a camisa externa 206, as hastes axiais 204a-204h e o tubo de base 202 podem ser soldados de maneira similar àquela executada em telas envoltas em arame. O tubo de base 202 pode se estender além da extremidade da camisa externa 206 para prover espaço para conexões da tubulação, para conectar seções de dispositivos de controle de areia em conjunto, ou para conectar outras ferramentas ao dispositivo de controle de areia 138a. ........ Beneficamente, provendo üs entalhes 2tü e perfurações ZI8 em seções específicas do tubo de base 202 e da camisa externa 206, as trajetórias devem ser relativamente longas para assegurar que os canais formados entre o tubo de base 202, as hastes axiais 204a-204h e a camisa externa 206 se vedam quando areia é produzida do intervalo de produção. Ao contrário de outras abordagens que usam conceitos de trajetórias tortuosas para aumentar a resistência à erosão dos dispositivos de controle de areia primários e para controlar a queda de pressão através das completações para equilibrar perfis de fluxo, o presente modo de realização usa trajetórias lineares mais longas para vedar o compartimento, e não trajetórias curtas, que podem não vedar o dispositivo de controle de areia para impedir ou restringir o fluxo dos líquidos. Consequentemente, a trajetória tortuosa criada pela distância que separa os entalhes 210 e as perfurações 218 é utilizada para vedar o fluxo e a produção de água associada para proteger os intervalos restantes no poço. Isto é, as perfurações 218 da camisa externa 206 são utilizadas simplesmente para desviar o fluxo, enquanto os entalhes 210 são o dispositivo de controle de areia que bloqueia a areia. Assim, o presente modo de realização utilizou a trajetória tortuosa para prover um mecanismo que criasse pontes da areia para vedar a trajetória nos entalhes 210.

Além disso, o modo de realização presente fornece um mecanismo automatizado para controlar um dispositivo de controle de areia sem a intervenção do usuário, custo elevado, intervenção arriscada ou sem confiar em sensores caros para determinar as condições dentro do poço perfurado. Como referido acima, outras abordagens utilizam técnicas mecânicas e químicas que repousam na intervenção do usuário para re-entrar no poço perfurado, para atuar dispositivos instalados dentro do poço, para instalar dispositivos de fechamento (plugues, tampões etc.) e/ou para bombear algum produto químico para bloquear o intervalo não desejado de produção de água. Estes dispositivos ativos são complexos e de implementação cara. No entanto, o modo de realização presente é um dispositivo de Fechamento passivo. De fato, o tubo de base 202, as hastes axiais 204a-204h e a camisa externa 206, neste modo de realização, nem mesmo têm peças móveis. Por isto, o tamponamento do intervalo do poço perfurado adjacente ao dispositivo de controle de areia é executado automaticamente, sem a intervenção do usuário.

Como um exemplo, as FIGs. 3A-3D são modos de realização exemplificativos das técnicas presentes em uma câmara única ou compartimento 300 do dispositivo de controle de areia, que pode ser o dispositivo de controle de areia 138a, dentro do poço perfurado 114 da FIG. 1, de acordo com determinados aspectos das técnicas presentes. Desse modo, as FIGs. 3A-3B podem ser mais bem compreendidas observando-se, simultaneamente, as FIGs. 1, 2A-2G. Na FIG. 3 A, a trajetória é mostrada ao longo da trajetória de produção 302. Como discutido acima, um compartimento é formado entre o tubo de base 202 e a camisa externa 206. Deslocando-se as perfurações 218 a partir dos entalhes 210 por uma distância específica 305, que é a distância longitudinal específica, a trajetória de produção 302 segue um caminho radial para passar através das perfurações 218. Com isto, a trajetória de produção 302 passa através do compartimento ao longo de um caminho relativamente longo, estreito através dos entalhes 210 do tubo de base 202 para o canal central 208 dentro do diâmetro interno do tubo de base (ID). A partir dos entalhes 210, os fluidos passam para dentro do canal central 208 e, através da coluna de tubulação de produção 128, para a instalação de produção flutuante.

No entanto, quando areia é produzida, uma ponte de areia 306 é formada para bloquear a trajetória de fluido 302 para o compartimento 300, como mostrado na F1G. 3B. Na FIG. 3B, a ponte da areia 306 impede que fluidos, tais como água e hidrocarbonetos, e partículas, tais como a areia, passem para dentro do canal central 208 formado pelo tubo de base ID. Em consequência, a- trajetória 302- ~é vedada dentro do compartimento. Este bloqueio da trajetória 302 continua a preencher o compartimento com as partículas até que o compartimento forme uma barreira completa ou parcial aos fluídos e partículas. Em determinadas aplicações, onde a produção de água desestabiliza a formação e ocasiona produção de areia, a ponte de areia 306, criada pelo dispositivo de controle de areia 138a, pode limitar ou impedir uma produção adicional de areia e água dentro do intervalo do poço perfurado no qual o dispositivo de controle de areia 138a está instalado. Beneficamente, isto limita o impacto da areia e da água na integridade da produção a partir de outros intervalos, poços e instalações. A distância 305 é calculada baseada na geometria, nas propriedades do fluido e nas propriedades da areia do poço usando modelos comuns para o fluxo de fluido em meio poroso. Em particular, a distância 305 é calculada para conseguir uma queda de pressão alvo a uma dada taxa de fluxo e prover resistência suficiente ao fluxo de fluido uma vez que o compartimento esteja pelo menos parcialmente preenchido com a areia. O cálculo pode ser baseado em modelos/equações de uso geral para o fluxo de fluido em meio poroso. Alguns dos parâmetros específicos que podem ser utilizados para determinar a distância 305 podem incluir a área do fluxo na seção transversal da câmara, a permeabilidade do material de tamponamento (isto é a areia que preenche a câmara) propriedades do fluido (isto é viscosidade). Estas propriedades podem ser valores conhecidos ou podem ser propriedades teóricas derivadas da experiência, experimentação, dados de poços locais relacionados, e outras fontes.

Um aspecto vantajoso adicional das técnicas apresentadas é mostrado nas FIGs. 3C-3D. A FIG 3C mostra uma vista axial de um modo de realização de um dispositivo de controle de areia 138a de acordo com as técnicas apresentadas disposto dentro de um intervalo de produção 108a-108n de um poço perfurado 114. O fluxo a partir do intervalo de produção 310 pede meorporar qualquer unrade uma pluralidade de câmaras axíais 312a-312h formadas pelo tubo de base 202, pela camisa externa 206, e pela pluralidade de hastes axiais 204a-204h. No entanto, quando areia é produzida, uma ponte de areia 306 é formada em, pelo menos, uma das pluralidades de câmaras axíais 312a-312h para impedir que fluidos, tais como água e hidrocarbonetos, e partículas, tais como a areia, passem para dentro do canal central 208 formado pelo diâmetro interno do tubo de base. Em conseqüência, a trajetória 310 é vedada dentro da pelo menos uma câmara axial, enquanto as câmaras axiais restantes permanecerem abertas ao fluxo do fluido, a menos que, ou, até que estas câmaras axiais estejam preenchidas com a areia. Beneficamente, isto permite um controle mais fino sobre a produção de areia e água bloqueando somente aquelas porções longitudinais e radiais do intervalo de produção nas quais, areia e água, estão sendo produzidas, embora permitindo o fluxo dos hidrocarbonetos nas áreas específicas onde a produção de areia e água não esteja presente. Um perito reconhecerá que uma configuração diferente da câmara e um número diferente de câmaras estarão dentro do escopo deste modo de realização.

Além disto, o dispositivo de controle de areia pode prover melhoramentos a um reservatório ou formação de zona múltipla, tal como a formação subterrânea 107. Por exemplo, uma formação de sub-superficie 107 pode incluir zonas ou intervalos de produção múltiplos 108a-108n que produzem areia livre por certo período de tempo. Estes intervalos podem ser isolados ou mesclados com outros intervalos de produção dentro do poço. Tipicamente, após uma determinada quantidade de depleção/rebaixamento ou com o início da produção de água a partir de intervalos de produção diferentes, a irrupção prematura da água e/ou do colapso de areia podem ameaçar os outros intervalos de produção do poço. No entanto, com os presentes dispositivos de controle de areia, o colapso de areia em um intervalo específico pode ser vedada quando os canais lineares de fluxo através e junto ao dispositivo de eontrcrte de areia se enchem com a areia e são vedados. Em conseqüência, qualquer produção dos intervalos de produção pode continuar a prover hidrocarbonetos, enquanto os dispositivos de controle de areia 138a-138n podem bloquear o fluxo de areia e água dos intervalos de produção esgotados 108a-108n. Da mesma maneira, o uso dos dispositivos de controle de areia exemplificatívos com intervalos múltiplos de produção dentro de um poço é mostrado em maior detalhe nas FIGs. 4-6 abaixo. A FIG. 4 é um modo de realização exemplificativo dos dispositivos de controle de areia 138a-138n dentro do poço perfurado 114 da FIG. 1, de acordo com determinados aspectos das técnicas presentes. Conseqüentemente, a FIG. 4 pode ser mais bem compreendida vendo-se, simultaneamente, as FIGs. 1, 2A-2G e 3A-3B. Na FIG. 4, que pode ser um uso preferido dos dispositivos de controle de areia 138a e 138b, uma seção do poço perfurado 114 é mostrada com dispositivos de controle de areia 138a e 138b dispostos junto aos intervalos de produção 108a e 108b. Nesta seção, obturadores 134a, 134b e 134c são utilizados com os dispositivos de controle de areia 138a e 138b para prover compartimentos separados de modo que cada um deles acesse um dos intervalos de produção 108a e 108b. Com os dispositivos de controle de areia 138a e 138b localizados através dos respectivos intervalos de produção 108a e 108b, as trajetórias de fluido, tais como a trajetória de fluido 402, por exemplo, podem ser formadas para permitir que os fluidos fluam a partir dos intervalos de produção 108a e 108b para dentro da coluna de tubulação de produção 128 para cada um dos compartimentos. A distância (comprimento do compartimento, distância a partir dos furos na camisa externa aos entalhes no tubo de base) é calculada baseada na geometria, nas propriedades do fluido e nas propriedades da areia, como discutido acima. Se uma zona, tal como o intervalo de produção 108a, começa a produzir areia, a areia produzida preenchendo os compartimentos nos dispositivos de controle de areia 138a. A resistência ao fluxo através do dispositivo de eontrole de-areia F38a aumenta quando os compartimentos se enchem com a areia, restringindo eficazmente o fluxo a partir do intervalo produtor de areia. Em particular, a produção de areia é mostrada no dispositivo de controle de areia 138a, que forma uma ponte de areia 403 que bloqueia o fluxo de fluido a partir deste intervalo 108a. No entanto, a trajetória 402 através do dispositivo de controle de areia 138b pode continuar a produzir fluidos. A FIG. 5 é um modo de realização exemplifícativo dos dispositivos de controle de areia 138a-138n, dispostos dentro de um poço perfurado 500 para um poço revestido de acordo com determinados aspectos das presentes técnicas. Conseqüentemente, a FIG. 5, que pode utilizar componentes discutidos nas FIGs. 1, 2A-2G e 3A-3B, pode ser mais bem compreendida vendo-se simultaneamente as FIGs. 1, 2A-2G e 3A-3B. No poço perfurado 500, as perfurações 518a-518b são criadas através da coluna de revestimento de produção 126 e do cimento 516 para prover trajetórias a partir dos intervalos de produção 504a-504b de uma formação subterrânea, que pode ser similar à formação subterrânea 107 da FIG.l, para a coluna de tubulação de produção 128 via dispositivos de controle de areia 502a-502d. Estes dispositivos de controle de areia 502a-502b podem incluir vários componentes que estão configurados para ser posicionados à distâncias específicas das, ou em relação às perfurações 518a-518b. Com a configuração específica, as trajetórias criadas podem limitar ou impedir a produção de areia e água dentro dos intervalos de produção 504a-504b do poço perfurado 500, como discutido acima.

Na FIG. 5, que pode ser um uso preferido dos dispositivos de controle de areia 502a-502b, uma seção do poço perfurado 500 é mostrada com os dispositivos de controle de areia 502a-502b dispostos adjacentes aos intervalos de produção 504a-504b. Nesta seção, os obturadores 506a, 506b e 506c, que podem ser similares aos obturadores 134a-134n, são utilizados com os dispositivos de controle de areia 502a-502b para prover compartimentos separados, cada um deles acessando um dos intervalos de produção 504a-504b. Os dispositivos de controle de areia 502a-502b podem incluir juntas de jateamento 508a-508b resistentes à erosão e as telas de areia 510a-510b dispostas ao redor das tubulações de base 512a-512b que têm aberturas (não mostradas) sob as peneiras de areia 510a-510b. As aberturas dentro das tubulações de base 512a-512b podem ser configuradas para permitir que os fluidos escoem dentro das tubulações de base 512a-512b, enquanto partículas de um tamanho específico são bloqueadas pelas telas de areia 510a-510b, como discutido acima. As juntas de jateamento resistentes à erosão 508a-508b podem ser utilizadas para formar perfurações 518a-518b em uma localização específica em relação às telas de areia 510a-510b.

Similar à discussão acima, as aberturas nos dispositivos de controle de areia 502a-502b podem ser posicionadas a uma distância suficiente 505a-505b através do intervalo de produção 504a-504b respectivo. No entanto, nesta configuração, o ânulo entre a coluna de revestimento de produção 126 e as tubulações de base 512a-512b é utilizado como a trajetória linear mais longa do fluxo para vedar o compartimento do ânulo para impedir o fluxo. Por exemplo, trajetórias de fluido, tal como a trajetória de fluido 514, podem ser formadas para permitir que os fluidos fluam a partir dos intervalos de produção 504a-504b para dentro da coluna de tubulação de produção 128. Enquanto o fluido flui a partir dos intervalos de produção 504a-504b através do cimento 516 e perfurações 518a-518b respectivas para dentro da coluna de tubulação de produção 128 para cada um dos compartimentos, uma distância longitudinal 505a-505b separa as perfurações 518a-518b das peneiras de areia 510a-510b para provocar queda da pressão do fluido ao longo da trajetória 514. Conseqüentemente, uma ponte da areia pode ser formada junto a um desses dispositivos de controle de areia 502a-502b por causa da queda de pressão do fluido que corre através das perfurações 518a-518b e do ânulo entre o dispositivo deeontrole de areia 502ar-502b e a coluna de revestimento de produção 126. Esta ponte da areia pode restringir eficazmente o fluxo dos fluidos a partir do intervalo de produção que produz areia. Em particular, a formação de uma ponte de areia 517 adjacente ao dispositivo de controle de areia 502a bloqueia o fluxo de fluido a partir do intervalo de produção 504a para dentro da coluna da tubulação de produção 128. No entanto, o fluxo dos fluidos a partir do intervalo de produção 504b pode continuar a produzir fluidos através do dispositivo de controle de areia 502b. A FIG. 6 é um modo de realização exemplificativo dos dispositivos de controle de areia 138a-138n dispostos dentro de um poço perfurado 500 para poço aberto de zona múltipla de acordo com determinados aspectos das presentes técnicas. Conseqüentemente, a FIG. que pode utilizar componentes discutidos nas FIGs. 1, 2A-2G e 3A-3B, pode ser mais bem compreendida vendo-se simultaneamente as FIGs. 1, 2A-2G, 3A-3B e 5. Na FIG. 6, as trajetórias a partir dos intervalos de produção 604a-604b de uma formação subterrânea, que pode ser similar à formação subterrânea 107 da FIG. 1, para a coluna de tubulação de produção 128 podem ser formadas dispondo-se os dispositivos de controle de areia 502a-502b dentro do poço perfurado 600. Estes dispositivos de controle de areia 502a-502b, que foram discutidos acima, podem incluir vários componentes que estão configurados para ser localizados a distâncias específicas da, ou em relação aos intervalos de produção 604a-604b. Com a configuração específica, as trajetórias criadas podem limitar ou impedir a produção de areia e água para dentro dos intervalos de produção 604a~604b do poço perfurado 600, como discutido acima.

Similar à discussão acima, às aberturas nos dispositivos de controle de areia 502a e 502b podem ser posicionadas a uma distância suficiente 605a-605b acima do intervalo de produção 604a-604b respectivo. Obturadores de poço aberto 602a-602b podem ser dispostos entre os intervalos-de produção 604a-604b ^para isolar zonas diferentes. Nõ entanto, nesta configuração, o ânulo formado entre as paredes do poço perfurado 600 e as tubulações de base 512a-512b é utilizado como a trajetória linear para vedar o compartimento do ânulo para impedir o fluxo. Por exemplo, trajetórias de fluido, tal como a trajetória de fluído 608, podem ser formadas para permitir que os fluidos fluam a partir dos intervalos de produção 604a-604b para dentro da coluna de tubulação de produção 128. Enquanto os fluidos fluem a partir dos intervalos de produção 604a-604b através do ânulo para dentro da coluna de tubulação de produção 128 para cada um dos compartimentos, uma distância longitudinal 605a-605b separa os intervalos de produção 604a-604b das peneiras de areia 510a-510b para provocar queda de pressão do fluido ao longo da trajetória 608. Conseqüentemente, uma ponte da areia pode se formar junto a um destes dispositivos de controle de areia 502a e/ou 502b por causa da queda de pressão do fluido fluindo a partir dos intervalos de produção 604a e 604b no ânulo entre o dispositivo de controle de areia 502a-502b e as paredes do poço perfurado 600. Esta ponte de areia pode restringir eficazmente o fluxo dos fluidos a partir do intervalo de produção que produz areia. Em particular, a formação de uma ponte de areia 610 junto ao dispositivo de controle de areia 502a bloqueia o fluxo de fluido do intervalo de produção 604a para dentro da coluna da tubulação de produção 128. No entanto, o fluxo dos fluidos a partir do intervalo de produção 604b pode continuar a produzir fluidos através do dispositivo de controle de areia 502b.

Beneficamente, as várias combinações destes dispositivos de controle de areia 138a-138n e 502a-502b nas FIGS. 4-6 podem ser utilizados para controlar a produção de areia e de água para vários intervalos ou zonas de produção de um poço. De fato, este controle da produção de areia e água pode ser executado de uma maneira auto-facilitada sem a intervenção do usuário (isto é automaticamente). Embora um dos intervalos de produção possa ser Elo que ado por uma: porrte" de areia, outros iniervãtos de produção podem continuar a produzir fluidos desimpedidos da produção de areia e/ou água do intervalo de produção bloqueado. Além disto, por este mecanismo não ter nenhuma peça ou componente móvel, ele provê um mecanismo de baixo custo para excluir a areia e cortar a produção de água para determinadas aplicações do campo petrolífero. Conseqüentemente, as configurações diferentes provêm controle de areia e água com um caminho tortuoso, longo, formado pela camisa externa e tubo de base.

As técnicas presentes abrangem, igualmente, a colocação de um membro tubular sobre um tubo de base previamente disposto. Por exemplo, alguns poços podem já ter, neles, um tubo de base perfurado para permitir a entrada do fluido de produção, mas não têm uma tubulação concêntrica ou membro tubular para vedar a entrada de fluido não desejado no poço perfurado. Estes poços podem não ter produzido areia e água quando o tubo de base foi originalmente colocado, mas começaram a produzir areia e água ou estão prestes a começar a produzir estes subprodutos. Em um caso deste, um operador pode posicionar um membro tubular perfurado dentro do tubo de base original, em certos intervalos determinados, para inibir a produção de areia e água através do tubo de base. O tamanho e a colocação das aberturas ao longo do comprimento da tubulação podem ser calculados com base em propriedades medidas do ambiente do poço perfurado.

Deve ser notado que qualquer número de compartimentos pode ser formado nos intervalos de produção. Por exemplo, como mostrado nas FÍGs. 4-6, um ou mais dispositivos de controle de areia podem ser utilizados juntos para formar um único compartimento que inclua intervalos múltiplos de produção. Além disto, um ou vários dispositivos de controle de areia podem igualmente ser utilizados com um único intervalo de produção. Nesta configuração, os diferentes dispositivos de controle de areia podem prover zonas ou seções diferentes de controle para um único intervalo da Adicionalmente, como outra variação dos modos de realização descritos acima, deve ser considerado que as telas de areia 510a-510b nas FIGs. 5 e 6 pudessem ser posicionadas, ou dispostas, abaixo do respectivo intervalo de produção 504a-504b e 604a-604b. Este ajuste do posicionamento das telas de areia 510a—510b nas FIGs. 5 e 6, pode prover benefícios para determinadas aplicações e funcionar da mesma maneira que a descrita acima. Também, as telas de areia 510a-510b podem igualmente ser posicionadas acima e abaixo dos intervalos de produção 504a-504b e 604a-604b. Esta configuração pode ser benéfica em aplicações com taxa de produção elevada. Assim, diferentes configurações podem ser utilizadas com os modos de realização descritos para prover esta funcionalidade a um sistema de produção.

Embora, as presentes técnicas da invenção possam ser suscetíveis a várias modificações e formas alternativas, os modos de realização exemplificativos discutidos acima foram apresentados como exemplos. No entanto, deve-se novamente compreender que a invenção não pretende estar limitada aos modos de realização particulares aqui apresentados. Certamente, as técnicas presentes da invenção podem cobrir todas as modificações, equivalências, e alternativas que caiam dentro do espírito e do escopo da invenção como definidos pelas seguintes reivindicações anexas.

REIVINDICAÇÕES

Claims (41)

1. l. Sistema associado à produção de hidrocarbonetos, caracterizado pelo fato de compreender: um primeiro membro tubular (202, 512a-512b) disposto no interior de um ambiente de furo de poço e definindo um primeiro canal centra] (208), o primeiro membro tubular compreendendo: uma seção longitudinal não-permeável (214a-214b) do primeiro membro tubular; e uma seção longitudinal permeável (212a-212c) do primeiro membro tubular, em que a seção longitudinal permeável compreende uma primeira pluralidade de aberturas (210-510a-510b) entre o primeiro canal central do primeiro membro tubular e uma região externa à seção longitudinal permeável; e um segundo membro tubular pelo menos parcialmente envolvendo o primeiro membro tubular,, o segundo membro tubular compreendendo: uma seção longitudinal não-permeável (222a-222c) do segundo membro tubular em alinhamento substancial mente radial com a seção longitudinal permeável do primeiro membro tubular; e uma seção longitudinal permeável (22üa-22üb) do segundo membro tubular tendo uma segunda pluralidade de aberturas (218, 518a-518b) entre uma região interna do segundo membro tubular c uma região externa ao segundo membro tubular que permite partículas menores do que um tamanho particular passar, em que a seção longitudinal permeável do segundo membro tubular está em alinhamento substancial mente radial com a seção longitudinal não-permeável do primeiro membro tubular, e em que a seção longitudinal permeável do segundo membro tubular é separada da seção longitudinal permeável do primeiro membro tubular por uma distância longitudinal específica (305, 505a-505b, 605a-605b) calculada para formar uma ponte de areia adjacente à seção longitudinal permeável do primeiro membro tubular, em que a distância longitudinal específica é calculada com base nas propriedades associadas ao ambiente de furo de poço.
2. 2. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato da distância longitudinal específica ser baseada em uma queda de pressão calculada para fluidos escoando através da seção longitudinal permeável do segundo membro tubular para a seção longitudinal permeável do primeiro membro tubular.
3. 3. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do primeiro membro tubular compreender um tubo de base perfurado (202) e a primeira pluralidade de aberturas serem entalhes (210) formados dentro do tubo de base perfurado que são configurados para impedir que partículas de areia entrem na primeira abertura central.
4. 4. Sistema de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato do segundo membro tubular ser uma coluna de revestimento de produção (126) e a segunda pluralidade de aberturas ser perfurações na coluna de revestimento de produção.
5. 5. Sistema de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato do segundo membro tubular compreender uma camisa externa perfurada e a segunda pluralidade de aberturas ser formada dentro da camisa externa perfurada e configurada para permitir que partículas de areia entrem pela passagem entre a camisa externa perfurada e o tubo de base perfurado.
6. 6. Sistema de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de compreender uma pluralidade de hastes axiais (204a-204h) dispostas entre a camisa externa perfurada e o tubo de base perfurado.
7. 7. Sistema de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato da camisa externa perfurada e o tubo de base perfurado serem acoplados um ao outro como uma ferramenta de furo de poço.
8. 8. Sistema de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de compreender tampas de extremidade presas à camisa externa perfurada e ao tubo de base perfurado.
9. 9. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do primeiro membro tubular ser configurado para prover hidrocarbonetos produzidos.
10. 10. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato da distância longitudinal específica ser calculada para obter uma queda de pressão alvo a uma dada vazão.
11. 11. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato da distância longitudinal específica ser calculada para formar uma ponte de areia (306, 403, 517, 610) de tamanho suficiente para bloquear o fluxo de água para o primeiro membro tubular.
12. 12. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato das propriedades do ambiente de furo de poço compreenderem geometria do furo de poço, teor de fluido no interior do furo de poço, e teor de areia do furo de poço.
13. 13. Sistema associado à produção de hidrocarbonetos, caracterizado pelo fato de compreender: um furo de poço utilizado para produzir hidrocarbonetos de um reservatório subterrâneo; uma coluna de tubulação de produção disposta no interior do furo de poço; um tubo de base perfurado acoplado à coluna de tubulação de produção e disposto no interior do furo de poço adjacente ao reservatório subterrâneo, o tubo de base perfurado definindo um canal central (208) e compreendendo: uma seção longitudinal não-permeável do tubo de base perfurado; e uma seção longitudinal permeável do tubo de base perfurado, em que a seção longitudinal permeável compreende uma pluralidade de entalhes (210) entre o canal central do tubo de base perfurado e uma região externa à seção longitudinal permeável; e um membro tubular pelo menos parcialmente envolvendo o tubo de base perfurado, o membro tubular compreendendo: uma seção longitudinal não-permeável do membro tubular disposta adjacente à seção longitudinal permeável do tubo de base perfurado; e uma seção longitudinal permeável do membro tubular tendo uma pluralidade de aberturas (210-510a-510b) entre uma região interna do membro tubular e uma região externa ao membro tubular que permite que partículas menores do que um tamanho particular passem, em que a seção longitudinal permeável do membro tubular é disposta adjacente à seção longitudinal não-permeável do tubo de base perfurado, e em que a seção longitudinal permeável do membro tubular é separada da seção longitudinal permeável do tubo de base perfurado por uma distância longitudinal específica (305, 505a-505b, 605a-605b) calculada para formar uma ponte de areia adjacente à seção longitudinal permeável do tubo de base perfurado, em que a distância longitudinal específica é calculada com base nas propriedades associadas ao furo de poço.
14. 14. Sistema de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato das propriedades do furo de poço compreenderem a geometria do furo de poço, teor de fluido no interior do furo de poço, e teor de areia do furo de poço.
15. 15. Sistema de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato da distância longitudinal específica ser baseada em uma queda de pressão calculada de fluidos escoando através da seção longitudinal permeável do membro tubular para a seção longitudinal permeável do tubo de base perfurado.
16. 16. Sistema de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato da distância longitudinal específica ser calculada para formar uma ponte de areia de tamanho suficiente para bloquear o fluxo de água para o tubo de base perfurado.
17. 17. Sistema de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato da pluralidade de entalhes ser configurada para impedir que partículas de areia entrem na abertura central do tubo de base perfurado.
18. 18. Sistema de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato do membro tubular ser uma coluna de revestimento de produção disposta no interior do furo de poço e envolvendo o tubo de base perfurado e a pluralidade de aberturas (210-510a-510b) ser perfurações na coluna de revestimento de produção.
19. 19. Sistema de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato do membro tubular compreender uma camisa externa perfurada e a pluralidade de aberturas ser formada no interior da camisa externa perfurada e configurada para permitir que partículas de areia entrem por uma passagem entre a camisa externa perfurada e o tubo de base perfurado.
20. 20. Sistema de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de compreender uma pluralidade de hastes axiais dispostas entre a camisa externa perfurada e o tubo de base perfurado.
21. 21. Sistema de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato da camisa externa perfurada e o tubo de base perfurado serem soldados um ao outro como uma ferramenta de furo de poço.
22. 22. Sistema de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato do tubo de base perfurado ser configurado para produzir hidrocarbonetos através da coluna de tubulação de produção.
23. 23. Sistema de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato da distância longitudinal específica ser calculada para obter uma queda de pressão alvo a uma dada vazão.
24. 24. Sistema de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato da distância longitudinal específica ser calculada com base em pelo menos uma dentre área de escoamento da câmara, permeabilidade do material de tamponamento e propriedades do fluido.
25. 25. Método associado à produção de hidrocarbonetos, caracterizado pelo fato de compreender: calcular uma distância longitudinal específica (305, 505a-505b, 605a-605b)baseada nas propriedades associadas ao ambiente de furo de poço; prover um primeiro membro tubular (202, 512a-512b), onde o primeiro membro tubular compreende uma seção longitudinal não-permeável do primeiro membro tubular e uma seção longitudinal permeável do primeiro membro tubular que permite que fluidos escoem entre um primeiro canal central (208) e uma região externa ao primeiro membro tubular; prover um segundo membro tubular pelo menos parcialmente envolvendo o primeiro membro tubular, em que o segundo membro tubular compreende uma seção longitudinal não-permeável do segundo membro tubular disposta adjacente à seção longitudinal permeável do primeiro membro tubular e uma seção longitudinal permeável do segundo membro tubular que permite fluidos e partículas de areia fluírem, entre um segundo canal central e uma região externa ao segundo membro tubular, e a seção longitudinal permeável do segundo membro tubular; e dispor a seção longitudinal não-permeável do primeiro membro tubular adjacente à seção longitudinal permeável do segundo membro tubular, em que a seção longitudinal permeável do primeiro membro tubular é separada da seção longitudinal permeável do segundo membro tubular pela distância longitudinal específica para promover a formação de uma ponte de areia adjacente à seção longitudinal permeável do primeiro membro tubular.
26. 26. Método de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de compreender dispor o primeiro membro tubular e o segundo membro tubular no interior do furo de poço.
27. 27. Método de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de produzir hidrocarbonetos de uma formação subterrânea via o primeiro membro tubular e o segundo membro tubular.
28. 28. Método de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de compreender injetar fluidos no furo de poço via o primeiro membro tubular e o segundo membro tubular.
29. 29. Método de acordo com a reivindicação 25. caracterizado pelo falo de compreender formar uma ponte de areia adjacente â seção longitudinal permeável do primeiro membro tubular.
30. 30. Método de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato das propriedades associadas ao ambiente de furo de poço compreenderem geometria de um furo de poço, teor de fluido no interior do furo de poço, e teor de areia do ambiente de furo de poço.
31. 31. Método para produzir hidrocarbonetos, caracterizado pelo fato de eme compreende: dispor um sistema de produção de hidrocarbonetos como definido na reivindicação 1, em que o sistema compreende: um primeiro membro tubular (202, 512a-512b) disposto no interior de um ambiente de furo de poço e definindo um primeiro canal centra] (208), o primeiro membro tubular compreendendo: uma seção longitudinal não-permeável do primeiro membro tubular; e uma seção longitudinal permeável do primeiro membro tubular, em que a seção longitudinal permeável compreende uma primeira pluralidade de aberturas (210-510a-510b) entre o primeiro canal central do primeiro membro tubular e urna região externa à seção longitudinal permeável; e um segundo membro tubular pelo menos pardalmente envolvendo o primeiro membro tubular,, o segundo membro tubular compreendendo: uma seção longitudinal não-permeável do segundo membro tubular em alinhamento substancialmente radial com a seção longitudinal permeável do primeiro membro tubular; e uma seção longitudinal permeável do segundo membro tubular tendo uma segunda pluralidade de aberturas entre uma região interna do segundo membro tubular e uma região externa ao segundo membro tubular que permite partículas menores do que um tamanho particular passar, em que a seção longitudinal permeável do segundo membro tubular está em alinhamento substancialmente radial com a seção longitudinal não-permeável do primeiro membro tubular, e em que a seção longitudinal permeável do segundo membro tubular é separada da seção longitudinal permeável do primeiro membro tubular por uma distância longitudinal específica (305, 505a-505b, 605a-605b) calculada para formar uma ponte de areia adjacente à seção longitudinal permeável do primeiro membro tubular, em que a distância longitudinal específica é calculada com base nas propriedades associadas ao ambiente de furo de poço; e produzir hidrocarbonetos usando o sistema de produção.
32. 32. Método para produzir hidrocarbonetos, caracterizado pelo fato de eme compreende: dispor uma coluna de tubulação de produção no interior do furo de poço utilizado para produzir hidrocarbonetos de um reservatório subterrâneo; acoplar um tubo de base perfurado à coluna de tubulação de produção, dispondo o tubo de base perfurado no interior do furo de poço adjacente ao reservatório subterrâneo, o tubo de base perfurado definindo um canal central (208) e compreendendo: uma seção longitudinal nâo-pcrmcável do tubo de base perfurado; e uma seção longitudinal permeável do tubo de base perfurado, em que a seção longitudinal permeável compreende uma pluralidade de entalhes (210) entre o canal central do tubo de base perfurado e uma região externa à seção longitudinal permeável; e dispor um membro tubular no furo de poço pelo menos parcialmcntc envolvendo o tubo de base perfurado, o membro tubular compreendendo: uma seção longitudinal não-permeável do membro tubular disposta adjacente à seção longitudinal permeável do tubo de base perfurado; e uma seção longitudinal permeável do membro tubular tendo uma pluralidade de aberturas (210-510a-510b) entre uma região interna do membro tubular e uma região externa ao membro tubular que permite que partículas menores do que um tamanho particular passem, em que a seção longitudinal permeável do membro tubular é disposta adjacente à seção longitudinal não-permeável do tubo de base perfurado, e em que a seção longitudinal permeável do membro tubular é separada da seção longitudinal permeável do tubo de base perfurado por uma distância longitudinal específica (305, 505a-505b, 605a-605b) calculada para formar uma ponte de areia adjacente à seção longitudinal permeável do tubo de base perfurado, em que a distância longitudinal específica é calculada com base nas propriedades associadas ao furo de poço; e produzir hidrocarbonetos usando a coluna de tubulação de produção.
33. 33. Sistema associado à produção de hidrocarbonetos, caracterizado pelo fato de compreender: um primeiro membro tubular (202, 512a-512b) disposto no interior de um ambiente de furo de poço e definindo um primeiro canal central (208), o primeiro membro tubular compreendendo: uma seção longitudinal não-permeável do primeiro membro tubular; uma seção longitudinal permeável do primeiro membro tubular, em que a seção longitudinal permeável compreende uma primeira pluralidade de aberturas entre o primeiro canal central do primeiro membro tubular e uma região externa à seção longitudinal permeável; e um segundo membro tubular pelo menos parcialmente envolvendo o primeiro membro tubular, o segundo membro tubular compreendendo: uma seção longitudinal não-permeável do segundo membro tubular em alinhamento substancialmente radial com a seção longitudinal permeável do primeiro membro tubular; e uma seção longitudinal permeável do segundo membro tubular tendo uma segunda pluralidade de aberturas entre uma região interna do segundo membro tubular e uma região externa ao segundo membro tubular que permite que partículas menores do que um tamanho particular passem, em que a seção longitudinal permeável do segundo membro tubular fica em alinhamento substancialmente radial com a seção longitudinal não-permeável do primeiro membro tubular, em que a seção longitudinal permeável do segundo membro tubular é separada da seção longitudinal permeável do primeiro membro tubular por uma distância longitudinal específica (305, 505a-505b, 605a-605b) calculada para formar uma ponte de areia adjacente à seção longitudinal permeável do primeiro membro tubular, e em que uma pluralidade de partições axiais é disposta entre os primeiro e segundo membros tubulares para formar uma pluralidade de câmaras axiais.
34. 34. Sistema de acordo com a reivindicação 33, caracterizado pelo fato do primeiro membro tubular compreende um tubo de base perfurado e a primeira pluralidade de aberturas ser de entalhes formados no interior do tubo de base perfurado que são configurados para impedir que partículas de areia entrem no primeiro canal central.
35. 35. Sistema de acordo com a reivindicação 34, caracterizado pelo fato do segundo membro tubular ser uma coluna de revestimento de produção e a segunda pluralidade de aberturas ser de perfurações na coluna de revestimento de produção.
36. 36. Sistema de acordo com a reivindicação 34, caracterizado pelo fato do segundo membro tubular compreender uma camisa externa perfurada e a segunda pluralidade de aberturas ser formada dentro da camisa externa perfurada e configurada para permitir que partículas de areia entrem pela passagem entre a camisa externa perfurada e o tubo de base perfurado.
37. 37. Sistema de acordo com a reivindicação 36, caracterizado pelo fato da camisa externa perfurada e o tubo de base perfurado serem acoplados um ao outro como uma ferramenta de furo de poço.
38. 38. Sistema de acordo com a reivindicação 36, caracterizado pelo fato de compreender tampas de extremidade presas à camisa externa perfurada e ao tubo de base perfurado.
39. 39. Sistema de acordo com a reivindicação 33, caracterizado pelo fato do primeiro membro tubular ser configurado para prover uma trajetória de fluxo para hidrocarbonetos produzidos.
40. 40. Sistema de acordo com a reivindicação 33, caracterizado pelo fato de haver oito câmaras axiais.
41. 41. Método para produzir hidrocarbonetos, caracterizado pelo fato de compreende: dispor um sistema de produção de hidrocarbonetos como definido na reivindicação 33 no interior do furo de poço, em que o sistema de produção compreende: um primeiro membro tubular (202, 512a-512b) disposto no interior de um ambiente de furo de poço e definindo um primeiro canal central (208), o primeiro membro tubular compreendendo: uma seção longitudinal não-permeável do primeiro membro tubular; uma seção longitudinal permeável do primeiro membro tubular, em que a seção longitudinal permeável compreende uma primeira pluralidade de aberturas (210-510a-510b) entre o primeiro canal central do primeiro membro tubular e uma região externa à seção longitudinal permeável; e um segundo membro tubular pelo menos parcialmente envolvendo o primeiro membro tubular, o segundo membro tubular compreendendo: uma seção longitudinal não-permeável do segundo membro tubular em alinhamento substancialmente radial com a seção longitudinal permeável do primeiro membro tubular; e uma seção longitudinal permeável do segundo membro tubular tendo uma segunda pluralidade de aberturas entre uma região interna do segundo membro tubular e uma região externa ao segundo membro tubular que permite que partículas menores do que um tamanho particular passem, em que a seção longitudinal permeável do segundo membro tubular fica em alinhamento substancialmente radial com a seção longitudinal não-permeável do primeiro membro tubular, em que a seção longitudinal permeável do segundo membro tubular é separada da seção longitudinal permeável do primeiro membro tubular por uma distância longitudinal específica (305, 505a-505b, 605a-605b) calculada para formar uma ponte de areia adjacente à seção longitudinal permeável do primeiro membro tubular, e em que uma pluralidade de partições axiais é disposta entre os primeiro e segundo membros tubulares para formar uma pluralidade de câmaras axiais; e usar o sistema de produção para produzir hidrocarbonetos.