BR112016007124B1

BR112016007124B1 - Sistema para detectar fundo de poço, método para detectar um furo, e método

Info

Publication number: BR112016007124B1
Application number: BR112016007124-7A
Authority: BR
Inventors: Dinesh Patel
Original assignee: Schlumberger Technology B.V.
Priority date: 2013-10-03
Filing date: 2014-10-03
Publication date: 2021-12-07
Also published as: US10519761B2; US20160237803A1; BR112016007124A2; NO20160453A1; WO2015051222A1

Abstract

sistema para detectar fundo de poço, método para detectar um furo, e método. uma técnica facilita monitoramento de parâmetros ao longo do exterior de uma tubagem/revestimento implantado em um furo. um conjunto de sensores é posicionado fora da tubagem/revestimento e dentro de uma parede de furo. o conjunto de sensores é acoplado a uma superfície através de uma linha de comunicação roteada através de um sistema acoplador indutivo. o sistema acoplador indutivo tem um primeiro elemento acoplador indutivo localizado em uma posição externa e um segundo elemento acoplador indutivo localizado em uma posição interna com relação à tubagem/revestimento. a disposição permite monitoramento em tempo real de eventos fora da tubagem/revestimento.

Description

ANTECEDENTES

[0001] Fluidos de hidrocarboneto como óleo e gás natural são obtidos a partir de uma formação geológica subterrânea, mencionada como reservatório, por perfurar um poço que penetra na formação contendo hidrocarboneto. Após um furo de poço ser perfurado, várias formas de revestimento e outros componentes de sistema de poço podem ser implantados no fundo do poço no furo de poço. Em muitas aplicações, revestimento é cimentado no lugar no furo de poço e outros componentes de completação são implantados no fundo do poço através ou para dentro do revestimento. Sensores podem ser implantados com os componentes de completação para monitorar parâmetros relacionados a poço. Sinais a partir dos sensores podem ser transmitidos para a superfície através de linhas de comunicação roteadas ao longo de uma coluna de ferramenta contendo os componentes de completação ao longo do interior do revestimento.

SUMÁRIO

[0002] Em geral, um sistema e metodologia são fornecidos para facilitar monitoramento de parâmetros ao longo do exterior de uma tubagem/revestimento implantado em um furo. Um conjunto de sensores é posicionado fora da tubulação/revestimento e dentro de uma parede de poço. O conjunto de sensores é acoplado a um controle de superfície ou outro controle através de um sistema acoplador indutivo tendo um primeiro elemento acoplador indutivo localizado em uma posição externa e um segundo elemento acoplador indutivo localizado em uma posição interna com relação a tubagem/revestimento. A disposição permite monitoramento em tempo real de eventos fora da tubagem/revestimento. Por exemplo, o conjunto de sensores pode ser usado para monitorar uma operação de cimentação e cura do cimento.

[0003] Entretanto, muitas modificações são possíveis sem se afastar materialmente dos ensinamentos dessa revelação. Por conseguinte, tais modificações pretendem ser incluídas no escopo dessa revelação como definido nas reivindicações.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0004] Certas modalidades da revelação serão descritas a seguir com referência aos desenhos em anexo, em que numerais de referência similares indicam elementos similares. Deve ser entendido, entretanto, que as figuras em anexo ilustram as várias implementações descritas aqui e não pretendem limitar o escopo de várias tecnologias descritas aqui, e: A figura 1 é uma ilustração de um exemplo de um sistema de furo empregando um conjunto de sensores posicionados em um espaço anular em torno de um revestimento, de acordo com uma modalidade da revelação; A figura 2 é outra ilustração de um exemplo de um sistema de furo empregando um conjunto de sensores posicionados em um espaço anular em torno de um revestimento em combinação com um sistema de completação implantado no revestimento, de acordo com uma modalidade da revelação; A figura 3 é uma ilustração de um exemplo de um sistema acoplador indutivo que pode ser usado em uma aplicação sísmica tendo sensores sísmicos eletromagnéticos dispostos em um espaço anular em torno da tubagem de acordo com uma modalidade da revelação; A figura 4 é uma ilustração de outro exemplo de um sistema de furo empregando um conjunto de sensores posicionados em um espaço anular em torno de um revestimento no qual os sensores são usados em uma aplicação sísmica, de acordo com uma modalidade da revelação; A figura 5 é outra ilustração de um exemplo de um sistema de furo empregando um conjunto de sensores posicionados em um espaço anular em torno de um revestimento em combinação com um sistema de completação implantado no revestimento, de acordo com uma modalidade da revelação; A figura 6 é outra ilustração de um exemplo de um sistema de furo empregando um conjunto de sensores posicionados em um espaço anular em torno de um revestimento em combinação com um sistema de completação implantado no revestimento, de acordo com uma modalidade da revelação; A figura 7 é outra ilustração de um exemplo de um sistema de furo empregando um conjunto de sensores posicionados em um espaço anular em torno de um revestimento e usado para monitoramento de poço cruzado, de acordo com uma modalidade da revelação; A figura 8 é outra ilustração de um exemplo de um sistema de furo empregando um conjunto de sensores posicionados em um espaço anular em torno de um revestimento e usado para imageamento sísmico de poço cruzado de acordo com uma modalidade da revelação; A figura 9 é outra ilustração de um exemplo de um sistema de furo empregando um conjunto de sensores posicionados em um espaço anular em torno de um revestimento em combinação com um sistema de completação implantado no revestimento, de acordo com uma modalidade da revelação; e A figura 10 é uma ilustração de um exemplo de um sistema de comunicação de tubagem cruzada empregando uma pluralidade de sistemas de acoplador indutivo, de acordo com uma modalidade da revelação.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0005] Na seguinte descrição, inúmeros detalhes são expostos para fornecer compreensão de algumas modalidades da presente revelação. Entretanto, será entendido por aqueles versados na técnica que o sistema e/ou metodologia podem ser postos em prática sem esses detalhes e que inúmeras variações ou modificações a partir das modalidades descritas podem ser possíveis.

[0006] A revelação da presente invenção envolve em geral um sistema e metodologia que facilitam monitoramento de parâmetros ao longo do exterior de uma tubagem/revestimento implantado em um furo. Uma variedade de sensores pode ser usada para detectar parâmetros específicos, como temperatura, pressão, constituintes de fluido, sinais sísmicos, e/ou outros parâmetros. Certos sensores podem ser empregados para rastrear eventos que ocorram no fundo do poço, como a cura de cimento após fluir para dentro de um espaço anular circundando um revestimento durante uma operação de cimentação.

[0007] De acordo com um exemplo, um conjunto de sensores é posicionado fora de uma tubagem, como um revestimento e em uma parede de furo. O conjunto de sensores é acoplado a um controle de superfície ou outro controle através de um sistema acoplador indutivo tendo um primeiro elemento acoplador indutivo localizado fora da tubagem e um segundo elemento acoplador indutivo localizado dentro da tubagem. Isso permite que sinais a partir do conjunto de sensores cruzem a partir do espaço anular circundando a tubagem até um interior da tubagem. A disposição permite monitoramento em tempo real de eventos fora da tubagem/revestimento. Por exemplo, o conjunto de sensores pode compreender sensores de temperatura usados para monitorar cura de cimento implantado no espaço anular durante uma operação de cimentação. Os sensores também podem ser usados após cura para monitorar a integridade do cimento e/ou outros parâmetros relacionados ao uso do poço.

[0008] Em geral, o sistema e metodologia facilitam o uso de vários tipos de sensores implantados fora de um revestimento ou outra estrutura tubular. Adicionalmente, uma transferência sem fio de sinais, por exemplo, sinais de energia e/ou dados, pode ocorrer entre os sensores e um sistema de controle através de um sistema acoplador indutivo. Em algumas aplicações, uma pluralidade de sistemas acopladores indutivos pode ser usada para transferir sinais através de uma pluralidade de tubulares concentricamente implantados em um furo. Desse modo, muitos tipos de eventos que ocorrem fora do revestimento ou outra tubagem podem ser monitorados em tempo real. O sistema é útil para obter dados relacionados a uma variedade de eventos, incluindo operações de cimentação, operações sísmicas, operações de monitoramento integrado, operações de monitoramento de poço cruzado, e/ou outros tipos de operações.

[0009] Com referência em geral à figura 1, um sistema de poço 20 é ilustrado como compreendendo um sistema de detectar 22 posicionado no fundo do poço em um furo 24, por exemplo, um furo de poço, para detectar parâmetros no fundo do poço. Nessa modalidade, o sistema de poço 20 compreende tubagem 26 que pode estar na forma de um revestimento de poço. Como exemplo, o revestimento 26 pode compreender uma pluralidade de revestimentos ou seções de revestimento concentricamente posicionadas, como revestimento externo 28, revestimento intermediário 30, e revestimento interno 32. Adicionalmente, uma coluna de trabalho 34 pode ser implantada no fundo do poço para dentro do revestimento 26, por exemplo, para dentro do revestimento 32, e selado no interior do revestimento interno 32 através de um packoff 36, por exemplo, um obturador. A coluna de trabalho 34 também pode compreender uma variedade de outros componentes, como acoplamento de revestimento de indexar 38 usado para correlação de profundidade.

[00010] De acordo com uma modalidade, o sistema de detectar 22 compreende um conjunto de sensores 40 implantados fora do revestimento 26 entre o revestimento 26 e uma parede de furo circundante 42. Na modalidade específica ilustrada, o conjunto de sensores 40 compreende sensores 40 implantados em um espaço anular 44 circundando o revestimento interno 32 e um espaço anular 46 circundando o revestimento intermediário 30. Entretanto, os sensores 40 podem ser implantados em um espaço anular único ou em espaços anulares adicionais. Em algumas aplicações, o conjunto de sensores 40 pode compreender um casal ou casais de sensor de temperatura tendo sensores de temperatura 48. Entretanto, o conjunto de sensores 40 pode compreender outros tipos de sensores 50, incluindo sensores de medição de tensão, sensores de pressão, sensores sísmicos eletromagnéticos, sensores constituintes, por exemplo, sensores CO2 e sensores H2S, e/ou outros sensores para detectar parâmetros desejados.

[00011] O conjunto de sensores 40 pode ser comunicativamente acoplado a um sistema de controle 52, por exemplo, um controle de superfície, através de linhas de comunicação 54 e pelo menos um sistema acoplador indutivo 56. Como exemplo, as linhas de comunicação 54 podem compreender condutores elétricos, por exemplo, cabos elétricos, que estendem até o sistema acoplador indutivo 56 ao longo do exterior do revestimento 26 e a partir do sistema acoplador indutivo 56 até o sistema de controle 52 ao longo do interior do mesmo revestimento 26. Entretanto, outros tipos de linhas de comunicação 54, por exemplo, linhas de comunicação de fibra ótica ou linhas de comunicação sem fio, podem ser empregadas bem como combinações de tipos diferentes de linhas de comunicação. No exemplo específico ilustrado, o sistema acoplador indutivo 56 compreende uma pluralidade de sistemas acopladores indutivos 56 posicionados para comunicar sinais através tanto do revestimento intermediário 30 como revestimento interno 32.

[00012] Em um exemplo operacional, o cimento 58 é bombeado para o fundo do poço através do interior da coluna de trabalho 34 e através do interior do revestimento 26, como indicado pelas setas 60. O cimento 58 flui para baixo e então em torno da parte inferior do revestimento 26 antes de fluir para cima para dentro do espaço anular circundando o revestimento 26 para criar uma região anular de cimento 58. No exemplo ilustrado, o cimento flui para cima para dentro tanto do espaço anular 44 circundando o revestimento interno 32 como espaço anular 46 circundando o revestimento intermediário 30. O cimento 58 move para cima até cobrir pelo menos alguns dos sensores 40, desse modo cimentando aqueles sensores 40 no lugar no espaço anular correspondente.

[00013] Por exemplo, os sensores de temperatura 48 podem ser cobertos pelo cimento 58 de modo que os sensores de temperatura 48 possam ser usados para monitorar cura do cimento 58. Os dados a partir dos sensores de temperatura 48 e outros sensores 40 podem ser transmitidos para o sistema de controle 52 em tempo real através de pelo menos um sistema acoplador indutivo 56. A capacidade em tempo real permite monitoramento do processo de cura (e/ou outros processos) quando ocorrem para permitir verificação imediata de cura apropriada e/ou outros resultados de processo desejados.

[00014] Após cimento 58 ser fornecido para o fundo do poço, a coluna de trabalho 34 é removida e perfurações 62 podem ser formadas através do revestimento 26, através do cimento curado 58 e para dentro de uma formação circundante 64. Subsequentemente, uma completação 66 pode ser implantada no fundo do poço no revestimento 26, como ilustrado na figura 2. Os componentes de completação 66 podem variar substancialmente dependendo do ambiente e aplicação pretendida do poço, por exemplo, aplicação para produção de fluido de hidrocarboneto. Como exemplo, a completação 66 pode compreender uma tubagem 68 e uma pluralidade de obturadores 70 que pode ser colocada contra o revestimento circundante 26 para criar zonas de poço ao longo do furo 24. A completação 66 também pode compreender uma variedade de dispositivos relacionados a zona de poço 72, por exemplo, dispositivos de controle de fluxo e sensores, implantados nas várias zonas de poço. A completação 66 também pode compreender outros componentes, como uma conexão úmida hidráulica 74, uma junta de contração não vedada 76, um conjunto de vedação com orifício 78, sensores de boca de poço ou dispositivos de controle de fluxo 80, elementos acoplador indutivo 82 e/ou vários outros componentes ou sistemas. Os componentes e disposições de componentes específicos ao longo da completação 66 são selecionados para facilitar operações de produção desejadas, operações de serviço de poço e/ou outras operações relacionadas a poço.

[00015] Após o cimento 58 ser curado e completação 66 ser implantada no fundo do poço, o conjunto de sensores 40 pode ser usado para realizar várias operações de monitoramento. Por exemplo, os sensores de temperatura 48 (ou outros tipos de sensores) cobertos, por exemplo, encerrados em cimento 58 podem ser usados para monitorar a integridade do cimento. Se rachaduras, deterioração, ou outros defeitos ocorrem no cimento, os sensores de temperatura 48 e/ou outros sensores 40 podem transmitir dados em tempo real para controlar o sistema 52 de modo a alertar um operador para problemas em potencial à medida que ocorrem.

[00016] Outros tipos de sensores 40, por exemplo, sensores constituintes que detectam CO2, H2S, e/ou outros constituintes indicativos de mudanças na operação de poço, também podem ser usados para transmitir dados em tempo real para o sistema de controle 52. Em algumas aplicações, por exemplo, uma degradação do cimento 58 no espaço anular circundando o revestimento 26 pode permitir vazamento de CO2 que pode ser detectado por sensores CO2 apropriados dispostos no cimento 58. Similarmente, uma variedade de sensores de tensão 40 pode ser empregada para determinar tensão que ocorre ao longo do cimento curado 58 e/ou ao longo do exterior do revestimento 26. Alguns desses outros tipos de sensor são discutidos em maior detalhe abaixo.

[00017] Com referência em geral à figura 3, uma modalidade de sistema acoplador indutivo 56 é ilustrada. Nesse exemplo, o sistema acoplador indutivo 56 é posicionado para transferir sem fio sinais, por exemplo, dados e/ou sinais de energia, entre o exterior do revestimento 26 e o interior do revestimento 26. Como exemplo, o sistema acoplador indutivo 56 pode ser acoplado ao longo do revestimento interno 32, por exemplo, revestimento de produção, suspenso a partir do revestimento intermediário 30 através de um suspensor de tubagem 84.

[00018] O sistema acoplador indutivo 56 pode compreender um primeiro elemento acoplador indutivo 86, por exemplo, um elemento acoplador indutivo fêmea, em um exterior do revestimento interno 32 e um segundo elemento acoplador indutivo 88, por exemplo, um elemento acoplador indutivo macho, em um interior do revestimento interno 32. Nesse exemplo, o primeiro elemento acoplador indutivo 86 é conectado à seção de linha de comunicação 54 roteada ao longo do exterior do revestimento até sensores 40 implantados no espaço anular circundante 44. Pelo menos alguns desses sensores 40 podem ser cobertos em cimento 58 implantado no espaço anular 44 durante uma operação de cimentação. Adicionalmente, o segundo elemento acoplador indutivo 88 pode ser conectado à seção de linha de comunicação 54 roteada ao longo do interior do revestimento para, por exemplo, o sistema de controle 52. No exemplo ilustrado, o segundo ou interno elemento acoplador indutivo 88 é montado ao longo da coluna de trabalho 34 que está na forma de tubagem de produção. Entretanto, elementos acopladores indutivos 86, 88 podem ser montados ao longo de outros tipos de tubagem e/ou outros tipos de componentes de poço dependendo dos detalhes de uma dada aplicação.

[00019] O sistema acoplador indutivo 56 pode ser usado em uma variedade de aplicações. Por exemplo, o sistema acoplador indutivo 56 pode ser usado para transferir sinais através do revestimento correspondente 26 durante aplicações sísmicas. Como ilustrado, o primeiro elemento acoplador indutivo 86 pode ser conectado a sensores 40 compreendendo um ou mais sensores sísmicos eletromagnéticos 90, por exemplo, geofones, posicionados para detectar sinais sísmicos 92. Como adicionalmente ilustrado, os sensores sísmicos 90 podem ser dispostos no cimento 58 e no espaço anular 44 ao longo do exterior do revestimento 32. Entretanto, o primeiro elemento acoplador indutivo 86 pode ser conectado a inúmeros outros tipos de sensores 40, como adicionalmente ilustrado na figura 4. Como exemplo, sensores 40 podem compreender ainda sensores eletromagnéticos de olhar profundo 94, sensores de resistividade 96, sensores de temperatura 48, sensores constituintes 98, por exemplo, sensores de CO2 e H2S, sensores de tensão 100, sensores de pressão 102 e/ou outros sensores adequados 40.

[00020] Na modalidade ilustrada nas figuras 3 e 4, as linhas de comunicação 54 podem compreender ainda uma fibra ótica 104 acoplada a certos sensores 40, como geofones/sensores sísmicos 90. A fibra ótica 104 pode ser acoplada a um cartucho de eletrônica e laser 106 que também é acoplado ao primeiro elemento acoplador indutivo 86 do sistema acoplador indutivo 56. Dependendo da aplicação, as linhas de comunicação 54 também podem compreender condutores elétricos, por exemplo, cabos elétricos 105, acoplados entre o sistema acoplador indutivo 56 e o cartucho 106 e às vezes entre o cartucho 106 e vários sensores de fundo de poço 40. Em algumas aplicações, a linha de comunicação 54 compreende uma linha elétrica para fornecer energia para o(s) sensor(es) 90, por exemplo, geofones, e a linha de comunicação 54 compreende ainda uma linha ótica de fibra ótica que é usada para comunicar e transmitir dados em alta velocidade entre o sensor ou sensores 90 e o cartucho de eletrônica e laser 106. O cartucho 106 processa os dados óticos brutos para unidades de engenharia. Nesse exemplo, a linha de comunicação 54 compreende ainda um cabo elétrico que conecta o cartucho 106 ao elemento acoplador indutivo 86, e os dados de engenharia são transmitidos a partir do cartucho 106 para o elemento acoplador indutivo fêmea 86 através do cabo elétrico.

[00021] Com referência em geral à figura 5, uma modalidade é ilustrada na qual sensores 40 compreendem os sensores sísmicos eletromagnéticos 90 e sensores eletromagnéticos de olhar profundo 94 para uso em aplicações sísmicas, por exemplo, exploração sísmica. Nessa modalidade, entretanto, a completação 66 foi implantada no revestimento 26, por exemplo, no revestimento interno 32, para acomodar uma aplicação de produção. Como exemplo, a completação 66 pode ser usada em uma variedade de aplicações de produção de hidrocarboneto para facilitar a produção de fluidos à base de hidrocarboneto a partir da formação 64. Entretanto, muitos outros tipos de completações e/ou componentes de completação podem ser usados para uma dada aplicação.

[00022] Independentemente, os vários sensores 40 (incluindo os sensores de temperatura 48 e outros sensores 40 que podem ser incorporados no cimento 58) permitem monitoramento contínuo de integridade de sistema e/ou outros parâmetros relacionados à operação do sistema de poço 20. O sistema ou sistemas acopladores indutivos 56 permitem a transferência de sinais a partir das regiões anulares fora do(s) revestimento(s) 26 para linhas de comunicação internas para transferência para o sistema de controle 52 e/ou outros sistemas de controle ou sistemas de coleta de dados.

[00023] Nas modalidades ilustradas nas figuras 4 e 5, o sistema de poço 20 é projetado para aplicações sísmicas de olhar profundo eletromagnéticas e micro sísmicas. Nessas aplicações, as linhas de comunicação 54 podem compreender várias fibras óticas 104 e cabos/condutores elétricos 105. Como exemplo, cabos de fibra ótica 104 podem ser acoplados a sensores de temperatura 48 e/ou sensores constituintes 98. Adicionalmente, os cabos de fibra ótica 104 podem ser acoplados a sensores de tensão de revestimento 100 para medir tensão ao longo do exterior do revestimento correspondente 26. Algumas das linhas de comunicação 54 também podem compreender tanto fibras óticas como cabos elétricos para comunicar sinais a e/ou de vários sensores de fundo de poço 40 implantados em um espaço anular ao longo do exterior de um dado revestimento 26.

[00024] Em algumas modalidades, entretanto, as linhas de comunicação 54 podem compreender cabos elétricos 105. Como ilustrado na modalidade da figura 6, por exemplo, o cartucho de eletrônica e laser 106 é omitido e cabos elétricos 105 são usados no lugar dos cabos de fibra ótica 104. Por exemplo, os cabos elétricos 105 podem ser acoplados diretamente entre o sistema ou sistemas acopladores indutivos 56 e os sensores correspondentes 40, como geofones/sensores sísmicos 90, sensores eletromagnéticos de olhar profundo 94, sensores de temperatura 48, sensores constituintes 98, sensores de tensão 100 e sensores de pressão 102.

[00025] Com referência em geral à figura 7, outra modalidade é ilustrada na qual sensores 40 são implantados externamente ao revestimento 26 em um espaço anular, por exemplo, espaço anular 44, entre o revestimento 26 e a parede de furo circundante 42. Nesse exemplo, um par de sistemas de poço 20 é fornecido, e cada sistema de poço 20 é disposto em seu furo correspondente 24. O conjunto de sensores 40 compreende uma pluralidade de sensores eletromagnéticos de olhar profundo 94. Como ilustrado, os sensores eletromagnéticos 94 associados a cada sistema de poço 20 podem ser orientados para o outro sistema de poço 20 através da formação 64 para monitoramento de poço cruzado. Os sensores eletromagnéticos 94 podem ser posicionados no cimento 58 em cada dos furos 24. Em algumas aplicações, o monitoramento de poço cruzado pode ser realizado entre poços adicionais e sistemas de poço 20.

[00026] Em outra aplicação, os sensores 40 podem compreender sensores de imageamento sísmico 108. Os sensores de imageamento sísmico 108 podem ser usados em aplicações de imageamento sísmico de poço cruzado que são úteis em certos tipos de exploração sísmica. Os sensores de imageamento sísmico 108 de sistemas de poço separados 20 podem ser orientados um em direção ao outro como ilustrado para facilitar a operação sísmica. Como com a modalidade anterior, o imageamento sísmico de poço cruzado pode ser realizado entre poços adicionais e sistemas de poço 20.

[00027] Dependendo da aplicação, vários sensores adicionais 40 ou combinações de sensores 40 podem ser posicionados externamente ao revestimento 26 para fornecer informações sobre uma variedade de parâmetros e/ou eventos que ocorrem em ambientes de fundo de poço. Por exemplo, os sensores 40 podem ser selecionados e posicionados para realizar monitoramento de vibração distribuída, detecção de ruptura de água, detecção de acúmulo de asfalteno e incrustação, caracterização de fluido, detecção de rastreador para detectar fluxo, contagem de areia e monitoramento de integridade de enchimento de cascalho, perfilagem de H2S, e/ou monitoramento de outro parâmetro e evento. O conjunto de sensores 40 implantados externamente ao revestimento pertinente 26 e o uso de um ou mais sistemas acopladores indutivos 56 facilitam comunicação de dados em tempo real em relação aos vários parâmetros e eventos monitorados no fundo do poço.

[00028] Na modalidade ilustrada na figura 9, por exemplo, o conjunto de sensores 40 é empregado externamente de um revestimento correspondente 26 e usado em combinação com pelo menos um sistema acoplador indutivo 56 para fornecer um sistema de monitoramento de integridade de poço pré-sal. Nesse exemplo, os sensores 40 são implantados tanto no espaço anular 44 como no espaço anular 46 ao longo do exterior do revestimento interno 32 e revestimento intermediário 30, respectivamente. Os sensores 40 em cada espaço anular 44, 46 são acoplados a um sistema acoplador indutivo correspondente 56 para monitorar a integridade do poço em uma pluralidade de locais pós cura do cimento 58. Nesse exemplo, pelo menos alguns desses sensores 40 podem ser cobertos no cimento 58, por exemplo, incorporado no cimento 58. Na aplicação de integridade de poço pré-sal ilustrada, sensores de temperatura 48 podem ser incorporados no cimento 58 ao longo do espaço anular 44 enquanto os sensores de tensão de revestimento 100 são montados ao longo do espaço anular 46.

[00029] Com referência em geral à figura 10, uma modalidade é ilustrada que emprega uma pluralidade do sistemas acopladores indutivos 56. Como exemplo, um sistema acoplador indutivo interno 110 da pluralidade de sistemas acopladores indutivos 56 pode ser posicionado para comunicar sinais através do revestimento interno 32. Similarmente, um sistema acoplador indutivo externo 112 da pluralidade de sistemas acopladores indutivos 56 pode ser posicionado para comunicar sinais através do revestimento intermediário 30. Entretanto, a pluralidade de sistemas acopladores indutivos 56 pode ser posicionada ao longo de outros revestimentos/tubagens e em outras posições ao longo do sistema de poço 20.

[00030] No exemplo ilustrado na figura 10, cada sistema acoplador indutivo 110, 112 compreende o elemento acopladorindutivo externo 86 e o elemento acoplador indutivo interno correspondente 88. Adicionalmente, cada sistema acoplador indutivo 110, 112 compreende canais de desvio de fluido 114para permitir fluxo de fluido longitudinalmente além dos sistemas acopladores indutivos. Em algumas aplicações, sinais são comunicados sem fio através do revestimento 30 pelo sistema acoplador indutivo externo 112 e então transferidos para o sistema acoplador indutivo interno 110 através de uma seção de linha de comunicação 116, por exemplo, uma seção de cabo elétrico. Os sinais podem ser então comunicados sem fio através do revestimento 32 pelo sistema acoplador indutivo interno 110 para transmissão para, por exemplo, o sistema de controle 52 através da linha de comunicação apropriada 54. Nesse exemplo, o sistema acoplador indutivo interno 110 também é empregado para comunicar sem fio sinais recebidos a partir dos sensores 40 implantados ao longo do espaço anular 44.

[00031] Dependendo da aplicação, os sistemas acopladores indutivos 110, 112 podem acomodar passagem de outros tipos de linhas de comunicação. Na modalidade ilustrada, por exemplo, uma linha de comunicação adicional 118 é ilustrada como passando longitudinalmente através do sistema acoplador indutivo interno 110 para transmitir sinais elétricos e/ou óticos. Adicionalmente, linhas de comunicação hidráulica 120 ou outras linhas de comunicação podem ser roteadas longitudinalmente através do sistema acoplador indutivo interno 110, como ilustrado, e/ou através de sistema acoplador indutivo externo 112.

[00032] Sistemas acopladores indutivos específicos 56 também podem compreender outros componentes selecionados por considerações ambientais e/ou considerações operacionais. Por exemplo, pelo menos um dos sistemas acopladores indutivos 56 pode compreender uma gaiola de metal com fenda 122 e uma barreira de metal em folha 124 para proteger bobinas 126 e/ou outros componentes dos sistemas acopladores indutivos 56.

[00033] Dependendo da aplicação, muitos tipos de sistemas de detectar 22 podem ser utilizados em uma variedade de furos 24. Os sistemas de detectar 22 podem ser usados em aplicações relacionadas a poço e não poço para facilitar monitoramento de parâmetros/eventos que ocorrem fora de uma tubagem, por exemplo, revestimento. Os sensores 40 podem ser posicionados em um espaço anular individual ou podem ser posicionados em uma pluralidade de espaços anulares formados por uma pluralidade de revestimentos concêntricos 26 com cada revestimento 26 tendo um diâmetro exclusivo. O uso de acopladores indutivos no modo descrito acima, permite monitorar tais regiões com uma variedade de sensores e em tempo real. Em aplicações de poço, muitos tipos de completações, colunas de produção, e/ou outros componentes e sistemas podem ser incorporados na estrutura geral de acordo com as operações desejadas a serem realizadas. Os sensores 40 podem ser usados para monitorar a cura de cimento ao longo do exterior de espaços anulares e então para monitorar a integridade do cimento pós cura. Entretanto, uma variedade de outros tipos de sensores pode ser usada para detectar e monitorar parâmetros e eventos que ocorrem em locais difíceis de atingir, por exemplo, espaços anulares externos. O número, componentes, e configurações dos sistemas acopladores indutivos também podem ser ajustados de acordo com os critérios de uma aplicação de monitoramento dada.

[00034] Embora algumas modalidades da revelação tenham sido descritas em detalhe acima, aqueles com conhecimentos comuns na técnica reconhecerão prontamente que muitas modificações são possíveis sem se afastar materialmente dos ensinamentos dessa revelação. Por conseguinte, tais modificações pretendem ser incluídas no escopo da presente revelação como definido nas reivindicações.

Claims

1. Sistema para detectar fundo de poço caracterizado por compreender: um revestimento o implantado em um furo; um conjunto de sensores implantados fora do revestimento e entre o revestimento e uma parede de furo; um segundo revestimento concentricamente disposto dentro do revestimento; um segundo conjunto de sensores implantados entre o revestimento e o segundo revestimento de modo que alguns dos sensores no segundo conjunto de sensores sobreponham alguns dos sensores no conjunto de sensores, pelo menos uma porção do conjunto de sensores e do segundo conjunto de sensores sendo disposta em cimento; um primeiro sistema acoplador indutivo tendo um primeiro elemento acoplador indutivo conectado ao conjunto de sensores e disposto em um exterior do revestimento e um segundo elemento acoplador indutivo em um interior do revestimento; um segundo sistema acoplador indutivo tendo um primeiro elemento acoplador indutivo conectado ao segundo conjunto de sensores e disposto em um exterior do segundo revestimento e um segundo elemento acoplador indutivo em um interior do segundo revestimento; um controle de superfície acoplado em comunicação com o primeiro sistema acoplador indutivo e o segundo sistema acoplador indutivo, o conjunto de sensores e o segundo conjunto de sensores fornecendo comunicação em tempo real de dados para o controle de superfície; e uma completação implantada no fundo de poço dentro do revestimento e do segundo revestimento, pelo menos uma porção do conjunto de sensores e do segundo conjunto de sensores permanecendo incorporados no cimento enquanto monitoram a integridade do cimento após a completação ser implantada dentro do revestimento e do segundo revestimento.

2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o conjunto de sensores compreende uma pluralidade de sensores de temperatura posicionados no cimento para permitir monitoramento do cimento durante cura.

3. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o conjunto de sensores compreende um sensor de pressão.

4. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o conjunto de sensores compreende um sensor de tensão.

5. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o conjunto de sensores compreende um sensor de CO2.

6. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o conjunto de sensores compreende um sensor de H2S.

7. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de sensores compreende uma pluralidade de sensores eletromagnéticos empregados em uma operação sísmica.

8. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que sinais são comunicados a partir do conjunto de sensores para o controle de superfície ao longo de pelo menos uma de uma linha de comunicação elétrica e uma linha de comunicação de fibra ótica.

9. Método para detectar um furo caracterizadopor compreender: implantar um revestimento em um furo; posicionar uma pluralidade de sensores em um espaço anular ao longo do exterior do revestimento; localizar sensores adicionais entre o revestimento e um revestimento interno de modo que pelo menos alguns dos sensores adicionais estejam localizados radialmente para dentro e sobreponham pelo menos alguns sensores da pluralidade de sensores; rotear uma linha de comunicação a partir da pluralidade de sensores para um interior do revestimento e dos sensores adicionais para um interior do revestimento interno através de uma pluralidade de sistemas acopladores indutivos; cimentar o espaço anular de modo que pelo menos alguns sensores de ambas as pluralidades de sensores e os sensores adicionas sejam cimentados no lugar e incorporados no cimento; usar a pluralidade de sensores para monitorar a cura do cimento implantado no espaço anular durante a cimentação do espaço anular; implantar uma completação do fundo de poço dentro do revestimento e o revestimento interno; e usar pelo menos uma porção da pluralidade de sensores e dos sensores adicionais para monitorar a integridade do cimento após a cura do cimento.

10. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o posicionamento compreende posicionar uma pluralidade de sensores de temperatura e cimentação compreende cobrir a pluralidade de sensores de temperatura com cimento.

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o uso compreende usar a pluralidade de sensores de temperatura para monitorar cura do cimento.

12. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o roteamento compreende rotear uma linha de fibra ótica a partir de pelo menos um sensor da pluralidade de sensores para um cartucho de eletrônica e laser.

13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o roteamento compreende ainda rotear uma linha elétrica a partir da pluralidade de sistemas acopladores indutivos para o cartucho de eletrônica e laser e a partir do cartucho de eletrônica e laser para pelo menos um sensor.

14. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o uso compreende monitorar cura do cimento em tempo real.

15. Método caracterizado por compreender: implantar uma pluralidade de tubagens concêntricas no fundo do poço em um furo de poço; executar uma operação de cimentação para posicionar o cimento concentricamente em pelo menos dois espaços anulares formados pela pluralidade de tubagens concêntricas; monitorar parâmetros da operação de cimentação com uma pluralidade de sensores posicionados nos pelo menos dois espaços anulares de modo que pelo menos alguns dos sensores posicionados em pelo menos um dos pelo menos dois espaços anulares sobreponham pelo menos alguns dos sensores posicionados em outro dos pelo menos dois espaços anulares; usar uma pluralidade dos acopladores indutivos para transferir dados para permitir a saída dos dados da pluralidade de sensores e de dentro de cada um dos pelo menos dois espaços anulares para um local de superfície em tempo real; permitir que o cimento da operação de cimentação cure de uma maneira que inclua pelo menos uma porção da pluralidade de sensores posicionados em cada espaço anular dos pelo menos dois espaços anulares para estabelecer sensores incorporados no cimento; e empregar os sensores incorporados no cimento para monitorar a integridade do cimento após o cimento ser curado.