BRPI0620266A2

BRPI0620266A2 - sistema duplo bop e coluna de ascensão comum

Info

Publication number: BRPI0620266A2
Application number: BRPI0620266-7A
Authority: BR
Inventors: Chip Keener
Original assignee: Transocean Offshore Deepwater Drilling Inc
Priority date: 2005-12-22
Filing date: 2006-12-22
Publication date: 2011-11-08
Also published as: BRPI0620266B1; EP1963615B1; WO2007076488A2; WO2007076488A3; EP1963615A2; US20070163782A1; NO340643B1; MY148792A; CA2634946C; US7975770B2; CA2634946A1; NO20082788L; EP1963615A4

Abstract

SISTEMA DUPLO BOP E COLUNA DE ASCENSAO COMUM. Esta revelação diz respeito a métodos de perfurar poços utilizando componentes de prevenção de erupção de diferentes pressões nominais. Na fase de perfuração inicial, um componente de prevenção de erupção de menor pressão nominal é usado. Em uma fase de perfuração subsequente, onde um reservatório de um recurso natural é penetrado, um componente de prevenção de erupção de maior pressão nominal é usado.

Description

"SISTEMA DUPLO BOP E COLUNA DE ASCENSÃO COMUM"

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS

Este pedido reivindica o beneficio do pedido de patente provisório Estados Unidos 60/753.054, depositado em 22 de dezembro de 2005.

CAMPO TÉCNICO

A revelação diz respeito ao campo de exploração e desenvolvimento de recursos naturais, especificamente a per- furação de poços.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Existe atualmente um acúmulo de reservatórios de hidrocarbonetos submarinos de alta pressão identificados co- mo adequados para o desenvolvimento. Muitos desses reserva- tórios atualmente exigiriam que processos difíceis e de cus- to proibitivos fossem desenvolvidos. Assim, existe uma ne- cessidade de métodos alternativos para o desenvolvimento desses recursos naturais.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Uma modalidade da invenção é um método de perfurar um poço compreendendo as etapas de perfurar até uma primeira profundidade do poço com um aparelho de perfuração que tem um primeiro componente de prevenção de erupções, e perfurar até uma segunda profundidade do poço com um aparelho de per- furação que tem um segundo componente de prevenção de erup- ções.

Em uma outra modalidade da invenção, o método com- preende adicionalmente a etapa de substituir no aparelho de perfuração o primeiro componente de prevenção de erupções por um segundo componente de prevenção de erupções.

Em uma outra modalidade da invenção, o método com- preende adicionalmente a etapa de colocar o primeiro compo- nente de prevenção de erupções em um local de armazenamento desconectado da primeira profundidade do poço.

Em uma outra modalidade da invenção, o método com- preende adicionalmente as etapas de instalar o segundo com- ponente de prevenção de erupções em uma primeira cabeça de poço e montar o aparelho de perfuração com o segundo compo- nente de prevenção de erupções na primeira cabeça de poço.

Em uma outra modalidade da invenção, a etapa de instalar o segundo componente de prevenção de erupções na primeira cabeça de poço é realizada utilizando um aparelho de descida separado do aparelho de perfuração.

Em uma outra modalidade da invenção, o primeiro componente de prevenção de erupções tem uma menor pressão nominal do que o segundo componente de prevenção de erup- ções .

Em uma outra modalidade da invenção, a segunda profundidade do poço penetra em um reservatório de alta pressão.

Em uma outra modalidade da invenção, o primeiro componente de prevenção de erupções tem uma pressão nominal de 15.000 psi (103 MPa) ou menos, e o segundo componente de prevenção de erupções tem uma pressão nominal de 20.000 psi (138 MPa) ou mais.

Em uma outra modalidade da invenção, o primeiro componente de prevenção de erupções tem uma pressão nominal de 5.000, 10.000 ou 15.000 psi (34, 69 ou 103 MPa) e o se- gundo componente de prevenção de erupções tem uma pressão nominal de 10.000, 15.000 ou 20.000 psi (69, 103 ou 138 MPa).

Em uma outra modalidade da invenção, pelo menos um diâmetro do dispositivo de parada de emergência é seleciona- do do grupo que consiste em 11 3/4 polegadas (298 milíme- tros), 13 5/8 polegadas (346 milímetros), 16 3/4 polegadas (425 milímetros), 21 1/4 polegadas (540 milímetros) e combi- nações destes.

O exposto apresentou de forma bem geral os recur- sos e vantagens técnicas da presente invenção a fim de que a descrição detalhada da invenção seguinte possa ser mais bem entendida. Recursos e vantagens adicionais da invenção serão descritos a seguir, os quais forma o objeto das reivindica- ções da invenção. Versados na técnica devem perceber que a concepção e modalidade específica reveladas podem ser facil- mente utilizadas como uma base para modificar ou projetar outras estruturas para atingir òs mesmos propósitos da pre- sente invenção. Versados na técnica devem perceber também que tais construções equivalentes não fogem do espírito e escopo da invenção apresentada nas reivindicações anexas. Os recursos inéditos que acredita-se ser característicos da in- venção, tanto'no que diz respeito à sua organização quanto método de operação, juntamente com objetivos e vantagens a- dicionais, ficarão mais bem entendidas a partir da descrição seguinte quando considerada com relação às figuras anexas. Entretanto, deve-se entender expressamente que cada uma das figuras é provida apenas com o propósito de ilustração e descrição, e não deve ser como uma definição dos limites da presente invenção.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOS

Para um entendimento mais completo da presente in- venção, é feita agora referência à descrição seguinte consi- derada em conjunto com o desenho anexo, em gue:

A figura 1 é uma vista esguemática de uma operação de perfuração de navio-sonda ao largo típica em gue o apare- lho de perfuração compreende um primeiro BOP de menor pres- são nominal.

A figura 2 é uma vista esguemática de uma segunda fase de uma modalidade preferida dos métodos reivindicados, em gue o aparelho de perfuração é transferido para um local de armazenamento próximo à cabeça de poço primária;

A figura 3 é uma vista esguemática de uma terceira fase de uma modalidade preferida dos métodos reivindicados, em gue o aparelho de perfuração está desmontado e o segundo BOP colocado na cabeça de poço ativa; e

A figura 4 é uma vista esguemática de uma guarta fase de uma modalidade preferida dos métodos reivindicados, em gue o aparelho de perfuração está ré-montado na cabeça de poço ativa para incorporar um segundo BOP de maior pressão nominal.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

Áreas Preferidas de Uso

Os métodos reivindicados são em geral para uso no desenvolvimento de poços submarinos ao largo para recupera- ção de hidrocarbonetos, gases sem hidrocarbonetos, ou outros recursos naturais. Entretanto, os métodos não estão necessa- riamente restritos a este contexto, e podem englobar qual- quer poço submarino, tais como lagos ou aqüíferos subterrâ- neos. Os métodos reivindicados são em geral para uso no de- senvolvimento de reservatórios de alta pressão de recursos naturais. Um contexto específico de uso para os métodos rei- vindicados é perfuração submarina em reservatórios de hidro- carbonetos de alta pressão.

Equipamento Preferido

Aparelho de Perfuração: um aparelho de perfuração preferido inclui um Componente de Prevenção de Erupção e ou- tros componentes para perfurar um poço. Por exemplo, um pro- cedimento de perfuração de poço submarino comum envolve a- baixar um Componente de Prevenção de Erupção de uma plata- forma de perfuração até o leito submarino por meio de uma cadeia de "colunas de ascensão". Uma coluna de ascensão tem normalmente 50-90 pés (15,24 - 27,4 metros) de comprimento e em geral inclui uma seção de tubos maiores central com uma seção superior e inferior para conectar a coluna de ascensão a duas outras colunas de ascensão em cada extremidade, for- mando assim uma cadeia vertical de colunas de ascensão da plataforma até o leito submarino. Cada coluna de ascensão normalmente inclui três ou mais tubos pequenos que estendem- se axialmente ao longo da coluna de ascensão de ponta a pon- ta e circunferencialmente espaçada em torno da seção de tu- bos central principal. Dois desses tubos são espaçados 180° e funcionam como uma linha de morte ou linha de estrangula- mento para bombeamento de lama, lubrificantes de perfuração ou outros fluidos para o Componente de Prevenção de Erupções para controlar a pressão na perfuração de poço. Linhas de estrangulamento e morte, quando presentes, em geral devem ser projetadas para lidar pelo menos com as pressões de fluido reais observadas durante operações e, preferivelmen- te, corresponder ou exceder a pressão nominal de um Compo- nente de Prevenção de Erupções em uso. As colunas de ascen- são podem ser qualquer dispositivo capaz de conectar a pla- taforma no poço para atividades de perfuração.

Componente de Prevenção de Erupção (BOP): O BOP em geral anexa-se a um Pacote da Coluna de Ascensão Marítima Inferior (LRMP) por meio de uma junta de esferas ou junta de flexão e um adaptador da coluna de ascensão. Esses componen- tes possibilitam conectar a coluna de ascensão mais inferior no BOP, por meio do que uma cadeia de colunas de ascensão é conectada no BOP e forma uma cadeia, da plataforma de perfu- ração até o leito submarino. Esta cadeia de colunas de as- censão com junta de esfera e/ou junta de flexão pode pivotar e/ou girar durante a perfuração e produção, o que é geral- mente necessário para perfuração e produção de poços subma- rinos. O BOP pode ser qualquer dispositivo capaz dê impedir erupção de um poço. Os BOPs em geral vêm com uma pressão no- minal que identifica as faixas de pressão de fluidos que mo- vem-se para fora de um poço para o qual o BOP tem capacidade de regulagem confiável. Pressões nominais comuns são 5.000, 10.000, 15.000 e 20.000 psi (34, 69, 103 e 138 MPa).

Aparelho de Descida: O aparelho de descida refere- se ao equipamento usado para abaixar o segundo BOP até o leito submarino. O aparelho de descida pode ser um guindaste ou outro equipamento capaz de suportar o peso do segundo BOP e abaixá-lo até o leito oceânico. O segundo BOP 10 pode ser abaixado em um.cabo ou elementos tubulares. Elementos tubu- lares adequados para tais operações incluem, mas sem limita- ções, tubo de perfuração ou uma segunda coluna de ascensão. Entretanto, versados na técnica entendem que qualquer dispo- sitivo capaz de abaixar um BOP. de uma plataforma pode ser usado. O aparelho de descida pode ser adaptado para abaixar o segundo BOP 10 na lateral ou através do lago da lua da plataforma de perfuração 1.

Cabeça de Poço: Uma cabeça de poço é uma termina- ção de superfície ou de leito oceânico de uma perfuração de poço que em geral tem componentes necessários para anexação de um BOP. A cabeça de poço também incorpora os componentes necessários para suspender o revestimento e tubulação de produção e para instalar uma "Árvore de Natal" e componentes de controle de fluxo.

Profundidade do Poço: A profundidade do poço refe- re-se ao comprimento de uma perfuração de poço, em geral, em uma trajetória substancialmente vertical, da plataforma até o reservatório. Entretanto, a perfuração de poço pode ser em qualquer direção, e técnicas de perfuração específicas podem criar perfurações de poços em declive, horizontais ou mesmo inclinadas. Os métodos reivindicados são compatíveis com qualquer tal técnica de perfuração. Por exemplo, uma primei- ra profundidade de poço pode ser de uma cabeça de poço sub- marina até um ponto substancialmente vertical subterrâneo. Uma segunda profundidade de poço pode então estender-se em uma trajetória angulada para penetrar em um reservatório.

Local de Armazenamento: O local de armazenamento refere-se ao local no leito oceânico e/ou perfuração de po- ço, ou próximo a eles, onde o BOP ou outro equipamento é ar- mazenado. O local de armazenamento geralmente inclui estru- tura para prender o BOP. Por exemplo, na modalidade preferi- da, o local de armazenamento inclui uma cabeça de poço. En- tretanto, versados na técnica entendem facilmente que outras configurações são aceitáveis. Por exemplo, uma placa de a- poio da jaqueta pode ficar posicionada no leito oceânico. Os locais de armazenamento são em geral posicionados próximos ao local de perfuração. Em uma modalidade, o local de arma- zenamento fica espaçado do local de perfuração, de maneira tal que ele fique diretamente abaixo do aparelho usado para abaixar o segundo BOP. Adicionalmente, uma modalidade prefe- rida inclui um local de armazenamento. Entretanto, múltiplos locais de armazenamento podem ser usados.

Os métodos aqui revelados não estão limitados ao exposto e podem ser realizados com qualquer equipamento fun- cional compatível com as circunstâncias relevantes.

Uma Modalidade Preferida

Uma modalidade exemplar preferida dos métodos rei- vindicados é agora descrita com referência às figuras 1-4 da Descrição. A modalidade exemplar diz respeito a operações de perfuração de poço submarinas a partir de uma plataforma flutuante 1 em um reservatório de hidrocarbonetos de alta pressão 2. Na figura 1, uma perfuração de poço é feita usan- do um primeiro aparelho de perfuração 3 que inclui um Pacote da Coluna de Ascensão Marítima Inferior (LMRP) 4 conectado operacionalmente a um primeiro BOP 5 que pode ser um BOP submarino convencional de 18 3/4 polegadas (476 milímetros) com uma pressão nominal de 10.000 psi (69 MPa) . 0 aparelho de perfuração 3 é utilizado para perfurar uma perfuração de poço até uma primeira profundidade do poço 6 que não penetra no reservatório 2. Na figura 2, o aparelho de perfuração 3 é reposicionado em um local de armazenamento separado 7 da ca- beça de poço da perfuração 8. Na figura 3, o aparelho de perfuração 3 está desmontado de maneira tal que o primeiro BOP 5 seja desconectado do LMRP 4 e deixado preso no local de armazenamento 7. Separadamente, um aparelho de abaixamen- to tal como um guindaste abaixa um segundo BOP 10 no leito oceânico. 0 segundo BOP 10 é abaixado, neste exemplo, no ca- bo 9. 0 segundo BOP 10 é menor e tem uma pressão nominal de 20.000 psi (958 kPa) . Uma vez posicionado, o aparelho de perfuração 3 é conectado no segundo BOP 10. Na figura 4, o LMRP 4 é conectado operacionalmente no segundo BOP 10 para completar o aparelho de perfuração 11. 0 LMRP 4 é capaz de conectar operacionalmente tanto no primeiro 5 quando no se- gundo 10 BOP. Este em particular inclui qualquer linha de morte ou estrangulamento de LMRP 4 que pode operar a' pres- sões mais altas para as quais o segundo BOP 10 é projetado. 0 segundo aparelho de perfuração 11 é então utilizado para perfurar até uma segunda profundidade de poço 12 que penetra no reservatório de alta pressão 2. Modalidades Alternativas

Uma categoria de modalidades alternativas utiliza- ria primeiro aparelho de perfuração 3 e segundo aparelho de perfuração 11 de plataformas separadas. Em uma outra modali- dade, o segundo BOP 10 pode ser abaixado em elementos tubu- lares de uma segunda estação de avanço que está na mesma plataforma. Por exemplo, ambas estações de avanço podem fi- car em uma única torre de perfuração, tal como revelado na patente U.S. 6.085.851. Neste arranjo, uma estação é usada para perfurar o poço e a segunda estação é usada para abai- xar o segundo BOP 10.

Na modalidade preferida, o BOP 5 fica posicionado na cabeça de poço 8 antes de o BOP 10 descer ao leito oceâ- nico. Alternativamente, o primeiro e segundo BOP podem ser abaixados em qualquer ordem, ou ao mesmo tempo. Por exemplo, o. BOP 10 pode ser abaixado e pré-posicionado em um primeiro local de armazenamento antes de o BOP 5 ser abaixo até a ca- beça de poço 8. 0 BOP 10 pode também ser abaixado enquanto as operações de perfuração estão sendo conduzidas através do BOP 5. Adicionalmente, as figuras 1-4 mostram um BOP sendo preso no leito oceânico a todo momento. Em uma modalidade alternativa, pode haver momentos em que nenhum BOP está co- nectado no leito oceânico. Por exemplo, enquanto o BOP 5 es- tá reposicionado no local de armazenamento 7, o BOP de alta pressão 10 pode estar no processo de descida até o leito o- ceânico.

Na modalidade preferida, o local de armazenamento 7 é uma segunda cabeça de poço. Alternativamente, o local de armazenamento 7 pode ser qualquer quantidade de estruturas que permitam o armazenamento temporário de equipamento que é usado no poço e em torno dele. Por exemplo, placas de apoio da jaqueta posicionadas diretamente no leito oceânico podem ser usadas. Alternativamente, o local de armazenamento 7 po- de ficar posicionado acima do leito oceânico. Por exemplo, o local de armazenamento 7 pode ser anexado no topo de uma se- ção de condutor que "foi enterrada no leito oceânico.

A modalidade preferida revelou uma posição de ar- mazenamento 7. Versados na técnica entendem facilmente que múltiplos locais de armazenamento podem ser usados. Adicio- nalmente, locais de armazenamento podem ser espaçados da ca- beça de poço 8 de uma maneira tal a permitir que o BOP 10 fique posicionado na cabeça de poço 8 enquanto o BOP 5 fica no local de armazenamento 7, ou acima dele.

A modalidade preferida revela a descida do segundo BOP 10 diretamente na cabeça de poço 8. Alternativamente, o segundo BOP pode descer até uma segunda posição de armazena- mento (não mostrada). Em tal caso, o segundo BOP é deposita- do no segundo local de armazenamento. 0 segundo BOP pode en- tão mover-se para a cabeça de poço usando o aparelho de des- cida 9, aparelho de perfuração 3, ou combinações destes.

O aparelho de perfuração 3 pode ser reposicionado de qualquer das inúmeras maneiras conhecidas pelos versados na técnica. Por exemplo, o aparelho de perfuração 3 pode ser reposicionado deslizando o piso da broca, reposicionando a plataforma, ou usando um economizador de viagens. Em uma mo- dalidade preferida, o aparelho de perfuração é reposicionado reposicionando-se a plataforma de perfuração usando um sis- tema de posicionamento dinâmico.

Embora a presente invenção e suas vantagens tenham sido descritas com detalhes, deve-se entender que várias mu- danças, substituições e alterações podem ser feitas nela sem fugir do espirito e escopo da invenção definida pelas rei- vindicações anexas. Além disso, o escopo do presente pedido não é para ser limitado às modalidades particulares do pro- cesso, máquina, fabricação, composição de matéria, disposi- tivos, métodos e etapas descritos na especificação. Conforme versados na técnica percebem facilmente a partir da revela- ção da presente invenção, processos, máquinas, fabricação, composições de matéria, dispositivos, métodos, ou etapas, atualmente existentes, ou a ser desenvolvidas futuramente, que realizam substancialmente a mesma função, ou que atingem substancialmente o mesmo resultado das modalidades corres- pondentes aqui descritas podem ser utilizados de acordo com a presente invenção. Dessa maneira, as reivindicações anexas devem incluir no seu escopo tais processos, máquinas, fabri- cação, composições de matéria, dispositivos, métodos ou eta- pas .

Claims

1. Método de perfurar um poço, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende as etapas de: (a) perfurar até uma primeira profundidade do poço com um aparelho de perfuração que tem um primeiro componente de prevenção de erupções; e (b) perfurar até uma segunda profundidade do poço com um aparelho de perfuração que tem um segundo componente de prevenção de erupções.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente a etapa de substituir no aparelho de perfuração o primeiro componente de prevenção de erupções com um segundo componen- te de prevenção de erupções.

3. Método, de acordo com as reivindicações 1-2, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente a etapa de colocar o primeiro componente de prevenção de erup- ções em um local de armazenamento desconectado da primeira profundidade do poço.

4. Método, de acordo com as reivindicações 1-3, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente as etapas de: (a) instalar o segundo componente de prevenção de erupções em uma primeira cabeça de poço; e (b) montar o aparelho de perfuração com o segundo componente de prevenção de erupções na primeira cabeça de poço.

5. Método, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa de instalar o segundo componente de prevenção, de erupções na primeira cabeça de poço é realizada utilizando um aparelho de descida separado do aparelho de perfuração.

6. Método, de acordo com as reivindicações 1-5, CARACTERIZADO pelo fato de que o primeiro componente de pre- venção de erupções tem uma menor pressão nominal do que o segundo componente de prevenção de erupções.

7. Método, de acordo com as reivindicações 1-6, CARACTERIZADO pelo fato de que a segunda profundidade do po- ço penetra em um reservatório de alta pressão.

8. Método, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que o primeiro componente de pre- venção de erupções tem uma pressão nominal de 15.000 psi (103 MPa) ou menos, e o segundo componente de prevenção de erupções tem uma pressão nominal de 20.000 psi (138 MPa)ou mais.

9. Método, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que o primeiro componente de pre- venção de erupções tem uma pressão nominal de 5.000, 10.000 ou 15.000 psi (34, 69 ou 103 MPa), e o segundo componente de prevenção de erupções tem uma pressão nominal de 10.000, -15.000 ou 20.000 psi (69, 103 ou 138 MPa).

10. Método, de acordo com as reivindicações 1-9, CARACTERIZADO pelo fato de que pelo menos um diâmetro do dispositivo de parada de emergência é selecionado do grupo que consiste em 11 3/4 polegadas (298 milímetros), 13 5/8 polegadas (346 milímetros), 16 3/4 polegadas (425 milíme- tros), 21 1/4 polegadas (540 milímetros) e combinações des- tes.

11. Método de perfurar um poço, CARACTERIZADO pelo fato de que é substancialmente da maneira descrita com refe- rência à Descrição Detalhada.