BRPI0816865B1

BRPI0816865B1 - Método para tratar um furo de formação

Info

Publication number: BRPI0816865B1
Application number: BRPI0816865-2A
Authority: BR
Inventors: H. Johnson Michael
Original assignee: Baker Hughes Incorporated
Priority date: 2007-09-18
Filing date: 2008-09-09
Publication date: 2018-06-19
Also published as: WO2009038999A4; AU2008302502A1; WO2009038999A1; EG25722A; EP2191100A4; EP2191100A1; BRPI0816865A2; AU2008302502B2; US20090071657A1; RU2465439C2; US7748459B2; RU2010115181A

Description

(54) Título: MÉTODO PARA TRATAR UM FURO DE FORMAÇÃO (51) Int.CI.: E21B 34/08; E21B 43/00; H04R 1/28 (30) Prioridade Unionista: 18/09/2007 US 11/857,052 (73) Titular(es): BAKER HUGHES INCORPORATED (72) Inventor(es): MICHAEL H. JOHNSON

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Relatório Descritivo da Patente de Invenção para MÉTODO PARA TRATAR UM FURO DE FORMAÇÃO.

Campo da Invenção [001] A presente invenção refere-se a uma técnica para proteger uma região anular levando até a superfície de pressão em excesso além dos limites de tuboes ou preventores de explosão, particularmente durante uma operação de fraturamento hidráulico.

Antecedentes da Invenção [002] O fraturamento hidráulico é executado através de uma coluna de trabalho que leva a partir da superfície até a formação desejada. Em algum ponto, a coluna de trabalho passa através de um ponto de vedação e poderia conter um desvio através deste ponto de modo que a pressão na formação possa ser determinada pelas medições de superfície da pressão da região anular, a qual é comunicada para a superfície através do retorno da coluna de trabalho que se estende através do ponto de vedação. O ponto de vedação pode ser um obturador ou furo de vedação. O fraturamento hidráulico envolve bombear cimento pastoso de propante dentro do furo de poço através da coluna de trabalho até a formação desejada. A coluna de trabalho termina acima ou ascendente da formação sendo tratada. O fluido é forçado para dentro da formação para fraturar a mesma. O propante entra na formação para manter abertas as fissuras criadas a partir do bombeamento do fluido sob pressão dentro da formação para depositar o propante.

[003] O problema que surge ocorre quando a formação possui o que é chamada de separação do propante, onde o fluxo para dentro da formação declina dramaticamente devido ao propante criar uma barreira para o progresso adicional do fluido para dentro da formação. As condições na formação durante o fraturamento são normalmente monitoradas pela verificação da pressão da região anular na superfíPetição 870180030489, de 16/04/2018, pág. 7/19

2/5 cie. Quando a formação separa o propante, a pressão na formação aumenta geralmente devido ao bombeamento a partir da superfície ser com uma bomba de deslocamento positivo com múltiplos cilindros acionada por motor. O problema com a pressão crescente na formação é que a pressão também sobe na região anular voltando para a superfície. Subindo a região anular poderia existir uma coluna de revestimento maior do que na formação que possui uma graduação de pressão inferior. Alternativamente, o equipamento preventor de explosão também pode possuir uma graduação de pressão inferior à da coluna de revestimento que está mais próximo da formação sendo fraturada. Nestas situações, a presente invenção proporciona um aspecto de proteção para impedir a pressão em excesso destes componentes graduados com pressão inferior. Estes aspectos e outros serão mais bem-entendidos pelos versados na técnica a partir de uma inspeção da descrição detalhada e dos desenhos associados que aparecem abaixo enquanto entendendo que a medida completa da invenção é encontrada nas reivindicações anexas.

Sumário da Invenção [004] A válvula responsiva à pressão ou ao fluxo é proporcionada em uma montagem de fraturamento hidráulico de modo que se a formação separar o propante durante o bombeamento do propante e a pressão no retorno para a região anular ao redor da coluna de trabalho subir, o retorno é fechado pela válvula para impedir pressão em excesso de componentes graduados com pressão inferior adicionalmente acima do poço a partir da formação sendo tratada. Estes componentes poderiam ser a tubulação de revestimento maior ou a montagem de preventor de explosão.

Breve Descrição do Desenho [005] A figura 1 é uma vista de corte na posição aberta de uma montagem de fraturamento hidráulico com o aspecto de fechamento

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3/5 do retorno da presente invenção [006] A figura 2 é a vista da figura 1 na posição fechada. Descrição Detalhada da Concretização Preferida [007] A figura 1 apresenta uma coluna de trabalho 10 que se estende a partir da superfície 12 até a formação 14 sendo tratada. O furo de poço de preferência é revestido com a coluna de revestimento 16 de modo que compreenda pelo menos um ponto de vedação tal como um obturador ou furo de vedação 18. A coluna de trabalho 10 possui um retorno externo 20 que adicionalmente apresenta uma ou mais vedações exteriores 22 projetadas para se encaixarem no furo de vedação 18. Durante as operações normais, a pressão na superfície 12 causa o fluxo 24 para baixo para a formação 14. Geralmente, o cimento pastoso de propante é utilizada, mas a fórmula sendo bombeada pode variar com a composição da formação e as composições sendo bombeadas são bem-conhecidas na técnica. À medida que o bombeamento continua o fraturamento da formação 14 pode ocorrer com alguns dos sólidos na cimento pastoso fazendo seu caminho para dentro de fissuras recentemente criadas a partir das pressões utilizadas ao distribuir o cimento pastoso para baixo do poço. Como um modo de monitorar a pressão na localização de fratura a partir da superfície, o fluxo de retorno 26 passa pelo retorno 20 e para cima do espaço anular 28 até a superfície 14.

[008] O problema surge quando a formação separa o propante ou para de absorver fluido devido ao propante ter formado uma ponte ou tiver simplesmente enchido as fissuras mais recentemente criadas, o que tem o efeito de bloquear o fluxo para a formação 14. Quando isto acontece, a pressão na formação irá aumentar da mesma forma que a pressão no retorno 20 e no espaço anular 28, todas a caminho da superfície 12. O problema pode ser que as graduações de pressão da parte da coluna de revestimento maior em direção à parte de cima

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4/5 do poço ou à montagem de preventor de explosão possam ser significativamente menores do que a graduação de pressão da coluna de trabalho abaixo do furo de vedação 18. A presente invenção protege tal equipamento graduado com pressão inferior automaticamente quando ocorre uma separação de propante.

[009] Este aspecto de proteção é apresentado aberto na figura 1. O retorno 20 possui uma entrada 30 e uma válvula sensível à pressão ou ao fluxo apresentada aberta como 32 e fechada como 32'. A válvula 32 pode funcionar baseada em vários princípios, um dos quais é utilizar as passagens 34 para impor uma força líquida para cima do poço sobre o membro de válvula 32 para fechar a entrada 30. A válvula 32 também pode descarregar um sensor de pressão localizado que opera um motor para fechar a válvula 32 quando necessário. Alternativamente, a válvula pode ser operada por uma linha de controle, hidráulica ou elétrica, que chega à mesma a partir da superfície 12. Outros modos para enviar um sinal a partir da superfície 12 para a válvula 32 fechar quando necessário também são contemplados, tal como sinais acústicos ou de luz em um cabo de fibra ótica, por exemplo. Na concretização preferida, a operação da válvula 32 é automática para impedir a pressão em excesso de equipamento de cima do poço graduados com pressão inferior sem ter que ter equipe de superfície observando a condição e então reagindo, quando pode ser muito tarde. A válvula 32 pode possuir um caminho de fluxo restrito de modo que a velocidade do fluido em uma certa velocidade possa resultar em uma força resultante sobre a luva nas vizinhanças do orifício para criar uma força resultante sobre o membro de válvula 32 para mover de novo a válvula 32 contra uma força que anteriormente a mantinha aberta tal como ilustrado esquematicamente pela seta 31 que pode ser uma mola ou para mover a válvula 32 uma única vez por uma força de atrito ou um pino de retenção atuando na válvula 32 para impedir que ela se mova

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5/5 até que uma força predeterminada seja aplicada a partir da velocidade do fluido. A equipe de superfície verá uma queda na pressão da região anular bem como um rápido aumento na pressão da coluna de trabalho 10 para saber que uma separação de propante ocorreu e que o bombeamento deve parar antes de qualquer dano para o equipamento ascendente a partir da pressão em excesso.

[0010] A descrição acima é ilustrativa da concretização preferida e várias modificações podem ser feitas pelos versados na técnica sem afastamento da invenção cujo escopo é para ser determinado a partir do escopo literal e equivalente das reivindicações abaixo.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método para tratar um furo de formação, compreendendo:

isolamento da formação em torno de uma coluna de trabalho (10) com um obturador (22) disposto em um espaço anular entre a coluna de trabalho (10) e o revestimento do poço, em que o espaço anular é separado em um espaço anular superior (28) e um espaço anular inferior pelo obturador (22);

proporcionar um caminho de retorno (30, 26, 28) a partir da formação através do obturador (22) a partir do espaço anular inferior para o espaço anular superior (28) que circunda a coluna de trabalho (10);

bombear fluido a partir da superfície através da coluna de trabalho (10) e retornar o fluido através do caminho de retorno (30, 26, 28) e para a superfície; caracterizado por fechar seletivamente (30, 32') o caminho de retorno (30, 26, 28) usando uma válvula (32) no espaço anular inferior (34) enquanto bombeia o fluido, onde a válvula é acionada por um acúmulo de pressão dentro do anel anular inferior espaço ou um aumento na velocidade do fluido movendo-se através do espaço anular inferior e afastando-se da formação isolada.
2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreendendo: fraturar a formação através da coluna de trabalho (10).
3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender: correr a coluna de trabalho (10) através de um ponto de vedação (18) num tubo circundante (16).
4. Método de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por compreender: criar aumento de pressão ao fraturar a formação.
5. Método de acordo com a reivindicação 3, caracterizado

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2/2 por compreender: fazer com que a válvula (32, 32') responda automaticamente ao aumento de pressão.
6. Método de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por compreender: proporcionar uma luva responsiva diferencial de pressão para fechar seletivamente o caminho de retorno (30, 26 e 28).
7. Método de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por compreender: operar a válvula (32, 32 ') a partir da superfície.
8. Método de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por compreender: usar um sinal da superfície para operar a válvula (32, 32'); usando pelo menos um de pressão, eletricidade, luz ou som como o sinal.
9. Método de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por compreender: fazer com que o ponto de vedação seja um obturador (22) ou um furo de vedação (18).
10. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender: proteger o interior do equipamento da formação e em comunicação com o espaço anular inferior pelo fechamento.
11. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender: correr a coluna de trabalho (10) através de um orifício de vedação (18) num tubo circundante (16); assentar a coluna de trabalho (10) no furo de vedação (18).
12. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por compreender: correr o caminho de retorno (30, 26 e 28) através do furo de vedação (18) e fora (28) da coluna de trabalho (10).

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