BR112017025265B1

BR112017025265B1 - Sistema e método para estabelecer comunicação entre um furo de poço de alívio e um furo de poço alvo

Info

Publication number: BR112017025265B1
Application number: BR112017025265-1A
Authority: BR
Inventors: Joseph Eli Hess; Thomas Earl Burki; Andrew John Cuthbert
Original assignee: Halliburton Energy Services Inc
Priority date: 2015-07-02
Filing date: 2015-07-02
Publication date: 2022-07-05
Also published as: AU2015401012B2; GB201718906D0; FR3038337A1; WO2017003487A1; MX2017015223A; NL1041861B1; US10590706B2; ITUA20164007A1; SA517390481B1; NO20171786A1; CA2988076C; GB2555273A; NL1041861A; AU2015401012A1; BR112017025265A2; US20180291688A1; GB2555273B; NO346174B1; CA2988076A1

Abstract

SISTEMA E MÉTODO PARA ESTABELECER COMUNICAÇÃO ENTRE UM FURO DE POÇO ALÍVIO E UM FURO DE POÇO ALVO. De acordo com as modalidades da presente invenção, são proporcionados sistemas e métodos para estabelecer a comunicação hidráulica entre um furo de poço de alívio e um furo de poço alvo durante as aplicações de poços de alívio. As modalidades atuais incluem uma pistola de canhoneio que usa um penetrador explosivamente formado (EFP) para estabelecer a comunicação hidráulica entre um poço de alívio e o poço alvo para operações para matar poços. O EFP pode ser detonado no fundo do poço de acordo com o efeito Misznay-Schardin, liberando assim um projétil em direção ao poço alvo para formar um orifício relativamente grande através do revestimento/cimento entre os poços. O EFP pode ser posicionado em uma orientação desejada em relação ao poço alvo, de modo que o projétil possa ser direcionado do poço de alívio diretamente para o poço alvo. Em algumas modalidades, a pistola de canhoneio divulgada pode incluir várias cargas EFP posicionadas ao longo de um lado da pistola em aproximadamente 0 a 10 graus que se separam um do outro.

Description

CAMPO TÉCNICO

[001] A presente invenção se refere, em geral, às operações para matar poços na exploração de hidrocarboneto e, mais particularmente, ao uso de cargas explosivas para estabelecer comunicação hidráulica entre um poço alvo e um poço de alívio durante as operações para matar poços.

FUNDAMENTOS

[002] No campo de exploração e extração de hidrocarboneto é por vezes necessário perfurar um poço de alívio para proporcionar um conduto para injetar um fluido, tal como lama ou cimento, num poço alvo. Tais procedimentos ocorrem mais frequentemente quando o poço de alívio é perfurado para matar o poço alvo. Um poço de alívio tipicamente é perfurado como um furo reto até um ponto de início da deflexão planejado, onde ele é virado em direção ao poço alvo usando tecnologia de perfuração direcional convencional. A perfuração é, após isso, continuada até o poço de alívio interceptar o poço alvo, desse modo estabelecendo comunicação hidráulica entre os dois poços. Devido à dificuldade na interceptação do poço de alívio com o poço alvo, o poço de alívio pode ser perfurado em um ângulo incidente até o poço alvo em vez de simplesmente interceptar o poço alvo perpendicularmente.

[003] Estabelecer o canal entre o poço de alívio e o alvo bem pode ser difícil devido a ter que perfurar através de uma seção de cimento e revestimento envolvendo o poço alvo. Em alguns casos, o poço de alívio é perfurado para que ele se aproxime da proximidade do poço alvo (por exemplo, dentro de 0,2-0,5 metro), mas não faz contato com poço alvo. Neste ponto, um sistema projetado para estabelecer a comunicação hidráulica entre os dois poços pode ser baixado através do poço de alívio até estar em posição próxima do poço alvo na aproximação mais próxima. Uma vez no lugar, o sistema pode ser atuado para estabelecer a comunicação hidráulica entre os poços.

[004] Em qualquer caso, uma vez que a comunicação hidráulica é estabelecida, o poço de alívio pode funcionar para aliviar a pressão do poço alvo. Em alguns casos, o fluido dos tubos U de alívio no poço alvo. Bombas são usadas para manter o anular do poço de alívio cheio, seguido por bombeamento às taxas de matar apropriadas até o blowout estar morto.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[005] Para uma compreensão mais completa da presente invenção e de suas características e vantagens, será feita agora referência à seguinte descrição, tomada em conjunto com os desenhos em anexo, nos quais:

[006] As FIGS. 1A-1B são vistas esquemáticas em corte parcial de um poço de alívio posicionado ao lado de um poço alvo e um sistema explosivo usado para estabelecer a comunicação entre o poço de alívio e o poço alvo de acordo com uma modalidade da presente invenção;

[007] A FIG. 2 é uma vista esquemática parcial em corte transversal do sistema explosivo das FIGS. 1A-1B de acordo com uma modalidade da presente invenção;

[008] A FIG. 3 é uma vista esquemática de uma disposição radial de EFPs no sistema explosivo das FIGS. 1A-1B de acordo com uma modalidade da presente invenção; e

[009] A FIG. 4 é uma vista esquemática de uma disposição radial de EFPs no sistema explosivo das FIGS. 1A-1B de acordo com uma modalidade da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0010] Modalidades ilustrativas da presente invenção são descritas em detalhes aqui. No interesse da clareza, nem todas as características de uma implementação real são descritas neste relatório descritivo. Será evidentemente apreciado que no desenvolvimento de qualquer tal modalidade real numerosas decisões específicas de implementação devem ser tomadas para alcançar os objetivos específicos dos desenvolvedores, tal como conformidade com restrições relativas ao sistema e relativas ao negócio as quais variarão de uma implementação para outra. Mais ainda, será apreciado que tal esforço de desenvolvimento pode ser complexo e demorado, mas seria, contudo, um empreendimento rotineiro para aqueles versados na técnica tendo o benefício da presente invenção. Além disso, de nenhum modo os exemplos a seguir devem ser lidos para limitar ou definir o escopo da invenção.

[0011] Certas modalidades de acordo com a presente invenção podem ser direcionadas para sistemas e métodos para estabelecer a comunicação hidráulica entre um furo de poço de alívio e um furo de poço alvo durante as aplicações de poços de alívio. Nas modalidades divulgadas, um sistema que utiliza penetradores formados explosivamente (EFPs) pode ser usado para estabelecer a comunicação entre os poços. O sistema explosivo aqui descrito pode ser atuado para estabelecer uma conduta relativamente grande entre os dois poços para operações para matar poços hidráulicos. Além disso, o sistema explosivo pode eliminar a necessidade de fresar ou perfurar através da formação e de qualquer revestimento/cimento que envolva o furo de poço alvo e/ou o furo de poço de alívio.

[0012] Diferentes tipos de ferramentas explosivas têm sido utilizados para fornecer comunicação hidráulica em um ambiente de poço. Por exemplo, as cargas explosivas em massa foram utilizadas para estabelecer uma comunicação no fundo de poço. Infelizmente, esses explosivos em massa nem sempre são capazes de penetrar no revestimento/cimento que envolve um furo de poço. Quando usado para conectar um poço de alívio a um poço alvo, a carga explosiva em massa pode fazer com que o revestimento do alvo se curve, em vez de penetrar no revestimento para estabelecer efetivamente a comunicação hidráulica.

[0013] Além disso, foram feitas tentativas para utilizar pistolas de canhoneio com cargas explosivas em forma convencional (isto é, cônicas) para estabelecer a comunicação de fluido desejada entre um poço de alívio e um poço alvo. Essas cargas podem penetrar através de um revestimento de dois a três pés de distância do revestimento. Mesmo com essas profundidades de penetração significativas, no entanto, as cargas moldadas são muito direcionais e, portanto, podem perder o poço em alvo. Além disso, os orifícios resultantes formados pelas cargas moldadas são relativamente pequenos, o que pode limitar o nível de comunicação hidráulica alcançado entre os dois poços. Pode ser difícil bombear uma pasta de cimento através dos orifícios relativamente pequenos a taxas de fluxo suficientemente grandes para efetivamente realizar as operações de alívio desejadas.

[0014] Para superar essas desvantagens, as modalidades presentes são direcionadas para um sistema explosivo que usa um EFP para estabelecer a comunicação hidráulica entre um poço de alívio e o poço alvo para operações para matar poços. As cargas EFP podem ser detonadas no fundo do poço usando o efeito Misznay-Schardin, liberando assim um grande projétil em direção ao poço alvo para formar um orifício relativamente grande através do revestimento/cimento entre os dois poços. As cargas EFP podem ser posicionadas em uma orientação desejada em relação ao poço alvo, de modo que o projétil possa ser direcionado do poço de alívio diretamente para o poço alvo. Em algumas modalidades, a pistola de canhoneio divulgada pode incluir várias cargas EFP posicionadas ao longo de um lado da pistola em aproximadamente 0 a 10 graus que se separam um do outro.

[0015] A pistola de canhoneio divulgada com uma ou mais cargas EFP pode resultar em uma segmentação mais ampla do alvo bem devido a grandes aberturas que são estabelecidas através do uso das cargas EFP. Isso pode levar a uma melhor comunicação hidráulica estabelecida entre o poço de alívio e o poço alvo, em comparação com sistemas que utilizam cargas moldadas convencionais ou explosivos em massa. Assim, as modalidades divulgadas podem proporcionar um método simples e eficaz para estabelecer a comunicação hidráulica entre dois poços em proximidade.

[0016] Voltando agora para os desenhos, as FIGS. 1A e 1B ilustram um ambiente de poço em que o sistema explosivo divulgado pode ser usado. Como mostrado na FIG. 1A, é mostrado um primeiro furo de poço ou furo de poço alvo 10 que se estende através de uma formação subterrânea 12. Embora o primeiro furo de poço 10 possa ter qualquer orientação ou inclinação, para fins de discussão, o primeiro furo de poço 10 é ilustrado como se estendendo substancialmente verticalmente de uma estrutura de perfuração 11a.

[0017] Um segundo ou furo de poço de alívio 14 é também mostrado na formação 12 e se estendendo de uma estrutura de perfuração 11b. O segundo furo de poço 14 é perfurado de modo que uma porção 16 do segundo furo de poço 14 seja disposta adjacente a uma porção 18 do primeiro furo de poço 10. As estruturas de perfuração 11a e 11b são fornecidas apenas para fins ilustrativos e podem ser qualquer tipo de estrutura de perfuração utilizada para perfurar um furo de poço, incluindo estruturas de perfuração implantadas em terra ou estruturas de perfuração implantadas no mar. A este respeito, os furos de poços 10 e 14 podem se estender da terra ou podem ser formados no fundo de um corpo de água. Também está ilustrada uma fonte de fluido 13 para o fluido a ser introduzido no segundo furo de poço 14. Em algumas modalidades, a porção 16 do segundo poço 14 é substancialmente paralela à porção 18 do primeiro furo de poço 10. O comprimento das respectivas porções paralelas pode ser selecionado com base na quantidade de comunicação hidráulica necessária para um procedimento particular. Em certas modalidades, o comprimento das respectivas porções paralelas podem ser aproximadamente 10 a 40 metros, embora outras modalidades não sejam limitadas por uma tal distância.

[0018] Deve ser notado que o primeiro e o segundo furos de poços 10 e 14 podem não interceptar nas porções adjacentes 16 e 18, mas podem ser mantido numa relação de afastamento entre si. Em algumas modalidades, o espaçamento entre os dois poços nas porções adjacentes pode estar entre aproximadamente zero e 0,5 metro, entre aproximadamente zero e 0,3 metro, ou alguma outra distância. Deve notar-se que o sistema e o método para estabelecer a comunicação hidráulica entre os dois poços 10 e 14 podem ser mais eficazes quando o segundo poço de drenagem 14 for mais próximo do primeiro furo de poço 10.

[0019] Embora a trajetória do segundo furo de poço 14 não necessite seguir qualquer caminho particular, desde que uma porção 16 seja posicionada em relação a uma porção 18 do primeiro furo de poço 10, conforme mostrado, o furo de poço de alívio 14 pode incluir uma primeira perna substancialmente vertical 20. O início da deflexão pode ser iniciado no ponto 22 a fim de orientar o segundo furo de poço 14 em direção ao primeiro furo de poço 10. Qualquer perfuração direcional e técnicas de mediação que podem ser usadas neste ponto para orientar o segundo furo de poço 14 em direção ao primeiro furo de poço 10. Uma vez que o segundo furo de poço 14 atingiu uma distância de deslocamento desejada, o início da deflexão para uma direção tangencial ao furo de poço 10 pode ser iniciado num ponto 24 para formar a porção 16 do segundo furo de poço 14. Um ou ambos os furos 10 e 14 podem ser revestidos nas respectivas porções 18 e 16.

[0020] As modalidades divulgadas atualmente podem ser usadas para estabelecer comunicação hidráulica entre o segundo furo de poço 14 e o primeiro furo de poço 10 nas respectivas porções adjacentes 16 e 18. A FIG. 1B ilustra uma pistola de canhoneio 30 que pode ser abaixada para o segundo furo de poço 14 (isto é, o furo de poço de alívio) até a profundidade designada e detonada para produzir um conduto hidráulico 32 que se estende entre as duas porções 16 e 18 dos furos de poço 14 e 10. Conforme descrito em detalhes a seguir, a pistola de canhoneio 30 divulgada presentemente pode incluir uma ou mais cargas de penetrador formado explosivamente (EFP) usadas para formar e liberar um penetrador formado explosivamente (EFP) a partir do furo de poço 14 no furo de poço alvo adjacente 10 para formar o conduto 32. As cargas EFP podem operar de acordo com o efeito Misznay- Schardin, que representa o comportamento de uma chapa metálica grande após a detonação de explosivos posicionados próximos da chapa. Como resultado, a pistola de canhoneio divulgada 30 pode produzir um EFP que forma um orifício de penetração para conectar hidraulicamente o furo de poço de alívio 14 para o furo de poço alvo 10.

[0021] Conforme ilustrado, um canhão 30 pode ser parte de um sistema de canhoneio de linha fixa que é abaixado para o furo de poço 14, por exemplo, em uma linha fixa 34 sendo desenrolada a partir de um caminhão de linha fixa ou estrutura 36. Em outras modalidades, no entanto, a pistola de canhoneio 30 pode ser abaixada para o furo de poço 14 por meio de uma coluna tubular (tal como uma coluna de trabalho, uma coluna de tubulação de produção, uma coluna de injeção, etc.), um cabo liso ou tubulação enrolada. Em ainda outras modalidades, a pistola de canhoneio 30 pode ser escoada para o furo de poço 14 através de uma bomba de superfície ou atração gravitacional.

[0022] Após a pistola de canhoneio 30 ter sido executada na linha fixa 34 ou algum outro membro de transporte para a profundidade designada, a pistola de canhoneio 30 pode estar orientada dentro do furo de poço 14 de modo que a uma ou mais cargas EFP na pistola de canhoneio 30 estão voltadas para uma direção substancialmente em direção ao furo de poço alvo 10. Uma vez orientada no furo de poço 14, um sinal fornecido a partir da superfície pode detonar a pistola de canhoneio 30 de modo que a carga EFP projeta um EFP em direção ao furo de poço alvo 10. A pistola de canhoneio 30 pode projetar um ou mais EFP com força suficiente para formar penetrações que se estendem entre e conectando hidraulicamente os furos de poços 10 e 14.

[0023] A pistola de canhoneio divulgada 30 pode ser utilizada em aplicações de orifício revestido (por exemplo, um ou ambos os furos de poço 10 e 14 são revestidos) ou aplicações de orifício aberto (por exemplo, furos de poço 10 e 14 não revestidos), dependendo de uma estrutura geológica, densidade e composição da formação 12 na profundidade de interceptação (por exemplo, porções 16 e 18). Devido à grande quantidade de força produzida pelos EFPs que se afastam da pistola de canhoneio 30, as penetrações resultantes podem romper um revestimento e o cimento associado do poço de alívio 14, atravessando a formação 12 entre os furos de poço 10 e 14, e rompem um revestimento e cimento associado do poço alvo 10. Nas modalidades em que os dois perfis 10 e 14 não são revestidos nas porções 18 e 16, respectivamente, as penetrações podem se estender através da formação intermediária 12 para formar o conduto 32 que conecta os furos de poço 10 e 14. Em modalidades em que apenas um dos furos de poço 10 e 14 é revestido ao longo desta seção, as penetrações podem se estender através da formação 12 e através do conjunto de revestimento e cimento associado para formar o conduto 32 que conecta os dois furos de poço 10 e 14. O conduto hidráulico 32, uma vez formado pelo EFP projetado a partir da pistola de canhoneio 30, pode facilitar a comunicação hidráulica funcionando como um canal de fluxo entre os dois furos de poço 10 e 14.

[0024] Novamente, a pistola de canhoneio 30 pode incluir uma ou mais cargas EFP para formar o conduto 32 entre os dois furos de poço 10 e 14. As cargas EFP são cargas especificamente formadas que apresentam uma face explosiva em forma de prato projetada para formar um projétil relativamente grande (isto é, EFP) após a detonação. As cargas EFP não produzem orifícios penetrantes de pequeno diâmetro, como as cargas moldadas convencionais utilizadas nas aplicações de canhoneio. Em vez disso, as cargas EFP podem produzir projéteis de movimento rápido que formam um orifício de diâmetro relativamente grande com uma penetração moderadamente profunda em direção ao furo de poço alvo 10. Por conseguinte, o conduto resultante 32 pode facilitar um fluxo hidráulico mais eficaz através do mesmo, em comparação com condutos menores formados através de operações de canhoneio convencionais.

[0025] As cargas EFP normalmente não foram usadas em operações de completação do furo de poço porque a peneira EFP pode formar um encaixe na extremidade de qualquer canhoneio formado através de uma formação. Assim, o EFP pode se tornar um obstáculo durante as operações subsequentes de fraturamento de formação e produção realizadas através dessas perfurações. Nas modalidades divulgadas presentemente, é desejável que a pistola de canhoneio 30 forneça penetração total entre o furo de poço de alívio 14 e o furo de poço alvo 10 para estabelecer comunicação hidráulica. Portanto, o risco de encaixe de uma extremidade da penetração/conduto 32 não é uma preocupação enquanto o conduto 32 se estender completamente entre os dois poços 10 e 14.

[0026] Tendo agora discutido o método geral de estabelecer comunicação hidráulica entre o furo de poço de alívio 14 e o furo de poço alvo 10 usando a pistola de canhoneio 30, será fornecida uma descrição mais detalhada dos componentes da pistola de canhoneio 30. Para esse fim, a FIG. 2 representa um possível conjunto da pistola de canhoneio 30 da presente invenção.

[0027] Na modalidade ilustrada, a pistola de canhoneio 30 pode estar disposta na porção 16 do furo de poço de alívio 14, que é adjacente à porção 18 do furo de poço alvo 10. Na figura, o furo de poço 10 pode incluir um revestimento 50 que é mantido no lugar contra a formação 12 através do cimento 52. O revestimento 50 (e o cimento 52) é ilustrado como tendo uma penetração relativamente grande em um lado que faz parte do conduto 32 entre os dois furos de poço 10 e 14. Esta penetração através do revestimento 50 e do cimento 52, e o conduto resultante 32 entre os furos de poço 14 e 10, podem ser formadas usando a pistola de canhoneio 30, tal como aqui descrito.

[0028] O segundo furo de poço 14 também pode incluir um revestimento 54 que é mantido no lugar contra a formação 12 através do cimento 56. Em algumas modalidades, o revestimento 54 pode incorporar um ou mais engates de trinco com chave 58 em posições conhecidas ao longo de pelo menos uma porção do comprimento do revestimento 54. A este respeito, os acoplamentos de trinco 58 podem ser implantados em intervalos espaçados conhecidos ao longo do comprimento da porção 16 do segundo furo de poço 14.

[0029] Deve notar-se que a pistola de canhoneio divulgada 30, que usa a tecnologia EFP, é capaz de formar o conduto 32 penetrando a espessura total de ambos os conjuntos de revestimento/cimento (isto é,50, 52, 54 e 56). Embora não seja necessário, em algumas modalidades, o revestimento 54 pode incluir uma seção de revestimento da janela (não mostrada). A seção de revestimento da janela pode incluir uma porção no interior do revestimento 54 com uma espessura diminuída (em relação à espessura da junta geral do revestimento) para aumentar a formação do conduto 32. Alternativamente, tal janela poderá ser pré-fresada na seção de revestimento 54.

[0030] Como mencionado acima, a pistola de canhoneio 30 pode ser usada para formar o conduto 32 entre os furos de poço 10 e 14, estabelecendo assim a comunicação de fluido entre os furos de poço 10 e 14. Novamente, a pistola de canhoneio 30 pode ser uma ferramenta de canhoneio de linha fixa transportada na linha fixa 34. Em outras modalidades, no entanto, a pistola de canhoneio 30 pode ser transportada sobre uma coluna tubular. A pistola de canhoneio 30 pode ser abaixada em posição ao longo da porção apropriada 16 do furo de poço 14 para formar uma ou mais perfurações para fora na formação 12 e em direção ao furo de poço alvo 10. Em algumas modalidades, a pistola de canhoneio 30 pode ser abaixada em posição adjacente a uma janela formada no revestimento 54 ao longo da porção 16 do furo de poço 14.

[0031] Embora não mostrado, em modalidades em que a pistola de canhoneio 30 é abaixada através de uma coluna tubular, a pistola de canhoneio 30 pode ser posicionada, vedada e mantida no revestimento 54 por um packer. Um tal packer vedaria um anel formado radialmente entre a coluna tubular e o furo de poço 14.

[0032] A pistola de canhoneio 30 pode incluir um corpo de pistola transportador 60 feito de uma luva cilíndrica com uma ou mais cargas EFP 62 dispostas no mesmo. Em algumas modalidades, o corpo de pistola transportador pode incluir uma ou mais áreas radialmente reduzidas representadas como escudos ou recessos 63, cada um alinhado radialmente com uma respectiva das cargas EFP 62. Cada uma das cargas EFP 62 pode incluir uma caixa de carga 64 e um liner 66. O liner 66 pode ser uma face metálica em forma de um prato raso. O liner 66 pode ser construído a partir de cobre, ferro, tântalo ou algum outro material metálico que possa formar uma peneira após a detonação da carga 62. Uma quantidade de explosivo elevado pode ser disposta entre a caixa de carga 64 e o liner 66.

[0033] Conforme ilustrado, as cargas EFP 62 podem ser retidas dentro do corpo de pistola transportador 60 por um suporte de carga 68 que, em algumas modalidades, inclui um corpo de suporte de carga externo e um corpo de suporte de carga interno. Disposto dentro ou ao redor do suporte de carga 68 está um cabo de detonação 70, que é usado para detonar as cargas EFP 62. Em outras modalidades, cada carga de EFP 62 pode ser contida individualmente num invólucro de pressão, vulgarmente denominado cápsula que se dividirá em pequenas peças após a detonação. Isto pode impedir o bloqueio do canal de comunicação hidráulica 32 pelo corpo transportador de pistola ou por uma porção do mesmo.

[0034] Uma cabeça de disparo 72 é utilizada para iniciar o disparo ou a detonação de uma ou mais cargas EFP 62 da pistola de canhoneio 30 (por exemplo, em resposta a um sinal mecânico, hidráulico, elétrico, óptico ou outro tipo de sinal, passagem de tempo, etc.), quando se desejar formar o conduto 32. Embora a cabeça de disparo 72 seja representada como sendo conectada acima da pistola de canhoneio 30, uma ou mais cabeças de disparo podem ser interligadas na pistola de canhoneio 30 em qualquer local, sendo a(s) localização(ões) preferencialmente conectada(s) às cargas EFP (62) por um trem de detonação.

[0035] Após a detonação da carga EFP 62, o pó altamente explosivo dentro da caixa de carga 64 pode explodir com uma força que empurra para fora contra o liner 66, moldando assim o liner 66 para um EFP 74 (isto é, peneira EFP). A força do explosivo pode impulsionar o EFP 74 para fora do suporte de carga 68 e do corpo de pistola transportador 60, através do revestimento 54 e do cimento 56 que circunda o furo de poço e alívio 14, através da formação 12, e através do cimento 52 e do revestimento 50 do furo de poço alvo 10 para formar o conduto 32.

[0036] Devido ao tamanho relativamente grande e à quantidade de força aplicada ao EFP 74, o conduto resultante 32 pode ter um diâmetro relativamente grande e uma profundidade de penetração suficientemente grande para romper o revestimento 50 do poço alvo 10. Como resultado, a pistola de canhoneio divulgada 30 pode ser usada para formar um conduto 32 grande o suficiente para suportar as altas taxas de fluxo de cimento e outros fluidos a serem bombeados entre o furo de poço de alívio 14 e o furo de poço alvo 10. Em algumas modalidades, a pistola de canhoneio 30 pode utilizar apenas uma única carga de EFP 62 para estabelecer uma comunicação hidráulica entre os furos de poço 10 e 14. Isto ocorre porque o conduto resultante 32 formado a partir da única carga 62 é relativamente grande, em comparação com os pequenos múltiplos canhoneios necessários para estabelecer o fluxo hidráulico através de cargas moldadas convencionais.

[0037] Em algumas modalidades, a pistola de canhoneio 30 pode ser construída montando uma carga EFP de tamanho apropriado 62 num transportador de pistola de uma pistola de canhoneio existente (carga em forma convencional). A pistola de canhoneio divulgada 30 pode utilizar uma cadeia de detonação que é semelhante àquelas usadas em sistemas de canhoneio tradicionais também. As cargas EFP não são frequentemente usadas em pistolas de canhoneio existentes porque o liner de uma carga EFP é tipicamente mais espesso do que o liner usado em uma carga moldada padrão. Além disso, as cargas EFP 62 podem, em geral, necessitar de uma maior distância de separação entre a extremidade de descarga (onde o liner 66 está localizado) da carga 62 e o corpo de pistola transportador 60 para formar adequadamente o EFP 74. Por exemplo, a distância de separação entre a extremidade de descarga das cargas EFP 62 e um lado de descarga correspondente do corpo de pistola transportador 60 pode ser pelo menos aproximadamente 0,5 vez o diâmetro da carga EFP 62 (ou seja, o diâmetro da face de liner). Em outras modalidades, a distância de separação pode ser pelo menos aproximadamente igual ao diâmetro da carga EFP 62. Em ainda outras modalidades, a distância de separação pode ser pelo menos aproximadamente 2 vezes o diâmetro da carga EFP 62.

[0038] Devido à maior espessura do liner 66 e à maior distância de separação necessária para a carga EFP 62 (em comparação com uma carga em forma padrão), o fator de forma da pistola de canhoneio 30 pode parecer de tal forma que uma carga EFP relativamente pequena 62 esteja disposta dentro de um corpo de pistola transportador de diâmetro grande 60. Embora na modalidade ilustrada a carga EFP 62 e o suporte de carga 68 estejam posicionados numa localização radialmente central dentro da pistola de canhoneio 30, em outras modalidades a carga EFP 62 e o suporte de carga 68 podem estar dispostos num lado da pistola de canhoneio 30 para aumentar a distância de separação disponível para formar o EFP 74.

[0039] Em uma modalidade ilustrada, a extremidade de iniciação da carga EFP 62 se estende para uma borda externa do suporte de carga 68 oposto à extremidade de descarga, permitindo que o cabo de detonação 70 seja enrolado em torno do suporte de carga 68. Em outras modalidades, no entanto, a extremidade de iniciação da carga de EFP 62 pode atingir um eixo longitudinal central da pistola de canhoneio 30. Essa orientação da carga EFP 62 pode permitir que o cabo de detonação 70 se conecte ao explosivo elevado dentro da carga EFP 62 através de uma abertura formada longitudinalmente através do suporte de carga 68. Qualquer número de outras disposições das cargas EFP 62, suporte de carga 68 e cabo de detonação 70 pode ser utilizado em outras modalidades da pistola de canhoneio 30 de acordo com a presente invenção.

[0040] Pode ser desejável orientar adequadamente a pistola de canhoneio 30 dentro do poço 14 de tal modo que a pistola de canhoneio 30 descarrega ou acende a uma ou mais cargas 62 radialmente em direção ao furo de poço alvo 10. Para esse fim, um ou mais trincos 76 podem estar dispostos na pistola de canhoneio 30 para orientar axial e/ou radialmente a pistola de canhoneio 30 em direção ao furo de poço alvo 10 à medida que os trincos 76 são encaixados com os acoplamentos de trinco 58 no invólucro 54. Em outras modalidades, outros tipos de componentes de orientação podem ser utilizados para orientar a pistola de canhoneio 30 dentro do furo de poço de alívio 14 de tal modo que a carga EFP 62 esteja voltada para o furo de poço alvo 10. Esta orientação da pistola de canhoneio 30 para emitir o EFP 74 em direção ao furo de poço alvo 10 pode permitir um direcionamento relativamente preciso da carga EFP 62 usada para estabelecer comunicação hidráulica entre os furos de poço 10 e 14.

[0041] Conforme descrito acima, as modalidades da pistola de canhoneio EFP 30 podem incluir uma pluralidade de cargas EFP 62 dispostas na mesma. Estas cargas EFP 62 podem ser dispostas longitudinalmente ao longo da pistola de canhoneio 30 para disparar EFPs múltiplos 74 para o poço alvo 10, aumentando assim a probabilidade de formar um conduto hidráulico 32 entre os dois poços. Além disso, as cargas EFP 62 podem ser dispostas ao longo da pistola de canhoneio 30 em grupos para produzir múltiplos condutos de comunicação hidráulica 32 entre os dois furos de poço 10 e 14.

[0042] A FIG. 3 ilustra uma tal disposição de cargas EFP 62 dentro de uma pistola de canhoneio 30. Esta figura ilustra geralmente os locais de descarga onde as cargas de EFP múltiplos 62 liberam EFPs em relação a uma área superficial da pistola de canhoneio 30. Ou seja, uma primeira dimensão 90 da pistola de canhoneio ilustrada 30 pode representar uma direção longitudinal da pistola de canhoneio 30, enquanto uma segunda dimensão 92 pode representar uma posição radial em torno da pistola de canhoneio 30. Por exemplo, as cargas EFP 62 ilustradas que estão voltadas para a posição radial de 180 graus podem estar viradas diretamente opostas às posições radiais de 0 graus e 360 graus.

[0043] Como mostrado na FIG. 3, as cargas EFP 62 podem estar dispostas em diferentes posições longitudinais ao longo da pistola de canhoneio 30. Por exemplo, todas as cargas EFP 62 podem estar dispostas aproximadamente a três pés de distância na direção longitudinal. Em outras modalidades, várias cargas EFP 62 podem ser dispostas longitudinalmente com quantidades variáveis de separação entre elas. Na modalidade ilustrada, todas as cargas EFP 62 podem estar dispostas no transportador viradas para uma única direção de modo a disparar os EFPs em geral na mesma direção radial. Isto é, as cargas EFP 62 podem estar dispostas num padrão de disparo com uma diferença de fase zero no ângulo de liberação entre as cargas de EFP múltiplo 62 (por exemplo, todas são direcionadas para 180 graus). Esta disposição pode ser particularmente útil em contextos em que a pistola de canhoneio 30 pode ser orientada com precisão dentro do furo de poço de alívio (por exemplo, através de um componente de orientação) de tal modo que todas as cargas EFP 62 estejam diretamente voltadas para o furo de poço alvo.

[0044] A FIG. 4 ilustra outra disposição das cargas EFP 62 dentro da pistola de canhoneio 30 que pode ser utilizada para estabelecer uma comunicação hidráulica entre dois furos de poço. Na FIG. 4, as cargas EFP 62 podem estar geralmente dispostas num lado da pistola de canhoneio 30. As cargas EFP 62 podem ser posicionadas na pistola de canhoneio 30 com ângulos de fase relativamente pequenos entre eles. Ou seja, pelo menos duas das cargas EFP 62 podem ser dispostas no suporte voltadas em direções diferentes com uma diferença de fase diferente de zero no ângulo de liberação entre elas.

[0045] Na modalidade ilustrada, as cargas EFP 62 podem ser dispostas com não mais do que aproximadamente 10 graus de deslocamento radial entre quaisquer duas cargas EFP 62. Isto é, cada uma das cargas EFP 62 está disposta no transportador com uma diferença de fase entre aproximadamente zero e dez graus em relação à outra carga EFP 62. Em outras modalidades, as cargas EFP 62 podem ser dispostas com não mais do que aproximadamente 5 graus entre quaisquer duas cargas EFP 62.

[0046] Na modalidade ilustrada, as cargas EFP 62 podem estar voltadas para diferentes direções radiais em torno da pistola de canhoneio 30, com aproximadamente 5 graus de deslocamento radial entre cada carga EFP 62 subsequente tomada na direção longitudinal da pistola de canhoneio 30. No entanto, as cargas EFP 62 podem ser posicionadas em torno da pistola de canhoneio 30 num padrão de ziguezague, de modo que as cargas EFP 62 geralmente estão voltada para a mesma direção para longe da pistola de canhoneio 30.

[0047] A disposição de cargas de EFP 62 múltiplo sobre a pistola de canhoneio 30 com pequenos ângulos de fase no meio pode aumentar a probabilidade da pistola de canhoneio 30 formar com sucesso um conduto entre o furo de poço de alívio e o furo de poço alvo. Esta disposição das cargas EFP 62 pode ser particularmente útil em situações em que a orientação da pistola de canhoneio 30 em relação ao furo de poço alvo é imprecisa devido a tolerâncias no ajuste da pistola de canhoneio 30, entre outras incertezas. Dessa forma, se a pistola de canhoneio 30 estiver ligeiramente desalinhada do furo de poço alvo, pelo menos uma dos EFPs projetados a partir da pistola de canhoneio 30 pode romper o furo de poço alvo, estabelecendo assim uma comunicação hidráulica entre os furos de poço.

[0048] As modalidades divulgadas neste documento incluem:

[0049] A. Um sistema para estabelecer a comunicação entre um furo de poço de alívio e um furo de poço alvo. O sistema inclui uma pistola de canhoneio e a pistola de canhoneio inclui um corpo e uma carga de penetrador formado explosivamente (EFP) disposta no corpo para formar e projetar um EFP da pistola de canhoneio, através de uma formação subterrânea entre o furo de poço de alívio e o furo de poço alvo, e no furo de poço alvo, em resposta a uma detonação da pistola de canhoneio quando a pistola de canhoneio está disposta no furo de poço de alívio.

[0050] B. Um método que inclui posicionar uma pistola de canhoneio no fundo do poço dentro de um furo de poço de alívio em uma posição próxima de um furo de poço alvo, em que a pistola de canhoneio inclui pelo menos uma carga de penetrador formado explosivamente (EFP). O método também inclui detonar a carga EFP para formar e projetar um penetrador formado explosivamente (EFP) da pistola de canhoneio, através de uma formação subterrânea entre o furo de poço de alívio e o furo de poço alvo, e no furo de poço alvo para estabelecer a comunicação hidráulica entre o furo de poço de alívio e o furo de poço alvo.

[0051] Cada uma das modalidades A e B pode ter um ou mais dos seguintes elementos adicionais em qualquer combinação: Elemento 1:em que a pistola de canhoneio inclui ainda uma pluralidade de cargas EFP dispostas no corpo para formar e projetar uma respectiva pluralidade de EFPs a partir da pistola de canhoneio em resposta a uma detonação da pistola de canhoneio. Elemento 2: em que cada uma das várias cargas EFP está disposta no corpo voltada para uma única direção com diferença de fase zero num ângulo de liberação da pluralidade de cargas EFP. Elemento 3: em que pelo menos duas da pluralidade de cargas EFP estão dispostas no corpo voltadas para direções com uma diferença de fase diferente de zero em um ângulo de liberação entre elas, e em que cada uma das várias cargas EFP está disposta no corpo com uma diferença de fase entre aproximadamente zero e dez graus em relação uma à outra da pluralidade de cargas EFP. Elemento 4: em que a pluralidade de cargas EFP está disposta numa disposição em ziguezague ao longo de um comprimento da pistola de canhoneio. Elemento 5: incluindo ainda um componente de orientação acoplado à pistola de canhoneio para orientar a pistola de canhoneio dentro do furo de poço de alívio de modo que a carga EFP esteja voltada para o furo de poço alvo. Elemento 6: em que a carga EFP está disposta ao longo de um eixo longitudinal central do corpo. Elemento 7: em que a carga EFP está disposta ao longo de um primeiro lado do corpo e visou projetar o EFP em direção a um segundo lado do corpo oposto ao primeiro lado. Elemento 8: em que o corpo inclui um recesso formado parcialmente através de um lado de descarga do corpo para permitir a liberação do EFP da pistola de canhoneio. Elemento 9: incluindo ainda uma linha fixa acoplada à pistola de canhoneio para baixar a pistola de canhoneio a uma profundidade especificada dentro do furo de poço de alívio onde o furo de poço de alívio está próximo do furo de poço alvo. Elemento 10: incluindo ainda uma coluna tubular acoplada à pistola de canhoneio para baixar a pistola de canhoneio até uma profundidade especificada dentro do furo de poço de alívio onde o furo de poço de alívio está próximo do furo de poço alvo.

[0052] Elemento 11: incluindo ainda penetrar pelo menos uma camada de revestimento e pelo menos uma camada de cimento através do EFP projetado a partir da pistola de canhoneio para estabelecer comunicação hidráulica entre o furo de poço de alívio e o furo de poço alvo. Elemento 12: incluindo ainda penetrar uma camada de revestimento e cimento que envolve o furo de poço de alívio e uma camada de revestimento e cimento que envolve o furo de poço alvo. Elemento 13: incluindo ainda formar um conduto entre o furo de poço de alívio e o furo de poço alvo, e bombeando concreto através do furo de poço de alívio e no furo de poço alvo. Elemento 14: incluindo ainda formar o EFP com base no efeito Misznay-Schardin através de uma face explosiva em forma de prato da carga EFP. Elemento 15: incluindo, ainda, direcionar o EFP uma distância entre aproximadamente zero e 0,3 metro entre o furo de poço de alívio e o furo de poço alvo. Elemento 16: incluindo ainda detonar uma pluralidade de cargas EFP disposta na pistola de canhoneio, em que a pluralidade de cargas EFP estão todas voltadas para uma única direção para projetar uma pluralidade de EFPs a aproximadamente o mesmo ângulo em direção ao furo de poço alvo. Elemento 17: incluindo ainda detonar uma pluralidade de cargas EFP dispostas na pistola de canhoneio para projetar uma pluralidade de EFPs da pistola de canhoneio numa faixa de ângulos entre aproximadamente zero e dez graus em torno de um eixo longitudinal da pistola de canhoneio. Elemento 18: incluindo ainda orientar a pistola de canhoneio dentro do furo de poço de alívio através de um componente de orientação de modo que a carga de EFP seja voltada para o furo de poço alvo.

[0053] Embora a presente invenção e suas vantagens tenham sido descritas detalhadamente, deve-se entender que várias mudanças, substituições e alterações podem ser feitas neste documento sem se distanciar do espírito e escopo da invenção, como definido pelas reivindicações.

Claims

1. Sistema para estabelecer comunicação entre um furo de poço de alívio (14) e um furo de poço alvo (10), caracterizado pelo fato de que compreende: uma pistola de canhoneio (30) compreendendo um corpo; e uma carga de penetrador formado explosivamente, EFP, (62) disposta no corpo para formar e projetar um EFP da pistola de canhoneio (30), através de uma formação subterrânea entre o furo de poço de alívio (14) e o furo de poço alvo (10), e para dentro do furo de poço alvo (10), em resposta a uma detonação da pistola de canhoneio (30) quando a pistola de canhoneio (30) está disposta no furo de poço de alívio (14).

2. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pistola de canhoneio (30) inclui ainda uma pluralidade de cargas EFP (62) dispostas no corpo para formar e projetar uma respectiva pluralidade de EFPs a partir da pistola de canhoneio (30) em resposta a uma detonação da pistola de canhoneio (30).

3. Sistema de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que cada uma das várias cargas EFP (62) está disposta no corpo voltada para uma única direção com diferença de fase zero num ângulo de liberação da pluralidade de cargas EFP (62).

4. Sistema de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que pelo menos duas da pluralidade de cargas EFP (62) estão dispostas no corpo voltadas para direções com uma diferença de fase diferente de zero em um ângulo de liberação entre elas, e em que cada uma das várias cargas EFP (62) está disposta no corpo com uma diferença de fase entre zero e dez graus em relação uma à outra da pluralidade de cargas EFP (62).

5. Sistema de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que pluralidade de cargas EFP (62) está disposta numa disposição em ziguezague ao longo de um comprimento da pistola de canhoneio (30).

6. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreende ainda um componente de orientação acoplado à pistola de canhoneio para orientar a pistola de canhoneio (30) dentro do furo de poço de alívio (14) de modo que a carga EFP (62) esteja voltada para o furo de poço alvo (10).

7. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a carga EFP (62) está disposta dentro do corpo com uma distância de separação de pelo menos 0,5 vez o diâmetro da carga EFP (62) entre uma extremidade de descarga da carga EFP (62) e um lado de descarga do corpo.

8. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a carga EFP (62) compreende uma face explosiva em forma de prato para formar o EFP (62) com base no efeito Misznay-Schardin.

9. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma linha fixa acoplada à pistola de canhoneio (30) para baixar a pistola de canhoneio (30) a uma profundidade especificada dentro do furo de poço de alívio (14) onde o furo de poço de alívio (14) está próximo do furo de poço alvo (10).

10. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma coluna tubular acoplada à pistola de canhoneio (30) para baixar a pistola de canhoneio (30) até uma profundidade especificada dentro do furo de poço de alívio (14) onde o furo de poço de alívio (14) está próximo do furo de poço alvo (10).

11. Método para estabelecer comunicação entre um furo de poço de alívio (14) e um furo de poço alvo (10), caracterizado pelo fato de que compreende: posicionar uma pistola de canhoneio (30) no fundo do poço dentro de um furo de poço de alívio (14) em uma posição próxima de um furo de poço alvo (10), em que a pistola de canhoneio compreende pelo menos uma carga de penetrador formado explosivamente, EFP (62); e detonar a carga EFP (62) para formar e projetar um penetrador formado explosivamente, EFP, da pistola de canhoneio (30), através de uma formação subterrânea entre o furo de poço de alívio (14) e o furo de poço alvo (10), e para dentro do furo de poço alvo (10) para estabelecer a comunicação hidráulica entre o furo de poço de alívio (14) e o furo de poço alvo (10).

12. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que compreende ainda a penetração de pelo menos uma camada de revestimento e pelo menos uma camada de cimento através do EFP projetado a partir da pistola de canhoneio (30) para estabelecer comunicação hidráulica entre o furo de poço de alívio (14) e o furo de poço alvo (10).

13. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que compreende ainda a penetração de uma camada de revestimento e cimento que envolve o furo de poço de alívio (14) e uma camada de revestimento e cimento que envolve o furo de poço alvo (10).

14. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que compreende ainda formar um conduto entre o furo de poço de alívio (14) e o furo de poço alvo (10), e bombear concreto através do furo de poço de alívio (14) e para dentro do furo de poço alvo (10).

15. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que compreende ainda formar o EFP com base no efeito Misznay-Schardin através de uma face explosiva em forma de prato da carga EFP (62).

16. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que compreende ainda formar e projetar o EFP através de uma distância de separação de pelo menos 0,5 vez o diâmetro da carga de EFP (62) entre uma extremidade de descarga da carga EFP (62) e um lado de descarga da pistola de canhoneio (30).

17. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que compreende ainda direcionar o EFP a uma distância entre zero e 0,3 metro entre furo de poço de alívio (14) e o furo de poço alvo (10).

18. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que compreende ainda detonar uma pluralidade de cargas EFP (62) dispostas na pistola de canhoneio (30), em que a pluralidade de cargas EFP (62) estão todas voltadas para uma única direção para projetar uma pluralidade de EFPs ao mesmo ângulo em direção ao furo de poço alvo (10).

19. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que compreende ainda detonar uma pluralidade de cargas EFP (62) dispostas na pistola de canhoneio (30) para projetar uma pluralidade de EFPs da pistola de canhoneio (30) numa faixa de ângulos entre zero e dez graus em torno de um eixo longitudinal da pistola de canhoneio (30).

20. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que compreende ainda orientar a pistola de canhoneio (30) dentro do furo de poço de alívio (14) através de um componente de orientação de modo que a carga de EFP (62) seja voltada para o furo de poço alvo (10).