BRPI0818577B1

BRPI0818577B1 - aparelho, método e sistema para controlar um fluxo de um fluido em um poço

Info

Publication number: BRPI0818577B1
Application number: BRPI0818577A
Authority: BR
Inventors: Richard Bennett; R Peterson Elmer; P Coronado Martin; H Johnson Michael
Original assignee: Baker Hughes Inc
Priority date: 2007-10-19
Filing date: 2008-10-14
Publication date: 2018-10-23
Also published as: US20090101355A1; NO344095B1; AU2008312670B2; WO2009052096A2; EA017358B1; MY152212A; US8096351B2; NO20100565L; GB201005492D0; CN101827998A; GB2466150A; MX2010003650A; GB2466150B; EA201000608A1; BRPI0818577A2; WO2009052096A3; CA2701883A1; AU2008312670A1; CA2701883C

Description

(54) Título: APARELHO, MÉTODO E SISTEMA PARA CONTROLAR UM FLUXO DE UM FLUIDO EM UM POÇO (51) lnt.CI.: E21B 33/10; E21B 43/10; E21B 47/00 (30) Prioridade Unionista: 19/10/2007 US 11/875,669 (73) Titular(es): BAKER HUGHES INCORPORATED (72) Inventor(es): ELMER R. PETERSON; MARTIN P. CORONADO; BENNETT RICHARD; MICHAEL H. JOHNSON (85) Data do Início da Fase Nacional: 19/04/2010

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Relatório Descritivo da Patente de Invenção para APARELHO,

MÉTODO E SISTEMA PARA CONTROLAR UM FLUXO DE UM FLUIDO

EM UM POÇO.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Campo da Descrição

A presente invenção refere-se geral mente a sistemas e métodos para o controle seletivo de fluxo de fluido dentro de uma linha de produção em um furo de poço.

Descrição da Técnica Relacionada

Hidrocarbonetos, tais como petróleo e gás são recuperados a partir de uma formação subterrânea utilizando um furo de poço perfurado dentro da formação. Ditos poços são tipicamente completados pela colocação de um revestimento ao longo do comprimento do furo de poço e pela perfuração do revestimento adjacente de cada dita zona de produção para extrair os fluidos de formação (tais como hidrocarbonetos) dentro do furo de poço. Estas zonas de produção são, às vezes, separadas entre si pela instalação de um obturador entre as zonas de produção. O fluido de cada zona de produção que entra o furo de poço é levado para dentro de uma tubulação que desemboca na superfície. É desejável ter uma drenagem substancialmente equilibrada ao longo da zona de produção. Uma drenagem desequilibrada pode resultar em condições indesejáveis, tais como um cone de gás invasivo ou um cone de água. Na instância de um poço de produção de petróleo, por exemplo, um cone de gás pode causar um fluxo de entrada de gás para dentro do furo de poço que pode reduzir significativamente a produção de petróleo. Da mesma forma, um cone de água pode causar um fluxo de entrada de água dentro do fluxo de produção de petróleo que reduz a quantidade e a qualidade do óleo produzido. Desta forma, é desejável fornecer uma drenagem equilibrada através de uma zona de produção e/ou a capacidade de fechar ou reduzir seletivamente o fluxo de entrada, dentro das zonas de produção, que experimentam um fluxo de entrada indesejável de água e/ou de gás.

Petição 870180038128, de 08/05/2018, pág. 5/12

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A presente revelação se dirige a estas e a outras necessidades da técnica anterior.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Neste aspecto, a presente descrição fornece dispositivos e sistemas relacionados ao controle de um fluxo de um fluido para dentro de um furo de poço tubular em um furo de poço. Em uma modalidade, um dispositivo pode incluir uma trajetória de fluxo associada com um dispositivo de controle de produção que transporta o fluido a partir da formação dentro de um furo de fluxo do furo de poço tubular. Pelo menos um elemento de controle de fluxo de entrada ao longo da trajetória de fluxo inclui um meio que ajusta uma área de fluxo de seção transversal de pelo menos uma parte da trajetória de fluxo através da interação com água. O fluido pode escoar através do meio e/ou através de um volume interespacial do meio. Em uma modalidade, o elemento de controle de fluxo interno pode incluir uma câmara contendo o meio. Em outra modalidade, pelo menos o elemento de controle de fluxo de entrada pode incluir um canal que tem o meio posicionado em pelo menos uma porção da superfície de área definindo o canal. O canal pode ter uma primeira área de fluxo de seção transversal antes de o meio interagir com água e uma segunda área de fluxo de seção transversal após o meio interagir com água. Nas modalidades, o meio pode ser configurado para interagir com uma regeneração de fluido. Também, nas modalidades, o meio pode ser um sólido inorgânico, incluindo, mas não limitado a, vermiculita de sílica, mica, aluminossicilatos, bentonita e misturas dos mesmos. Nas modalidades, o meio pode ser um polímero de que se dilata em água que inclui, mas não está limitado a, um poliestireno modificado. Também, o meio pode ser material de resina de troca de íons.

Neste aspecto, a presente descrição provê um método para controlar um fluxo de um fluido dentro de um furo de poço tubular em um furo de poço. O método pode incluir o transporte do fluido através de uma trajetória de fluxo a partir da formação dentro de um furo de fluxo do furo de poço; e ajustando uma área de fluxo de seção transversal de pelo menos uma parte da trajetória de fluxo usando um meio que interage com água. Nas modali3/15 dades, o método pode incluir o fluxo do fluido através do meio. O fluxo pode ser através de uma primeira área de fluxo de seção transversal, antes de o meio interagir com água através de uma segunda área de fluxo após o meio interagir com água. Nas modalidades, o método pode incluir a calibragem do meio para permitir uma quantidade predeterminada do fluxo através do meio após interagir com água.

Deve ser entendido que os exemplos das características mais importantes da descrição foram resumidos de forma bastante ampla, a fim de que a descrição nela detalhada que se segue possa ser entendida melhor, e a fim de que as contribuições para a técnica possam ser apreciadas. Existem, é claro, características adicionais da descrição que serão descritas aqui e que irão formar o sujeito das reivindicações aqui apensadas.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

As vantagens e outros aspectos da descrição podem ser prontamente apreciados por aqueles versados na técnica, à medida que a mesma se torna melhor entendida com referência à descrição detalhada quando considerada em conjunto com os desenhos que acompanham, nos quais caracteres de referência similares designam elementos parecidos ou similares durante as várias figuras do desenho e em que:

A figura 1 é uma vista de elevação esquemática de um furo de poço com múltiplas zonas exemplificativas e de montagem de produção que incorporam um sistema de controle de fluxo interno de acordo com uma modalidade da presente descrição;

A figura 2 é uma vista de elevação esquemática de uma montagem de produção de perfuração aberta exemplificativa que incorpora um sistema de controle de fluxo de entrada, de acordo com uma modalidade da presente descrição;

A figura 3 é uma vista de corte transversal esquemática de um dispositivo de controle de fluxo de entrada exemplificativo, feito de acordo com uma modalidade da presente descrição;

A figura 4 é uma vista de corte transversal esquemática de uma primeira modalidade exemplificativa do elemento de controle de fluxo de en4/15 trada da descrição;

A figura 4a é um segmento da figura 4 mostrando a câmara de uma modalidade de um elemento de controle de fluxo de entrada preenchido com um meio do tipo particulado;

A figura 5 é uma vista de corte transversal esquemática de uma segunda modalidade exemplificativa de um elemento de controle de fluxo de entrada da descrição; e

As figuras 6A e 6B são vistas de corte transversal esquemáticas de uma terceira modalidade exemplificativa de um elemento de controle de fluxo de entrada da descrição.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERIDAS

A presente descrição se refere a dispositivos e a métodos de controle de produção de um poço de produção de hidrocarboneto. A presente descrição está suscetível às modalidades de formas diferentes. Lá estão mostradas nos desenhos, e aqui serão descritas em detalhe, modalidades específicas da presente descrição, sob o entendimento de que a presente descrição deve ser considerada uma exemplificação dos princípios da descrição, e não é pretendido limitar a descrição ao que está ilustrado e descrito aqui. Ademais, enquanto as modalidades podem ser descritas como tendo uma ou mais características ou uma combinação de duas ou mais características, tal como uma característica ou uma combinação de características, não devem ser interpretadas como essenciais, salvo se expressamente declarado como essencial.

Em uma modalidade da descrição, o fluxo de entrada da água dentro do furo de poço tubular de um poço de petróleo é controlado, pelo menos em parte, usando um elemento de controle de fluxo de entrada que contém um meio que pode interagir com água em fluidos produzidos a partir de uma formação subterrânea. A interação do meio com água pode ser de qualquer tipo conhecido como sendo útil para interromper ou mitigar o fluxo de um fluido através de uma câmara preenchida com o meio. Estes mecanismos incluem, mas não estão limitados à dilatação, em que o meio se dilata com a presença de água, desta forma impedindo o fluxo da água ou os

5/15 fluidos que contêm água através da câmara.

Referindo-se inicialmente à figura 1, lá está mostrado um furo de poço exemplificativo 10, que foi perfurado através do solo 12 e dentro de um par de formações 14, 16, dos quais é desejado que se produza hidrocarbonetos. O furo de poço 10 é encapsulado pelo revestimento de metal, como é conhecido na técnica, e várias perfurações 18 penetram e se estendem para dentro das formações 14, 16, a fim de que os fluidos da produção possam fluir das formações 14, 16 para dentro do furo de poço 10. O furo de poço 10 tem uma perna desviada ou substancialmente horizontal 19. O furo de poço 10 tem um conjunto de produção de estágio avançado, geralmente indicado em 20, que está disposto nela por uma série de tubulações 22 que se estende para baixo, a partir da cabeça do poço 24 na superfície 26 do furo de poço 10. O conjunto de produção 20 define um furo de fluxo axial interior 28 ao longo de seu comprimento. Um espaço anular 30 é definido entre o conjunto de produção 20 e o revestimento do furo de poço. O conjunto de produção 20 tem uma parte desviada, geralmente horizontal 32 que se estende ao longo da perna desviada 19 do furo de poço 10. Bocais de produção 34 são posicionados nos pontos selecionados ao longo do conjunto de produção 20. Opcionalmente, cada dispositivo de produção 34 é isolado dentro do furo de poço 10 por um par de dispositivos obturadores 36. Apesar de somente dois dispositivos de produção 34 serem mostrados na figura 1, pode haver, de fato, um grande número de ditos dispositivos de produção organizados, de maneira seriada, ao longo da porção horizontal 32.

Cada dispositivo de produção 34 dispõe de um dispositivo de controle de produção 38, que é usado para governar um ou mais aspectos de um fluxo de um ou mais fluidos dentro do conjunto de produção 20. Tal como usado aqui, o termo fluido, ou fluidos incluem líquidos, gases, hidrocarbonetos, fluidos multifásicos, misturas de dois ou mais fluidos, água, salmoura, fluidos engenhados tais como lama de perfuração, fluidos injetados a partir da superfície, tais como água, e fluidos que existem naturalmente, tais como petróleo e gás. Adicionalmente, referências à água devem ser interpretadas para também incluir fluidos à base de água; por exemplo, sal6/15 moura ou água salgada. De acordo com as modalidades da presente descrição, o dispositivo de controle de produção 38 pode ter uma quantidade de construções alternativas que asseguram a operação seletiva e o fluxo de fluido controlado através delas.

A figura 2 ilustra um arranjo de furo de poço de furo aberto exemplificativo 11, em que os dispositivos de produção da presente descrição podem ser usados. A construção e a operação do furo de poço de furo aberto 11 são similares, na maioria dos aspectos, ao furo de poço 10 descrito anteriormente. Porém, o arranjo do furo de poço 11 tem um arranjo de orifício de perfuração que está diretamente aberto às formações 14, 16. Os fluidos de produção, portanto, escoam diretamente das formações 14, 16, e para dentro do espaço anular 30 que é definido entre o conjunto de produção 21 e a parede do furo de poço 11. Não há perfurações, e os dispositivos obturadores de orifício aberto 36 podem ser usados para isolar os dispositivos de controle de produção 38. A natureza do dispositivo de controle de produção é aquela em que o fluxo do fluido é direcionado, a partir da formação 16 diretamente para o dispositivo de produção mais próximo 34, desde logo resultando em um fluxo equilibrado. Em alguns casos, os dispositivos obturadores podem ser omitidos da conclusão do orifício aberto.

Com referência agora à figura 3, lá está mostrada uma modalidade de um dispositivo de controle de produção 100 para controlar o fluxo de fluidos, a partir de um reservatório para dentro de um furo de fluxo 102 de um tubular 104 ao longo de uma coluna de produção (por exemplo, colunas de tubulação 22 da figura 1). Este controle de fluxo pode ser uma função de uma ou mais características ou parâmetros do fluido de formação, incluindo teor de água, velocidade de fluido, teor do gás, etc. Além disso, os dispositivos de controle 100 podem ser distribuídos ao longo da seção de um poço de produção para fornecer o controle de fluido em vários locais. Isso pode ser vantajoso, por exemplo, para equalizar o fluxo de produção de petróleo em situações em que uma taxa superior de fluxo é esperada em um calcanhar de um poço horizontal do que em um dedo do poço horizontal. Pela configuração apropriada dos dispositivos de controle de produção 100, tais

7/15 como pela equalização da pressão ou pela restrição do fluxo de entrada de gás ou de água, um proprietário de poço pode aumentar as possibilidades de um reservatório que contém petróleo vir a drenar de forma eficiente. Os dispositivos de controle de produção exemplificativos serão aqui debatidos abaixo.

Em uma modalidade, o dispositivo de controle de produção 100 inclui um dispositivo de controle de partículas 110 para reduzir a quantidade e o tamanho das partículas aprisionadas nos fluidos e um dispositivo de controle de fluxo de entrada 120 que controla a proporção de drenagem total a partir da formação. O dispositivo de controle do fluxo de entrada 120 inclui uma ou mais trajetórias de fluxo entre uma formação e um furo de poço tubular que podem ser configurados para controlar uma ou mais características de fluxo, tais como taxa de fluxo, pressão, etc. O dispositivo de controle de partículas 110 pode incluir dispositivos conhecidos, tais como telas de areia, e pacotes de cascalho associados. Nas modalidades, o dispositivo de controle de fluxo de entrada 120 utiliza um ou mais canais de fluxo que controlam a taxa de fluxo de entrada e/ou o tipo de fluidos que entra no furo de fluxo 102, através de um ou mais orifícios de furo de fluxo 122. Nas modalidades, o dispositivo de controle de fluxo de entrada 120 pode incluir um ou mais elementos de controle de fluxo de entrada 130 que inclui um meio 200 que interage com um ou mais fluidos selecionados no fluido de entrada, a fim de bloquear parcial ou completamente o fluxo de fluido dentro do furo de fluxo 102. Sob um aspecto, a interação do meio 200 com o fluido pode ser considerada como calibrada. Por calibrar ou calibrado, significa que uma ou mais características relacionadas com a capacidade do meio 200 de interagir com água ou com outro fluido é intencionalmente sintonizado ou ajustado para ocorrer de uma maneira predeterminada ou em resposta a uma condição ou conjunto de condições predeterminadas.

Enquanto o elemento de controle de fluxo de entrada 130 e o meio 200 são mostrados a jusante no dispositivo de controle de partículas 110, deve ser entendido que o elemento de controle de fluxo de entrada 130 e o meio podem ser posicionados em qualquer lugar ao longo da trajetória

8/15 do fluxo entre a formação e o furo de fluxo 102. Por exemplo, o elemento de controle de fluxo de entrada 130 pode ser integrado dentro do dispositivo de controle de partículas 110 e/ou de qualquer conduíte de fluxo, tais como, canais 124 que podem ser usados para gerar uma queda de pressão que atravessa o dispositivo de controle de produção 100. As modalidades ilustrativas são descritas abaixo.

Retornando à figura 4, lá está mostrada uma primeira modalidade exemplificativa de um elemento de controle de fluxo de entrada 130 da descrição que utiliza um meio que interage com um fluido para controlar o fluxo de fluido que atravessa o dispositivo de controle de fluxo de entrada 120 (Figura 3). O elemento de controle de fluxo de entrada 130 inclui uma trajetória de fluxo 204. Uma primeira ou uma segunda tela 202 a&b na trajetória de fluxo 204 define uma câmara 206. Um meio 200 é localizado dentro da câmara 206. O meio 200 pode substancial e completamente preencher a câmara 206, para que o fluido que escoa ao longo da trajetória de fluxo 204 passe através o meio 200.

Nesta modalidade, como um fluido da formação escoa através do meio 200, não ocorre nenhuma mudança substancial de pressão, visto que o fluido de formação inclui comparativamente baixas quantidades de água. Se uma incursão de água dentro do fluido de formação ocorrer, o meio 200 interage com o fluido de formação para bloquear parcial ou completamente o fluxo do fluido de formação.

Na figura 4a, uma passagem da figura 4 que corresponde à seção da figura 4 dentro do círculo pontilhado mostra uma modalidade alternativa da descrição. Nesta modalidade, o meio 200a é particulado, tal como um corpo empacotado de materiais de resina de troca de íons e a câmara 206 (Figura 4) é um espaço fixo de volume. Os materiais de resina podem ser formados com bolas que têm pouca ou nenhuma permeabilidade. Quando a água flui através da câmara 206 (Figura 4), a resina de troca de íons aumenta em tamanho pela absorção de água. Como as resinas isolantes são relativamente impermeáveis, a área de fluxo de seção transversal é reduzida pela dilatação da resina de troca de íons. Desta forma, o fluxo que atravessa a

9/15 câmara 206 (Figura 4) pode ser reduzido ou interrompido.

A figura 5 ilustra uma segunda modalidade exemplificativa de um elemento de controle de fluxo de entrada 130 da descrição. Tal como na figura 4, o elemento de controle de fluxo de entrada inclui uma trajetória de fluxo 204, e dentro da trajetória de fluxo 204, telas 202 a&b definem uma câmara 206 que contém um meio 200. Nesta modalidade, existe também uma válvula 300 localizada entre a câmara 206 que contém o meio 200 e a entrada para o elemento de controle de fluxo de entrada 130. Como desenhado, esta é uma válvula de retenção, mas em outra modalidade, a válvula pode ser qualquer tipo de válvula que seja capaz de restringir o fluxo de fluido em pelo menos uma direção dentro da trajetória do fluxo 204. Também está presente uma linha de alimentação 302 que é usada para alimentar um fluido de regeneração dentro do espaço entre a válvula e a câmara 206.

Nas modalidades exemplificativas mostradas na figura 4 e na figura 5, as telas 202 a&b são usadas para definir uma câmara 206 que inclui o meio 200. Se o meio 200 é sob a forma de um grânulo ou pó, então uma tela é uma seleção lógica, uma vez que iria manter os grânulos ou pó no lugar e ainda permitir que o fluido produzido passe através da trajetória de fluxo 204 e através do meio 200. O uso de telas não é, contudo, uma limitação da invenção. O meio 200 pode ser retido na câmara 206 usando qualquer método conhecido daqueles que são versados na técnica, que seja útil. Por exemplo, quando o meio 200 é um polímero sólido, ele pode ser conduzido ao lugar com um fixador ou um anel de fixação. Mesmo quando o meio 200 é particulado, outros métodos incluindo membranas, filtros, telas de ranhura, pacotes porosos e afins podem ser assim usados.

Referindo-se agora às figuras 6A e 6B, lá está mostrada uma trajetória de fluxo 310 que inclui um material 320 que pode expandir ou contrair na medida em que interage com o fluido escoando na trajetória de fluxo 310. Por exemplo, a trajetória de fluxo 310 pode ter uma primeira área de fluxo de seção transversal 322 para um fluido que é em geral petróleo e ter uma segunda área de fluxo de seção transversal menor 324 para um fluido que é em geral água. Ademais, um diferencial de pressão superior e uma

10/15 taxa de fluxo inferior podem ser impostos sobre o fluido que é em geral água. A trajetória de fluxo 310 pode ser dentro do dispositivo de controle de partículas 110 (Figura 3), ao longo dos canais 124 (Figura 3), ou em qualquer outro lugar ao longo do dispositivo de controle de produção 100 (Figura 3). O material 320 pode ser qualquer um deles descritos anteriormente ou descritos abaixo. Nas modalidades, o material 320 pode ser formado como um revestimento sobre uma superfície 312 da trajetória de fluxo 310 ou uma inserção posicionada na trajetória de fluxo 310. Outras configurações conhecidas na técnica podem também ser usadas para fixar ou depositar o material 320 dentro da trajetória de fluxo 310. Além disso, deve ser entendido que a trajetória de fluxo transversal retangular é meramente ilustrativa e outros formatos (por exemplo, circular). Também, o material 320 pode ser posicionado sobre todas ou em menos do que todas as áreas de superfícies que definem a trajetória de fluxo 310. Em outras modalidades, o material 310 pode ser configurado para isolar completamente a trajetória de fluxo 310.

Em um modo de operação exemplificativo, o material 320 fornece uma primeira área transversal 322 em um estado não interativo, e uma segunda área transversal menor 324 quando está reagindo com um fluido, tal como água. Assim, nas modalidades, o material 320 não se dilata ou se expande para completamente isolar a trajetória do fluxo 310 contra o fluxo de fluido. Ao contrário, o fluido pode ainda fluir através da trajetória do fluxo 310, mas a uma taxa de fluxo reduzida. Isso pode ser vantajoso em que a formação é dinâmica. Por exemplo, em algum momento, a água pode dissipar e o fluido pode voltar a conter principalmente petróleo. Mantendo uma relativamente pequena e controlada taxa de fluxo pode permitir que o material 320 recomece a partir da condição de dilatado e forme a área transversal maior 322 para o fluxo do petróleo.

Em pelo menos uma modalidade da descrição, pode ser desejável regenerar o meio 200 após ela ter interagido com água, a fim de que o fluxo a partir da formação possa ser retomado. Em dita modalidade, a válvula 300 pode, por exemplo, bloquear o fluido de fluxo na direção da formação, permitindo que uma alimentação de um fluido de regeneração seja feita a

11/15 uma pressão alta comparativamente através do meio 200, a fim de regenerála.

Uma modalidade da descrição é um método de prevenção ou mitigação do fluxo de água dentro de um furo de poço tubular, usando um elemento de controle de fluxo de entrada. Em uma modalidade da descrição, o elemento de controle de fluxo de entrada pode ser usado, em que o meio é passivo, quando o fluido que é produzido a partir da formação é comparativamente alto em quantidade de hidrocarbonetos. Como petróleo é produzido a partir de uma formação, a concentração de água no fluido que é produzido pode aumentar ao ponto de não ser desejável remover fluido adicionai do poço. Quando a água no fluido que é produzido alcança tal concentração, o meio pode interagir com água, no fluido para diminuir a taxa de fluxo do fluido de produção através do elemento de controle de fluxo de entrada.

Um mecanismo pelo qual a água pode interagir com o meio útil com modalidades da descrição é a dilatação. A dilatação, para o propósito da descrição, significa aumento de volume. Se o elemento de controle de fluxo de entrada tem um volume limitado, e o meio se dilata para indicar que o fluido produzido não pode passar através do meio, então o fluxo é interrompido, assim, prevenindo ou mitigando um influxo de água para dentro de sistemas de coleta de petróleo bruto na superfície. A dilatação pode ocorrer nos dois meios particulados e sólidos. Por exemplo, um meio que pode ser útil são polímeros que se dilatam em água. Tais polímeros podem ser sob a forma de grânulos ou até de sólidos moldados para ajustar dentro de um elemento de controle de fluxo de entrada. Qualquer polímero que se dilate em água que seja estável em condições dentro do furo, e conhecido daqueles versados na técnica como sendo útil pode ser usado no método da descrição.

Polímeros exemplificativos incluem poliacrilato de sódio reticulados; produtos saponificados de copolímeros de acetato de vinil-éter ácido acrílicos; produtos modificados de álcool polivinílico reticulado; produtos reticulados de poliacrilato de sódio parcialmente neutralizados; produtos reticulados de copolímeros de anidrido maleico isobutileno; e polímeros enxerta12/15 dos de amido ácido acrílico. Outros ditos polímeros incluem poli-N-vinil-2pirrolidona; copolímeros de éter alquil vinílico/anidrido maleico; copolímeros de éter alquil vinílico/ ácido maleico; copolímeros de vinil-2-pirrolidona/éter alquil vinílico, em que a porção alquila contém de 1 a 3 átomos de carbono, os éteres de alquila inferior de ditos copolímeros de éter vinílico/anidrido maleico, e os polímeros e interpolímeros reticulados destes. Os poliestirenos e poliolefinas modificados podem ser usados, em que o polímero é modificado para incluir grupos funcionais que iriam causar a dilatação dos polímeros modificados com a presença de água. Por exemplo, poliestireno modificado com grupos funcionais iônicos, tais como grupos de ácidos sulfônicos podem ser usados com modalidades da descrição. Um dito poliestireno modificado é conhecido como resina de troca de íon.

Polímeros que acontecem naturalmente ou polímeros que derivam de materiais que acontecem naturalmente que podem ser úteis incluem goma arábica, goma tragacanto, arabinogalactano, goma de feijão locust (goma carobin), goma guar, goma karaya, carragenina, pectina, ágar-ágar, semente de marmeleiro, (isto é, de marmelo), amido de arroz, milho, batata ou trigo, alga coloide, e goma trant; polímeros derivados de bactéria, tais como goma xantana, Dextrano, succinoglucano e pululano; polímeros derivados de animais, tais como colágeno, caseína, albumina e gelatina; polímeros derivados de amido, tais como carboximetil amido e metilhidroxipropil amido; polímeros de celulose, tais como metilcelulose, etilcelulose, metiIhidroxipropil celulose, carboximetil celulose, hidroximetil celulose, hidroxipropil celulose, nitrocelulose, sulfato de celulose de sódio, celulose de carboximetil de sódio, celulose cristalina, e pó de celulose; polímeros derivados de ácido algínico, tais como alginato de sódio e alginato propileno glicol; polímeros vinílicos, tais como metil éter polivinílico, polivinilpirrolidona. Em uma modalidade da descrição, o meio é material de resina de troca de íons.

O meio dilatável pode também incluir compostos inorgânicos. Sílica pode ser preparada em sílica-géis que se dilatam na presença de água. Vermiculita e mica e alguns tipos de argila, tais como alumino silicatos e bentonita podem também ser formados em péletes e pós que se dilatam em

13/15 água.

Um outro grupo de materiais pode ser útil como um meio que inclui aqueles que na presença de água se dilatam de forma mais compacta do que na presença de hidrocarbonetos. Um dito material é um material inerte de textura fina que tem um revestimento altamente polar. Quando embrulhado dentro de um elemento de controle de fluxo de entrada. Qualquer dito material que é estável sob condições dentro do furo pode ser usado com as modalidades da descrição.

Se um poço de petróleo inclui um aparelho da descrição, e é desejável que o poço seja desativado no momento de uma incursão de água, tal como quando um reservatório está sendo submetido a uma recuperação secundária de alagamento de água, então o dispositivo de controle de fluxo de entrada pode ser usado dentro do poço sem qualquer comunicação com a superfície. Se, por outro lado, o dispositivo for pretendido para uso a longo prazo, onde mesmo o petróleo bruto comparativamente seco irá eventualmente fazer com que o meio reduza o fluxo dos fluidos produzidos ou onde será desejável recomeçar o fluxo de fluidos produzidos depois que o dito fluxo tenha sido interrompido, será desejável regenerar ou substituir o meio dentro do elemento de controle de fluxo de entrada.

O meio pode ser regenerado por qualquer método conhecido que seja útil àqueles versados na técnica para fazê-lo. Um método útil para regenerar o meio pode ser para expor o meio a um fluxo de um fluido de regeneração. Em uma dita modalidade, o fluido pode ser bombeado para baixo de um tubo, a partir da superfície a uma pressão suficiente para forçar o fluido de regeneração através do meio. Em uma modalidade alternativa onde não é desejável forçar o fluido de regeneração para dentro da formação, um aparelho, tal como o da figura 5, pode ser usado. Em dita modalidade, um fluido de regeneração é forçado para baixo do furo através do tubo de alimentação 302 e para dentro do espaço entre a válvula 300 e a câmara 206. Se a válvula for uma válvula de retenção, então o fluido de regeneração pode ser simplesmente bombeado para dentro do espaço a uma pressão suficiente para forçar o fluido através do meio e para dentro do tubo, conside14/15 rando que a válvula de retenção irá prevenir o retrofluxo dentro da formação.

Se a válvula não for uma válvula de retenção, então ela precisará ser fechada antes de começar a regeneração do fluxo do fluido.

Fluidos de regeneração podem ter pelo menos duas propriedades. A primeira é que o fluido de regeneração deve ter uma afinidade superior com água do que com o meio. A segunda é que o fluido de regeneração deve causar pouca ou nenhuma degradação do meio. Da mesma forma em que há muitos compostos que podem ser usados como o meio da descrição, podem também haver muitos líquidos que podem funcionar como o fluido de regeneração. Por exemplo, se o meio é um pó ou pélete inorgânico, então metanol, etanol, propanol, isopropanol, acetona, metil etil cetona, e afins podem ser usados como um fluido de regeneração em alguns poços de petróleo. Se o meio é um polímero que é sensível a tais materiais ou se um fluido de regeneração com ponto de ebulição mais alto é necessário, então, alguns dos alcoóis poliéter comerciais, por exemplo, podem ser usados. Uma pessoa versada na técnica de manusear um poço de petróleo irá entender como selecionar um fluido de regeneração que seja efetivo em condições dentro do furo e compatível com o meio a ser tratado.

Se referindo agora às figuras 6A e 6B, em outras variantes, o material 320 na trajetória de fluxo 310 pode ser configurado para operar de acordo com HPLC (cromatografia líquida de alto desempenho). O material 320 pode incluir um ou mais produtos químicos que podem separar os componentes constituintes de um fluido de fluxo (isto é petróleo e água), baseado em fatores, tais como interações dipolo-dipolo, interações iônicas ou de tamanhos moleculares. Por exemplo, como se sabe uma molécula de petróleo, em termos de tamanho, é maior do que uma molécula de água. Assim, o material 320 pode ser configurado para ser penetrável por água, mas relativamente impenetrável por petróleo. Dito material, então, iria reter água. Em um outro exemplo, técnicas de cromatografia de troca de íons podem se usadas para configurar o material 320 para separar o fluido baseado nas propriedades de carga das moléculas. A atração ou repulsão das moléculas pelo material pode ser usada para controlar seletivamente o fluxo dos com15/15 ponentes (isto é, petróleo ou água) em um fluido.

Os elementos de controle de fluxo de entrada da descrição podem ser particularmente úteis em um campo de petróleo passando por uma recuperação secundária, tal como alagamento por água. Uma vez que ocorre a abertura de caminho pela água a partir do alagamento, o dispositivo de controle de fluxo de entrada pode, com efeito, bloquear permanentemente o fluxo de fluidos, assim, evitando uma incursão de grandes quantidades d’água para dentro do petróleo bruto que está sendo recuperado. O dispositivo de controle de fluxo de entrada, ou talvez, somente o elemento de controle de fluxo de entrada pode ser recuperado, se o operador do poço julgar que é aconselhável continuar usando o poço. Por exemplo, dito poço pode ser útil para continuar o alagamento de água da formação.

Deve ser entendido que as figuras 1 e 2 são pretendidas para serem meramente ilustrativas dos sistemas de produção nos quais os ensinamentos da presente descrição podem ser aplicados. Por exemplo, em alguns sistemas de produção, as perfurações de poço 10,11 podem empregar somente um revestimento ou forro para transportar os fluidos de produção para a superfície. Os ensinamentos da presente descrição podem ser aplicados para controlar fluxo através destas ou de outros furos de poço tubulares.

Com o objetivo de clareza e brevidade, as descrições da maior parte das conexões entremeadas entre elementos tubulares, vedações elastoméricas, tais como juntas tóricas, e outras técnicas bem-conhecidas foram omitidas na descrição acima. Ademais, termos como ranhura, passagens e canais são usados em seus significados mais amplos e não estão limitados a qualquer tipo ou configuração em particular. A descrição a seguir é direcionada às modalidades em particular da presente descrição com o propósito de ilustração e explicação. Ficará aparente, no entanto, para uma pessoa versada na técnica, que muitas modificações e alterações na modalidade descrita acima são possíveis, sem se afastar do escopo da descrição.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Aparelho para controlar um fluxo de um fluido dentro de um tubular de poço (104) em um poço, compreendendo:

uma trajetória de fluxo (204) associada com um dispositivo de 5 controle de produção (100), a trajetória de fluxo (204) configurada para transportar o fluido a partir da formação para dentro de um furo de fluxo (102) do tubular de poço (104); e um dispositivo de controle de particulado (110) posicionado ao longo da trajetória de fluxo (204); caracterizado por:

pelo menos um elemento de controle de fluxo de entrada (130) ao

10 longo da trajetória de fluxo (204) e a jusante do dispositivo de controle de particulado (110), o elemento de controle de fluxo de entrada (130) incluindo um meio particulado (200) que reduz uma vazão em pelo menos uma porção da trajetória de fluxo (204) interagindo com água, em que o meio particulado (200) separa o fluido com base na carga molecular e é configurado para

15 manter um fluxo do fluido através do meio particulado (200) e não vedar completamente a trajetória do fluxo (204) depois de interagir com a água.
2. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o meio particulado (200) está configurado para aumentar o fluxo através do elemento de controle de fluxo (130) à medida que a água no fluido

20 se dissipa.
3. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o meio particulado (200) é empacotado e em que o fluido flui através de um volume interespacial do meio particulado (200).
4. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo 25 fato de que o meio particulado (200) é configurado para interagir com um fluido de regeneração.
5. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o meio particulado (200) incli um sólido inorgânico.
6. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo 30 fato de que o meio particulado (200) consiste em esferas de resina de troca iônica.
7. Método para controlar um fluxo de um fluido dentro de um

Petição 870180066424, de 31/07/2018, pág. 4/9

2/2 tubular de poço (104) em um poço, compreendendo: transportar o fluido através de uma trajetória de fluxo (204) de um dispositivo de controle de particulado (110) para um furo de fluxo (102) do poço; caracterizado por:

ajustar uma área de fluxo transversal de pelo menos uma porção da trajetória de fluxo (204) usando um meio particulado (200) que interage com a água e separa o fluido com base na carga molecular enquanto mantém um fluxo do fluido através do meio particulado ( 200) sem vedar completamente o caminho do fluxo (204).
8. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por ainda aumentar o fluxo ao longo da trajetória de fluxo (204) à medida que a água no fluido se dissipa.
9. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o meio particulado (200) inclui um sólido inorgânico.
10. Sistema para controlar um fluxo de um fluido em um poço, compreendendo: um tubular de poço (104) no poço, um dispositivo de controle de produção (100) posicionado ao longo do tubular de poço (104), um dispositivo de controle de particulado (110) associado ao dispositivo de controle de produção (100), e uma trajetória de fluxo (204) associada ao dispositivo de controle de produção (100), a trajetória de fluxo (204) configurada para transportar o fluido do dispositivo de controle de particulado (110) para um furo de fluxo (102) do tubular de poço (104); caracterizado por:

pelo menos um elemento de controle de fluxo (130) ao longo da trajetória de fluxo (204), o elemento de controle de fluxo (130) incluindo um meio (200) que ajusta o fluxo ao longo de pelo menos uma parte da trajetória de fluxo (204) interagindo com a água, em que o meio particulado (200) interage com moléculas de um componente do fluido por atração, e em que o meio particulado (200) é fixado a uma superfície da trajetória de fluxo (204) e configurado para manter um fluxo do fluido ao longo da trajetória do fluxo (204) e não vedar completamente a trajetória do fluxo (204) depois de interagir com a água.

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FÍG. 1

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