RO121145B1

RO121145B1 - Metodă şi echipament de perforare şi tratamental unor intervale multiple, din una sau mai multeformaţiuni subterane intersectate de către o gaură de sondă

Info

Publication number: RO121145B1
Application number: ROA200201114A
Authority: RO
Inventors: Randy C. Tolman; Lawrence O. Carlson; David A. Kinison; Kris J. Nygaard; Glenn S. Goss; William A. Sorem; Lee L. Shafer
Original assignee: Exxonmobil Upstream Research Company
Priority date: 2000-02-15
Filing date: 2001-02-14
Publication date: 2006-12-29
Also published as: EP1264075A1; CA2397460C; DK2282002T3; BR0108418B1; CN1416499A; CO5300472A1; DZ3378A1; EP1264075B1; AU2001236978B2; EP2282002A2; PL196155B1; PL365452A1; AU3697801A; CA2397460A1; BR0108418A; AR027331A1; NZ520310A; WO2001061146A1; NO20023571L; MY132567A

Abstract

Invenţia se referă la o metodă şi la un aparat pentru perforare şi tratament al unor intervale multiple din una sau mai multe formaţiuni subterane intersectate de către o gaură de sondă, utilizate pentru stimularea intervalelor de formaţiuni multiple, fără a fi necesar să se extragă echipamentul din gaura de sondă între trepte, destinat creşterii producţiei de ţiţei şi gaze. Metoda de perforare şi tratament al unor intervale multiple din una sau mai multe formaţiuni subterane intersectate de către o gaură de sondă,conform invenţiei, constă în: desfăşurarea unui ansamblu de prăjini (BHA) grele, folosind un mijloc de desfăşurare în interiorul găurii de sondă menţionate, respectiv ansamblul (BHA) de prăjini grele, fiind prevăzut cu un dispozitiv deperforare şi un mecanism de etanşare, urmată de poziţionarea ansamblului de prăjini grele, îninteriorul respectivei găuri de sondă, astfel încât capătul inferior al ansamblului să fie dedesubtul zonei ţintă, cea mai de jos, după careau loc perforarea intervalului stabilit anterior şi deplasarea mecanismului de etanşare menţionat, astfel încât să stabilească o etanşare hidraulică a zonei ţintă, în respectiva gaură desondă. În final, se pompează un fluid de tratament în gaura de sondă menţionată şi în perforaţiile create de către respectivul dispozitiv de perforare, fără scoaterea dispozitivului de perforare din gaura de sondă. Echipamentul de perforare şi tratament, utilizat pentru punerea în aplicare a metodei, conform invenţiei, este prevăzut cu un ansamblu de prăjini grele (27, BHA), având cel puţin un dispozitiv de perforare (134, 144 şi 154) pentru perforarea succesivă a intervale

Description

Invenția se referă la o metodă și un echipament de perforare și tratament al unor intervale multiple, din una sau mai multe formațiuni subterane, intersectate de către o gaură de sondă, utilizate pentru stimularea intervalelor de formațiuni multiple, fără a fi necesar să se extragă echipamentul din gaura de sondă, între trepte sau etaje, destinat creșterii producției de țiței și gaze, din acestea.

în situația în care o formațiune de zăcământ subteran, purtătoare de hidrocarburi, nu are suficientă permeabilitate sau capacitate de curgere, pentru ca hidrocarburile să curgă spre suprafață, în cantități economice sau la debite optime, se folosește adesea fracturarea /fisurarea hidraulică sau stimularea chimică, acidă, de regulă, pentru a spori capacitatea de curgere. O gaură de sondă, care penetrează o formațiune subterană, constă dintr-o țeavă de metal, coloana de tubare, cimentată în gaura de sondă, inițială. Găurile sunt plasate pentru a penetra coloana de tubare și învelișul de cimentare, care înconjoară coloana de tubare, pentru a permite hidrocarburii să curgă în gaura de sondă și, dacă este necesar, să permită ca fluidele de tratament să curgă din gaura de sondă, în formațiune.

Fracturarea hidraulică constă din injectarea unor fluide, de obicei, geluri sau emulsii nenewtoniene, vâscoase, care se diluează, într-o formațiune la presiuni și debite atât de înalte, încât roca zăcământului, rocă magazin, se deteriorează și formează o fractură, în mod tipic, verticală, plană, sau rețea de fracturare, care se aseamănă cu o crăpătură, ce se extinde printr-un butuc de lemn când se bate o pană în el. Un material de susținere granular, de exemplu, nisip, bile ceramice sau alte materiale, este injectat cu ultima parte a fluidului de fracturare, pentru a ține fractura/fracturile deschise, după ce se declanșează presiunea. Capacitatea de curgere sporită din zăcământ rezultă dintr-un traseu de curgere mai ușoară, rămas între granulele de material de susținere, din interiorul fracturii/fracturilor. în tratamentele de stimulare chimică, capacitatea de curgere este îmbunătățită, prin dizolvarea unor materiale în formațiunea menționată sau modificând în alt mod, proprietățile formațiunii.

Aplicarea fracturării hidraulice, așa cum s-a descris mai sus, reprezintă o parte de rutină în operațiile din industria petrolului, când sunt aplicate la zone țintă, individuale, cu o grosime verticală, totală, de circa 60 m, formațiunii subterane. Când există zăcăminte stratificate sau multiple, ce trebuie să fie fracturate hidraulic, sau o formațiune purtătoare de țiței, foarte groasă, peste circa 60 m, atunci sunt necesare metode de tratament alternative, pentru a se obține tratamentul întregii zone țintă. în terminologia din industria petrolului, metodele de îmbunătățire, din domeniul tratamentelor, sunt cunoscute în mod obișnuit, drept metode de deviere.

Când zone purtătoare de hidrocarburi mutiple sunt stimulate prin fracturare hidraulică sau tratamente de stimulare chimică, atunci beneficiile economice și tehnice se obțin prin injectarea unor etaje de tratament multiple, care pot fi derivate sau separate, prin diverse mijloace, inclusiv dispozitive mecanice, de exemplu, dopuri de punte, pachere, sisteme de etanșare, ventile la talpa sondei, manșoane glisante, combinații de șicane/dopuri, straturi de ermetizare cu bile, macroparticule, de exemplu, nisip, material ceramic, material de susținere, săruri, parafine, rășini și alți compuși; sau prin sisteme fluide, alternative, de exemplu, fluide făcute vâscoase, fluide gelificate, spume, sau alte fluide formulate chimic; sau folosind metode de intrare limitată. Aceste metode și dispozitive pentru blocarea curgerii de fluide, într-un set de perforații sau în afara acestuia, sunt denumite aici, drept agenți de deviere.

în devierea cu dop de puncte mecanică, de exemplu, se perforează mai întâi intervalul cel mai adânc și se stimulează fractura, apoi intervalul este izolat în mod tipic, prin intermediul unui dop de punte, fixat cu cablu, și procedeul se repetă în următorul interval. Presupunând zece intervale de perforare țintă, tratamentul în acest fel, a 300 m de formațiune, ar necesita, zece operații pe un interval de timp de zece zile până la două

RO 121145 Β1 săptămâni, dar nu numai tratamente de fracturare multiplă, ci și operații curente de perforare 1 multiplă și dop de punte. La terminarea procedeului de tratament, va fi necesară o operație de curățare a găurii de sondă, pentru scoaterea dopurilor de punte și de punere a sondei în 3 producție. Avantajul principal al folosirii dopurilor de punte sau altor agenți de deviere mecanică constă în certitudinea că întreaga zonă țintă este supusă tratamentului. 5 Principalele dezavantaje constau în costul ridicat al tratamentului, determinat de multiple marșuri în gaura de sondă și în afara acesteia, și riscul unor complicații, ce rezultă în urma 7 unui număr atât de mare de operațiuni în sondă. De exemplu, un dop de punte se poate înțepeni în coloana de tubare și trebuie să fie frezat cimentul, cu cheltuieli mari. Un alt 9 dezavantaj constă în faptul că operația necesară pentru curățarea și degajarea sondei poate să deterioreze unele intervale fracturate cu succes. 11

O alternativă la folosirea dopurilor de punte, o reprezintă umplerea porțiunii găurii de sondă, asociată cu intervalul tocmai fracturat, cu nisip de fracturare, denumită în mod 13 obișnuit metoda Pine Island. Coloana de nisip din gaura de sondă blochează/înfundă efectiv intervalul deja fracturat și permite ca următorul interval să fie perforat și fracturat în mod 15 independent. Principalul avantaj constă în eliminarea problemelor și riscurilor asociate cu dopurile de punte. Dezavantajele constau în aceea că dopul de nisip nu oferă o etanșare 17 hidraulică perfectă și că acesta poate fi scos cu greu, din gaura de sondă, la sfârșitul tuturor stimulărilor de fracturare. Dacă producția de fluid a sondei nu este suficient de puternică, 19 pentru a transporta nisipul din gaura de sondă, atunci sonda poate să necesite încă a fi curățată/degajată cu o instalație de intervenție sau un ansamblu de tuburi flexibile. Ca și mai 21 înainte, operațiile suplimentare la gaura de sondă sporesc costurile, riscurile mecanice și riscurile de deteriorare, la intervalele fracturate. 23

O altă metodă de deviere implică folosirea unor materiale sub formă de macroparticule, substanțe solide, granulare, care sunt introduse în fluidul de tratament, pentru a 25 ajuta devierea. Când fluidul este pompat și macroparticulele pătrund în perforații, un bloc temporar se formează în zona care acceptă fluidul, dacă o concentrație suficient de înaltă 27 de particule este desfășurată în fluxul cu curgere. Atunci, restricția de curgere abate fluidul spre celelalte zone. După tratament, macroparticulele sunt îndepărtate de către fluidele 29 formației realizate sau de către fluidul de spălare injectat, fie prin intermediul transportului de fluid, fie prin dizolvare. în mod obișnuit, materialele de deviere sub formă de 31 macroparticule, disponibile, includ acid benzoic, naftalină, clorură de sodiu, materiale de rășină, parafine și polimeri. Ca alternativă, în calitate de agenți de abatere, sub formă de 33 macroparticule, ar putea fi folosit, nisip, material de susținere și materiale ceramice. Alte macroparticule speciale pot fi concepute, pentru a se forma și precipita în timpul 35 tratamentului.

O altă metodă de deviere implică folosirea de fluide vâscoase, geluri vâscoase sau 37 spume, în calitate de agenți de deviere. Această metodă implică pomparea fluidului de deviere transversal și/sau în intervalul perforat. Aceste sisteme de fluid sunt formulate pentru 39 a obstrucționa temporar, descreșterile de viscozitate sau permeabilitate relativă a formațiunii și sunt de asemenea concepute astfel încât, la momentul dorit, sistemul de fluid să rupă, să 41 degradeaze sau să dizolve, cu sau fără adăugare de substanțe chimice sau alți aditivi, pentru a declanșa o astfel de rupere sau dizolvare, astfel încât curgerea să poată fi restabilită către 43 sau din perforații. Aceste sisteme de fluid pot fi folosite pentru deviere, la tratamente de stimulare chimică a matricei sau tratamente de fracturare. Unii agenți de deviere și/sau 45 agenți de etanșare cu bile sunt încorporați uneori în aceste sisteme de fluide, în efortul de a intensifica devierea. 47

Un alt procedeu posibil reprezintă o deviere de intrare limitată, în care întreaga zonă țintă a formațiunii ce trebuie supusă tratamentului este perforată cu un număr foarte mic de 49

RO 121145 Β1 perforații, în general de diametru mic, astfel încât pierderea de presiune, transversal pe acele perforații, în timpul pompării, promovează o presiune interioară, înaltă, în gaura de sondă. Presiunea interioară a găurii de sondă este stabilită să fie suficient de înaltă, pentru a face ca toate intervalele perforate să se fractureze simultan. Dacă presiunea ar fi prea joasă, atunci s-ar fractura numai porțiunile cele mai slabe ale formației. Principalul avantaj al devierii cu intrare limitată este acela că nu există obstrucții în interiorul coloanei de tubare, de genul dopurilor de punte sau nisip, care ulterior să dea naștere la probleme. Dezavantajul constă în aceea că, adesea, fracturarea cu intrare limitată nu funcționează bine pentru intervale groase, deoarece, frecvent, fractura ce rezultă este prea îngustă, agentul de susținere nu poate fi pompat la distanță, în respectiva fractură îngustă, și rămâne în gaura de sondă, și presiunea, inițial înaltă, în gaura de sondă, nu poate să dureze. Atunci când se pompează material de nisip, diametrele perforațiilor sunt, adesea, erodate rapid, la dimensiuni mai mari, care reduc presiunea interioară din gaura de sondă. Rezultatul net poate fi acela că nu toată zona țintă este stimulată. O preocupare suplimentară constă în posibilitatea ca potențialul capacității de curgere în gaura de sondă să fie limitat de către numărul mic de perforații.

Unele dintre problemele ce iau naștere din nereușita de a stimula întreaga zonă țintă sau din folosirea unor metode mecanice, care necesită operații la găurile de sondă și intrări la găuri de sondă, multiple, care pun în discuție un risc mai mare și costuri mai mari, așa cum s-a descris mai înainte, pot fi ușurate prin folosirea unor intervale perforate, concentrate, limitate, deviate cu ajutorul agenților de etanșare, sub formă de bile. Zona ce trebuie tratată ar putea fi divizată în subzone cu perforații situate aproximativ la centrul fiecăreia din acele subzone sau subzonele ar putea fi alese pe baza unei analize a formațiunii, la locurile de fracturare dorite ale stratului. Etajele de fracturare ar fi apoi pompate cu agent de deviere, cu ajutorul unor agenți de deviere sub formă de bile, la capătul fiecărui etaj. în mod specific, o formațiune globală de 300 m ar putea fi împărțită în zece subzone, de circa 30 m fiecare. La centrul fiecărei subzone de 30 m, ar putea fi executate zece perforații, cu o densitate de trei perforații/metru de coloană de tubare. Un etaj de fracturare ar fi apoi pompat cu fluid încărcat cu material de susținere sau cu mai mulți agenți de etanșare, sub formă de bile, cel puțin unul, pentru fiecare perforație deschisă, dintr-un singur set sau interval de perforații. Procedeul ar trebui să fie repetat, până când toate perforațiile setului de perforații ar fi fracturate. Un astfel de procedeu este descris mai detaliat în brevetul de invenție US 5890536, acordat la data de 6 aprilie 1999.

Toate zonele ce trebuie tratate într-o lucrare particulară, în care se folosesc materiale de etanșare, sub formă de bile, ca agent de deviere, au fost perforate înainte de pomparea fluidelor de tratament, și materialele de etanșare sub formă de bile, au fost folosite pentru a devia fluide de tratament, din zone deja distruse sau care preiau cea mai mare curgere de fluid, față de alte zone care preiau mai puțin fluid sau deloc, înainte de degajarea materialelor de etanșare sub formă de bile. Teoretic, tratamentul și etanșarea se efectuau zonă cu zonă, în funcție de permeabilități sau presiuni relative degajate, însă apăreau în mod frecvent probleme cu bilele care se depuneau prematur, pe una sau mai multe perforații, în afara intervalului țintit, și cu două sau mai multe zone, ce erau supuse simultan tratamentului. Mai mult decât atât, această metodă presupune că fiecare interval de perforare sau subzonă se distruge sau fracturează la o presiune destul de diferită, astfel încât, în fiecare etaj de tratament, va intra numai un set de perforații.

Principalele avantaje ale devierii cu material de etanșare sub formă de bile constau în preț de cost scăzut și risc scăzut de probleme mecanice. Costurile sunt scăzute, deoarece, în mod tipic, procesul poate fi terminat într-o operație continuă, de regulă, chiar în decurs de câteva ore dintr-o singură zi. în gaura de sondă, sunt lăsate numai materialele

RO 121145 Β1 de etanșare sub formă de bile, fie pentru a curge în afară cu hidrocarburile produse sau fie 1 pentru a cădea la talpa sondei, într-o zonă cunoscută drept gaura tijei de antrenare.

Principalul dezavantaj constă în incapacitatea de a fi sigur că se va fractura odată 3 numai un set de perforații, astfel încât, la sfârșitul fiecărei trepte, să fie lăsat să cadă numărul corect de materiale de etanșare sub formă de bile. De fapt, beneficiul optim al procesului 5 depinde de faptul ca o treaptă de fracturare să intre în formațiune numai printr-un set de perforații, iar toate celelalte perforații deschise să rămână neafectate, în decursul acelei 7 trepte de tratament. Alte dezavantaje constau în lipsa de siguranță că toate intervalele perforate vor fi tratate și în ceea ce privește ordinea în care aceste intervale sunt tratate, în 9 timp ce lucrarea se desfășoară. Atunci când ordinea tratamentului de zonă nu este cunoscută sau comandată, nu este posibil să existe certitudinea că fiecare zonă individuală 11 este tratată sau că o treaptă de tratament de stimulare individuală este concepută în mod optim, pentru zona țintită. în unele situații, este posibil ca tratamentul să nu poată fi controlat, 13 astfel încât niște zone individuale să fie tratate cu trepte de tratament singulare. Pentru a depăși unele dintre aceste dezavantaje, ce pot apare în timpul tratamentelor de stimulare, 15 atunci când zone multiple sunt perforate înainte de pomparea fluidelor de tratament, a fost dezvoltată o metodă de deviere mecanică, alternativă, care implică folosirea unui sistem de 17 stimulare cu tub flexibil, pentru a stimula secvențial, intervale multiple, cu tratament separat.

în ceea ce privește devierea cu agent de etanșare sub formă de bile, toate intervalele 19 ce trebuie să fie tratate sunt perforate înainte de aplicarea tratamentului de stimulare. Apoi, tubul flexibil este introdus în gaura de sondă, având atașată la capăt o sculă de deviere de 21 tip pacher dublu. Această sculă de deviere, când este amplasată și acționată în mod optim, transversal pe perforații, permite să se obțină o izolare hidraulică deasupra și dedesubtul 23 sculei de deviere. După ce scula de deviere este amplasată și acționată pentru a izola setul cel mai adânc de perforații, se pompează în jos fluid de stimulare, în interiorul tubului flexibil 25 și acesta iese prin orificiile de curgere, plasate în scula de deviere, între elementele de etanșare, superioare și inferioare. La terminarea primei trepte de tratament, elementele de 27 etanșare, conținute pe scula de deviere, sunt dezactivate sau decuplate, și tubingul flexibil este tras în sus, pentru a plasa scula de deviere, transversal, pe al doilea set, cel mai adânc, 29 de perforații, și procesul continuă, până când toate intervalele țintite sunt stimulate sau procesul este eșuat din cauza unor deranjamente funcționale. 31

Acestă metodă și aparat de stimulare cu tubing elastic sunt folosite pentru a fractura hidraulic, zone multiple din sonde, cu adâncimi de până la circa 8000 de picioare. Totuși, 33 diverse obstacole tehnice, inclusiv pierderi de presiune prin frecare, deteriorări la elemente de etanșare, reglare de adâncime, viteza de exploatare și erodare potențială a tubingului 35 flexibil, limitează în mod curent, dezlocuirea în sonde mai adânci.

O pierdere excesivă de presiune se produce când se pompează fluide de stimulare, 37 în particular, fluide încărcate cu material de susținere și/sau cu viscozitate înaltă, la debite înalte, pe lungimi mai mari ale tubingului flexibil. în funcție de lungimea și diametrul tubingului 39 flexibil, viscozitatea fluidului și presiunile de lucru maxim, admisibile, ale utilajelor de la suprafață, debitele de pompare ar putea fi limitate la câțiva barili pe minut, care, în funcție 41 de caracteristicile formației subterane, specifice, pot să nu permită plasarea de material de susținere, în timpul tratamentelor de fracturare hidraulică, sau dizolvarea efectivă a 43 materialelor formațiunii, la tratamente de stimulare acidă.

Erodarea tubului flexibil ar putea fi, de asemenea, o problemă, când se pompează 45 fluid încărcat cu material de susținere, în interiorul tubingului flexibil, la viteză înaltă, inclusiv, în porțiunea tubului flexibil, care rămâne înfășurată pe toba de la suprafață. 47

RO 121145 Β1

Preocupările de eroziune sunt exacerbate, atunci când fluidul încărcat cu material de susținere se izbește de o îndoire continuă, asociată cu partea de tubing flexibil, plasată pe toba de la suprafață.

Majoritatea elementelor de etanșare, de exemplu, tehnologia de etanșare cu manșetă, folosite în mod curent în operațiile de stimulare cu tubing flexibil, descrise mai sus, ar putea fi supuse unor probleme de etanșare sau deteriorări de etanșare, în sonde mai adânci, când garniturile sunt exploatate după un număr mare de perforări la temperaturi de sondă mai înalte, asociate cu sonde mai adânci. întrucât garniturile funcționează în contact cu peretele tubului sau la o distanță mică de acesta, suprafețele interioare, grosiere, ale țevii, și/sau bavurile perforației pot deteriora elementele de etanșare. Garniturile disponibile în mod curent, în sculele de deviere de tip pacher dublu, sunt, de asemenea, construite din elastomeri, care este posibil să nu reziste la temperaturile mai înalte, asociate cu sondele mai adânci.

Viteza de exploatare a sistemelor existente, prevăzute cu garnituri cu manșetă, este în general de ordinul a 15 până la 30 picioare pe minut, când lucrează la talpa sondei, ajungând la 30 până la 60 picioare pe minut, când ajung la partea de sus a găurii de sondă.

De exemplu, la o viteză de exploatare mai scăzută, ar fi necesare circa 13 h, pentru a atinge o adâncime de 12000 de picioare, înainte de a începe stimularea. Date fiind scurgerile de siguranță în mediul ambiant, la operații efectuate pe timpul nopții, această viteză scăzută ar putea avea ca rezultat un necesar de mai multe zile, pentru terminarea unei lucrări de stimulare. Dacă se întâmpină anumite probleme, pe timpul lucrării, executarea de manevre descendente și ascendente, în gaura de sondă, ar putea fi foarte costisitoare, din cauza timpului total al operației, asociat cu vitezele de exploatare joase.

Comanda adâncimii sistemului cu tub flexibil și sculă de deviere de tip cu pacher dublu poate devenii mai dificilă când adâncimea crește, de exemplu, plasarea sculei la adâncimea corectă, pentru a executa cu succes operația de stimulare, poate fi dificilă. Această problemă poate fi aplanată prin împușcarea perforărilor înainte de a dirija sistemul cu tubing flexibil în gaura de sondă. Operația de perforare folosește un dispozitiv de măsurare a adâncimii diferit, de obicei un sistem detector de racorduri ale coloanei, decât se folosește în general în sistemul cu tubing flexibil.

în plus, metoda cu tubing flexibil, descrisă mai sus, necesită ca toate perforațiile să fie plasate în gaura de sondă, într-o operație de perforare separată, înainte de a pompa lucrarea de stimulare. Prezența unor seturi de perforații multiple, deschise, deasupra sculei de deviere, poate să provoace dificultăți. De exemplu, dacă fractura materialului de susținere din zona curentă ar crește vertical și/sau un ciment de slabă calitate ar fi prezent înapoia coloanei de tubare, atunci fractura ar putea să intersecteze setul de perforații de deasupra sculei de deviere, de exemplu, un material de susținere s-ar putea descărca înapoi în gaura de sondă, la partea de sus a sculei de deviere și ar putea împiedica deplasarea în continuare, a sculei. De asemenea, ar putea fi dificil să se execute operații de circulare, dacă niște seturi de perforații multiple sunt deschise deasupra sculei de deviere. De exemplu, dacă presiunile de circulație depășesc presiunile de rupere, asociate cu perforații deschise deasupra sculei de deviere, atunci este posibil ca circulația să nu poată fi menținută cu fluid de circulație pierdut în mod neintenționat, la formațiune.

Un tip similar de operație de stimulare poate fi, de asemenea, executat, folosind mai degrabă un tubing îmbinat, țevi de extracție/injecție și o instalație de intervenție, decât un sistem cu tubing flexibil. Folosirea unei scule de deviere, desfășurată pe un tubing îmbinat, poate, de asemenea, să permită ca un tubing cu diametru mai mare să reducă pierderile de presiune prin frecare și să permită debite sporite ale pompei. De asemenea, preocupările privind eroziunea și integritatea tubingului pot fi reduse comparativ cu tubingul flexibil,

RO 121145 Β1 deoarece poate fi folosită o țeavă de tubing îmbinat, cu grosime mai mare a peretelui, și 1 tubingul îmbinat nu ar fi expus la o deformare plastică, atunci când funcționează în gaura de sondă. Totuși, folosirea acestei metode ar crește, probabil, timpul și costul, asociate cu 3 respectivele operații, din cauza vitezelor de exploatare mai joase ale țevii, decât cele posibile cu tubing flexibil. 5

Pentru a depăși unele dintre limitările asociate cu operații de terminare, care necesită manevre descendente și ascendente ale echipamentului, în gaura de sondă, pentru a perfora 7 și a stimula niște formațiuni subterane, au fost propuse metode cu desfășurare pe o singură manevră a garniturii de foraj cu sapă, pentru a permite simularea fracturării zonelor în legă- 9 tură cu perforarea, în mod specific, aceste metode propun operații care pot minimiza numărul de operații necesare la gaura de sondă și timpul necesar pentru terminarea acestor operații, 11 prin aceasta, reducând costul de tratament al stimulării. Aceste metode includ următoarele:

- menținerea unui lapte de ciment cu nisip în gaura de sondă, pe timpul perforării cu 13 presiune supraechilibrată;

- răsturnarea nisipului dintr-o lingură de lăcărit/cimentare, simultan cu detonarea 15 încărcăturilor de perforare, și

- înglobarea de nisip într-un recipient degajat cu explozie. 17

Toate aceste metode permit numai o penetrare cu fracturare minimă, care înconjoară gaura de sondă și nu sunt adaptabile nevoilor fracturării hidraulice cu mai multe trepte, așa 19 cum se descrie aici.

în consecință, este nevoie de o metodă și de un aparat, îmbunătățite, pentru tra- 21 tamentul individual al fiecăruia dintre intervalele multiple ale unei formațiuni subterane penetrată de o gaură de sondă, în timp ce se mențin avantajele economice ale tratamentului 23 pe mai multe trepte. Este, de asemenea, nevoie de o metodă și de un echipament, care să poată reduce în mod economic riscurile inerente în opțiunile tratamentului de stimulare, 25 disponibile, în mod curent, pentru formațiuni purtătoare de hidrocarburi cu zăcăminte, multiple sau stratificate, sau cu o grosime care depășește circa 60 m, în timp ce se asigură 27 că plasarea tratamentului optim se execută cu un agent de deviere mecanică, în stare sâ direcționeze precis treptele de tratament către locul dorit. 29

Metoda de perforare și tratament al unor intervale multiple, din una sau mai multe formațiuni subterane, intersectate de către o gaură de sondă, și echipamentul utilizat pentru 31 punerea în aplicare a metodei, conform invenției, asigură tratamentul unor intervale multiple ale uneia sau mai multora formațiuni subterane, intersectate de către gaura de sondă, prin 33 aceea că acesta cuprinde:

a - desfășurarea unui ansamblu de prăjini grele, folosind un mijloc de desfășurare în 35 interiorul găurii de sondă menționată, respectivul ansamblu de prăjini grele fiind prevăzut cu un dispozitiv de perforare și un mecanism de etanșare, montate unul în continuarea celuilalt 37 și a căror deplasare se realizează simultan;

b - poziționarea ansamblului de prăjini grele, în interiorul respectivei găuri de sondă, 39 astfel încât capătul inferior al ansamblului să fie dedesubtul zonei țintă, cea mai de jos, folosind un dispozitiv de comandă a adâncimii; 41 c - perforarea intervalului stabilit anterior;

d - deplasarea mecanismului de etanșare, menționat, astfel încât să stabilească o 43 etanșare hidraulică a zonei țintă, în respectiva gaură de sondă;

e - pomparea unui fluid de tratament în gaura de sondă menționată și în perforațiile 45 create de către respectivul dispozitiv de perforare, fără scoaterea dispozitivului de perforare din gaura de sondă; 47 f - decuplarea mecanismului de etanșare, menționat; și

RO 121145 Β1 g - repetarea fazelor b până laf, pentru cel puțin un interval suplimentar al acelor una sau mai multe formațiuni subterane, menționate.

Mijlocul de desfășurare a ansamblului de prăjini grele, menționat, este ales dintre un cablu metalic, un cablu de ghidaj sau un alt cablu.

Mijlocul de desfășurare este o garnitură de tubing.

Mecanismul de etanșare este acționat, astfel încât să stabilească o etanșare hidraulică dedesubtul intervalului perforat, menționat.

Garnitura de tubing, menționată, este aleasă dintre un tubing flexibil și un tubing îmbinat.

Ansamblul de prăjini grele este poziționat în interiorul găurii de sondă menționată, folosind un dispozitiv pentru comandă adâncimii, care poate fii un detector de racorduri ale coloanei de tubare sau un sistem de măsurare de la suprafață.

Dispozitivul de perforare, menționat, este o pușcă de perforare, cu declanșare selectivă, conținând seturi multiple, de una sau mai multe încărcături de perforare, cu încărcătură fasonată; fiecare dintre seturile menționate, de una sau mai multe încărcături, cu încărcătură fasonată, fiind comandat prin semnal electric sau optic, transmis printr-un cablu desfășurat în gaura de sondă.

Dispozitivul de perforare, menționat, este un dispozitiv de tăiere cu jet hidraulic, care folosește fluid pompat, în josul garniturii de tubing, menționată, pentru a stabili cale de comunicare hidraulică între respectiva gaură de sondă și unul sau mai multe intervale ale uneia sau mai multor formațiuni subterane.

Fluidul de tratament menționat este pompat în josul spațiului inelar dintre garnitura de tubing și gaura de sondă.

Fluidul de tratament este de asemenea pompat în josul garniturii de tubing, menționată, prin orificii de curgere, prevăzute în ansamblul de prăjini grele și prin perforațiile menționate.

Un al doilea fluid de tratament este pompat în josul garniturii de tubing, menționată, prin orificii de curgere, din respectivul ansamblul de prăjini grele și în perforațiile menționate.

Cel de al doilea fluid de tratament menționat este azot.

Mecanismul de etanșare este un pacher reașezabil.

Fluidul de tratament este ales dintre o soluție acidă, un solvent organic sau o suspensie din material de susținere și un fluid purtător.

înainte de eliberarea respectivului mecanism de etanșare, se desfășoară cel puțin un agent de deviere, în respectiva gaură de sondă, pentru a bloca curgerea mai departe a fluidului de tratament în perforațiile menționate.

Agentul de deviere, desfășurat în gaura de sondă menționată, este ales dintre macroparticule, geluri, fluide vâscoase, spume sau agenți de etanșare sub formă de bile.

Mecanismul de etanșare, menționat, este acționat prin presiune hidraulică, transmisă de la suprafață, printr-un element de legătură, sferic.

Dispozitivul de perforare, menționat, este acționat prin presiune hidraulică, transmisă de la suprafață, printr-un element de legătură, sferic.

Dispozitivul de perforare, menționat, este acționat prin presiune hidraulică, transmisă de la suprafață, prin gaura de sondă menționată.

Dispozitivul de perforare, menționat, este acționat de către o presiune hidraulică, transmisă de la suprafață, prin garnitura de tubing, menționată.

Ansamblul de prăjini grele este repoziționat în interiorul găurii de sondă, înainte de activarea mecanismului de etanșare, menționat.

RO 121145 Β1

Metoda conform invenției, într-o variantă, cuprinde: 1 a - desfășurarea unui ansamblu de prăjini grele în interiorul găurii de sondă menționată, respectivul ansamblu de prăjini grele fiind prevăzut cu un dispozitiv de perforare, 3 un mecanism de etanșare și cel puțin un mijloc de egalizare a presiunii;

b - perforarea intervalului stabilit din cadrul formațiunii subterane, stabilit anterior, prin 5 folosirea dispozitivului de perforare, menționat;

c - desfășurarea mecanismului de etanșare, menționat, astfel încât să stabilească o 7 etanșare hidraulică a zonei țintă, în respectiva gaură de sondă;

d - pomparea unui fluid de tratament în gaura de sondă menționată și în perforațiile 9 create de către respectivul dispozitiv de perforare, fără scoaterea dispozitivului de perforare din gaura de sondă; 11 e - stabilirea unei comunicații de presiune între porțiunile situate deasupra și dedesubtul mecanismului de etanșare, menționat, prin cel puțin un mijloc de egalizare a 13 presiunii;

f - decuplarea mecanismului de etanșare, menționat; și15 g - repetarea fazelor (b) până la (f), pentru cel puțin un interval suplimentar al acelor una sau mai multe formațiuni subterane, menționate.17

Metoda de perforare și tratament al unor intervale multiple, din una sau mai multe formațiuni subterane, intersectate de către o gaură de sondă, într-o altă variantă, cuprinde:19 a - desfășurarea unui ansamblu de prăjini grele, folosind un mijloc de desfășurare în interiorul găurii de sondă menționată, respectivul ansamblu de prăjini grele fiind prevăzut cu 21 cel puțin un dispozitiv de perforare și cel puțin un mecanism de etanșare, respectivul dispozitiv de perforare fiind poziționat sub mecanismul de etanșare, menționat; 23 b - perforarea unui interval țintă din formațiunile subterane, folosind cel puțin un dispozitiv de perforare, menționat;25 c - desfășurarea mecanismului de etanșare, menționat, astfel încât să stabilească o etanșare hidraulică a zonei țintă, în respecitiva gaură de sondă;27 d - pomparea unui fluid de tratament în gaura de sondă menționată și în perforațiile create de respectivul dispozitiv de perforare, fără scoaterea dispozitivului de perforare din 29 gaura de sondă;

e - decuplarea mecanismului de etanșare, menționat; și31 f - repetarea fazelor (b) până la (e), pentru cel puțin un interval suplimentar al acelor formațiuni subterane, menționate.33

Dispozitivul de perforare, menționat, este lipsit de canal de curgere a fluidului de spălare.35

Ansamblul de prăjini grele este repoziționat în gaura de sondă menționată și mecanismul de etanșare, menționat, este acționat pentru a stabili o etanșare hidraulică 37 dedesubtul respectivului interval menționat.

Metoda conform invenției, într-o altă variantă, cuprinde:39 a - desfășurarea unui ansamblul (BHA) de prăjini grele, în interiorul găurii de sondă menționată, respectivul ansamblu (BHA) de prăjini grele fiind prevăzut cu un dispozitiv de 41 perforare și un mecanism de etanșare, mecanismul de perforare, menționat, fiind poziționat dedesubtul respectivului mecanism de etanșare; 43 b - perforarea intervalul țintă cel mai adânc dintre formațiunile subterane;

c- pomparea unui fluid de tratament în gaura de sondă și în perforațiile create în 45 intervalul țintă cel mai adânc, de către dispozitivul de perforare, fără scoaterea respectivului dispozitiv de perforare din gaura de sondă; 47

RO 121145 Β1 d - poziționarea ansamblului (BHA) de prăjini grele în gaura de sondă și folosirea dispozitivului de perforare, menționat, pentru a perfora următorul interval țintă, situat succesiv mai la suprafață, dintre formațiunile subterane;

e - repoziționarea ansamblului (BHA) de prăjini grele în gaura de sondă și acționarea mecanismului de etanșare, menționat, pentru a izola hidraulic perforațiile create în următorul interval țintă, situat succesiv, mai la suprafață, din intervalul țintă perforat, cel mai adânc;

f - pomparea unui fluid de tratament în gaura de sondă menționată și în perforațiile create în următorul interval țintă, situat succesiv mai la suprafață, de către dispozitivul de perforare, fără scoaterea dispozitivului de perforare, menționat, din respectiva gaură de sondă;

g - decuplarea mecanismului de etanșare; și h - repetarea fazelor (d) până la (g), pentru cel puțin un interval suplimentar, situat succesiv mai la suprafață, al formațiunilor subterane, în care perforațiile create în cel puțin una din respectivele intervale țintă, situate succesiv mai la suprafață, sunt izolate hidraulic de intervalele perforate dedesubt.

Echipamentul de perforare și tratament al unor intervale multiple, din una sau mai multe formațiuni subterane, intersectate de o gaură de sondă, utilizat pentru punerea în aplicare a metodei conform invenției, este prevăzut cu:

a - un ansamblu de prăjini grele, adaptat pentru a fi desfășurat în gaura de sondă, cu ajutorul unui mijloc de desfășurare, ales dintre un cablu metalic, un cablu de ghidaj sau alt cablu, ansamblul de prăjini având cel puțin un dispozitiv de perforare, pentru perforarea succesivă a intervalelor multiple și cel puțin un mecanism de etanșare;

b - mecanismul de etanșare este capabil să stabilească o etanșare hidraulică în respectiva gaură de sondă și, mai departe, capabil să fie decuplat, astfel încât să degajeze etanșarea hidraulică, menționată, pentru a permite ca ansamblul de prăjini grele (27, BHA) să se deplaseze într-o poziție diferită, în interiorul găurii de sondă, permițând prin aceasta ca fiecare din intervale de tratament multiple, menționate, să fie tratate în mod separat, de celelalte intervale de tratament.

Echipamentul conform invenției, într-o variantă, este prevăzut cu:

a - un ansamblu de prăjini grele, având cel puțin un dispozitiv de perforare, pentru perforare succesivă a intervalelor multiple, menționate, cel puțin un mecanism de etanșare și cel puțin un dispozitv de deplasare;

b - dispozitivul de deplasare este capabil să poziționeze respectivul ansamblu de prăjini grele, diferite, în gaura de sondă menționată; și c - dispozitivul de etanșare este capabil să stabilească o etanșare în respectiva gaură de sondă și, în continuare, capabil să degajeze etanșarea hidraulică, menționată, pentru a permite ca respectivul ansamblul de prăjini grele să se deplaseze într-o poziție diferită, în interiorul găurii de sondă, prin aceasta, permițând ca fiecare dintre intervalele de tratament multiple să fie tratate separat, de celelalte intervale supuse tratamentului.

Echipamentul conform invenției, într-o altă variantă, are ca mijloc de desfășurare o garnitură de tubing.

Garnitura de tubing, menționată, este un tubing flexibil sau un tubing îmbinat.

Mijlocul de desfășurare este ales dintre un cablu metalic, un cablu de ghidaj sau un alt cablu.

Echipamentul conform invenției cuprinde un mijloc de comandă a adâncimii, pentru poziționarea ansamblului de prăjini grele în gaura de sondă, care poate fi un detector de racorduri ale coloanei de tubare sau un sistem de măsurare la suprafață.

Mecanismul de etanșare este un pacher reașezabil.

RO 121145 Β1

Dispozitivul de perforare este o pușcă de perforare cu declanșare selectivă, 1 conținând seturi multiple, formate din una sau mai multe încărcături de perforare cu încărcătură fasonată; fiecare dintre aceste seturi, de una sau mai multe încărcături de 3 perforare, cu încărcătura fasonată, fiind comandat și activat printr-un semnal electric, transmis prin intermediul unei linii de cablu, desfășurată în gaura de sondă. 5

Mecanismul de etanșare, menționat, este acționat prin presiune hidraulică, transmisă de la suprafață, prin gaura de sondă.7

Dispozitivul de perforare este acționat prin presiune hidraulică, transmisă de la suprafață, prin garnitura de tubing.9

Dispozitivul de perforare este un dispozitiv de tăiere cu jet, care folosește un fluid pompat în josul garniturii de tubing, pentru a stabili o cale de comunicare hidraulică între 11 gaura de sondă și unul sau mai multe intervale al acelor formații subterane.

Echipamentul conform invenției, într-o altă variantă, este prevăzut cu:13 a - un ansamblu de prăjini grele, adaptat pentru a fi de desfășurat în gaura de sondă menționată, cu ajutorul unui mijloc de desfășurare, respectivul ansamblul de prăjini grele 15 având cel puțin un dispozitiv de perforare, pentru perforarea succesivă a intervalelor multiple, menționate, și cel puțin un mijloc de egalizare a presiunii; 17 b - mecanismul de etanșare, menționat, este capabil să stabilească o etanșare hidraulică în respectiva gaură de sondă, iar mijlocul de egalizare a presiunii fiind capabil să 19 stabilească o cale comunicare de presiune între porțiunile găurii de sondă, situată deasupra și dedesubtul mecanismului de etanșare, și în continuare, mecanismul de etanșare este 21 capabil să degajeze etanșarea hidraulică, pentru a permite ca ansamblul de prăjini grele să se deplaseze într-o poziție diferită, în interiorul găurii de sondă, permițând, prin aceasta, ca 23 fiecare din intervale de tratament multiplu, menționate, să fie tratate în mod separat, de celelalte intervale de tratament. 25

Echipamentul conform invenției, într-o altă variantă, este prevăzut cu:

a - un ansamblu de prăjini grele, adaptat pentru a fi desfășurat în gaura de sondă 27 menționată, cu ajutorul unui mijloc de desfășurare, respectivul ansamblul de prăjini grele având cel puțin un dispozitiv de perforare, pentru perforarea succesivă a intervalelor multiple, 29 menționate, și cel puțin un dispozitiv de etanșare, dispozitivul de perforare fiind poziționat dedesubtul mecanismului de etanșare; și 31 b - mecanismul de etanșare este capabil să stabilească o etanșare hidraulică în respectiva gaură de sondă și, în continuare, capabil să degajeze etanșarea hidraulică, men- 33 ționată, pentru a permite ca ansamblul de prăjini grele să se deplaseze într-o poziție diferită, în interiorul găurii de sondă, permițând, prin aceasta, ca fiecare din intervalele de tratament 35 multiple, menționate, să fie tratate în mod separat, de celelalte intervale de tratament.

Dispozitivul de perforare, menționat, este lipsit de un canal de curgere a fluidului de 37 spălare.

Prin aplicarea invenției, se obțin următoarele avantaje: 39

- ansamblul de prăjini grele, inclusiv mecanismul de etanșare și dispozitivul de perforare, nu trebuie să fie scos din gaura de sondă, înainte de tratamentul cu fluid de 41 tratament și între tratamentul unor zone sau intervale de formațiuni multiple;

- fiecare treaptă de tratament este deviată folosind un agent de deviere mecanică, 43 astfel încât se obține o comandă precisă a procesului de deviere a tratamentului și fiecare zonă poate fi stimulată în mod optim. Ca urmare, există economii semnificative la prețul de 45 cost, asociate cu reducerea timpului necesar pentru a perfora și executa tratamentul pe intervale multiple, în interiorul găurii de sondă. în plus, există îmbunătățiri de producție, 47 asociate cu folosirea unui agent de deviere mecanică, pentru a asigura o deviere de

RO 121145 Β1 tratament, comandată precis, atunci când se stimulează un interval de formație multiplă, în interiorul unei găuri de sondă;

- asigură avantaje economice față de metodele și echipamentele existente, deoarece permit perforarea și stimularea unor zone multiple, cu o singură intrare în gaura de sondă și retragerea ulterioară a ansamblului de prăjini grele, care asigură o dublă funcționalitate, atât ca agent de deviere mecanică, cât și dispozitiv de perforare;

- reducerea în mod economic a riscurilor inerente în opțiunile tratamentului de stimulare, disponibile în mod curent, pentru formațiuni purtătoare de hidrocarburi cu zăcăminte, multiple sau stratificate, sau cu o grosime care depășește circa 60 m, în timp ce se asigură că plasarea tratamentului optim se execută cu un agent de deviere mecanică, în stare să direcționeze precis treptele de tratament către locul dorit;

- posibilitatea de a pune în mod economic, în producție, multiple găuri de sondă, dintr-un singur loc de lansare a tratamentelor.

Se dau, în continuare, mai multe exemple de realizare a invenției, în legătură și cu fig. 1 ...10, care reprezintă:

- fig. 1, vedere și secțiune printr-o configurație posibilă, reprezentativă, a unei găuri de sondă, cu echipament periferic ce ar putea fi folosit pentru a susține ansamblul prăjinilor grele BHA, folosit în prezenta invenție, și care ilustrează și niște găuri de sondă, pentru depozitarea de ansambluri de prăjini grele, reprezentative, cu pene de prindere de suprafață care pot fi folosite pentru depozitarea unor ansambluri de prăjini grele, de rezervă sau de eventualitate;

- fig. 2A, secțiune printr-o gaură de sondă, echipată, conform invenției, într-un prim exemplu de realizare a ansamblului de prăjini grele, desfășurat, folosind un tubing flexibil într-o gaură de sondă, neperforată, și poziționat la locul de adâncime ce trebuie perforat de către primul set de încărcături de perforare, cu declanșare selectivă. Fig. 2A ilustrează, în continuare, faptul că ansamblul de prăjini grele constă dintr-un dispozitiv de perforare, un pacher, sistem de etanșare, expandabil, reașezabil, un dispozitiv glisant axial, reașezabil și componente auxiliare;

- fig. 2B, secțiune printr-o gaură de sondă echipată cu un ansamblu de prăjini grele, tubing flexibil, după ce primul set de încărcături de perforare a fost detonat selectiv, rezultând găuri de perforare prin coloana de exploatare și învelișul /inelul de ciment și în prima zonă a formațiunii, astfel încât este stabilită o comunicație hidraulică între gaura de sondă și prima zonă a formațiunii;

-fig. 20, secțiune printr-o gaură de sondă, echipată cu un ansamblu de prăjini grele, un tubing flexibil, după ce ansamblul de prăjini grele a fost repoziționat și prima zonă a formațiunii stimulate cu prima treaptă a tratamentului de fracturare cu susținere, hidraulic, cu trepte multiple, unde prima treaptă a fost pompată la talpa sondei, în spațiul inelar, existent între tubingul flexibil și coloana de exploatare. în fig. 2C, mecanismul de etanșare este arătat în poziție dezactivată, numai în scopuri de ilustrare, deoarece se admite că nu există alte perforații în afara celor asociate cu prima zonă și, ca atare, nu este necesară o izolare pentru tratamentul primei zone;

-fig. 3A, secțiune printr-o gaură de sondă, echipată cu un ansamblu de prăjini grele, un tubing flexibil, după ce ansamblul de prăjini grele a fost repoziționat și al doilea set de încărcături de perforare a fost detonat selectiv, rezultând găuri de perforare prin coloana de exploatare și învelișul/inelul de ciment, și în a doua zonă a formațiunii, astfel încât este stabilită o comunicație hidraulică între gaura de sondă și a doua zonă a formațiunii;

- fig. 3B, secțiune printr-o gaură de sondă, echipată cu un ansamblu de prăjini grele, un tubing flexibil, după ce ansamblul de prăjini grele a fost repoziționat la o suficientă

RO 121145 Β1 distanță, sub cea mai adâncă perforație a celui de al doilea set de perforații, pentru a permite 1 o ușoară deplasare în sus, a ansamblului de prăjini grele BHA, în scopul de a fixa dispozitivul glisant, axial, reașezabil, în timp ce se menține locul orificiului de circulație 3 dedesubtul perforației, situată la baza celui de al doilea set de perforații;

- fig. 3C, secțiune printr-o gaură de sondă, echipată cu un ansamblu de prăjini grele, 5 un tubing flexibil, după ce dispozitivul, glisant mecanic, reașezabil, a fost acționat pentru a asigura rezistență la deplasarea axială in jos și a crea certitudinea că pacherul, sistemul de 7 etanșare, reașezabil, expandabil, și dispozitivul glisant mecanic, reașezabil, sunt amplasate între perforațiile primei zone și celei de a doua zone; 9

-fig. 3D, secțiune printr-o gaură de sondă, echipată cu un ansamblu de prăjini grele, un tubing flexibil, după ce pacherul, sistemul de etanșare, reașezabil, expandabil, a fost 11 acționat pentru a asigura o barieră curgerii, între porțiunea găurii de sondă situată direct deasupra pacherului, reașezabil, expandabil, și porțiunea găurii de sondă situată direct 13 dedesubtul pacherului reașezabil, expandabil;

- fig. 3E, secțiune printr-o gaură de sondă, echipată cu un ansamblu de prăjini grele, 15 tubingul flexibil, după ce a doua zonă a formațiunii a fost stimulată cu a doua treaptă a tratamentului de fractură, cu susținere hidraulică, în trepte multiple, unde a doua treaptă a 17 tratamentului de fractură a fost pompată în jos, în spațiul inelar al găurii de sondă, existent între tubingul flexibil și coloana de exploatare; 19

- fig. 3F, secțiune printr-o gaură de sondă, echipată cu un ansamblu de prăjini grele, un tubing flexibil și gaura de sondă, după ce pacherul reașezabil, expandabil, a fost 21 dezactivat, restabilind astfel comunicația de presiune între porțiunea găurii de sondă, situată direct deasupra pacherului reașezabil, expandabil, și porțiunea găurii de sondă, situată direct 23 dedesubtul pacherului reașezabil, expandabil. Dispozitivul glisant, mecanic, reașezabil, se află încă acționat și continuă să împiedice deplasarea tubingului flexibil și ansamblului de 25 prăjini grele în josul găurii de sondă;

- fig. 4A, secțiune printr-o gaură de sondă, echipată cu un ansamblu de prăjini grele, 27 modificat, similar ansamblului de prăjini grele descris în fig. 2A până la 2C și în fig. 3A până la 3F, însă cu adăugarea unui dop mecanic, ce poate fi montat cu un sistem de fixare a 29 încărcăturilor explozive, detonabile selectiv, amplasat sub garnitura puștilor de perforat și cu un tubul flexibil, reprezentat în gaura de sondă din fig. 3F, după ce s-a efectuat o operație 31 de stimulare prin perforare și fracturare, suplimentară. Se reține faptul că în fig. 4A, sunt arătate numai seturile al doilea și al treilea de perforații și fracturi. în fig. 4A, ansamblul de 33 prăjini grele, modificat, este arătat suspendat prin intermediul tubingului flexibil, astfel încât locul dopului de punte este amplasat deasupra ultimului interval perforat și dedesubtul 35 următorului interval ce trebuie perforat;

- fig. 4B, secțiune printr-o gaură de sondă, echipată cu un ansamblu de prăjini grele, 37 un tubing flexibil, după ce dopul mecanic cu încărcăturile de exploziv, detonabile selectiv, a fost fixat în gaura de sondă și după ce ansamblul de prăjini grele a fost repoziționat, iar 39 primul set de încărcături explozive de perforare, detonabile selectiv, a fost detonat, rezultând găuri de perforare prin coloana de exploatare și învelișul/inelul de ciment și în a patra zonă 41 a formațiunii, astfel încât se stabilește o comunicație hidraulică, între gaura de sondă și cea de a patra zonă a formațiunii. 43

- fig. 5, secțiune printr-o gaură de sondă, reprezentând cel de-al doilea exemplu de realizare a invenției, în care mijlocul de suspendare este o coloană de tubing și după ce 45 intervalul a fost perforat, ansamblul de prăjini grele BHA poate fi deplasat și mecanismul de etanșare acționat pentru a stabili o etanșare hidraulică deasupra intervalului perforat. Apoi, 47 fluidul de tratament poate fi pompat în josul coloanei de tubing și în intervalul perforat;

RO 121145 Β1

- fig. 6, secțiune printr-o gaură de sondă, reprezentând un al treilea exemplu de realizare a invenției, unde mijlocul de suspendare este o coloană de tubing, iar ansamblul de prăjini grele BHA poate fi deplasat și mecanismul de etanșare acționat, pentru a stabili o etanșare hidraulică deasupra și dedesubtul intervalului perforat și unde mecanismul de etanșare constă din două elemente de etanșare, distanțate suficient între ele, pentru a încadra intervalul perforat. în acest al treilea exemplu de realizare, fluidul de tratament poate fi pompat în josul coloanei de tubing însăși, printr-un orificiu de curgere amplasat între cele două elemente de etanșare ale mecanismului de etanșare, și în intervalul perforat;

- fig. 7, secțiune printr-o gaură de sondă, reprezentând un al patrulea exemplu de realizare a invenției. Ansamblul de prăjini grele BHA este suspendat în gaura de sondă, folosind un cablu metalic, un cablu de ghidaj sau un alt cablu. Ansamblul de prăjini grele va fi deplasat și mecanismul de etanșare acționat, pentru a stabili o etanșare hidraulică sub intervalul perforat ce trebuie tratat, iar fluidul de tratament va fi pompatîn josul spațiului inelar dintre cablul metalic, cablul de ghidaj sau alt cablu.

- fig. 8A, secțiune printr-o gaură de sondă, reprezentând un al cincilea exemplu de realizarea invenției, care utilizează un tubing central, desfășuratîn interiorul tubingului folosit drept mijloc de desfășurare, pentru acționarea mecanismului de etanșare, reașezabil;

fig. 8B, secțiune printr-o gaură de sondă, reprezentând un al cincilea exemplu de realizare a invenției, care utilizează un tubing central, desfășuratîn interiorul tubingului folosit drept mijloc de desfășurare, pentru acționarea mecanismului de etanșare, reașezabil;

- fig. 9, secțiune printr-o gaură de sondă, reprezentând un al șaselea exemplu de realizare a invenției, care utilizează un sistem cu mijloc de deplasare, atașat la ansamblul de prăjini grele BHA, astfel încât ansamblul de prăjini grele BHA poate fi deplasat și mecanismul de etanșare acționat, pentru a stabili o etanșare hidraulică dedesubtul intervalului perforat. Fluidul de tratament poate fi pompat în josul găurii de sondă și în intervalul perforat;

- fig. 10, secțiune printr-o gaură de sondă, reprezentând un al șaptelea exemplu de realizare a invenției, care utilizează o tehnologie de tăiere cu jet de fluid abraziv sau eroziv, pentru dispozitivul de perforare. Ansamblul de prăjini grele este suspendat în gaura de sondă, folosind un tubing îmbinat, și constă dintr-un set de comprimare mecanică, un pacher reașezabil, un dispozitiv de perforare cu jet de fluid abraziv sau eroziv, un detector de racorduri de coloană, mecanic, și componente auxiliare. în acest exemplu de realizare, perforațiile sunt create prin pomparea unui fluid abraziv, în jurul tubingului îmbinat și în afara sculei de producere a jetului, amplasată pe ansamblul de prăjini grele, astfel încât este creat un jet fluid abraziv sau eroziv, de înaltă viteză, la înaltă presiune, și folosit pentru a penetra coloana de exploatare și învelișul /inelul de ciment înconjurător, pentru a stabili o comunicație hidraulică cu intervalul dorit al formațiunii. După fixarea pacherului reașezabil dedesubtul zonei ce trebuie stimulată, tratamentul de stimulare poate fi pompat în josul spațiului inelar, amplasat între coloana de tubing și coloana de exploatare.

Metoda de perforare și tratament al unor intervale multiple, din una sau mai multe formațiuni subterane, intersectate de către o gaură de sondă, conform invenției, include fazele de desfășurare a prăjinilor grele în interiorul găurii de sondă, folosind un mijloc de desfășurare, acolo unde mijlocul de desfășurare poate fi o garnitură de tubing, țevi de extracție/injecție, un cablu sau un mijloc de deplasare la talpa sondei.

Echipamentul de perforare și tratament al unor intervale multiple, din una sau mai multe formațiuni subterane, intersectate de către o gaură de sondă, pentru punerea în aplicare a metodei, conform invenției, constă dintr-un mijloc de desfășurare, de exemplu tubing flexibil, tubing îmbinat, rețea electrică, conductori, mijloc de deplasare etc., cu un

RO 121145 Β1 ansamblu de prăjini grele BHA, care cuprinde cel puțin un dispozitiv de perforare și un 1 mecanism de etanșare, reajustabil, care poate fi acționat independent, prin unul sau mai multe mijloace de semnalizare, de exemplu, semnale electronice, transmise printr-o rețea 3 de conductori, semnale hidraulice, transmise prin tubing, țevi de extracție/injecție, spațiu inelar, elemente centrale de legătură, sarcini de întindere sau comprimare, transmisie radio, 5 transmisie prin fibre optice, sisteme de calculatoare electronice la bord, pentru prăjini grele etc. 7

Dispozitivul de perforare este poziționat adiacent cu intervalul ce trebuie perforat și este folosit pentru a perfora respectivul interval. Ansamblul de prăjini grele este poziționat 9 în interiorul găurii de sondă, folosind mijlocul de desfășurare, iar mecanismul de etanșare este acționat, astfel încât să stabilească o etanșare hidraulică în măsură să direcționeze 11 fluidul pompat în josul găurii de sondă, pentru a intra în intervalul perforat. Se eliberează mecanismul de etanșare. 13

Metoda poate fi apoi repetată, fără să se îndepărteaze ansamblul de prăjini grele

BHA din gaura de sondă, pentru cel puțin un interval suplimentar al uneia sau mai multor 15 formațiuni subterane.

Mijlocul de desfășurare poate fi o coloană de tubing, incluzând un tubing flexibil sau 17 un tubing îmbinat standard, un cablu metalic, un cablu de ghidaj sau un alt cablu.

De preferat, față de o desfășurare cu cablu sau tubing, mijlocul de desfășurare ar 19 putea fi, de asemenea, un sistem cu mijloc de deplasare, atașat la ansamblul de prăjini grele BHA. Sistemul cu mijloc de deplasare poate fi autopropulsat, comandat prin calculator 21 electronic și poate purta semnalizare la bord, astfel încât nu este necesar să se atașeze cablu sau tubing, pentru a comanda sau acționa sistemul ansamblului de prăjini grele BHA 23 și/sau sistemul mijlocului de deplasare. Ca alternativă, sistemul cu mijloc de deplasare ar putea fi comandat și pus în funcțiune prin elemente de legătură prin cablu sau elemente de 25 tubing, un astfel de sistem cu mijloc de deplasare și ansamblul de prăjini grele BHA fiind comandate și acționate prin semnale transmise la talpa sondei, folosind respectivele 27 elemente de legătură. Pot exista multe variante diferite ale invenției, în funcție de mijlocul de suspendare și componentele specifice ale ansamblului de prăjini grele BHA. 29 într-un prim exemplu de realizare, conform invenției, odată ce un interval a fost perforat, ansamblul de prăjini grele BHA poate fi deplasat și mecanismul de etanșare 31 acționat, pentru a stabili o etanșare hidraulică dedesubtul respectivului interval perforat. Fluidul de tratament poate fi pompat în jos în spațiul inelar dintre coloana de tubing și gaura 33 de sondă și în intervalul perforat. Și un al doilea fluid de tratament, de exemplu, azot, poate fi pompat în josul coloanei de tubing, în același timp în care primul fluid de tratament este 35 pompat în spațiul inelar dintre coloana de tubing și gaura de sondă.

în al doilea exemplu de realizare, când mijlocul de suspendare este o coloană de 37 tubing, îndată ce un interval a fost perforat, ansamblul de prăjini grele BHA poate fi deplasat și mecanismul de etanșare acționat, pentru a stabili o etanșare hidraulică deasupra 39 intervalului perforat. Apoi, fluidul de tratament poate fi pompat în josul coloanei de tubing și în intervalul perforat. 41 în al treilea exemplu de realizare, când mijlocul de desfășurare este o coloană de tubing, ansamblul de prăjini grele poate fi deplasat și mecanismul de etanșare acționat, 43 pentru a stabili o etanșare hidraulică deasupra și dedesubtul intervalului perforat, unde mecanismul de etanșare constă din două elemente de etanșare, distanțate suficient, pentru 45 a forma un pacher dublu pe intervalul perforat. în acest al treilea exemplu de realizare, fluidul de tratament poate fi pompat în josul coloanei de tubing însăși, printr-un orificiu de curgere 47 amplasat între cele două elemente de etanșare ale mecanismului de etanșare și în intervalul perforat. 49

RO 121145 Β1 într-un al patrulea exemplu de realizare, conform invenției, când ansamblul de prăjini grele BHA este desfășurat în gaură de sondă, folosind un cablu metalic, un cablu de ghidaj sau un alt cablu, ansamblul de prăjini grele BHA ar putea fi deplasat și mecanismul de etanșare acționat, pentru a stabili o etanșare hidraulică dedesubtul intervalului ce trebuie perforat, iar fluidul de tratament este pompat în spațiul inelar dintre cablul metalic, cablul de ghidaj sau un alt cablu.

într-un al cincilea exemplu de realizare, conform invenției, un mijloc central, ombilical, de legătură, este desfășurat ca un mijloc suplimentar, pentru a acționa o componentă a ansamblului de prăjini grele BHA. în sensul cel mai general, mijlocul central de legătură ar putea lua forma unui tubing de diametru mic sau unui tubing multiplu, pentru a asigura comunicația hidraulică cu componentele ansamblului de prăjini grele BHA; și/sau mijlocul central de legătură ar putea lua forma unui cablu sau unor cabluri multiple, pentru a asigura comunicația electrică sau electro-optică cu componentele ansamblului de prăjini grele BHA.

într-un al șaselea exemplu de realizare, conform invenției, când mijlocul de desfășurare este un sistem cu mijloc de deplasare atașat la ansamblul de prăjini grele BHA, respectivul ansamblu de prăjini grele BHA poate fi deplasat și mecanismul de etanșare acționat, pentru a stabili o etanșare hidraulică dedesubtul intervalului perforat. Fluidul de tratament poate fi pompat în josul găurii de sondă și în intervalul perforat.

într-un al șaptelea exemplu de realizare, conform invenției, este folosită tehnologia de tăiere cu jet de fluid abraziv, pentru perforare, și ansamblul de prăjini grele este suspendat prin intermediul tubingului, astfel încât ansamblul de prăjini grele BHA poate fi deplasat și mecanismul de etanșare acționat, pentru a stabili o etanșare hidraulică dedesubtul intervalului perforat. Apoi, fluidul de tratament este pompat în josul spațiului inelar, între tubing și gaura de sondă.

Metoda de perforare și tratament al unor intervale multiple, din una sau mai multe formațiuni subterane, intersectate de către o gaură de sondă, conform invenției, implică suspendarea unui ansamblu de prăjini grele, pentru a perfora și trata succesiv, fiecare din zonele multiple, dorite, în timp ce se execută pomparea treptelor multiple ale tratamentului simultan, și pentru a desfășura un mecanism de etanșare, reașezabil, mecanic, în scopul de a asigura o deviere comandată a fiecărei trepte de tratament individual. în aceste scopuri, se va înțelege că gaura de sondă include componente etanșate ale sondei, sub nivelul solului și de asemenea tot echipamentul etanșat de deasupra nivelului solului ca, de exemplu, gura sondei, bobine, instalații de prevenire a erupției și aparatul de lubrifiere.

Echipamentul de perforare și tratament al unor intervale multiple, din una sau mai multe formațiuni subterane, intersectate de către o gaură de sondă, conform invenției, constă dintr-un mijloc de desfășurare, de exemplu, tubing flexibil, tubing îmbinat, linie de cablu, sistem cu mijloc de deplasare etc.,cu un ansamblu de prăjini grele, compus din cel puțin un dispozitiv de perforare și un mecanism de etanșare, reașezabil, care poate fi acționat în mod independent de la suprafață, prin intermediul unuia sau mai multor mijloace de semnalizare, de exemplu, semnale electronice, transmise prin linie de cablu; semnale hidraulice, transmise prin tubing, spațiul inelar, elemente centrale de legătură; sarcini de întindere sau compresiune; transmisie radio, transmisie prin fibre optice etc. și construite pentru mediul și condițiile de solicitare din gaura de sondă.

în sensul cel mai general, termenul ansamblu de prăjini grele este folosit pentru a desemna o coloană/garnitură de componente, constând din cel puțin un dispozitiv de perforare și un mecanism de etanșare, reașezabil. Niște componente suplimentare, care includ, dar nu sunt limitate la aceste piese de instrumentație, racorduri de forfecare, scule

RO 121145 Β1 de spălare, racorduri cu orificii de circulație, racorduri cu orificii de curgere, racorduri cu 1 orificii de egalizare a presiunii, indicatoare de temperatură, manometre, racorduri pentru conexiuni de conductori, pene de prindere mecanică, reașezabile, detectoare de racorduri 3 de coloană, racorduri de centrare și/sau racorduri de priză pot fi, de asemenea, plasate pe ansamblul de prăjini grele, pentru a ușura alte operații și măsurători auxiliare anticipate, care 5 pot fi de dorit în timpul tratamentului de stimulare.

în sensul cel mai general, mecanismul de etanșare mecanică, reașezabil, înde- 7 plinește funcția de a asigura o etanșare hidraulică, unde etanșarea hidraulică este definită ca o suficientă restricție sau blocare de curgere, astfel încât un fluid este forțat să fie dirijat 9 spre un loc ce este diferit de locul spre care acesta ar fi dirijat dacă restricția de curgere nu ar fi prezentă. în mod specific, această definiție largă pentru etanșare hidraulică se înțelege 11 a include o etanșare hidraulică perfectă, astfel încât întreaga curgere să fie dirijată spre un loc diferit de locul spre care curgerea ar fi dirijată dacă restricția de curgere nu ar fi prezentă; 13 și o etanșare hidraulică imperfectă, astfel încât o parte apreciabilă a curgerii să fie dirijată spre un loc diferit de locul spre care curgerea ar fi dirijată dacă restricția de curgere nu ar fi 15 prezentă. Deși, în general, ar fi preferabil să se folosească o etanșare mecanică, reașezabilă, care asigură o etanșare hidraulică perfectă, pentru a realiza o stimulare optimă, 17 un mecanism de etanșare care asigură o etanșare hidraulică imperfectă, ar putea fi folosit și un tratament economic ar pentru fi realizat, chiar dacă tratamentul de stimulare poate să 19 nu fie deviat perfect.

în primul exemplu de realizare preferat, un tubing flexibil este folosit ca mijloc de 21 desfășurare, iar metoda conform invenției implică o perforare succesivă și apoi stimularea zonelor individuale, de jos în sus, ale intervalului de completare, cu fluidul de stimulare 23 pompat în josul spațiului inelar dintre coloana de exploatare și tubingul flexibil. După cum se analizează în cele ce urmează mai jos, acest exemplu de realizare a noului echipament și 25 noii metodei oferă îmbunătățiri substanțiale față de tehnologia de stimulare cu tubing flexibil și tubing îmbinat, existentă, și sunt aplicabile la o gamă largă de arhitecturi ale găurii de 27 sondă și construcții ale tratamentului de stimulare.

în mod specific, primul exemplu de realizare a metodei și echipamentului implică 29 sistemul de desfășurare, mijloacele de semnalizare, ansamblul de prăjini grele și operațiile, așa cum sunt descrise detaliat mai jos, unde diversele componente, orientarea lor și treptele 31 /fazele funcționale sunt alese numai în scopuri descriptive, pentru a corespunde componentelor și operațiilor care ar putea fi folosite pentru a instala stimulări de fractură, cu 33 susținere hidraulică, ale unor intervale multiple.

în primul exemplu de realizare, preferat, pentru un tratament de stimulare cu fractură 35 și susținere hidraulică, echipamentul constă dintr-un ansamblu de prăjini grele BHA, desfășurat în gaura de sondă prin intermediul unui tubing flexibil. Ansamblul de prăjini grele 37 include un dispozitiv de forfecare, un mecanism de etanșare mecanică, reașezabil, un detector de racorduri de coloană, orificii de circulație și alte componente auxiliare, așa cum 39 sunt descrise detaliat, mai jos.

Mai mult decât atât, în acest prim exemplu de realizare, preferat, dispozitivul de 41 perforare constă dintr-un sistem de puști de perforare, cu declanșare selectivă a focului, folosind încărcături de perforare fasonate, mecanismul de etanșare mecanică, reașezabil, 43 constă dintr-un pacher reașezabil, extensibil, un dispozitiv glisant, reașezabil, mecanic, pentru a împiedica deplasarea axială în jos, a ansamblului de prăjini grele, când este fixat, 45 și niște orificii de egalizare a presiunii, amplasate deasupra și dedesubtul pacherului reașezabil, extensibil. 47

RO 121145 Β1 în afară de aceasta, în primul exemplu de realizare preferat, o linie de cablu este plasată în interiorul tubingului flexibil și folosită pentru a asigura un mijloc de semnalizare pentru acționarea încărcăturilor de perforare cu aprindere selectivă și transmiterea de semnale electrice, asociate cu detectorul de racorduri de coloană, folosit pentru măsurarea adâncimii ansamblului de prăjini grele BHA.

Cu referire la fig. 1, un exemplu de echipament de suprafață, ce ar putea fi folosit în primul exemplu de realizare, preferat, este un montaj care folosește un aparat 2 de lubrifiere foarte lung, cu un cap 4 de injecție al tubingului elastic, suspendat sus, în aer, cu un braț 6 de macara, atașat la o bază 8 a macaralei. Gaura de sondă cuprinde, în mod tipic, o coloană 78 de suprafață/de ancoraj, aflată parțial sau total într-un înveliș/inel 80 de ciment, și o coloană 82 de exploatare, aflată parțial sau total într-un înveliș/inel 84 de ciment, unde peretele interior al găurii de sondă este compus dintr-o coloană 82 de exploatare. Adâncimea găurii de sondă, de preferință, se extinde cu o anumită distanță sub intervalul cel mai de jos ce urmează să fie stimulat, pentru a putea primi lungimea ansamblului de părjini grele, ce va fi atașat la un capăt al unui tubing 106 elastic. Tubingul 106 elastic este introdus în gaura de sondă, folosind capul 4 de injecție al tubingului elastic și aparatul 2 de lubrifiere.

De asemenea, instalat pe aparatul 2 de lubrifiere, se află niște prevenitoare 10 de erupție, care pot fi acționate de la distanță, în cazul unor deranjamente de exploatare. Baza 8 a macaralei, brațul 6 al macaralei, capul 4 de injecție al tubingului elastic, aparatul 2 de lubrifiere, prevenitoarele 10 de erupție și componentele de comandă și/sau acționare auxiliare, asociate acestora, sunt componente de echipament standard, bine cunoscute persoanelor de meserie din acest domeniu, care se adaptează la metode și procedee de instalare în condiții de siguranță a ansamblului de prăjini grele, al tubingului elastic, într-o sondă sub presiune, și ulterior, scoaterea ansamblului de prăjini grele, al tubingului elastic, din sonda sub presiune.

Cu un echipament disponibil, înălțimea la partea de sus a capului 4 de injecție al tubingului elastic poate fi de aproximativ 27 m deasupra nivelului solului, iar cu o lulea 12 a capului hidraulic, unde tubingul elastic este îndoit deasupra, pentru a coborî vertical în sondă, poate fi aproximativ de 31,5 m deasupra solului. Brațul 6 al macaralei și baza 8 a macaralei vor susține sarcina capului 4 de injecție, tubingului 106 elastic și orice cerințe de sarcină, anticipate, pentru operații de instrumentație potențială, instrumentație cu ajutorul gealei și tracțiune.

în general, aparatul 2 de lubrifiere trebuie să aibă o lungime mai mare decât lungimea ansamblului de prăjini grele, pentru a permite ca ansamblul de prăjini grele să fie desfășurat în condiții de siguranță, într-o sondă sub presiune. în funcție de cerințele de lungime totală și după cum s-a determinat pe baza unor calcule atente de proiectare, pentru o aplicație specifică, pentru a asigura stabilitatea capului 4 de injecție al tubingului flexibil și aparatului 2 de lubrifiere, pot fi atașate niște cabluri 14 de ancoraj, în diverse locuri de pe capul 4 de injecție al tubingului flexibil și aparatul 2 de lubrifiere. Cablurile 14 de ancoraj trebuie să fie bine fixate în sol, pentru a preveni o mișcare nedorită a capului 4 de injecție al tubingului flexibil și aparatului 2 de lubrifiere, astfel încât să nu fie compromisă integritatea componetelor de la suprafață, pentru a ține presiunea. în funcție de cerințele de lungime totală, pot fi de asemenea folosite sisteme de suspendare a sistemului alternativ, cap de injecție/aparat de lubrifiere, structuri de tubing flexibil sau instalații de completare-reglare/ intervenție la sondă.

în fig. 1 sunt, de asemenea, arătate câteva piese de prevenitoare de la gura sondei, care pot fi folosite pentru comanda curgerii și izolare hidraulică, în timpul operațiilor de montaj, operațiilor de stimulare și operațiilor de demontaj.

RO 121145 Β1

Un ventilul 16 de coroană asigură un dispozitiv pentru izolarea porțiunii găurii de 1 sondă de deasupra ventilului 16 de coroană, față de porțiunea găurii de sondă, aflată dedesubtul ventilului 16 de coroană. Ventilul 18 principal superior de fracturare, al capului 3 de erupție și ventilul 20 principal inferior de fracturare, al capului de erupție, asigură, de asemenea, sisteme de ventile pentru izolarea presiunilor găurii de sondă deasupra și 5 dedesubtul locurilor corespunzătoare lor. în funcție de practicile specifice de șantier și de construcția lucrării de stimulare, este posibil să nu fie necesare sau cerute toate aceste 7 ventile tip, pentru izolare.

Niște ventile 22 laterale, pentru injecție de evacuare, arătate în fig. 1, asigură un loc 9 pentru injecția fluidelor de stimulare în gaura de sondă. Conductele de la pompele și rezervoarele de suprafață, folosite pentru injecția fluidelor de stimulare, vor fi atașate cu 11 fitinguri și/sau cuplaje adecvate ventilelor 22 laterale de injecție de evacuare. Fluidele de stimulare vor fi apoi pompate în gaura de sondă, pe acest traseu de curgere. Cu instalarea 13 unui alt echipament adecvat de comandă a curgerii se poate, de asemenea, să se producă fluid din gaura de sondă, folosind ventilele 22 laterale pentru injecție de evacuare. Trebuie 15 reținut faptul că interiorul tubingului 106 flexibil poate fi, de asemenea, folosit în calitate de conductă de curgere, pentru injecție de fluid în gaura de sondă. 17

Niște găuri 24 de sondă pentru depozitarea ansamblurilor de prăjini grele, arătate în fig. 1, asigură un loc de păstrare pentru un ansamblu 27 de prăjini grele de rezervă sau 19 pentru păstrarea ansamblurilor de prăjini grele care au fost folosite în timpul intervențiilor anterioare. Găurile 24 de sondă pentru păstrarea ansamblurilor de prăjini grele pot fi forate 21 la mică adâncime, astfel încât un ansamblu de prăjini grele, care poate conține încărcături de perforare, să fie ținut pe loc, în condiții de siguranță, cu pene de suprafață, astfel încât 23 încărcăturile de perforare să fie amplasate sub nivelul solului, până când ansamblul de prăjini grele este gata de a fi atașat la tubingul 106 flexibil. Găurile 24 de sondă pentru 25 ansamblul de prăjini grele pot fi forate pentru a asigura amplasarea garniturilor de burlane de coloană, cimentate sau necimentate, sau pot fi lăsate neprinse împreună în coloana de 71 tubaj. Numărul efectiv de găuri 24 de sondă pentru ansambluri de prăjini grele, necesar pentru o operație particulară, depinde de cerințele de lucru totale. Găurile 24 de sondă 29 pentru păstrarea ansamblurilor de prăjini grele pot fi amplasate în limita razei de acțiune a brațului 6 al macaralei, pentru a asigura schimbarea rapidă a subansamblurilor de prăjini 31 grele, în timpul desfășurării operației de stimulare, fără a fi necesară o mutare fizică a bazei a macaralei într-un alt loc.33

Referitor la fig. 2A, tubingul 106 flexibil este echipat cu un racord 110 de tubing flexibil, care poate fi legat la un racord 112 combinat de forfecare - decuplare/piese de35 instrumentație, care conține atât un mecanism de forfecare decuplare, cât și o piesă de instrumentație și permite trecerea fluidelor sub presiune și a unei linii 102 de cablu.37

Racordul 112 combinat de forfecare - decuplare/piesă de instrumentație poate fi legat la un racord care conține un racord 114 cu orificii de circulație, ce poate să asigure un traseu 39 de curgere pentru spălarea rezidurilor de substanțe situate deasupra unui pacher 120 reașezabil, extensibil, sau să asigure un traseu de curgere pentru injecție de fluid la talpa 41 sondei, folosind tubingul 106 flexibil. Racordul 114 cu orificii de circulație conține un ansamblu de ventile, care acționează orificiul racordului114 de circulație și un orificiu 116 43 de egalizare, superior. Orificiul 116 de egalizare, superior, poate fi pus în legătură cu un orificiu 122 de egalizare, inferior, parcurgând tubingul prin pacherul 120 reașezabil, 45 extensibil. Atât orificiul racordului 114 de circulație, cât și orificiul 116 de egalizare, superior, vor fi, de preferință, deschise în poziție de marș, a garniturii de foraj, permițând, prin 47

RO 121145 Β1 aceasta, o comunicație de presiune între presiunea interioară de tubing flexibil și tubingul flexibil prin intermediul presiunii din spațiul inelar. în cadrul acestui descrieri, termenul poziție de marș se referă la situația în care toate componentele din ansamblul de prăjini grele posedă o configurație care permite o deplasare axială nestingherită, în susul și în josul găurii de sondă. Orificiul 122 de egalizare, inferior, amplasat sub pacherul 120 reașezabil, expandabil, este întotdeauna deschis, iar curgerea prin orificiile de egalizare este comandată de către orificiul 116 de egalizare, superior. Orificiile de circulație și egalizare pot fi închise simultan prin plasarea unei ușoare sarcini de compresiune pe ansamblul de prăjini grele. Pentru a preveni o potențială curgere în sens invers, în tubingul flexibil, atunci când orificiul racordului 114 de circulație este deschis în poziție de marș, o presiune de la suprafață poate fi aplicată tubingului 106 flexibil, astfel încât presiunea în interiorul orificiul racordului 114 de circulație să depășească presiunea găurii de sondă, existentă direct, în exteriorul orificiului racordului 114 de circulație. Pacherul 120 reașezabil, extensibil, poate căpăta o comunicație de presiune, prin supape, din interior, cu presiune interioară a tubingului flexibil, plasând o ușoară sarcină de compresiune pe ansamblul de prăjini grele. Niște pene 124 de blocare a poziției axiale, reașezabile, acționate mecanic, sau pene de prindere, pot fi amplasate sub pacherul 120 reașezabil, extensibil, pentru a opune rezistență deplasării descendente în gaura de sondă. Penele 124 de prindere pot fi acționate printr-un mecanism J continuu printr-o ciclizare a sarcinii axiale între comprimare și întindere. Un racord 126 de legătură al liniei de cablu este amplasat deasupra unui detector 128 de racorduri ale coloanei și sistemului de puști de perforare cu detonare selectivă. Un racord 130 de legătură al puștii leagă detectorul 128 de racorduri ale coloanei cu un cap 152 de detonare selectivă. Sistemul puștilor de perforare poate fi construit pe baza cunoașterii numărului, locului și grosimii nisipurilor purtătoare de hidrocarburi, în interiorul zonelor țintă. Sistemul de puști va fi compus din câte un ansamblu de puști 134, pentru fiecare zonă ce trebuie supusă tratamentului. Primul, cel mai de jos ansamblu de puști, va consta dintr-un cap 132 de aprindere selectivă și un pachet de puști care va fi încărcat cu niște încărcături 136 de perforare și un sistem detonator cu aprindere selectivă.

în mod specific, un exemplu de realizare, preferat, al metodei propuse, implică fazele ce urmează, unde lucrarea de stimulare este aleasă, numai din motive descriptive, ca fiind o stimulare de fracturare cu susținere hidraulică, pe mai multe trepte/etaje.

- Sonda este perforată și coloana este cimentată transversal pe intervalul ce trebuie terminat și, dacă se dorește, una sau mai multe găuri de sondă, pentru păstrarea ansamblurilor de prăjini, sunt forate și terminate.

- Zonele țintă, în interiorul intervalului de terminare, sunt identificate, în mod tipic printr-o combinație de diagrafii de găuri deschise și găuri tubate.

- Ansamblurile de prăjini grele BHA și ansamblurile puștilor de perforare, ce trebuie desfășurate pe fiecare ansamblu de prăjini grele, care se anticipează a fi folosit în timpul operației de simulare, sunt concepute pe baza cunoașterii numărului, locului și grosimii nisipurilor purtătoare de hidrocarburi din interiorul zonelor țintă.

4-0 bobină de tubing flexibil este pregătită cu un ansamblu de prăjini grele, preferat, descris mai sus. Bobina de tubing flexibil va fi, de asemneea, pregătită să conțină linia de cablu ce se folosește pentru a asigura un mijloc de semnalizare, destinat acționării puștilor de perforare. De preferință, numărul dorit de ansambluri de prăjini grele de rezervă, configurate în mod adecvat, va fi de asemenea pregătit și depozitat în gaura/găurile de sondă, pentru păstrarea ansamblurilor de prăjini grele. Tubingul flexibil poate fi preîncărcat cu fluid, fie înainte, fie după atașarea ansamblului de prăjini grele la tubingul flexbil.

RO 121145 Β1

- După cum se arată în fig. 1, tubingul 106 flexibil, cu ansamblul de prăjini grele, 1 este introdus în sondă, prin aparatul 2 de lubrifiere, iar capul 4 de injecție al tubingului flexibil este suspendat, cu ajutorul unui braț 6 de macara. 3

- Respectivul tubing flexibil/ansamblu de prăjini grele BHA este introdus în sondă, în timp ce se face o corelare a adâncimii ansamblului de prăjini grele BHA cu detectorul 128 5 de racorduri de coloană, fig. 2A.

Respectivul tubing flexibil/ansamblu de prăjini grele BHA este introdus dedesubtul 7 zonei țintă cea mai de jos, pentru a avea certitudinea că există suficientă adâncime a găurii de sondă, sub perforațiile cele mai de jos, pentru a amplasa ansamblul de prăjini grele sub 9 primul set de perforații, în timpul operațiilor de fracturare.

După cum se arată în fig. 2B, tubingul bobinat/ansamblul de prăjini grele este apoi 11 ridicat până la un loc, în interiorul găurii de sondă, astfel încât primul, cel mai de jos, set de încărcături 136 de perforare, conținut pe primul ansamblu 134 de puști al sistemului de puști 13 de perforare cu declanșare selectivă, să fie amplasat direct transversal pe zona țintă cea mai de jos, unde trebuie să se stabilească un reglaj de adâncime precis, pe baza citirilor obținute 15 de la detectorul 128 de racorduri de coloană și sistemului cu contor de parcurs al tubingului flexibil, nefigurat. Acțiunea de deplasare a ansamblului de prăjini grele BHA până la locul 17 primului interval perforat va trece mecanismul J continuu glisant, mecanic, nefigurat, în poziția de preblocare, unde o mișcare descendentă ulterioară va forța penele 124 de 19 prindere, reașezabile, în poziția blocată, prin aceasta împiedicând o deplasare descendentă în continuare. Trebuie reținut faptul că o trecere ciclică suplimentară a sarcinii axiale a 21 tubingului flexibil, de la compresiune la întindere și invers, va readuce penele de prindere mecanice, reașezabile, la poziția de funcționare. în acest mod, mecanismul cu “J continuu, 23 cuplat cu folosirea sarcinilor de compresiune și întindere, transmise prin intermediul mijlocului de suspendare, tubing flexibil, sunt folosite pentru a asigura activarea și dezactivarea 25 penelor de prindere mecanică la talpa sondei.

- Pprimul set al încărcăturilor 136 de perforare este declanșat selectiv,cu ajutorul 27 unei acționări de la distanță, prin intermediul liniei 102 de cablu, pentru comunicare cu primul cap 132 de declanșare selectivă, pentru a penetra coloana 82 de tubare și învelișul/inelul 29 84 de ciment și a stabili o comunicație hidraulică cu formațiunea 86 prin niște perforații 230...231, ce se produc. Trebuie înțeles faptul că orice set de perforații, dacă se 31 dorește, poate fi un set cu o perforație, deși perforațiile multiple asigură, în general, rezultate de tratament îmbunătățite. 33

Trebuie, de asemenea, înțeles faptul că se poate declanșa mai mult decât un segment al ansamblului de puști, dacă se dorește să se atingă numărul țintă de perforații, 35 dacă trebuie să se remedieze o declanșare efectiv ratată sau dacă, purși simplu, se dorește o creștere a numărului de perforații. Trebuie, de asemenea, să se înțeleagă că un interval 37 nu este limitat în mod necesar la un singur nisip-rezervor. Cu această invenție, intervale de nisip multiple pot fi perforate și supuse tratamentului, ca un singur etaj, folosind agenți 39 convenabili pentru desfășurare simultană, în cadrul unei trepte de tratament.

- După cum se arată în fig. 2C, tubingul flexibil poate fi deplasat, pentru a 41 poziționa orificiul racordului 114 de circulație direct sub perforația 231 cea mai adâncă a acestei prime zone țintă, în scopul de a minimiza, în mod potențial, umplutura de susținere 43 de deasupra pacherului 120 reașezabil, expandabil, și a minimiza curgerea materialului de susținere, de înaltă viteză, dincolo de ansamblul de prăjini grele. 45

- Prima treaptă a tratamentului de stimulare prin fracturare este inițiată punând în circulație un volum mic de fluid, în josul tubingului 106 flexibil, prin orificiul racordului 114 de 47

RO 121145 Β1 circulație, cu ajutorul unei pompe volumetrice. Aceasta este urmată de inițierea pompării de fluid de stimulare în josul spațiului inelar dintre tubingul 106 flexibil și coloana 82 de exploatare, la debite de stimulare a fracturării. Volumul mic de fluid, care curge în josul tubingului 106 flexibil, servește pentru a ține o presiune pozitivă în interiorul tubingului 106, în scopul de a opune rezistență curgerii înapoi a fluidului încărcat cu material de susținere în tubingul 106 flexibil și a opune rezistență încărcării de rupere a tubingului flexibil, în timpul operațiilor de fracturare. Se reține faptul că, drept mijloc de alternativă, pentru a se opune ruperii tubingului flexibil, poate fi folosit un mecanism cu ventile, interior, în scopul de a menține orificiul racordului 114 de circulație în poziția închisă, și apoi se aplică o presiune pozitivă tubingului 106 flexibil, folosind o pompă de la suprafață. Ca un exemplu ilustrativ de proiectare a tratamentului de fracturare, pentru stimularea unui zăcământ lenticular de nisip care conține hidrocarburi, cu o mărime de 15 acri, prima treaptă de fracturare ar putea să cuprindă subtrepte, după cum urmează:

a - 5000 galoane de apă cu 2% KC1;

b - 2000 galoane de gel reticulat care conține 1 pund/galon, material de susținere; c - 3000 galoane de gel reticulat care conține 2 punzi/galon, material de susținere; d - 5000 galoane de gel reticulat care conține 3 punzi/galon, material de susținere Și;

e- 3000 galoane gel reticulat care conține 4 punzi per galon, material de susținere, astfel încât în prima zonă sunt amplasați 35000 punzi de material de susținere.

- După cum se arată în fig. 2C, toate subtreptele primei operații de fracturare sunt terminate cu încărcarea primei fracturi 232 cu material de susținere.

- La sfârșitul primei trepte a tratamentului de stimulare, trebuie ca materialul de susținere din gaura de sondă să împiedice tubingul flexibil/ansamblul de prăjini grele să se deplaseze imediat; fluidul poate fi circulat prin orificiul 114 de circulație, pentru a spăla peste tot și goli complet materialul de susținere, în scopul de a elibera tubingul flexibil/ansamblul de prăjini grele și a permite deplasarea.

- După cum se arată în fig. 3A, tubingul flexibil/ansamblul de prăjini grele este tras apoi în susul găurii de sondă, până ajunge cu puțin deasupra celei de a doua zone țintă, cea mai adâncă, astfel încât cel de al doilea set de încărcături 146 de perforare, conținut pe un sistem 144 al puștilor de perforare cu aprindere /declanșare selectivă sunt amplasate puțin deasupra celei de a doua zone țintă, cea mai adâncă, unde se stabilește din nou un reglaj precis al adâncimii, pe baza citirilor de la un detector 128 de racorduri ale coloanei și sistemele cu contor de parcurs al tubingului flexibil. Acțiunea de deplasare în sus, a ansamblului de prăjini grele BHA, puțin deasupra celui de al doilea interval ce trebuie perforat, va trece mecanismul J continuu, glisant, reașezabil, în poziția de preblocare. în continuare, se execută o ciclizare de sarcini de compresiune/întindere, pentru a plasa mecanismul “J continuu”, glisant, mecanic, înapoi în poziția de funcționare. Tubingul flexibil/ ansamblul de prăjini grele este apoi deplasat în jos, până la poziția în care încărcăturile 146 de perforare, conținute pe sistemul 144 al puștilor de perforare cu aprindere/declanșare selectivă, se află direct transversal față de a doua zonă, cea mai adâncă, unde se stabilește din nou un reglaj precis de adâncime, pe baza citirilor de la detectorul 128 de racorduri de coloană și sistemelor cu contor de parcurs al tubingului flexibil.

- încărcăturile 146 de perforare, ale celui de al doilea set, sunt aprinse/declanșate selectiv, prin acționare de la distanță, cu ajutorul celui de al doilea cap 142 de aprindere selectivă, pentru a străpunge coloana 82 de tubare și învelișul/inelul 84 de ciment și a stabili o comunicație hidraulică cu o formațiune 86, prin niște perforații 240...241 ce rezultă.

RO 121145 Β1

- După cum se arată în fig. 3B, tubingul flexibil poate fi deplasat în josul găurii de 1 sondă, pentru a poziționa ansamblul de prăjini grele BHA cu câteva picioare sub perforația

241 cea mai adâncă a celei de a doua zone țintă. Deplasarea ulterioară a ansamblului de 3 prăjini grele BHA în susul găurii de sondă, pentru a poziționa orificiul 114 de circulație direct sub perforația 241 cea mai adâncă a celei de a doua zone țintă, va aduce ciclic penele 124 5 de prindere mecanică, reașezabile, în poziția de preblocare, unde o deplasare descendentă ulterioară va forța penele 124 de prindere, reașezabile, în poziția de blocare, împiedicând 7 astfel o deplasare descendentă în continuare.

- După cum se arată în fig. 3C, o deplasare în jos cuplează penele 124 de 9 prindere mecanică, reașezabile, cu peretele coloanei de tubare 82, împiedicând astfel o deplasare în jos, în continuare, a ansamblului de prăjini grele BHA. O sarcină de corn- 11 presiune este aplicată apoi pe tubingul flexibil și această sarcină închide orificiul racordului114 de circulație și orificiul 116 de egalizare, superior, și creează o comunicație de 13 presiune între pacherul 120 reașezabil, expandabil, și presiunea tubingului flexibil, interioară. Sarcina de comprimare menționată blochează, de asemenea, orificiul racordului 114 de 15 circulație într-o poziție situată direct sub cea mai adâncă perforație 241 a acestei a doua zone țintă, pentru a minimiza posibilitatea ca materialul de susținere să umple spațiul de 17 deasupra pacherului 120 reașezabil, expandabil, și a minimiza curgerea materialului de susținere, cu viteză înaltă, dincolo de ansamblul de prăjini grele și pacherul 120 expandabil, 19 reașezabil, poziționat între primul interval perforat și al doilea interval perforat.

18-0 altă sarcină de compresiune este aplicată în jos, asupra tubingului flexibil/ 21 ansamblul de prăjini grele, pentru a încerca penele 124 de prindere mecanică, reașezabile, și a exista certitudinea că o forță descendentă, suplimentară, nu se traduce 23 printr-o deplasare în continuare a ansamblului de prăjini grele BHA în josul găurii de sondă.

- După cum se arată în fig. 3D, pacherul 120 reașezabil, expandabil, este acționat 25 prin punerea sub presiune a tubingului 106 flexibil, pentru a efectua o etanșare hidraulică deasupra și dedesubtul pacherului 120 reașezabil și expandabil. O sarcină de compresiune 27 este menținută pe ansamblul de prăjini grele BHA, pentru a menține comunicația de presiune între presiunea tubingului flexibil, internă, și pacherul 120 reașezabil, expandabil, 29 pentru a ține orificiul racorduluil 14 de circulație și orificiul 116 de egalizare, superior, închise, și a ține penele 124 de prindere mecanică, reșezabile, în poziția acționată și blocată, 31 menționată. Pacherul 120 reașezabil, expandabil, este menținut în starea acționată, menționată, prin menținerea presiunii în tubingul 106 flexibil, cu ajutorul unui sistem cu 33 pompă, de la suprafață, se menționează, ca alternativă, că pacherul reașezabil, expandabil, ar putea fi menținut într-o stare acționată, prin blocarea presiunii în elementul care folosește 35 o supapă interioară, acționată de la distanță, de la suprafață, cu ajutorul unui mijloc de semnalizare compatibil cu alte componente ale ansamblului de prăjini grele BHA și un alt 37 mijloc de semnalizare, prezent.

Cea de a doua treaptă a tratamentului de stimulare a fracturării este inițiată cu fluid 39 pompat în josul spațiului inelar dintre tubingul 106 flexibil și coloana 82 de tubare, la debite de stimulare a fracturării, în timp ce se menține sarcina de compresiune pe ansamblul de 41 prăjini grele BHA, în sensul de a ține închis orificiul racordului 114 de circulație și orificiul 116 de egalizare, superior, și menținând presiunea tubingului flexibil la un nivel suficient pentru 43 a opune rezistență ruperii coloanei de tubing flexibil, pentru a ține pacherul 120 reașezabil, expandabil, în stare expandată și a servi în calitate de etanșare hidraulică 45 între presiunea existentă în spațiul inelar de deasupra pacherului, înainte, în timpul și după operația de fracturare, și presiunea existentă în gaura de sondă, etanșată, dedesubtul 47 pacherului reașezabil, expandabil.

RO 121145 Β1

Toate subtreptele operației de fracturare sunt supuse pompării, lăsând o subtransferare minimă a ultimei subtrepte, încărcate cu material de susținere, în gaura de sondă, astfel încât să nu se producă o supradesfășurare a tratamentului de fracturare.

Dacă, în cursul acestei trepte de tratament, se pare că este compromisă integritatea de etanșare a pacherului 120 reașezabil, expandabil, atunci această treaptă de tratament ar putea fi suspendată temporar, pentru a încerca integritatea de etanșare a pacherului, deasupra celor mai de sus, perforații existente, de exemplu, perforațiile 240 din fig. 3D, după ce se fixează pacherul 120 reașezabil, expandabil, în țeava brută. Dacă este cazul să se execute încercarea de integritate a etanșării, atunci ar fi de dorit să se efectueze o operație de circulație/spălare, pentru a exista certitudinea că orice material de susținere, ce poate fi prezent în gaura de sondă, este circulat în afara găurii de sondă, înainte de efectuarea încercării. Operația de circulare/spălare ar putea fi executată prin deschiderea orificiului racordului 114 de circulație și apoi pomparea de fluid de circulație în josul tubingului 106 flexibil, pentru a circula materialul de susținere, în afara găurii de sondă.

După cum se arată în fig. 3E, toate subtreptele celei de a doua operații de fracturare sunt încheiate cu crearea unei a doua fracturări 242 cu material de susținere.

După încheirea operației de fracturare a celei de a doua trepte și încetarea injecției de fluid de stimulare, în josul spațiului inelar, format între tubingul 106 flexibil și coloana 82 de exploatare, se aplică o mică sarcină de întindere tubingului 106, în timp ce se menține presiunea tubingului flexibil, interioară.

Mica întindere aplicată izolează, în primul rând, pacherul reașezabil, expandabil, față de presiunea tubingului flexibil, blocând astfel presiunea dintr-un pacher 130 reașezabil, flexibil, expandabil, și menționând, prin aceasta, o presiune pozitivă și imprimând o rezistență semnificativă deplasării axiale a pacherului 120 reașezabil, expandabil. în aceeași mișcare, întinderea aplicată poate să deschidă apoi orificiul racordului 114 de circulație și orificiul 116 de egalizare, permițând prin aceasta, ca presiunea tubingului flexibil să fie purjată în spațiul inelar format de către tubingul 106 flexibil și coloana 82 de exploatare, în timp ce se permite simultan ca presiunile existente deasupra și dedesubtul pacherului 120 reașezabil, expandabil, să se echilibreze. Pompa sistemului de suprafață, care asigură presiunea internă a tubingului flexibil, poate fi oprită după echilibrarea presiunilor de la talpa sondei.

- După ce se echilibrează presiunile din interiorul tubingului flexibil, din spațiul inelar format de către tubingul 106 flexibil și coloana 82 de exploatare, deasupra pacherului 120 reașezabil, expandabil, și din spațiul inelar format de către ansamblul de prăjini grele și coloana 82 de exploatare, sub pacherul 120 reașezabil, expandabil, o sarcină de compresiune aplicată de tubingul flexibil va închide orificiul racordului 114 de circulație și orificiul 116 de egalizare, superior, înainte de degajarea presiunii prinse în interiorul pacherului 120 reașezabil, expandabil, în tubingul 106 flexibil. Această degajare a presiunii interne din pacherul 120 reașezabil, expandabil, va permite ca respectivul pacher 120 reașezabil, expandabil, să se retragă de la peretele coloanei de exploatare, așa cum se arată în fig. 3F, în absența unei diferențe de presiune exterioară transversal pe pacherul 120 reașezabil, expandabil, care altfel ar putea determina forțe și o deplasare care ar putea deteriora tubingul 106 flexibil sau ansamblul de prăjini grele BHA.

- Oodată cu pacherul 120 reașezabil, expandabil, este desprins, așa cum se arată în fig. 3F, o întindere aplicată asupra tubingului flexibil/ansamblului de prăjini grele ar putea să dezactiveze penele 124 de prindere mecanică, reașezabile, permițând prin aceasta ca ansamblul de prăjini grele să fie capabil a se deplasa și a fi repoziționat în susul găurii de sondă.

RO 121145 Β1

- Dacă la sfârșitul treptei a doua a tratamentului de stimulare, materialul de 1 susținere din gaura de sondă împiedică tubingul flexibil/ansamblul de prăjini grele să se deplaseze imediat, atunci fluidul poate fi circulat prin orificiul racordului 114 de circulație, 3 pentru a spăla peste tot și goli complet materialul de reazem, în scopul de a elibera tubingul flexibil/ansamblul de prăjini grele și a permite deplasarea în sus a ansamblului de prăjini 5 grele, după degajarea pacherului reașezabil, expandabil.

- Pprocesul, așa cum a fost descris mai sus, se repetă până când toate zonele 7 planificate sunt stimulate în mod individual, fig. 3A până la 3F reprezintă un ansamblu de prăjini grele, construit pentru o stimulare pe trei zone. 9

- La terminarea procesului de stimulare, componentele ansamblului de prăjini grele BHA sunt readuse la poziția de marș și ansamblul tubing flexibil/ansamblu de prăjini 11 grele BHA este scos din gaura de sondă.

- Dacă toate zonele țintă dorite au fost stimulate, atunci sonda poate fi pusă 13 imediat în exploatare.

- Dacă este de dorit să fie stimulate niște zone suplimentare, atunci o bobină de 15 tubing flexibil poate fi pregătită cu un ansamblu de prăjini grele puțin modificat, așa cum se arată în fig. 4A. în acest ansamblu, singura modificare la ansamblul de prăjini grele BHA, 17 conform exemplului de realizare preferat, descris mai sus, poate consta în adăugarea unui dop 164 mecanic, la setul de aprindere selectivă, sau unui dop - punte 164 la setul, de 19 aprindere selectivă, amplasat sub ansamblul cel mai de jos al puștilor de aprindere selectivă, așa cum se arată în fig. 4A. în general, dopul 164 mecanic al setului de aprindere selectivă 21 poate reprezenta, fie un dop de punte, fie o șicană/deflector de fracturare. O șicană de fracturare ar fi în general preferată, dacă se dorește să se producă simultan zone separate, 23 cu ajutorul dopului, imediat după lucrarea de stimulare.

- Ansamblul de prăjini grele BHA, modificat, așa cum se arată în fig. 4A, constă 25 dintr-un sistem de puști de perforare cu aprindere selectivă, fig. 4A ilustrează un sistem de puști care cuprinde niște puști 174,184, și 194 de perforare, cu niște încărcături 176,186 27 și 196, asociate și niște capete 172,182 și 192 de aprindere selectivă, un detector 128 de racorduri ale coloanei, niște orificii 114,116 și 122 de curgere, un pacher 120 reașezabil, 29 expandabil, un dispozitiv 124 glisant, axial, mecanic, reașezabil, și un dop 164 de punte cu aprindere selectivă, fixat folosind un cap 162 de aprindere selectivă. Ansamblul de tije grele 31 BHA, modificat, este introdus în sondă, cu ajutorul unui aparat de lubrifiere și un cap de injecție al tubingului, suspendat de o macara sau o turlă de foraj, deasupra capului sondei. 33

- Tubingul flexibil/ansamblul de prăjini grele este introdus în sondă, în timp ce se corelează adâncimea cu detectorul de racorduri ale coloanei. 35

- După cum se arată în fig. 4A, tubingul flexibil/ansamblul de prăjini grele este introdus în sondă, pentru a poziționa dopul 164 mecanic, cu aprindere selectivă, deasupra 37 ultimei zone 252, stimulată anterior.

- Așa cum se arată în fig. 4B, capul 162 de detonare, cu aprindere selectivă, este 39 declanșat pentru a fixa dopul 164 mecanic de aprindere selectivă, deasupra ultimei zone 252 stimulate anterior. 41

- După ce capul 162 de aprindere selectivă al dopului - punte este activat, pentru a fixa dopul - punte cu aprindere selectivă, tubingul flexibil/ansamblul de prăjini grele este 43 apoi ridicat, până la un loc în interiorul găurii de sondă, astfel încât primul, cel mai de jos, set de încărcături 176 de perforare, conținut pe sistemul de puști cu aprindere selectivă, să fie 45 fixat direct transversal pe următoarea zonă țintă, cea mai de jos, ce trebuie perforată, unde se poate regla o adâncime precisă, pe baza citirilor de la detectorul 128 de racorduri ale 47

RO 121145 Β1 coloanei și sistemelor de contor de parcurs al tubingului flexibil, amplasate pe echipamentul de la suprafață. Acțiunea de deplasare în sus a ansamblului de prăjini grele BHA până la locul primului interval perforat va acționa ciclic penele 124 de prindere mecanică, reașezabilă, în poziția blocată, și va cere acționarea ciclică a sarcinii axiale a tubingului flexibil, prin compresiune și întindere, și invers, pentru a readuce penele de fixare mecanică, reașezabile, în poziția de funcționare.

După cum se arată în fig. 4B, primul set de încărcături 176 de perforare de pe ansamblul de prăjini grele BHA sunt aprinse selectiv, prin acționare de la distanță, cu ajutorul celui de al doilea cap 172 de aprindere selectivă, pentru a străpunge coloana 82 și învelișul/ miezul 84 de ciment cu niște perforații 270,271 și a stabili o comunicație hidraulică cu formațiunea 86, prin perforațiile 270 - 271 ce rezultă.

Dacă nu există suficient spațiu între ultimele perforații 250-251, plasate anterior, și locul următorului set de perforații 270,271, ce trebuie stimulat, în scopul de a da posibilitatea unei plasări corespunzătoare a ansamblului de prăjini grele BHA, pentru perforare, izolare și stimulare a următorului set de perforații 270, atunci dopul 164 de punte pentru aprindere selectivă poate fi fixat sub ultimele perforații 250, 251, stimulate anterior, iar pacherul reașezabil, expandabil, poate fi întrebuințat în timpul primei operații de stimulare, pentru a izola perforațiile 270...271, cele mai de sus, față de perforațiile 250,251, stimulate anterior.

întregul proces, așa cum a fost descris mai sus, este apoi repetat, după cum este potrivit, până când toate zonele planificate sunt stimulate individual, fig. 4A și 4B reprezintă un ansamblu de prăjini grele BHA. construit pentru o operație de stimulare suplimentară a unui număr de trei zone.

Persoanele de specialitate din acest domeniu vor recunoaște că metoda de suspendare preferată, atunci când sunt implicate fluide cu material de susținere, este tubingul îmbinat clasic sau tubingul elastic, de preferință, cu unul sau mai multe orificii de circulație, astfel încât depunerile de material de susținere din gaura de sondă să poată fi ușor circulate în afara găurii de sondă. Unele tratamente, de exemplu, acidizarea de fracturare sau de matrice, s-ar putea să nu necesite o astfel de capacitate și ar putea fi executate ușor, cu un sistem de desfășurare bazat pe cablu, de exemplu, o linie de cablu, sau bazat pe mijloc de deplasare la talpa sondei.

Persoanele de specialitate în domeniu vor recunoaște că, în funcție de obiectivele unei lucrări particulare, ar putea fi folosite diverse sisteme de pompare și ar putea fi implicate următoarele dispuneri: (a) pompare în josul spațiului inelar, creatîntre cablu sau tubing, dacă metoda de desfășurare folosește cablu sau tubing și peretele coloanei; (b) pompare în jos, în interiorul tubingului flexibil sau tubingului îmbinat, dacă metoda de suspendare implică folosirea unui tubing flexibil sau tubing îmbinat și o frecare excesivă sau o eroziune cu material de susținere nu ar constitui o preocupare pentru adâncimile de sondă, considerate; sau (c) pompare simultană în josul spațiului inelar, creat între tubing (dacă metoda de desfășurare implică tubing) și peretele coloanei de tubare, și în interiorul tubingului dacă uzura excesivă și o eroziune cu material de susținere nu ar constitui o preocupare pentru adâncimile de sondă, considerate.

Fig. 5 ilustrează un al doilea exemplu de realizare, conform invenției, în care tubingul este folosit ca mijloc de desfășurare, uzura excesivă nu constituie o preocupare și nici materialul de susținere, care nu este pompat în timpul lucrării, nici folosirea de material de susținere nu constituie o preocupare. Fig. 5 arată că tubingul 106 flexibil este folosit pentru a suspenda ansamblul de prăjini grele BHA și componentele ansamblului de prăjini grele BHA. în acest exemplu de realizare, zonele individuale sunt tratate în ordine succesivă, de la locuri situate mai la suprafață, ale găurii de sondă, până la locuri situate la adâncime

RO 121145 Β1 mai mare, ale găurii de sondă. în acest exemplu de realizare, după cum se arată în fig. 5, 1 orificiul racordului 114 de circulație este plasat acum sub pacherul 120 reașezabil, exapandabil, astfel încât fluidul de tratament poate fi pompat în jos, în interiorul tubingului 3 106 flexibil, poate ieși pe orificiul racordului 114 de circulație și poate fi forțat în mod sigur să intre în perforațiile țintite. Ca o ilustrare a operațiilor, fig. 5 arată că pacherul 120 5 reașezabil, expandabil, a fost acționat și fixat sub perforațiile 242 care sunt asociate cu o fractură 242 a unei zone anterioare. Pacherul 120 reașezabil, expandabil, asigură o izolare 7 hidraulică, astfel încât, atunci când fluidul de tratament este pompat succesiv, în josul tubingului 106, respectivul fluid de tratament este forțat să intre în perforațiile 230 și 231, 9 plasate anterior, și să creeze noi fracturi 232 hidraulice. Operațiile sunt apoi conținute și repetate, după cum este potrivit, pentru numărul dorit de zone și intervale ale formațiunii. 11 Fig. 5 ilustrează un al doilea exemplu de realizare, conform invenției, în care tubingul este folosit ca mijloc de desfășurare, uzura excesivă nu constituie o preocupare și nici materialul 13 de susținere, care nu este pompat în timpul lucrării, nici folosirea de material de susținere nu constituie o preocupare. Fig. 5 arată că tubingul 106 flexibil este folosit pentru a suspenda 15 ansamblul de prăjini grele BHA și componentele ansamblului de prăjini grele BHA. Zonele individuale sunt tratate în ordine. în acest exemplu de realizare, un mecanism 125 de 17 etanșare, expandabil, cu pacher dublu, este folosit ca mecanism de etanșare, reașezabil, iar orificiul racordului114 de circulație este acum plasat între un element 121 de etanșare, 19 expandabil, superior, și un element 123 de etanșare, expandabil, inferior. Când elementul 121 de etanșare, expandabil, superior, și elementul 123 de etanșare, expandabil, inferior, 21 sunt acționate, atunci fluidul de tratament poate fi pompat în jos, în interiorul tubingului 106 flexibil, pentru a ieși din orificiul racordului 114 de circulație și a fi apoi forțat în mod sigur să 23 pătrundă în perforațiile țintite. Ca o ilustrare a operațiilor, fig. 6 arată că elementul 121 de etanșare, expandabil, superior, și elementul 123 de etanșare, expandabil, inferior, au fost 25 acționate și fixate transversal pe orificiile 241, care sunt asociate cu zona următoare ce trebuie să fie fracturată. Pacherul 120 reașezabil, expandabil, asigură o izolare hidraulică, 27 astfel încât, atunci când fluidul de tratament este pompat succesiv, în josul tubingului 106, respectivul fluid de tratament este forțat să intre în perforațiile 240 și 241, plasate anterior, 29 și să creeze noi fracturi 242 hidraulice. Operațiile sunt apoi continuate și repetate, după cum este potrivit, pentru numărul dorit de zone și intervale ale formațiunii. 31

Fig. 7 ilustrează un al patrulea exemplu de realizare, conform invenției, unde o linie

102 de cablu este folosită ca mijloc de desfășurare, pentru a suspenda ansamblul de prăjini 33 BHA și componentele ansamblului de prăjini BHA. Zonele individuale sunt tratate în orice ordine succesivă, de la locuri situate mai la suprafață ale găurii de sondă, până la locuri 35 situate la adâncime mai mare, ale găurii de sondă. în acest exemplu de realizare, așa cum se vede în fig. 7, fluidul de tratament poate fi pompat în josul spațiului inelar, format între linia 37 102 de cablu și peretele coloanei de exploatare, și poate fi forțat în mod sigur să pătrundă în perforațiile țintite. în acest exemplu de realizare, pacherul 120 reașezabil, expandabil, 39 conține de asemenea un sistem 117 cu pompă electrică, acționată cu energie electrică, transmisă la talpa sondei, prin linia de cablu, pentru a umfla sau dezumfla pacherul 120 41 reașezabil, expandabil, folosind fluid din gaura de sondă. Fig. 7 arată că pacherul 120 reașezabil, expandabil, a fost acționat și fixat sub perforațiile 241 care sunt asociate cu zona 43 următoare ce trebuie fracturată. Pacherul 120 reașezabil, expandabil, asigură o izolare hidraulică, astfel încât, atunci când fluidul de tratament este pompat ulterior în josul spațiului 45 inelar, dintre linia 102 de cablu și coloana 82 de exploatare, fluidul de tratament este forțat să intre în perforațiile 240 și 241 și să creeze noi fracturi 242 hidraulice. Operațiile sunt apoi 47 continuate și repetate, după cum este potrivit pentru numărul de zone și intervale de formațiune dorit. 49

RO 121145 Β1

Un al cincelea exemplu de realizare, conform invenției, implică desfășurarea garniturilor sau cablurilor de tubing, suplimentare, denumite, în continuare, drept elemente de legătură, interioare și/sau exterioare tubingului flexibil sau tubingului îmbinat. După cum se arată în fig. 8A și fig. 8B, un element 104 de tubing este arătat desfășurat în interiorul tubingului 106 flexibil. în acest exemplu de realizare, elementul 104 de tubing este legat de mecanismul 120 de etanșare, reașezabil, iar mecanismul 120 de etanșare, reașezabil, este acționat acum, cu ajutorul presiunii hidraulice transmise prin elementul 104 de legătură. în general, mai multe elemente de legătură pot fi desfășurate, fiecare în interiorul tubingului flexibil și/sau în spațiul inelar dintre tubingul flexibil și coloana de exploatare. în general, elementele de legătură pot fi folosite pentru a executa câteva operații diferite, inclusiv, dar fără să se limiteze la acestea, prevederea: (a) unei comunicații hidraulice a ansamblului de prăjini BHA, care include, dar nu se limitează la acestea, mecanismul de etanșare și/sau dispozitivul de perforare; (b) conducte de curgere pentru injectare în talpa sondei sau circulație de fluide suplimentare; și (c) pentru culegere de date de la dispozitive de măsură de la talpa sondei. Se menționează faptul că, după cum se arată în fig. 8A, ansamblul de prăjini BHA include, de asemenea, niște centroare 201,203 și 205, care sunt folosite pentru a ține ansamblul de prăjini BHA centrat în gaura de sondă, când respectivul ansamblu de prăjini BHA, centrat în gaura de sondă, se află în poziția de funcționare. Folosirea unui element/elemente de legătură poate asigura posibilitatea de a cupla și/sau decupla hidraulic mecanismul de etanșare mecanic, reașezabil, independent de situația presiunii hidraulice în interiorul tubingului flexibil. Apoi, acesta permite ca metoda să fie extinsă la folosirea unui mecanism de etanșare mecanic, reașezabil, care necesită acționare hidraulică independentă, pentru funcționare. Dispozitivele de perforare, care necesită presiune hidraulică, pentru aprindere selectivă, potfi acționate prin intermediul unui element de legătură. Acesta poate permite apoi ca linia de cablu, dacă este desfășurată cu tubingul flexibil și ansamblul de prăjini BHA, să fie folosită pentru transmiterea unui canal sau canale de semnale electrice, când poate fi de dorit să se culeagă date de la aparatele de măsură amplasate pe ansamblul de prăjini grele; sau acționarea altor componente ale ansamblului de prăjini BHA, de exemplu, un motor electric de acționare la talpa sondei, care ar putea să asigure rotație/cuplu pentru componente ale ansamblului de prăjini BHA. Ca alternativă, un element de legătură ar putea fi folosit să pună în funcțiune un motor hidraulic, pentru a acționa diverse componente la talpa sondei, de exemplu, un motor hidraulic, pentru a cupla sau decupla mecanismul de etanșare, reașezabil.

Folosirea unui element/elemente de legătură poate să asigure capacitatea de a injecta sau circula orice fluid de la talpa sondei, către multiple locuri, când se dorește o comandă precisă. De exemplu, pentru a ajuta la reducerea depunerii materialului de susținere pe mecanismul de etanșare, în timpul unui tratament de fracționare hidraulică cu material de susținere, un element/elemente de legătură ar putea fi desfășurat și folosit pentru a asigura o spălare sau circulare independentă, continuă sau intermitentă, pentru a nu lăsa să se acumuleze materialul de susținere pe mecanismul de etanșare. De exemplu, un element de legătură ar putea să funcționeze până chiar deasupra mecanismului de etanșare mecanică, reașezabil, în timp ce un altul poate funcționa chiar dedesubtul mecanismului de etanșare mecanică, reașezabil. Apoi, dacă se dorește un fluid, de exemplu azot, ar putea fi circulat la talpa sondei, la oricare sau la ambele locuri, pentru a spăla materialul de susținere, din zona care înconjoară mecanismul de etanșare și deci atenuează posibilitatea blocării ansamblului de prăjini BHA din cauza acumulării de material de susținere, în cazul unei circulații de fluid, se va reține faptul că mărimea elementului de legătură și fluidul vor

RO 121145 Β1 fi alese, pentru a exista certitudinea că debitul dorit se realizează și că nu este limitat în mod 1 exagerat, de către presiunea de frecare din respectivul element de legătură.

în afară de elementele de legătură, cuprinse în garniturile de tubing, care asigură 3 comunicație hidraulică la talpa sondei, în calitate mijloc de semnalizare, pentru acționarea componentelor ansamblului de prăjini grele BHA sau, posibil, ca mijloc pentru transmiterea 5 de semnale, în scopul înregistării la suprafață a aparatelor de la talpa sondei, în general, una sau mai multe linii de cablu sau cabluri de fibre optice ar putea fi desfășurată în gaura de Ί sondă, pentru a asigura o comunicație electrică sau electro-optică, la talpa sondei, în calitate de mijloc de semnalizare, pentru acționarea componentelor ansamblului de prăjini grele 9 BHA, sau posibil ca mijloc de transmitere a semnalului, pentru înregistrare, la suprafață, a aparatelor de la talpa sondei. 11

Fig. 9 ilustrează un al șaselea exemplu de realizare, conform invenției, unde un sistem de deplasare, alcătuit dintr-o unitate 131 de transmisie a sistemului de deplasare, 13 superioară, și o unitate 133 de transmisie a sistemului de deplasare, inferioară, este atașat la ansamblul de prăjini grele BHA și este folosit pentru a desfășura și poziționa ansamblul 15 de prăjini grele BHA în interiorul găurii de sondă. în acest exemplu de realizare, zonele individuale sunt tratate în ordine succesivă, de la locuri mai adânci, ale găurii de sondă, către 17 locuri situate mai la suprafață, ale găurii de sondă, fluidul de tratament este pompat în josul spațiului inelar, dintre linia 102 de cablu și peretele 82 al coloanei de exploatare, și este 19 forțat în mod sigur să intre în perforațiile țintite. Fig. 9 arată că pacherul 120 reașezabil, expandabil, a fost acționat și fixat sub perforațiile 241, care sunt asociate cu următoarea 21 zonă ce trebuie fracturată. Pacherul 120 reașezabil, expandabil, asigură o izolare hidraulică astfel încât, atunci când fluidul de tratament este pompat ulterior în josul spațiului inelar 23 dintre linia 102 de cablu și coloana 82 de exploatare, fluidul de tratament este forțat să intre în perforațiile 240 și 241 și să creeze noi fracturi 242 hidraulice. Operațiile sunt apoi 25 continuate și repetate, după cum este potrivit, pentru numărul dorit de zone și intervale ale formației. 27

Ca alternative la acest al șaselea exemplu de realizare, sistemul de deplasare ar putea fi autopropulsat, comandat cu ajutorul unor sisteme de calculator electronic, de la 29 pupitru, și ar putea purta sisteme de semnalizare la pupitru, astfel încât nu ar fi necesar să se atașeze cablu sau tubing, pentru poziționare, comandă și/sau acționare a sistemului de 31 deplasare. Mai mult decât atât, diversele componente ale ansamblului de prăjini grele BHA ar putea fi comandate cu ajutorul unor sisteme de calculator electronic, de la pupitru, și pot 33 purta sisteme de semnalizare la pupitru, astfel încât nu este necesar să se atașeze cablu sau tubing pentru comandă și/sau acționare a componentelor. De exemplu, sistemul de de- 35 plasare și/sau componentele ansamblului de prăjini grele BHA ar putea purta surse de energie electrică la pupitru, de exemplu, baterii, sisteme de calculator electronic și sisteme 37 de transmisie/recepție a datelor, astfel încât componentele sistemului de deplasare și ansamblul de prăjini grele BHA ar putea fi comandate fie de la distanță, de la suprafață, cu 39 ajutorul unui mijloc de semnalizare de la distanță, fie, ca alternativă, diversele sisteme de calculator de la pupitru ar putea fi programate, la suprafață, pentru a executa secvența de 41 operații dorită, când se desfășoară în gaura de sondă.

în cel de al șaptelea exemplu de realizare, conform invenției, niște jeturi de fluid abra- 43 ziv sau eroziv sunt folosite ca mijloc pentru perforarea găurii de sondă. Aplicarea de jeturi de fluid abraziv sau eroziv reprezintă o metodă obișnuită, folosită în industria petrolului, pen- 45 tru a tăia și perfora garniturile de tubing de la talpa sondei și alte componente ale găurii de sondă și de la scopul sondei. Folosirea tubingului flexibil sau tubingului îmbinat suspedând 47 ansamblul de prăjini grele BHA asigură o conductă de curgere pentru desfășurarea tehnologiei de tăiere cu jet de fluid. 49

RO 121145 Β1

Pentru aplicarea acesteia, ansamblul prăjini grele BHA este configurat cu o sculă de foraj hidraulic. Această sculă de foraj hidraulic permite ca niște sisteme sau suspensii fluide abrazive/erozive de înaltă viteză și înaltă presiune să fie pompate la talpa sondei, prin respectivul tubing și prin duzele de jet. Acest fluid abraziv/eroziv taie prin peretele coloanei de exploatare și prin învelișul/inelul de ciment și penetrează formațiunea, pentru a asigura comunicația prin traseu de curgere cu respectiva formațiune. Niște distribuții arbitrare de găuri și fante pot fi plasate folosind această sculă de foraj hidraulic, până la terminarea intervalului în timpul lucrării de stimulare. în general, tăierea și perforarea cu fluid abraziv/ eroziv poate fi executată ușor într-o gamă largă de condiții de pompare, folosind o gamă largă de sisteme fluide, apă, geluri, uleiuri și combinații de sisteme fluide, lichid/gaz, și cu o multitudine de materiale solide, abrazive, nisip, materiale ceramice etc., dacă folosirea de material solid, abraziv, este cerută pentru respectiva aplicație de perforare specifică a găurii de sondă.

Scula de foraj hidraulic înlocuiește sistemul cu puști de perforare, cu aprindere selectivă, clasic, descris în cele șase exemple de realizare, anterioare, și întrucât această sculă de foraj hidraulic poate avea o lungime de ordinul a unu până la patru picioare, cerința de înălțime pentru sistemul de lubrifiere se reduce în mare măsură, aproape până la, posibil, 60 de picioare sau mai mult, comparativ cu înălțimea cerută când se folosesc ansambluri cu puști de perforare, declanșate selectiv, clasice, în calitate de dispozitiv de perforare. Reducerea cerinței de înălțime, pentru sistemul de lubrifiere de la suprafață, asigură o serie de beneficii, inclusiv, reduceri ale prețului de cost și reduceri de timp, în exploatare.

Fig. 10 ilustrează, detaliat, un al șaptelea exemplu de realizare, conform invenției, unde o sculă 310 de foraj hidraulic este folosită ca dispozitiv de perforare și un tubing 302 îmbinat este folosit pentru suspendarea ansamblului de prăjini grele BHA în gaura de sondă.

în acest exemplu de realizare, un pacher 316 reașezabil, cu compresiune mecanică, este folosit în calitate de dispozitv de etanșare, reașezabil; un detector 318 de racorduri ale coloanei, mecanic, este folosit pentru poziționarea și comanda adâncimii ansamblului de prăjini grele BHA, un manșon 304 de reducție cu supapă de reținere, de tipul cu clapetă de deschidere totală, unidirecțională, este folosit pentru a exista certitudinea că fluidul nu va curge în susul unui tubing 302 îmbinat; un manșon 306 de reducție, combinat, pentru instrumentație și decuplare prin perforare, este folosit ca dispozitiv de siguranță pentru decuplare; un manșon 308 de reducție cu orificiî de circulație/egalizare este folosit pentru a asigura o metodă de circulație a fluidului și, de asemenea, de egalizare a presiunii deasupra și dedesubtul unui pacher 316 reașezabil, cu compresie mecanică, în anumite circumstanțe; și un manșon 314 de reducție, cu supapă de reținere cu bilă, unidirecțională, este folosit pentru a exista certitudinea că fluidul poate curge numai în sus, din partea de jos a pacherului 316 reașezabil, cu compresie mecanică, către manșonul 308 de reducție, pentru circulație/egalizare.

Scula 310 de foraj hidraulic conține niște orificiî 312 de curgere, care sunt folosite pentru a accelera și direcționa fluidul abraziv, pompat în josul tubingului 302, pentru a fora hidraulic, prin izbire directă asupra coloanei 82 de exploatare. în această configurație, detectorul 318 de racorduri ale coloanei, mecanic, este construit și legat în mod adecvat la pacherul 316 reașezabil, de compresie mecanică, astfel încât să permită curgerea de fluid în sus, din partea de jos, un pacher 316 reașezabil, cu compresie mecanică, către un manșon 308 cu orificiî de circulație/egalizare. Aria de curgere în secțiune transversală, asociată cu conductele de curgere, conținute în interiorul manșonului 308 de circulație/ egalizare, sunt dimensionate pentru a asigura o arie de curgere, în secțiune transversală,

RO 121145 Β1 substanțial mai mare decât aria de curgere asociată cu orificile 312 de curgere a jetului, 1 astfel încât cea mai mare parte a fluxului, în interiorul tubingului 302 îmbinat sau ansamblului de prăjini grele BHA, curge, de preferință, prin reducția 308 cu orificii de circulație/egalizare, 3 numai prin orificile 312 de curgere a jetului, atunci când manșonul 308 de reducție cu orificii de circulație/egalizare se află în poziția deschisă. Manșonul 308 cu orificii de circulație/ 5 egalizare este deschis și închis prin deplasare axială, în sus și în jos, a tubingului 302 îmbinat. 7 în acest exemplu de realizare, tubingul 302 îmbinat este folosit de preferință cu pacherul 316 reașezabil, cu compresie mecanică, deoarece pacherul 316 reașezabil, fixat 9 de o compresie mecanică, poate fi ușor acționat activat și dezactivat, printr-o deplasare verticală și/sau o rotire aplicată prin intermediul tubingului 302 îmbinat. Deplasarea verticală 11 și/sau rotirea este aplicată prin intermediul tubingului 302 îmbinat, folosind un ansamblu de coborâre sub presiune (snubbing) și un troliu de punere în producție a sondei, cu ajutorul 13 unui cap hidraulic de forță, ca mijloace de suprafață pentru legare, instalare și îndepărtare a tubingului 302 îmbinat, în gaura de sondă și în afara acesteia. Se menționează că utilajul 15 de la suprafață, metodele și procedeele asociate cu folosirea unui ansamblu de coborâre sub presiune (snubbing), cu cap hidraulic de forță, sunt obișnuite și bine cunoscute de către 17 persoanele de specialitate în acest domeniu, pentru legarea, instalarea și îndepărtarea unui tubing îmbinat într-o/dintr-o gaură de sondă sub presiune. Ca alternativă, folosirea unui 19 troliu/turlă de punere în producție a sondei, cu ajutorul unui cap hidraulic de forță, și unui cap de coborâre în sondă, în locul ansamblului de coborâre sub presiune, ar putea să ajute la 21 legarea, instalarea și îndepărtarea tubingului îmbinat într-o/dintr-o gaură de sondă sub presiune; acest lucru este de asemenea bine cunoscut persoanelor de specialitate în acest 23 domeniu, pentru legarea, instalarea și scoaterea unui tubing îmbinat într-o/dintr-o gaură de sondă sub presiune. Se menționează mai departe faptul că respectiva configurație cu troliu 25 /turlă de punere în producție a sondei și țevile vor include manifolduri, ansamblu de conducte, ventile etc., de distribuție adecvate, țevi și ventile pentru adaptarea curgerii la și 27 între toate componentele/instalațiile de suprafață adecvate și gaura de sondă, care include, dar nu se limitează la acestea, tubingul îmbinat, spațiul inelar dintre tubingul îmbinat și 29 coloana de exploatare, pompe, rezervoare de fluid și batale/habe de erupție.

Deoarece pacherul reașezabil, fixat cu compresie, este acționat prin deplasare 31 verticală a tubingului 302 îmbinat și/sau rotire, fluidul poate fi pompat în josul tubingului 302 îmbinat, fără a fi necesare ventile de comandă suplimentare și/sau ventile de izolare, care 33 altfel, pot fi cerute dacă se folosește un pacher expandabil în calitate de dispozitiv de etanșare, reașezabil. Interiorul tubingului 302 îmbinat este folosit, în acest fel, pentru a 35 asigura o conductă de curgere independentă, între partea de la suprafață și o sculă 310 de foraj hidraulic, astfel încât fluidul abraziv poate fi pompat în josul tubingului 302 îmbinat până 37 la scula 310 de foraj hidraulic. Orificiile 312 de curgere a jeturilor, amplasate pe scula 310 de foraj hidraulic, creează apoi jeturi de fluid abraziv de înaltă viteză, care sunt dirijate pentru 39 a perfora coloana 82 de exploatare și învelișul/inelul 84 de ciment, pentru a stabili o comunicație hidraulică cu formațiunea 86. 41

Fig. 10 arată că scula 310 de foraj hidraulic a fost folosită pentru a plasa perforații 320, în scopul de a penetra un interval de interes al primei formațiuni și că intervalul de inte- 43 res al primei formațiuni a fost stimulat cu fracturi 322 hidraulice. Fig. 10 arată mai departe că scula 310 de foraj hidraulic a fost repoziționată în interiorul găurii de sondă și folosită 45 pentru a plasa perforațiile 324 în intervalul de interes al unei a doua formațiuni și că pacherul 316 reașezabil, fixat cu compresia mecanică, a fost acționat pentru a asigura o etanșare 47 hidraulică în interiorul găurii de sondă, înainte de stimularea perforațiilor 324 cu tratamentul de fracturare, cu material de susținere hidraulic, pe trepte multiple. 49

RO 121145 Β1

Trebuie reținut faptul că orificiile 312 de curgere a jeturilor pot fi amplasate în interiorul unei lungimi de circa 6 țoii până la un pacher 316 de un picior, reașezabil, fixat cu compresie mecanică, astfel încât după pomparea celei de a doua trepte de facturare, cu material de susținere, trebuie ca acumularea de material de susținere pe partea de sus a pacherului 316 reașezabil, fixat cu compresie mecanică, să constituie o preocupare, fluidul abraziv și neeroziv poate fi pompat în josul tubingului 302 flexibil și prin orificile 312 de curgere a jetului și/sau manșonul 308 de reducție cu orificii de circulație/egalizare, după cum este necesar pentru a curăți materialul de suținere de pe partea de sus a pacherului 316 reașezabil, fixat cu compresie mecanică. Mai mult decât atât, scula 310 de foraj hidraulic poate fi rotită, atunci când pacherul 316 reașezabil, fixat prin compresie, nu este acționat, folosind tubingul 302 îmbinat, care poate fi rotit cu capul de la suprafață, pentru a ajuta în continuare la curățarea acumulării de material de susținere, ce se poate produce deasupra pacherului 316 reașezabil, fixat prin compresie. Deaorece nu sunt prezente bavuri de perforare, pentru a produce în mod potențial uzuri și ruperi asupra elastomerilor pacherului 316 reașezabil, fixat prin compresie mecanică, durata de serviciu a pacherului 316 reașezabil, fixat prin compresie mecanică, poate fi sporită comparativ cu aplicații unde pot exista bavuri de perforare.

Mai departe, se va reține și faptul că reglarea curgerii, asigurată de către manșonul 314 de reducție cu supapă de reținere cu bilă și manșonul 304 de reducție cu supapă de reținere, de tipul cu clapetă de reținere totală, unidirecțională, permite numai egalizare de presiune deasupra și dedesubtul pacherului 316 reașezabil, fixat prin compresie mecanică, atunci când presiunea dedesubtul pacherului 316 reașezabil, fixat prin compresie mecanică este mai mare decât presiunea deasupra respectivului pacher 316 reașezabil, fixat prin compresie mecanică. în acele situații, când presiunea deasupra pacherului 316 reașezabil, fixat prin compresie mecanică, poate fi mai mare decât presiunea dedesubtul pacherului reașezabil, fixat prin compresie mecanică, presiunea de deasupra pacherului 316 reașezabil, fixat prin compresie mecanică, poate fi ușor redusă prin executarea unui contracurent reglat al zonei abia stimulate, folosind spațiul inelar dintre tubingul 302 îmbinat și coloana 82 de exploatare; sau prin circulația unui fluid de joasă densitate, de exemplu, azot, în josul tubingului 302 îmbinat și în susul spațiului inelar, dintre tubingul 302 îmbinat și coloana 82 de exploatare.

Manșonul 304 de reducție cu supapă de reținere, de tipul cu clapetă de reținere totală, unidirecțională, este preferat, deoarece acest tip de construcție se adaptează la pompare nerestricționată de fluid abraziv sau eroziv la talpă sondei și, mai mult decât atât, permite trecerea unor bile de reglaj care, în funcție de construcția de detaliu, specifică, a componentelor ansamblului de prăjini grele BHA, individuale, pot fi lăsate să cadă de la suprafață pentru a regla curgerea fluidului și regimul hidraulic al componentelor a ansamblului de prăjinii grele BHA sau să asigure decuplarea de siguranță a ansamblului de prăjini grele BHA. în funcție de construcția sculei specifice, pot fi desfășurate configurații de amplasare a ventilelor, diferite, pentru a asigura funcționalitatea asigurată de către ventilele de comandă a curgerii, descrisă în acest exemplu de realizare.

Ca alternative la acest al șaptelea exemplu de realizare, ar putea fi înclus un manșon de reducție, care să conțină un niplu ce ar putea să asigure capacitatea de suspendare și fixare a altor dispozitive de măsurare sau componente ale ansamblului de prăjini grele BHA. Acest niplu, de exemplu, ar putea să fixeze un detector de racorduri ale coloanei și o sculă cu radiație gama, care este desfășurată prin intermediul liniei de cablu și așezată în respectivul niplu, pentru a asigura diagnosticări suplimentare ale poziției ansamblului de

RO 121145 Β1 prăjini grele BHA și locului intervalelor de interes ale formațiunii. în afară de aceasta, niște 1 scule de foraj hidraulic, abraziv, multiplu, pot fi desfășurate ca parte a ansamblului de prăjini grele BHA, pentru a comanda caracteriticile de tăiere ca, de exemplu, mărimea găurii/fantei, 3 viteza de tăiere, pentru a se adapta diverse materiale abrazive și/sau să asigure redundanța sistemului în cazul unei defecțiuni premature a componentelor. 5

Persoanele de specialitate în acest domeniu vor înțelege că multe componente, diferite, pot fi desfășurate ca parte a ansamblului de prăjini grele. Ansamblul de prăjini grele 7 poate fi configurat pentru a conține instrumente destinate pentru măsurători asupra proprietăților zăcământului, fluidului și găurii de sondă, după cum se pare a fi de dorit pentru o 9 aplicație dată. De exemplu, niște termometre și manometre ar putea fi desfășurate pentru a măsura condițiile de temperatură și presiune ale fluidului la talpa sondei, în timpul 11 tratamentului; un densitometru ar putea fi folosit să măsoare densitatea efectivă a fluidului la talpa sondei, care ar fi deosebit de utilă, pentru determinarea distribuției și amplasării 13 materialului de susținere la talpa sondei, în timpul unui tratament de fracturare cu material de susținere, hidraulic; și un sistem de detecție radioactivă, de exemplu, un sistem de măsu- 15 rători cu raze gama sau neutron ar putea fi folosit pentru localizarea zonelor purtătoare de hidrocarburi, sau identificarea sau localizarea de material radioactiv în interiorul găurii de 17 sondă sau formațiunii.

în funcție de componentele ansamblului de prăjini grele, specifice, și de faptul dacă 19 dispozitivul de perforare produce găuri de perforație cu bavuri, care pot să deterioreze mecanismul de etanșare, ansamblul de prăjini grele ar putea fi configurat cu o sculă, pentru 21 îndepărtarea bavurilor de pe perforații, care ar acționa pentru a răzui și elimina bavurile perforațiilor din peretele coloanei. 23 în funcție de componentele ansamblului de prăjini grele, specifice, și de faptul dacă poate să se producă o uzură excesivă a componentelor ansamblului de prăjini grele, în cazul 25 că respectivul ansamblu funcționează în contact cu peretele coloanei de tubare, atunci, pe ansamblul de prăjini grele, ar putea fi desfășurate niște manșoane de centrare, pentru a 27 asigura o poziționare mecanică precisă a ansamblului și a împiedica sau a minimiza posibilitatea de deteriorare din cauza funcționării ansamblului în contact cu peretele coloanei 29 de tubare.

în funcție de componentele ansamblului de prăjini grele, specifice, și de faptul dacă 31 încărcăturile de perforare produc puternice unde de șoc și induc vibrații exagerate când sunt detonate, asamblul de prăjini grele poate fi configurat cu reducții de amortizare a vibra- 33 țiilor/șocurilor provocate de detonarea încărcăturilor de perforare.

în funcție de sistemul de desfășurare folosit și de obiectivele unei lucrări particulare, 35 niște dispozitive de perforare și orice alte componente ale ansambului de prăjini grele BHA pot fi poziționate fie deasupra, fie dedesubtul mecanismului de etanșare, reașezabil, și în 37 orice ordine dorită, unul față de altul. Sistemul de desfășurare, indiferent dacă acesta este linie de cablu, linie electrică, tubing flexibil, tubing îmbinat clasic, sau un sistem de deplasare 39 la talpa sondei, acesta poate fi folosit pentru a transporta semnale, în scopul de a activa mecanismul de etanșare și/sau dispozitivul de perforare. Ar fi, de asemenea, posibil ca astfel 41 de mijloace de semnalizare să fie suspendate în interiorul tubingului îmbinat clasic sau tubingului flexibil, folosite pentru suspendarea dispozitivelor de etanșare și perforare, în sine. 43

Ca alternativă, mijloacul de semnalizare, indiferent că acesta este mijloc electric, hidraulic sau de alt tip, ar putea fi introdus în gaura de sondă, la exteriorul mijlocului de suspendare, 45 sau încorporat sau cuprins de una sau mai multe coloane de tubing flexibil sau tubing îmbinat, clasic. 47

RO 121145 Β1

Cu privire la tratamentele care folosesc sisteme cu fluide de înaltă viscozitate, în sonde mai adânci de circa 8000 de picioare, se menționează că prin aplicarea acestei noi invenții, se obțin imediat câteva importante avantaje tehnologice și economice.

Reducerea limitărilor de presiune prin frecare permite tratamentul unor sonde mai adânci și reduce cerința cu privire la compozițiile speciale ale fluidelor de fracturare. Limitările de presiune prin frecare sunt reduse sau eliminate, deoarece fluidul de înaltă viscozitate poate fi pompat în josul spațiului inelar dintre tubingul flexibil, sau alt mijloc de supendare, și coloana de exploatare. Deoarece limitările de presiune prin frecare pot fi reduse sau eliminate, față de cele ce se produc la pomparea în jos a unor sisteme de fluide cu viscozitate înaltă, în interiorul tubingului flexibil, rezultă că, acolo unde poate fi aplicată această metodă, pot fi realizate adâncimi sporite în mod substanțial. De exemplu, presupunând un tubing flexibil de 1 1/2 țoii desfășurat într-o coloană de tubare cu diametrul exterior de 5 1/2 țoii, la 17 punzi/picior, rezultă că aria efectivă de curgere, în secțiune transversală, este echivalentă cu o coloană de tubare având diametrul exterior de 5 țoii. Cu această arie efectivă de curgere, în secțiune transversală, ar putea fi tratate adâncimi de sondă de ordinul a 20000 de picioare sau mai mult și ar putea fi realizate debite de pompare mai înalte, de exemplu, de ordinul a 30 barili/minut sau mai mari, pentru transport de material de susținere și fracturare hidraulică, eficiente, folosind fluide cu viscozitate înaltă.

Deoarece spațiul inelar tipic poate avea o secțiune de curgere echivalentă mai mare, pot fi folosite fluide de fracturare, clasice, spre deosebire de fluide de mică viscozitate, speciale, de exemplu fluid ClearFrac, de la Dowell - Schlumberger, folosite pentru reducerea căderii de presiune prin frecare prin tubing flexibil. Folosirea unei tehnologii cu fluid de fracturare clasic ar permite atunci tratamentul unor formațiuni cu temperaturi mai înalte de 250’F, dincolo de care fluidele speciale, disponibile la costuri ridicate, pot începe să se degradeze.

Mecanismul de etanșare folosit ar putea fi un dispozitiv expandabil, un pacher reașezabil, cu fixare prin compresie mecanică, o construcție de pacher dublu, cu fixare prin compresie mecanică, dispozitive cu manșetă de etanșare sau orice altă alternativă de dispozitiv reașezabil, care poate fi desfășurat prin intermediul unui mijloc de suspendare și poate asigura o capacitate de etanșare hidraulică sau o funcție echivalentă. Există dispozitive atât expandabile, cât și cu fixare prin compresie, care asigură jocuri radiale între garniturile de etanșare și peretele coloanei de tubare, de exemplu, de ordinul a 0,25 țoii până la 1 țol, pentru dispozitive expandabile, sau 0,1...0,2 țoii, pentru dispozitive fixate prin compresie, astfel încât uzura etanșării ar fi redusă în mod drastic sau complet eliminată, într-un exemplu de realizare preferat, conform invenției, ar exista suficient jocîntre mecanismul de etanșare, în stare dezactivată, și peretele coloanei de tubare, pentru a permite o deplasare rapidă, la intrare în gaura de sondă și la ieșire din aceasta, fără o deteriorare semnificativă la mecanismul de etanșare sau fără probleme de comandă a presiunii în legătură cu regimul pulsatoriu/regimul de pistonare în sondă, determinat de deplasarea sculei. Jocul mărit dintre suprafața de etanșare și peretele coloanei de tubare, când etanșarea nu este acționată, ar permite, de asemenea, ca tubingul flexibil ansamblul de prăjini grele să circule, la intrare și ieșire din gaura de sondă, cu viteze mult mai mari decât este posibil cu sisteme de tubing disponibile în mod curent. în afara de aceasta, pentru a minimiza posibilitatea unei uzuri nedorite la sistemul de etanșare, într-un exemplu preferat de realizare, dispozitivul de perforare trebuie să realizeze perforarea peretelui coloanei de tubare în așa fel, încât să se obțină o gaură de perforare cu margine relativ netedă. Ca alternativă, mecanismul de etanșare, reașezabil, cu fixare mecanică, poate să nu asigure o etanșare hidraulică perfectă și, de exemplu, ar putea prezenta un mic joc în jurul circumferinței dispozitivului.

RO 121145 Β1

Acest mic joc ar putea fi dimensionat pentru a asigura un mecanism de etanșare, dacă se 1 dorește, prin care materialul să formeze o punte transversal pe respectivul joc mic și să asigure o etanșare care să poată fi îndepărtată prin circulație de fluid. Mai mult decât atât, 3 în funcție de aplicația specifică, este posibil ca operația de stimulare să fie executată într-o formă viabilă din punct de vedere economic, chiar dacă nu se obține o etanșare hidraulică 5 perfectă cu respectivul mecanism de etanșare, reașezabil, cu fixare mecanică.

Deoarece dispozitivul de perforare este desfășurat simultan cu mecanismul de Ί etanșare, reașezabil, toate componentele pot fi comandate în adâncime, în același timp, cu ajutorul aceluiași standard de măsurare. Aceasta elimină problemele de reglare a adâncimii 9 pe care le comportă metodele existente, atunci când operațiunile de perforare și operațiile de stimulare sunt executate folosind două sisteme de măsurare diferite, la momente diferite 11 și la curse în gaura de sondă, diferite. Un reglaj foarte precis al adâncimii poate fi realizat prin folosirea unui detector de racorduri ale coloanei de tubare, care reprezintă metoda 13 preferată de reglare a adâncimii.

înălțimea totală a fiecăruia din intervalele țintă perforate, individuale, nu este limitată. 15 Aceasta contrastează cu problema pe care o implică sistemele de tubing flexibile, existente, care folosind un dispozitiv de genul pacherului dublu, limitează aplicația la o înălțime de 17 15...30 picioare a intervalului perforat.

întrucât dopurile de punte permanentă nu sunt utilizate în mod necesar, se elimină 19 creșterea costului și riscului din gaura de sondă, asociate cu operațiile de foraj pentru scoaterea dopului de punte. 21

Dacă un tubing flexibil este folosit ca mijloc de desfășurare, este posibil ca respectiva garnitură de tubing flexibil, folosită pentru lucrarea de stimulare, să poată fi suspendată în 23 capul de sondă și folosită în calitate de garnitură de tubing de exploatare, care ar putea conduce la economii semnificative la prețul de cost, prin eliminarea nevoii de mobilizare a 25 turlei de foraj la locul de amplasare a sondei, pentru instalarea unei garnituri de tubing de exploatare, clasică, cuprinsă într-un tubing îmbinat. 27

Comanda succesiunii zonelor ce trebuie să fie supuse tratamentului permite ca structura treptelor de tratament individual să fie optimizată pe baza caracteristicilor fiecărei 29 zone individuale. Mai mult decât atât, posibilitatea unei stimulări suboptime din cauză că sunt tratate simultan noi zone multiple, este efectiv eliminată prin faptul că există numai un set 31 de perforații deschise, expus fiecărei trepte de tratament. De exemplu, în cazul unei fracturări hidraulice, această invenție poate să minimizeze posibilitatea de supra- 33 spălare/supraevacuare sau amplasare suboptimă a materialului de susținere în respectiva fractură. 35

De asemenea, dacă apare o problemă, astfel încât tratamentul trebuie să fie terminat, atunci zonele din susul găurii de sondă, ce trebuie stimulate, nu au fost compromise, 37 deoarece acestea trebuie încă să fie perforate. Acest fapt contrastează cu metodele de stimulare cu tubing flexibil sau cu etanșare pe bilă, unde toate perforațiile trebuie să fie 39 executate prin împușcare, înainte de respectiva lucrare. în cazul că lucrarea cu tubing flexibil nu reușește, poate fi extrem de dificil să se devieze sau stimuleze efectiv pe un interval lung 41 de punere în producție. în plus dacă numai un set de perforații este deschis deasupra elementului de etanșare, atunci fluidul poate fi circulat fără posibilitatea de rupere a celorlalte 43 seturi multiple de perforații deschise, situate deasupra elementului de etanșare de sus, așa cum s-ar putea întâmpina în lucrarea cu tubing flexibil clasic. Aceasta poate să minimizeze 45 sau să elimine o pierdere de fluid și o deterioarare în formațiunea respectivă, atunci când presiunea de circulație la talpa sondei ar depăși astfel presiunea din porii formațiunii. 47

RO 121145 Β1 întregul tratament poate fi pompat într-o singură cursă, având ca rezultat economii semnificative la prețul de cost, față de alte metode care necesită multiple lucrări pe linia de cablu sau la turla de foraj, pentru curse de intrare și ieșire din gaura de sondă, între treptele de tratament.

Invenția poate fi aplicată în tratamente cu trepte multiple, în găuri de sondă, deviate și orizontale, în mod tipic, cealaltă tehnologie de deviere clasică, în găuri de sondă, deviate și orizontale, este mai pretențioasă din cauza naturii transportului cu fluid al materialului de deviere, pe intervale lungi, asociate în mod tipic cu găuri de sondă, deviate și orizontale.

în cazul că se produce o cernere/sortare în timpul tratamentului de fracturare, invenția asigură o metodă de circulare imediată, în afara găurii, fluidului încărcat cu nisip, din spațiul inelar, astfel încât operațiile de stimulare pot fi reluate fără a trebui să se manevreze tubingul flexibil/ansamblul de prăjini grele BHA în afara găurii de sondă.

Prezența sistemului de tubing flexibil asigură un mijloc pentru a măsura presiune la talpa sondei după perforare sau în timpul operațiilor de stimulare, pe baza calculelor de presiune care implică garnitura de tubing flexibil în condiții cu sonda închisă sau cu debit redus.

Prezența sistemului cu tubing îmbinat clasic sau tubing flexibil, dacă este folosit ca mijloc de desfășurare, asigură un mijloc de a injecta fluid la talpa sondei, independent de fluidul injectat în spațiul inelar. Acest lucru poate fi util, de exemplu, în aplicații suplimentare, cum ar fi: (a) ținerea mecanismului de etanșare a ansamblului prăjinii BHA și orificiile de curgere fără acumulare de material de susținere, acesta ar putea să provoace înțepenirea sculei prin pompare de fluid la talpa sondei, la un debit nominal, pentru a curăța mecanismul de etanșare și orificiile de curgere; (b) aplicații de amestecare de la talpa sondei, așa cum se analizează mai jos; (c) aplicare de acid la talpa sondei în timpul perforării, pentru a ajuta curățarea și comunicația găurii de perforare cu formațiunea; și (d) stimularea independentă a două zone, izolate una de alta, cu ajutorul mecanismului de etanșare, reașezabil. Ca atare, dacă un tubing este folosit în calitate de mijloc de desfășurare, în funcție de operațiile specifice dorite și de componentele specifice ale ansamblului de prăjini grele, ar putea fi circulat fluid la talpa sondei, în orice moment; sau numai când elementul de etanșare este activat, sau numai când elementul de etanșare nu este activat; sau în timp ce orificile de egalizare sunt deschise sau închise. în funcție de componentele specifice ale ansamblului de prăjini grele și construcția specifică a ventilelor de comandă a curgerii la talpa sondei, când pot fi folosite, de exemplu, drept componente integrale ale manșonului de reducție cu orificii de egalizare, manșonului de reducție cu orificii de circulație sau manșonului de reducție cu orificii de curgere, ventil de comandă a curgerii la talpa sondei, pot fi puse în funcțiune prin acționare a liniei de cablu, acționare hidraulică, acționare de curgere, acționate prin clichet j, acționate cu manșon glisant sau prin multe alte mijloace cunoscute persoanelor de specialitate din acest domeniu, care se ocupă de punerea în funcțiune și acționarea ventilelor de comandă a curgerii la talpa sondei.

Dispozitivul de perforare poate face parte din sistemele de perforare disponibile în comerț. Aceste sisteme de puști ar putea include ceea ce aici va fi denumit drept sistem cu aprindere selectivă”, astfel încât un singur ansamblu de puști de perfoare este alcătuit din încărcături multiple sau seturi de încărcături de perforare. Fiecare set individual de una sau mai multe încărcături de perforare poate fi comandat de la distanță și aprins de la suprafață, folosind semnale electrice, radio, de presiune sau alte semnale de acționare. Fiecare set de încărcături de perforare poate fi proiectat, număr de încărcături, număr de lovituri/picior, mărimea găurii, caracteristici de penetrare pentru perforarea optimă a fiecărei zone individuale, care trebuie să fie supusă tratamentului cu o treaptă individuală. Cu tehnologia curentă a puștilor cu aprindere selectivă, există în comerț sisteme de puști care ar putea

RO 121145 Β1 permite ca 30 până la 40 de intervale să fie perforate succesiv într-o singură cursă la talpa 1 sondei. Puștile pot fi predimensionate și construite, pentru a asigura aprinderea unor seturi multiple de perforații. Puștile pot fi amplasate în orice loc pe ansamblul de prăjini grele, 3 inclusiv fie deasupra, fie dedesubtul mecanismului de etanșare, reașezabil, cu fixare mecanică. 5

Intervalele pot fi grupate, pentru tratament, pe baza proprietăților zăcământului, unor considerente de proiectare a tratamentului sau unor limitări de echipament. După fiecare 7 grup de intervale, de preferință 5 până la aproximativ 20, la sfârșitul unei zile de lucru, adesea determinat de condiții de lumină, sau dacă sunt întâmpinate dificultăți de etanșare 9 în una sau mai multe zone, ar fi de preferat să se folosească un dop de punte sau alte dispozitive mecanice, pentru a izola grupul de intervale, deja tratat, față de grupul următor 11 ce trebuie tratat. Unul sau mai multe dopuri de puncte, cu set de aprindere selectivă sau șicane de fracturare ar putea fi puse în marș, în legătură cu ansamblul de prăjini grele și fixat 13 după cum se dorește, în timpul operației de punere a sondei în producție, pentru a asigura o izolare mecanică precisă, între intervalele perforate, și a elimina nevoia de punere în marș 15 a unei linii de cablu separate, pentru a monta dispozitive de izolare mecanică sau agenți de deviere între grupuri de trepte de fracturi. 17 în general, metoda conform invenției poate fi prompt folosită într-o coloană de exploatare, având diametrul de 4 1/2 țoii până la 7 țoii, cu sisteme de puști de perforare și 19 mecanisme de etanșare, reașezabile, mecanice, existente la dispoziție în comerț și ar putea fi folosită în coloane de tubare mai mici sau mai mari, cu mecansime de etanșare reașeza- 21 bile, mecanice, construite în mod adecvat, pentru respectivele coloane de tubare, mai mici sau mai mari. 23

Dacă se folosesc puști de perforare cu aprindere selectivă, fiecare pușcă individuală poate avea o lungime de 2 până la 8 picioare și poate conține 8 până la 20 de încărcături 25 de perforare, amplasate de-a lungul țevii puștii, cu o densitate a încărcăturilor cuprinsă într-un interval de 1 până la 6 lovituri/picior, însă, de preferință, 2 până la 4 lovituri per picior. 27 într-un exemplu de realizare preferat, un număr de 15 până la 20 de puști individuale ar putea fi așezate una deasupra celeilalte, astfel încât lungimea totală a sistemului de puști, 29 asamblat, este ținută, de preferință, la mai puțin de aproximativ 80 până la 100 de picioare. Această lungime totală a puștii poate fi rulată în gaura de sondă, folosind o macara de 31 suprafață, prompt disponibilă, și un sistem de lubrifiere. Ar putea fi, de asemenea, folosite lungimi mai mari de puști, însă multe necesită un echipament de suprafață, suplimentar sau 33 special, în funcție de numărul total de puști, care ar constitui dispozitivul de perforare complet. Se reține faptul că, în unele aplicații unice, lungimile puștilor, numărul de 35 încărcături/pușcă, și densitatea loviturilor ar putea fi mai mari sau mai mici decât s-a specificat mai sus, deoarece construcția sistemului de perforare final ar fi influențată de 37 caracteristici specifice ale formațiunii, prezente în gaura de sondă ce trebuie să fie stimulată.

în scopul de a minimiza lungimea totală a sistemului de puști și ansamblului de prăjini 39 grele, poate fi de dorit a se folosi purtători de încărcături multiple, două sau mai multe, uniform distribuite de jur împrejur și centrate, sudate sau atașate în alt mod pe tubingul 41 flexibil, sau legate dedesubtul mecanismului de etanșare mecanic. De exemplu, dacă arfi de dorit să se stimuleze 30 de zone, unde fiecare zonă este perforată cu o pușcă de 4 43 picioare, atunci un singur ansamblu de puști ar rezulta la o lungime totală de aproximativ 150 de picioare, care ar fi nepotrivită pentru a fi manipulată la suprafață. Ca alternativă, două 45 ansambluri de puști, amplasate opus una față de alta pe tubingul flexibil, ar putea fi desfășurate, unde fiecare ansamblu ar putea conține 15 puști, iar lungimea totală ar putea 47 fi de aproximativ 75 de picioare, care ar putea fi prompt manevrată, la suprafață, cu sisteme de macara și aparat de lubrifiere, existente. 49

RO 121145 Β1

O alternativă de dispunere a puștii sau puștilor de perforare ar fi aceea ca una sau mai multe puști să fie amplasate deasupra mecanismului de etanșare mecanic, reașezabil. S-ar putea ca două sau mai multe ansambluri de puști separate să fie atașate în așa fel, încât încărcăturile să fie orientate dinspre componentele de pe ansamblul de prăjini grele sau tubingul flexibil. Ar putea, de asemenea, să existe un singur ansamblu cu încărcături dispuse mai dens, iar mecanismul de aprindere, construit pentru a aprinde/declanșa simultan numai un subset de încărcături în interiorul unui interval dat, probabil toate având o orientare de fază dată.

Deși dispozitivul de perforare, descris în acest exemplu de realizare, a folosit încărcături declanșate de la distanță sau forare hidraulică pentru a perfora coloana de tubare și învelișul/inelul de ciment, niște dispozitive de perforare, ca alternativă, care includ, dar nu se limitează ia aceasta, dizolvarea chimică, sau dispozitive de foraj/tăiere prin frezare ar putea fi folosită în limitele de cuprindere ale acestei invenții, în scopul de a crea un traseu de curgere între gaura de sondă și formațiunea înconjurătoare. Pentru scopurile acestei invenții, termenul dispozitiv de perforare va fi folosit în sens larg, pentru a include toate dispozitivele de mai sus, precum și orice dispozitv de acționare, suspendat în gaura de sondă, în scopul de a acționa încărcăturile sau alte mijloace de perforare, ce potfi conduse de către coloana de tubare sau un alt mijloc exterior la ansamblul de prăjini grele, sau metoda de suspendare folosită pentru a susține ansamblul de prăjini grele.

Ansamblul de prăjini grele ar putea conține un motor la talpa sondei sau un alt mecanism pentru a asigura rotirea/cuplul în scopul de a adapta o acționare a mecanismului mecanic de etanșare, care necesită rotire/cuplu, pentru acționare. Un astfel de dispozitiv în legătură cu un dispozitiv de orientare, de exemplu, un giroscop sau o busolă, ar putea să permită o perforare orientată, astfel încât găurile de perforații sunt amplasate într-o direcție de busolă, preferată. Ca alternativă, dacă s-ar folosi un tubing îmbinat, clasic, atunci este posibil ca rotirea și cuplul să poată fi transmise la talpa sondei, prin rotirea directă a tubingului îmbinat, folosind un echipament de acționare în mișcare de rotație, care pot fi prompt disponibile pe turle clasice de intervenție la sonde. Niște aparate de instrumentație pentru măsurarea condițiilor din sondă, detector de racorduri ale coloanei de tubare, aparate de măsurat presiunea, temperatura și pentru alte măsurători, supravegherea la talpa sondei, în timp real, a parametrilor lucrării de stimulare, proprietăților zăcământului și/sau performanța sondei ar putea fi, de asemenea, desfășurate, ca parte a ansamblului de prăjini grele.

în afară de dispozitivul de deviere mecanic, reașezabil, alte materiale/dispozitive de deviere ar putea fi pompate la talpa sondei în timpul tratamentului, dar fără limitare la acestea, acestea incluzând materiale de etanșare, sub formă de bile sau macroparticule ca, de exemplu, nisip, material ceramic, material de sprijin, săruri, parafine, rășini sau alți compuși organici sau anorganici, sau, ca alternativă, sisteme fluide cum arfi fluide vâscoase, geluri, fluide geleficate, spume sau alte fluide preparate chimic, sau alți agenți de deviere injectabili. Materialul de deviere suplimentar ar putea fi folosit pentru a ajuta la minimizarea duratei tratamentului de stimulare, deoarece unele economii de timp ar putea fi realizate prin reducerea numărului de instalări ale dispozitivului de deviere mecanic, în timp ce se reașază încă acele capacități de abatere în zonele multiple. De exemplu, într-un interval de 3000 picioare, unde trebuie să fie supuse tratamentului niște zone individuale, separate de câte 100 de picioare, poate fi de dorit să se folosească dispozitivul de deviere mecanic, reașezabil, care lucrează în sus, cu creșteri de 500 picioare, și apoi să se devieze, fiecare din cele șase etaje/trepte cu un agent de deviere transportat în fluidul de tratament. Ca alternativă, ar putea fi folosite tehnici/metode de intrare limitată, pe intervale multiple, ca un submontaj al intervalului global ce se dorește a fi supus tratamentului. Fiecare dintre aceste modificări ar putea să reducă numărul de fixări mecanice ale dispozitivului de deviere mecanic și, probabil, să se prelungească durata efectivă de serviciu a acestuia.

RO 121145 Β1

Dacă o garnitură de tubing este folosită ca mijloc de desfășurare, respectivul tubing 1 permite desfășurarea unor dispozitive de amestec la talpa sondei și aplicarea rapidă a tehnologiei de amestec. în mod specific, garnitura de tubing poate fi folosită să pompeze 3 substanțe chimice la talpa sondei și, prin găurile de curgere din ansamblul de prăjini grele, să amestece ulterior cu fluid pompat în respectivul tubing, prin spațiul inelar al coloanei de 5 exploatare. De exemplu, în timpul unui tratament de fracturare, poate fi de dorit să se pompeze azot sau dioxid de carbon la talpa sondei în tubingul menționat și acesta trebuie 7 să fie amestecat cu fluidul de tratament la talpa sondei, astfel încât poate fi adaptat un retur de curgere ajutat cu azot sau cu dioxid de carbon. 9

Această metodă și acest echipament ar putea fi folosite pentru tratamentul găurilor de sondă, verticale, deviate sau orizontale. De exemplu, invenția asigură o metodă de 11 realizare a unor fracturi multiple, verticale sau oarecum verticale, pentru a intersecta găuri de sondă, orizontale sau deviate. O astfel de tehnică/metodă ar putea da posibilitatea de a 13 pune în mod economic, în producție, multiple găuri de sondă dintr-un singur loc de lansare a tratamentelor. Tratamentul unor sonde cu laterale multiple ar putea fi de asemenea 15 efectuat unde laterala cea mai adâncă este tratată în primul rând; apoi se fixează un dop sau se acționează un manșon, pentru a izola această cea mai adâncă laterală; apoi este tratată 17 următoarea laterală ascendentă a găurii de sondă; un alt manșon este acționat pentru a izola această laterală; și procesul se repetă pentru executatea tratamentului la numărul dorit 19 de laterale, în interiorul unei singure găuri de sondă.

Dacă se folosesc puști de perforare cu aprindere/declanșare selectivă, deși sunt 21 preferabile din punct de vedere al maximizării numărului de intervale ce pot fi supuse tratametului, folosirea unor puști scurte, de exemplu, cu o lungime de 4 picioare sau mai 23 mică, ar putea, în unele situații, să limiteze productivitatea sondei, prin inducerea unei căderi de presiune sporite în zona de zăcământ al găurii de sondă, apropiată, comparativ cu 25 folosirea unor puști mai lungi. Productivitatea sondei ar putea fi limitată, în mod similar, dacă numai un interval scurt, de exemplu, cu lungimea de 4 picioare sau mai mică, este perforat 27 folosind un foraj hidraulic cu jet abraziv. Posibilitatea unui retur excesiv de flux cu material de sprijin poate fi de asemenea sporită, ceea ce conduce la o eficacitate de stimulare 29 redusă. Returul de flux ar trebui, de preferință, să fie executat la un debit scăzut, reglat, pentru a limita un potențialul retur de flux cu material de susținere. în funcție de rezultatele 31 returului de flux, ar putea fi folosite configurații de puști cu material de susținere învelit în rășină sau alternative, pentru a îmbunătăți eficacitatea stimulării. 33 în plus, dacă un tubing sau un cablu suntfolosite, atunci, pentru a ajuta la diminuarea unei potențiale eroziuni, nedorite, exercitate de materialul de susținere asupra tubingului sau 35 cablului, din cauza izbirii fluidului încărcat cu material de susținere, când este pompat în orificiile de injecție cu evacuare laterală, un dispozitiv de izolare poate fi instalat, sus, pe 37 capul de sondă. Acest dispozitiv de izolare poate consta dintr-o flanșă având atașat un tubing scurt, care coboară pe centrul capului sondei, până la câteva picioare sub orificiile de 39 injecție. Ansamblul de prăjini grele și tubingul sau cablul sunt introduse în interior până la tubingul dispozitivului de izolare. în acest fel, tubingul dispozitivului de izolare abate 41 materialul de susținere și izolează tubingul sau cablul față de izbirea directă a materialului de susținere. Un astfel de dispozitiv de izolare ar consta dintr-un tubing de diametru adecvat, 43 astfel încât acesta să permită prompt, ca dimensiunea diametrului exterior cel mai mare, asociată cu tubingul sau cablul și ansamblul de prăjini grele, să treacă nestingherită. 45 Lungimea dispozitivului de izolare va fi dimensionată astfel încât, în caz de avarie, ventilul de fractură principal, inferior, să poată fi încă închis, iar capul de sondă, manevrat în jos, 47 după cum este necesar, pentru a scoate scula de izolare, în funcție de fluidele de stimulare

RO 121145 Β1 și metoda de injecție, un dispozitiv de izolare nu ar fi necesar dacă nu ar exista preocupări legate de eroziune.

Deși încercările în condiții de exploatare a dispozitivelor de izolare nu au arătat nici un fel de probleme legate de eroziune, în funcție de construcția lucrării, ar putea exista un anumit risc de deterioare sub acțiunea eroziunii, la ansamblul de tubing al sculei de izolare, rezultând dificultăți de scoatere a acestuia. Dacă se folosește o sculă de izolare, o practică preferată ar fi aceea de a menține viteza de izbire asupra sculei de izolare, în mod substanțial sub limitele de eroziune tipică, de preferință, sub circa 180 picioare/s și, mai bine, sub circa 60 picioare/s.

O altă preocupare în legătură cu această metodă este aceea că se poate produce o selectare prematură, dacă dezlocuirea de fluid, în timpul pompării, nu este măsurată în mod adecvat, deoarece poate fi dificil să se inițieze o fracturare cu fluid încărcat cu material de susținere, transversal pe zona următoare ce trebuie perforată. Poate fi preferabil să se folosească mai degrabă un fluide KCI sau un alt fluid, sau un sistem de fluid negelifiat, pentru susținere, decât un fluid de susținere gelifiat, pentru a iniția mai bine fracturarea zonei următoare. Pomparea lucrării la un debit mai înalt cu fluid negelifiat, între etaje/trepte, pentru a realiza a evacuarea/împingerea turbulentă a coloanei de tubare, va minimiza riscul de selectare a materialului de sprijin. De asemenea, niște puști de contingență, disponibile pe garnitura de scule, ar permite continuarea lucrării, după un timp de așteptare adecvat.

Deși exemplele de realizare analizate mai sus fac referire, în principal, la efectele benefice ale procedeului, conform invenției, când este aplicat la procese de fracturare hidraulică, acest fapt nu trebuie interpretat ca fiind o limitate a invenției, aceasta fiind aplicabilă la orice situație în care perforarea și executarea altor operații la găuri de sondă, într-o singură cursă, este benefică. Persoanele de specialitate în domeniu vor recunoaște că multe modificări, nemenționate în mod specific în exemplele date, vor fi echivalente, ca funcție, pentru scopurile acestei invenții.

Prezenta invenție va fi descrisă în legătură cu exemplele preferate de realizare, ale acesteia. Totuși, în măsura în care descrierea ce urmează este specifică unui exemplu de realizare particular sau unei folosiri particulare a invenției, aceasta este destinată a fi doar ilustrativă și nu trebuie privită ca limitând sfera de protecție a invenției. Dimpotrivă, descrierea este destinată să acopere toate alternativele, variantele și echivalentele care sunt incluse în spiritul și cuprinderea invenției, așa cum este definită prin revendicările anexate.

Prezenta invenție asigură o nouă metodă și un echipament pentru perforarea și stimularea unor intervale de formațiune multiplă, care permit ca o singură zonă să fie tratată ca o treaptă de tratament individual, în timp ce se elimină sau se minimizează problemele care sunt asociate cu existența unor metode cu tubing flexibil sau tubing îmbinat, și deci care asigură un semnificativ beneficiu față de metodele existente.

Claims

Revendicări

1. Metodă de perforare și tratament al unor intervale multiple, din una sau mai multe formațiuni subterane, intersectate de către o gaură de sondă, caracterizată prin aceea că aceasta constă în:

a - desfășurarea unui ansamblu de prăjini (BHA) grele, folosind un mijloc de desfășurare în interiorul găurii de sondă menționată, respectivul ansamblu (BHA) de prăjini grele fiind prevăzut cu un dispozitiv de perforare și un mecanism de etanșare, montate unul în continuarea celuilalt și a căror deplasare se realizează simultan;

RO 121145 Β1 b - poziționarea ansamblului de prăjini grele, în interiorul respectivei găuri de sondă, 1 astfel încât capătul inferior al ansamblului să fie dedesuptul zonei țintă cea mai de jos, folosind un dispozitiv de comandă a adâncimii; 3 c - perforarea intervalului stabilit anterior;

d - deplasarea mecanismului de etanșare, menționat, astfel încât să stabilească o 5 etanșare hidraulică a zonei țintă, în respectiva gaură de sondă;

e - pomparea unui fluid de tratament în gaura de sondă menționată și în perforațiile 7 create de către respectivul dispozitiv de perforare, fără scoaterea dispozitivului de perforare din gaura de sondă; 9 f - decuplarea mecanismului de etanșare, menționat; și g - repetarea fazelor b până la f, pentru cel puțin un interval suplimentar al acelor una 11 sau mai multe formațiuni subterane, menționate.

2. Metodă conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că mijlocul de 13 desfășurare a ansamblului de prăjini grele, menționat, este ales dintre un cablu metalic, un cablu de ghidaj sau un alt cablu. 15

3. Metodă conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că mijlocul de desfășurare este o garnitură de tubing. 17

4. Metodă conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că respectivul mecanism de etanșare este acționat, astfel încât să stabilească o etanșare hidraulică dedesubtul 19 intervalului perforat, menționat.

5. Metodă conform revendicării 3, caracterizată prin aceea că garnitura de tubing, 21 menționată, este aleasă dintre un tubing flexibil și un tubing îmbinat.

6. Metodă conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că ansamblul (BHA) de 23 prăjini grele este poziționat în interiorul găurii de sondă menționată, folosind un dispozitiv pentru comanda adâncimii, care poate fi un detector de racorduri ale coloanei de tubare sau 25 un sistem de măsurare de la suprafață.

7. Metodă conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că dispozitivul de 27 perforare, menționat, este o pușcă de perforare cu declanșare selectivă, conținând seturi multiple, de una sau mai multe încărcături de perforare, cu încărcătură fasonată; fiecare 29 dintre seturile menționate, de una sau mai multe încărcături, cu încărcătură fasonată, fiind comandat prin semnal electric sau optic, transmis printr-un cablu desfășurat în gaura de 31 sondă.

8. Metodă conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că dispozitivul de 33 perforare, menționat, este un dispozitiv de tăiere cu jet hidraulic, care folosește fluid pompat în josul garniturii de tubing, menționată, pentru a stabili o cale de comunicare hidraulică între 35 respectiva gaură de sondă și unul sau mai multe intervale ale uneia sau ale mai multor formațiuni subterane. 37

9. Metodă conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că fluidul de tratament menționat este pompat în josul spațiului inelar dintre garnitura de tubing și gaura de sondă. 39

10. Metodă conform revendicării 9, caracterizată prin aceea că fluidul de tratament este de asemenea pompat în josul garniturii de tubing, menționată, prin orificii de curgere 41 prevăzute în ansamblul (BHA) de prăjini grele și prin perforațiile menționate.

11. Metodă conform revendicării 9, caracterizată prin aceea că un al doilea fluid de 43 tratament este pompat în josul garniturii de tubing, menționată, prin orificii de curgere în respectivul ansamblul (BHA) de prăjini grele și în perforațiile menționate. 45

12. Metodă conform revendicării 11, caracterizată prin aceea că cel de al doilea fluid de tratament menționat este azot. 47

RO 121145 Β1

13. Metodă conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că mecanismul de etanșare este un pacher reașezabil.

14. Metodă conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că fluidul de tratament este ales dintre o soluție acidă, un solvent organic sau o suspensie din material de susținere și un fluid purtător.

15. Metodă conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că, înainte de eliberarea respectivului mecanism de etanșare, se desfășoară cel puțin un agent de deviere în respectiva gaură de sondă, pentru a bloca curgerea mai departe a fluidului de tratament în perforațiile menționate.

16. Metodă conform revendicării 15, caracterizată prin aceea că agentul de deviere, desfășurat în gaura de sondă menționată, este ales dintre macroparticule, geluri, fluide vâscoase, spume sau agenți de etanșare sub formă de bile.

17. Metodă conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că mecanismul de etanșare, menționat, este acționat prin presiune hidraulică, transmisă de la suprafață, printr-un element de legătură, sferic.

18. Metodă conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că dispozitivul de perforare, menționat, este acționat prin presiune hidraulică, transmisă de la suprafață, printr-un element de legătură, sferic.

19. Metodă conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că dispozitivul de perforare, menționat, este acționat prin presiune hidraulică, transmisă de la suprafață, prin gaura de sondă menționată.

20. Metodă conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că dispozitivul de perforare, menționat, este acționat prin presiune hidraulică, transmisă de la suprafață, prin garnitura de tubing, menționată.

21. Metodă conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că respectivul ansamblu (BHA) de prăjini grele este repoziționat în interiorul găurii de sondă, înainte de activarea mecanismului de etanșare, menționat.

22. Metodă de perforare și tratament al unor intervale multiple, din una sau mai multe formațiuni subterane, intersectate de către o gaură de sondă, caracterizată prin aceea că metoda cuprinde:

a - desfășurarea unui ansamblu (BHA) de prăjini grele în interiorul găurii de sondă menționată, respectivul ansamblu (BHA) de prăjini grele fiind prevăzut cu un dispozitiv de perforare, un mecanism de etanșare și cel puțin un mijloc de egalizare a presiunii;

b - perforarea intervalului stabilit, din cadrul formațiunii subterane, stabilit anterior, prin folosirea dispozitivului de perforare, menționat;

c - desfășurarea mecanismului de etanșare, menționat, astfel încât să stabilească o etanșare hidraulică a zonei țintă, în respectiva gaură de sondă;

d - pomparea unui fluid de tratament în gaura de sondă menționată și în perforațiile create de către respectivul dispozitiv de perforare, fără scoaterea dispozitivului de perforare din gaura de sondă;

e - stabilirea unei comunicații de presiune între porțiunile situate deasupra și dedesubtul mecanismului de etanșare, menționat, prin cel puțin un mijloc de egalizare a presiunii;

f - decuplarea mecanismului de etanșare, menționat; și g - repetarea fazelor (b) până la (f), pentru cel puțin un interval suplimentar al acelor una sau mai multe formațiuni subterane, menționate.

RO 121145 Β1

23. Metodă de perforare și tratament al unor intervale multiple, din una sau mai multe 1 formațiuni subterane, intersectate de către o gaură de sondă, conform revendicării 1, într-o variantă, caracterizată prin aceea că metoda menționată cuprinde: 3 a - desfășurarea unui ansamblu (BHA) de prăjini grele, folosind un mijloc de desfășurare în interiorul găurii de sondă menționată, respectivul ansamblu (BHA) de prăjini 5 grele fiind prevăzut cu cel puțin un dispozitiv de perforare și cel puțin un mecanism de etanșare, respectivul dispozitiv de perforare fiind poziționat sub mecanismul de etanșare, 7 menționat;

b - perforarea unui interval țintă din formațiunile subterane, folosind cel puțin un 9 dispozitiv de perforare, menționat;

c - desfășurarea mecanismului de etanșare, menționat, astfel încât să stabilească 11 o etanșare hidraulică a zonei țintă, în respectiva gaură de sondă;

d - pomparea unui fluid de tratament în gaura de sondă menționată și în perforațiile 13 create de respectivul dispozitiv de perforare, fără scoaterea dispozitivului de perforare din gaura de sondă; 15 e - decuplarea mecanismului de etanșare, menționat; și f - repetarea fazelor (b) până la (e), pentru cel puțin un interval suplimentar al acelor 17 formațiuni subterane, menționate.

24. Metodă conform revendicării 23, caracterizată prin aceea că dispozitivul de 19 perforare, menționat, este lipsit de canal de curgere a fluidului de spălare.

25. Metodă conform revendicării 22 sau 23, caracterizată prin aceea că ansamblul 21 (BHA) de prăjini grele este repoziționat în gaura de sondă menționată și mecanismul de etanșare, menționat, este acționat pentru a stabili o etanșare hidraulică dedesubtul 23 respectivului interval menționat.

26. Metodă conform revendicării 1, într-o altă variantă, în care intervalele multiple ale 25 formației includ un interval țintă, cel mai adânc, și intervale țintă, situate secvențial mai la suprafață, caracterizată prin aceea că metoda menționată cuprinde: 27 a - desfășurarea unui ansamblu (BHA) de prăjini grele în interiorul găurii de sondă menționată, respectivul ansamblu (BHA) de prăjini grele fiind prevăzut cu un dispozitiv de 29 perforare și un mecanism de etanșare, mecanismul de perforare, menționat, fiind poziționat dedesubtul respectivului mecanism de etanșare; 31 b - perforarea intervalului țintă cel mai adânc dintre formațiunile subterane;

c - pomparea unui fluid de tratament în gaura de sondă și în perforațiile create în 33 intervalul țintă cel mai adânc, de către dispozitivul de perforare, fără scoaterea respectivului dispozitiv de perforare din gaura de sondă; 35 d - poziționarea ansamblului (BHA) de prăjini grele în gaura de sondă și folosirea dispozitivului de perforare, menționat, pentru a perfora următorul interval țintă, situat 37 succesiv mai la suprafață, dintre formațiunile subterane;

e - repoziționarea ansamblului (BHA) de prăjini grele în gaura de sondă și acționarea 39 mecanismului de etanșare, menționat, pentru a izola hidraulic perforațiile create în următorul interval țintă, situat succesiv mai la suprafață, din intervalul țintă perforat, cel mai adânc; 41 f - pomparea unui fluid de tratament în gaura de sondă menționată și în perforațiile create în următorul interval țintă, situat succesiv mai la suprafață, de către dispozitivul de 43 perforare, fără scoaterea dispozitivului de perforare, menționat, din respectiva gaură de sondă; 45 g - decuplarea mecanismului de etanșare; și h - repetarea fazelor (d) până la (g), pentru cel puțin un interval suplimentar, situat 47 succesiv mai la suprafață, al formațiunilor subterane, în care perforațiile create în cel puțin una din respectivele intervale țintă, situate succesiv, mai la suprafață, sunt izolate 49 hidraulic,de intervalele perforate dedesubt.

RO 121145 Β1

27. Echipament de perforare și tratament al unor intervale multiple, din una sau mai multe formațiuni subterane, intersectate de o gaură de sondă, utilizat pentru punerea în aplicare a metodei de la revendicarea 1 sau 22, caracterizat prin aceea că este prevăzut cu:

a - un ansamblu de prăjini grele (27, BHA), adaptat pentru a fi desfășurat în gaura de sondă, cu ajutorul unui mijloc de desfășurare (102), ales dintre un cablu metalic, un cablu de ghidaj sau alt cablu, ansamblul de prăjini (27, BHA) având cel puțin un dispozitiv de perforare (134,144,154), pentru perforarea succesivă a intervalelor multiple și cel puțin un mecanism de etanșare (120);

b - mecanismul de etanșare (120) este capabil să stabilească o etanșare hidraulică în respectiva gaură de sondă și, mai departe, capabil să fie decuplat, astfel încât să degajeze etanșarea hidraulică, menționată, pentru a permite ca ansamblul de prăjini grele (27, BHA) să se deplaseze într-o poziție diferită, în interiorul găurii de sondă, permițând, prin aceasta, ca fiecare din intervale de tratament multiple, menționate, să fie tratate în mod separat, de celelalte intervale de tratament.

28. Echipament, conform revendicării 27, utilizat pentru punerea în aplicare a metodei de la revendicarea 1 sau 22, într-o variantă, caracterizat prin aceea că este prevăzut cu:

a - un ansamblu (27, BHA) de prăjini grele, având cel puțin un dispozitiv de perforare (134,144,154), pentru perforare succesivă a intervalelor multiple, menționate, cel puțin un mecanism de etanșare (120) și cel puțin un dispozitv de deplasare;

b - dispozitivul de deplasare este capabil să poziționeze respectivul ansamblu de prăjini grele diferite, în gaura de sondă menționată; și c - dispozitivul de etanșare (120) este capabil să stabilească o etanșare în respectiva gaură de sondă și, în continuare, capabil să degajeze etanșarea hidraulică, menționată, pentru a permite ca respectivul ansamblul de prăjini grele (27 și BHA) să se deplaseze într-o poziție diferită, în interiorul găurii de sondă, prin aceasta, permițând ca fiecare din intervalele de tratament multiple să fie tratate separat, de celelalte intervale supuse tratamentului.

29. Echipament conform revendicării 27, într-o altă variantă, caracterizat prin aceea că mijlocul de desfășurare este o garnitură de tubing (106).

30. Echipament conform revendicării 29, caracterizat prin aceea că garnitura de tubing (106), menționată, este un tubing flexibil sau un tubing îmbinat.

31. Echipament conform revendicării 27, într-o altă variantă, caracterizat prin aceea că mijlocul de desfășurare (102) este ales dintre un cablu metalic, un cablu de ghidaj sau un alt cablu.

32. Echipament conform revendicării 27 sau 28, caracterizat prin aceea că acesta cuprinde un mijloc de comandă a adâncimii, pentru poziționarea ansamblului (27 și BHA) de prăjini grele în gaura de sondă, care poate fi un detector de racorduri (128) ale coloanei de tubare sau un sistem de măsurare la suprafață.

33. Echipament conform revendicării 27 sau 28, caracterizat prin aceea că mecanismul de etanșare (120) este un pacher reașezabil.

34. Echipament conform revendicării 27 sau 28, caracterizat prin aceea că dispozitivul de perforare (134,144 și 154) este o pușcă de perforare cu declanșare selectivă, conținând seturi multiple, formate din una sau mai multe încărcături de perforare, cu încărcătură fasonată; fiecare dintre aceste seturi, de una sau mai multe încărcături de perforare, cu încărcătura fasonată, fiind comandat și activat printr-un semnal electric, transmis prin intermediul unei linii de cablu (102), desfășurate în gaura de sondă.

RO 121145 Β1

35. Echipament conform revendicării 27 sau 28, caracterizat prin aceea că 1 mecanismul de etanșare (120), menționat, este acționat prin presiunea hidraulică, transmisă de la suprafață, prin gaura de sondă. 3

36. Echipament conform revendicării 28, caracterizat prin aceea că dispozitivul de perforare (134,144 și 154) este acționat prin presiunea hidraulică, transmisă de la suprafață, 5 prin garnitura de tubing (106).

37. Echipament conform revendicării 28, caracterizat prin aceea că dispozitivul de 7 perforare este un dispozitiv de tăiere cu jet (312), care folosește un fluid pompat în josul garniturii de tubing, pentru a stabili o cale de comunicare hidraulică, între gaura de sondă 9 și unul sau mai multe intervale, al acelor formații subterane.

38. Echipament, conform revendicării 27, utilizat pentru punerea în aplicare a 11 revendicării 1 sau 22, într-o altă variantă, caracterizat prin aceea că este prevăzut cu;

a - un ansamblu (27, BHA) de prăjini grele, adaptat pentru a fi de desfășurat în gaura 13 de sondă menționată, cu ajutorul unui mijloc de desfășurare (102 și 106), respectivul ansamblu (27, BHA) de prăjini grele, având cel puțin un dispozitiv de perforare (134,144 și 15 154), pentru perforarea succesivă a intervalelor multiple, menționate, și cel puțin un mijloc de egalizare a presiunii (308); 17 b - mecanismul de etanșare (316), menționat, este capabil să stabilească o etanșare hidraulică în respectiva gaură de sondă, iar mijlocul de egalizare (308) a presiunii fiind 19 capabil să stabilească o cale de comunicare de presiune, între porțiunile găurii de sondă, situate deasupra și dedesubtul mecanismului de etanșare (316), și, în continuare, 21 mecanismul de etanșare (316) este capabil să degajeze etanșarea hidraulică, pentru a permite ca ansamblul (27 și BHA) de prăjini grele să se deplaseze într-o poziție diferită, în 23 interiorul găurii de sondă, permițând, prin aceasta, ca fiecare dintre intervalele de tratament multiplu, menționate, să fie tratate în mod separat, de celelalte intervale de tratament. 25

39. Echipament conform revendicării 27, utilizat pentru punerea în aplicare a metodei de la revendicarea 1 sau 22, într-o altă variantă, caracterizat prin aceea că este prevăzut 27 cu:

a - un ansamblu (27 și BHA) de prăjini grele, adaptat pentru a fi desfășurat în gaura 29 de sondă menționată, cu ajutorul unui mijloc de desfășurare, respectivul ansamblu (27 și BHA) de prăjini grele, având cel puțin un dispozitiv de perforare (134, 144 și 154) pentru 31 perforarea succesivă a intervalelor multiple, menționate, și cel puțin un dispozitiv de etanșare (120), dispozitivul de perforare (134,144 și 154) fiind poziționat dedesubtul mecanismului 33 de etanșare (120); și b - mecanismul de etanșare (120) este capabil să stabilească o etanșare hidraulică 35 în respectiva gaură de sondă și, în continuare, capabil să degajeze etanșarea hidraulică, menționată, pentru a permite ca ansamblul (27 și BHA) de prăjini grele să se deplaseze 37 într-o poziție diferită, în interiorul găurii de sondă, permițând, prin aceasta, ca fiecare dintre intervalele de tratament multiple, menționate, să fie tratate în mod separat, de celelalte 39 intervale de tratament

40. Echipament conform revendicării 39, caracterizat prin aceea că dispozitivul de 41 perforare, menționat, este lipsit de un canal de curgere a fluidului de spălare.