BRPI0709770A2 - sistema e mÉtodo para detecÇço de ruptura em poÇos de petràleo - Google Patents

Abstract

SISTEMA E MÉTODO PARA DETECÇçO DE RUPTURA EM POÇOS DE PETRàLEO Um método e sistema para detectar e localizar uma ruptura de um tubo em poços de petróleo de múltiplos tubos colocados um dentro do outro usando válvulas de pressão e sensores de pressão. O método compreende as etapas de: conectar pelo menos dois dos tubos de poço de um poço de produção de múltiplos tubos colocados um dentro do outro a um reservatório de acumulação para permitir transferência de fluido do poço para o reservatório; vedar os tubos de poço para manter a pressão nos mesmos; medir um parâmetro de pressão dentro de cada um dos ditos pelo menos dois tubos de poço até o dito parâmetro de pressão indicar uma estabilização de pressão nos mesmos; alterar a pressão dentro de um dos tubos de poço; medir um parâmetro de pressão dentro dos outros tubos de poço; e estabilizar a pressão no tubo de poço dentro do qual a pressão foi alterada anteriormente.

Description

"SISTEMA E MÉTODO PARA DETECÇÃO DE RUPTURA EM POÇOS DE PETRÓ-LEO"

INTRODUÇÃO

Este é um pedido não provisório dizendo respeito ao conteúdo do pedido de paten-te mexicano NL/a/2005/000067, e reivindicando prioridade para ele, depositado em 7 desetembro de 2005, o qual está incorporado neste documento pela referência.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

1. Campo da Invenção

A invenção diz respeito ao campo de produção de óleo bruto e, mais especifica-mente, a um sistema e método para detectar e localizar uma ruptura de um tubo em um po-ço de petróleo de múltiplos tubos colocados um dentro do outro por meio do uso e mediçõesde sensores de pressão e válvulas de pressão. As frases "poço de petróleo", "poço de pro-dução", "poço de hidrocarboneto" e "poço de óleo" são usadas de forma sinônima por todoeste pedido, e incluem a produção de petróleo tanto na forma líquida quanto gasosa.

2. Informação Antecedente

Um poço de produção de hidrocarboneto típico é compreendido de um tubo de pro-dução alojado dentro de um ou mais tubos de revestimento, todos os quais são de uma ma-neira geral alinhados concentricamente. Estes poços de hidrocarboneto típicos emanamuma pressão de poço natural que é diferente da pressão atmosférica, a qual operadores depoço usam, entre outras coisas, para remover os fluidos e gases de hidrocarboneto de den-tro do poço. Esta pressão de poço natural pode ser gerada sobre um grande volume da for-mação, e tentará escapar pelo caminho de resistência mínima para a superfície. Assim, apressão de poço natural pode naturalmente fluir para dentro dos tubos de poço do poço dehidrocarboneto. Esta pressão pode então ser usada para detectar uma ruptura entre doistubos de poço de um poço de produção de múltiplos tubos colocados um dentro do outro, talcomo descrito neste documento.

Enquanto que o tubo de produção transfere hidrocarbonetos para a superfície, tu-bos de revestimento circundantes servem primariamente para reforçar a perfuração de poçoprincipal. Os tubos de revestimento são usualmente cimentados no lugar, embora o anular26 entre o tubo de produção e o tubo de revestimento mais interno possa em vez disto serselado da zona de produção de hidrocarboneto com um obturador, o qual é uma ferramentade fundo de poço comum usada para isolar uma produção de um anular de poço 26 doslíquidos e gases de hidrocarboneto.

De uma maneira geral, o tubo de produção e os tubos de revestimento são feitos deaço, o qual é suscetível à oxidação e corrosão ao longo do tempo que pode fazer com que opoço de óleo vaze fluido ou gases de hidrocarboneto através dos tubos de revestimento epara dentro do solo circundante. Estes hidrocarbonetos vazados podem eventualmente e-mergir no nível do solo e, à medida que eles se deslocam através do solo, causam um im-pacto ambiental prejudicial à superfície e à água e solo subterrâneos, assim como aos ani-mais selvagens, durante a migração para a superfície. Tal vazamento também pode causarum acúmulo de óleo bruto de má aparência na superfície.

Inúmeras patentes Estados Unidos abordam a detecção de vazamentos dentro depoços de produção. Por exemplo, a patente Estados Unidos 3.776.032 revela um método deproteger um poço contra um influxo de gás ou de líquido. O processo de detecção envolve ouso de pulsos de lama de pressão provenientes de um par de transdutores acústicos, osquais geram sinais na forma de ondas de pressão, tanto antes de a lama de perfuração sercirculada para a broca de perfuração quanto depois de a lama de perfuração ser circuladaatravés da broca de perfuração. A diferença, se alguma, entre os dois pulsos é então con-vertida em um sinal e transmitida para a superfície.

A patente Estados Unidos 4.114.721 revela um par de detectores acústicos se des-locando através de um poço para detectar som indicativo de um vazamento de revestimento.Os fluidos ou gases de hidrocarboneto se deslocam através de uma ruptura no revestimen-to, o ruído acústico é monitorado em duas localizações dentro da perfuração de poço. Ossinais provenientes dos monitores são transmitidos para a superfície e usados para determi-nar a localização da ruptura.

A patente Estados Unidos 4.101.827 revela um método de detectar vazamentos emum tubo subterrâneo que é feito de um isolador. O processo envolve encher parcialmente otubo com um fluido eletricamente condutivo (tal como água de torneira), passar uma corren-te elétrica através do fluido para estabelecer um gradiente de tensão ao longo do compri-mento do fluido no tubo, então analisar o gradiente resultante para determinar a localizaçãodo vazamento. A fonte de tensão é conectada a um primeiro eletrodo, o qual é imerso nolíquido em uma extremidade de tubo, e a um segundo eletrodo, o qual é impelido para den-tro do solo. Este método envolve inserir um fio no tubo subterrâneo a fim de determinar deforma apropriada a queda de potencial através do gradiente. O operador de poço determinaa localização do vazamento pela medição do comprimento de fio inserido no tubo subterrâ-neo na localização da queda de potencial, isto é, o ponto de tensão mínima.

A patente Estados Unidos 5.548.530 revela um sistema de detecção de vazamentoultra-sônico de alta precisão não intrusivo para tubulações usadas para identificar desenvol-vimento de vazamentos mesmo muito diminutos. O sistema localiza estes vazamentos den-tro de diversos metros da sua real localização em um segmento da tubulação entre duasestações locais do sistema de detecção de vazamento. Vazamentos são localizados e suaslocalizações determinadas pelos seus efeitos na pressão da tubulação e o efeito da mudan-ça de pressão na densidade de líquido. A patente Estados Unidos 6.442.999 inclui uma es-tação mestre para a qual estas estações locais transmitem dados de onda sônica a fim deexecutar cálculos para determinar a presença de um vazamento e sua localização.

A patente Estados Unidos 6.530.263 revela um sistema para localizar vazamentosem uma tubulação usando registradores que são posicionados ao longo da tubulação emintervalos espaçados. Estes registradores detectam e armazenam dados de som produzidodentro da tubulação e transferem os dados de som armazenados para um sistema de com-putador para análise. A localização de vazamentos é derivada desta análise.

A patente Estados Unidos 6.595.038 revela um aparelho para determinar a posiçãode um vazamento em um tubo subterrâneo para fluido ou gás usando sensores acústicos.Um primeiro sensor é acoplado ao tubo enquanto que um segundo sensor é móvel acima dotubo. Ambos os sensores detectam som transportado ao longo das paredes do tubo ou aolongo do fluido no tubo. Com base na leitura de som, a localização do vazamento pode serdeterminada.

A patente Estados Unidos 6.668.619 revela um método e aparelho para localizar afonte de um vazamento em uma tubulação usando técnicas de filtragem de padrão de ca-samento. Estas filtragens de padrão de casamento fazem distinção entre ruído de fundo eperturbações de pressão geradas por outras fontes não de vazamento. Este método usasinais acústicos para determinar se um vazamento existe e onde ele está localizado.

A patente Estados Unidos 6.650.125 revela localizar vazamentos de fluidos condu-tivos, tais como água ionizada, de estruturas não condutivas, tais como tubos, por meio douso de um gerador de carga. O gerador carrega e descarrega o fluido condutivo, e um de-tectar portátil do tipo capacitivo detecta a carga variável que é induzida no fluido.

Embora a técnica anterior revele diversos métodos complexos para detectar ruptu-ras em tubulação, a técnica atual não revela um método de detectar rupturas em um poçode produção de hidrocarboneto de múltiplos tubos colocados um dentro do outro que sejasimples, barato e preciso. Além disso, a técnica anterior revela métodos para detecção deruptura que exigem dispor ferramentas e equipamento embaixo no furo de poço, o que com-plica o processo de detecção de ruptura. Portanto, existe uma necessidade de um sistemae método de baixo custo e simples para localizar vazamentos de óleo bruto nestes poços deprodução de múltiplos tubos colocados um dentro do outro.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

A presente invenção proporciona um sistema e método para detectar e localizar ra-pidamente e de forma eficiente rupturas em poços de óleo de múltiplos tubos colocados umdentro do outro enquanto minimizando ou eliminando os efeitos adversos resultantes dacontaminação de hidrocarboneto. O método identifica rupturas nos tubos de produção e derevestimento, referidos coletivamente neste documento como "tubos de poço", a fim de for-necer um dispositivo eficiente de evitar desenvolvimento de problemas ambientais perigososprovenientes do aço deteriorado. "Localizar" rupturas, tal como usado neste documento, serefere a determinar em qual tubo de poço de um poço de produção de múltiplos tubos colo-cados um dentro do outro existe uma ruptura, se existir alguma.

A presente invenção revela, entre outras coisas, um método de detectar uma ruptu-ra entre tubos de poço de um poço de produção de múltiplos tubos colocados um dentro dooutro que é compreendido de um tubo de produção, através do qual hidrocarbonetos fluem,e de pelo menos um tubo de revestimento, o qual circunda o tubo de produção e reforça aperfuração de poço do poço. Podem existir muitos tubos dé revestimento, cada um alojadodentro do tubo de revestimento do próximo maior diâmetro. Um poço de produção de múlti-plos tubos inclui um poço com um tubo de produção e um tubo de revestimento e um poçocom um tubo de produção e múltiplos tubos de revestimento.

De uma maneira geral, o anular entre o primeiro (ou mais interno) tubo de revesti-mento e o tubo de produção é não enchido, mas selado da zona de produção de hidrocar-boneto com um obturador, o qual é uma ferramenta de fundo de poço comum usada paraeste propósito. O obturador isola o anular de um poço de hidrocarboneto contra a pressão efluxo de gases e líquidos provenientes da zona de produção de hidrocarboneto. Os tubos derevestimento remanescentes são tipicamente enchidos com cimento para fornecer estabili-dade estrutural aumentada. Estes tubos de poço, significando coletivamente tanto o tubo deprodução quanto quaisquer tubos de revestimento, se estendem a partir da zona de produ-ção através da superfície e são ligados a uma árvore de válvulas, a qual permite que os tu-bos de poço sejam alterados da sua configuração alojada e redirecionados para várias loca-lizações acima da superfície.

Tal como usado em um poço de hidrocarboneto de múltiplos tubos colocados umdentro do outro típico, o método da presente invenção compreende as etapas de conectarpelo menos dois dos tubos de poço de um poço de produção de múltiplos tubos colocadosum dentro do outro a um reservatório de acumulação para permitir transferência de fluido dopoço para o reservatório; vedar os tubos de poço para manter a pressão nos mesmos; alte-rar a pressão dentro de um dos tubos de poço; medir um parâmetro de pressão dentro dosoutros tubos de poço; e estabilizar a pressão no tubo de poço dentro do qual a pressão foialterada anteriormente. Além disso, as etapas de alterar, medir e estabilizar podem ser apli-cadas especificamente com referência a cada um dos tubos de poço que compreendem opoço, significando que a pressão dentro de cada tubo de poço pode ser alterada, um parâ-metro de pressão dos outros tubos medido e então a pressão pode ser estabilizada. Emboraa seqüência preferida seja iniciar com o tubo de poço mais interno - o tubo de produção - eaplicar seqüencialmente estas etapas a cada um dos tubos de poço em uma seqüência pro-gressivamente para fora, o método pode ser aplicado aos tubos de poço em uma ordemdiferente.

Embora o método possa ser aplicado manualmente, o método é executado de for -ma mais eficiente de modo automático do que manualmente. Assim, um outro aspecto dométodo envolve um controlador de sistema executando as etapas de vedar, alterar, medir eestabilizar do método. O controlador de sistema é um computador configurado para acionarválvulas de pressão e receber as leituras de parâmetro de pressão provenientes dos senso-res de pressão.

De acordo com um aspecto do método, a etapa de conectar os tubos de poço a umreservatório de acumulação é realizada pela ligação de pelo menos dois tubos de descargaaos tubos de poço, um tubo de descarga sendo conectado entre cada tubo de poço e o re-servatório de acumulação. Os tubos de descarga permitem aos fluidos de hidrocarbonetofluir para dentro do reservatório de acumulação e serem coletados por ele, o qual é tipica-mente incorporado como um recipiente de metal portátil. Este fluxo de saída de fluido ocorrequando à pressão de poço natural é permitido fluir livremente pelo tubo de produção. Algu-mas vezes fluidos de hidrocarboneto também fluirão pelos tubos de revestimento, depen-dendo de, por exemplo, se existir uma ruptura entre um tubo de revestimento e o tubo deprodução ou se um obturador vedando de outro modo o anular entre estes tubos de poçotiver rompido. O reservatório de acumulação recebe este fluido de hidrocarboneto residualdos tubos de poço para, entre outras coisas, impedir contaminação do solo circundante.

Além disso, de acordo com um outro aspecto do método, válvulas de pressão esensores de pressão são colocados entre os tubos de poço e o reservatório de acumulaçãopara controlar transmissão de pressão entre eles e para monitorar a pressão dentro dos tu-bos de poço durante aplicação do método de detecção de ruptura. Quando em uma configu-ração fechada, uma válvula de pressão impedirá transmissão de pressão através dela;quando em uma configuração aberta, uma válvula de pressão permitirá transmissão depressão através dela. Por causa de o método exigir a medição de um parâmetro de pressãodentro dos tubos de poço quando eles estão selados, os sensores de pressão são posicio-nados entre os tubos de poço e as válvulas de pressão. Os sensores de pressão monitorame indicam um parâmetro de pressão de dentro dos tubos de poço aos quais eles estão liga-dos. Se as válvulas de pressão e os sensores de pressão são primeiro colocados entre asextremidades dos tubos de descarga antes de ligar os tubos de descarga entre os tubos depoço e o reservatório de acumulação, a subetapa de interpor as válvulas de pressão e sen-sores de pressão ocorre contemporaneamente com a subetapa de ligar do método.

De acordo com um outro aspecto do método, a etapa de vedar é compreendida a-dicionalmente da etapa de impedir transmissão de fluido ou de pressão entre os tubos depoço e o reservatório de acumulação. Isto pode ser realizado, por exemplo, pelo desloca-mento de válvulas de pressão interpostas para a posição fechada.

De acordo com um outro aspecto do método, depois de vedar os tubos de poço, ooperador de poço (ou o controlador de sistema, tal como descrito mais tarde neste docu-mento, quando o método é executado automaticamente) mede um parâmetro de pressãodentro de todos os tubos de poço até que o parâmetro de pressão dentro de todos os tubosde poço seja constante, o que significa que a pressão dentro dos tubos de poço está emequilíbrio. A pressão dentro de um dos tubos de poço é então alterada dentro de um dostubos de poço. Parâmetros de pressão são então medidos a partir dos tubos remanescen-tes, e estes parâmetros de pressão são então comparados com os parâmetros medidos an-teriormente. O operador de poço (ou o controlador de sistema) interpreta então uma mudan-ça nos parâmetros de pressão a partir das medições anteriores como uma ruptura no tubode poço no qual a pressão foi alterada.

Por causa de poços de produção de hidrocarboneto emanarem uma pressão depoço natural diferente da pressão atmosférica, um outro aspecto do método envolve usar apressão de poço natural para o método de detecção de ruptura. De acordo com um outroaspecto da presente invenção, a etapa de alterar compreende adicionalmente a etapa deabrir uma válvula de pressão colocada entre o tubo de poço dentro do qual a pressão é paraser alterada e o reservatório de acumulação. Pela abertura da válvula de pressão, a pressãodentro do tubo, a qual é causada pelo menos parcialmente pela transmissão de pressão depoço natural para dentro do tubo de poço, muda porque a pressão é transmitida através deum tubo de descarga e para fora deste. A mudança de pressão dentro do tubo será transmi-tida para um ou mais dos outros tubos de poço se rupturas estiverem presentes entre eles.Desta maneira, uma ruptura pode ser detectada pela comparação de parâmetros de pressãomedidos antes e depois da pressão dentro de um tubo de poço ser alterada para determinarse pressão foi transmitida através de uma ruptura em um tubo de revestimento no qual apressão foi transmitida.

De acordo com um outro aspecto da presente invenção, a etapa de estabilizarcompreende adicionalmente a etapa de fechar a válvula de pressão aberta anteriormente.Pelo fechamento da válvula de pressão aberta anteriormente, a pressão dentro dos tubos depoço estabilizará de novo e fornecerá um ponto de referência com o qual futuras mudançasde pressão podem ser comparadas.

O parâmetro de pressão medidos dentro dos tubos de produção ou de revestimentopodem ser a pressão dentro dos tubos, a taxa de mudança de pressão dentro dos tubos, ouqualquer outra medição que possa indicar com segurança uma ruptura em um tubo .

A presente invenção também revela um sistema de detecção de ruptura para usoem um poço de produção de múltiplos tubos colocados um dentro do outro. O sistema écompreendido de pelo menos dois tubos de descarga, um reservatório de acumulação, pelomenos duas válvulas de pressão e pelo menos dois sensores de pressão. Cada um dos tu-bos de descarga é ligado ao tubo de produção ou a um dos tubos de revestimento (referidoscoletivamente como os tubos de poço) do poço de produção e, na outra extremidade de ca-da um dos tubos de descarga, ao reservatório de acumulação. A ligação dos tubos de poçoao reservatório de acumulação necessita somente ser suficiente para permitir transferênciade fluido do tubo de descarga para dentro do reservatório de acumulação. As válvulas depressão são colocadas entre os tubos de poço e o reservatório de acumulação, e são usa-das para seletivamente impedir ou permitir transmissão de pressão dos tubos de poço. Cadauma das válvulas de pressão impede transmissão de pressão quando em uma configuraçãofechada e permite transmissão de pressão quando em uma configuração aberta. Cada sen-sor de pressão mede um parâmetro de pressão dentro do tubo de poço ao qual ele é ligadode forma operável.

De acordo com um outro aspecto da presente invenção, o sistema de detecção deruptura compreende adicionalmente um controlador de sistema que é ligado de forma ope-rável a um ou mais de os sensores de pressão e as válvulas de pressão. O controlador desistema aciona então as válvulas de pressão conectadas de forma operável e recebe dadosprovenientes dos sensores de pressão conectados de forma operável de acordo com umprograma predefinido, o qual pode incorporar o método de detecção de ruptura da presenteinvenção descrita neste documento. De acordo com um outro aspecto do sistema, o contro-lador de sistema também gera saída que indica quais tubos, se alguns, do poço de produ-ção de múltiplos tubos colocados um dentro do outro estão rompidos. Neste sentido, "locali-zar" uma ruptura significa determinar dentro de qual tubo de poço de um poço de hidrocar-boneto de múltiplos tubos colocados um dentro do outro existe uma ruptura, se existir algu-ma. Além disso, e de acordo com um outro aspecto da presente invenção, o controlador desistema admite entrada de usuário e aciona opcionalmente uma ou mais válvulas de pres-são do sistema de detecção de ruptura de acordo com a entrada de usuário e gera saídaindicando a presença e localização de quaisquer rupturas com base nos parâmetros depressão medidos pelos sensores de pressão e transmitidos para o controlador de sistema.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOS

A presente invenção assim como objetivos e recursos adicionais da mesma estãoexpostos de forma mais clara e completa na descrição a seguir da modalidade preferida, aqual deve ser lida com referência aos desenhos anexos, em que:

A figura 1 mostra uma vista seccional de um poço de produção de hidrocarbonetode múltiplos tubos colocados um dentro do outro típico, o qual é de técnica anterior;

A figura 2 mostra uma vista seccional do sistema de detecção de ruptura reveladoinstalado no poço de hidrocarboneto de múltiplos tubos colocados um dentro do outro dafigura 1; e

A figura 3 mostra um diagrama de blocos de um método de detectar uma rupturaentre tubos de poço de um poço de hidrocarboneto de múltiplos tubos colocados um dentrodo outro.DESCRIÇÃO DA MODALIDADE PREFERIDA

A figura 1 mostra uma vista seccional de um poço de produção de hidrocarbonetode múltiplos tubos colocados um dentro do outro típico 20, o qual é conhecido na técnicaanterior. O poço de produção 20 é perfurado em uma superfície de solo 1 e é compreendidodos tubos de poço colocados um dentro do outro 22 usados em combinação para produzirhidrocarbonetos. Os tubos de poço 22 são compreendidos adicionalmente de um tubo deprodução 6 e de uma pluralidade de tubos de revestimento 3 a 5. O tubo de produção 6 seestende de cima da superfície de solo 1 através do solo para uma zona de depósito de hi-drocarboneto 2, da qual fluidos e gás de hidrocarboneto são removidos para a superfície.Um primeiro tubo de revestimento 5 encerra o tubo de produção 6, e o espaço anular entre oprimeiro tubo de revestimento 5 e o tubo de produção 6 é selado da zona de depósito dehidrocarboneto 2 por meio de um obturador 7. O primeiro tubo de revestimento 5 é alojadodentro de um segundo tubo de revestimento 4, o qual por sua vez é alojado dentro de umterceiro tubo de revestimento 3. O cimento 24 enche o anular entre os dois tubos de reves-timento mais externos 3, 4 para retê-los no lugar. Embora a figura 1 mostre somente trêstubos de revestimento 3 a 5, um poço de produção de múltiplos tubos típico pode ter maisou menos destes tubos de revestimento. De forma similar, os tubos de revestimento 3 a 5podem não ser reforçados com cimentação ou outro material de reforço. Cada um dos tubosde poço 22 é ligado a uma árvore de válvulas (não mostrada na figura 1) através da qualcada tubo de revestimento 3 a 5 e o tubo de produção 6 dentro do poço de produção demúltiplos tubos colocados um dentro do outro 20 pode ser acessado na superfície de solo 1.

A figura 2 mostra a modalidade preferida da presente invenção, um sistema de de-tecção de ruptura para uso em um poço de hidrocarboneto de múltiplos tubos colocados umdentro do outro. Os tubos de descarga 8a a 8d conectam os tubos de poço 22 do poço dehidrocarboneto de múltiplos tubos típico 20 mostrado na figura 1 a um reservatório de acu-mulação 9. Os tubos de descarga 8a a 8d são ligados aos tubos de poço 22 de uma tal ma-neira a fim de vedar cada um dos tubos de poço 22 contra entrada ou escape de gás e líqui-do na junção entre os tubos de poço 22 e os tubos de descarga 8a a 8d. A ligação dos tubosde descarga 8a a 8d ao reservatório de acumulação necessita somente ser suficiente parapermitir fluxo de saída de hidrocarboneto dos tubos para entrar no reservatório de acumula-ção 9 e permanecer assim contido.

Colocadas entre as extremidades de cada um dos tubos de descarga 8a a 8d estãoas válvulas de pressão 10a a 10d para impedir o fluxo de líquidos e gases através dos tubosde descarga 8a a 8d e para dentro do reservatório de acumulação 9. Quando fechadas, asválvulas de pressão 10a a 10d impedem transmissão de fluido ou pressão dos tubos de po-ço 22 para o reservatório de acumulação 9. Os sensores de pressão 11a a 11 d, os quais sãocolocados entre os tubos de poço 3 a 6 e as válvulas de pressão 10a a 10d medem e indi-cam a pressão dentro dos tubos de poço 22.

Tal como mostrado adicionalmente na figura 2, um controlador de sistema 12 é co-nectado de forma operável a cada um dos sensores de pressão 11aa 11dde uma tal manei-ra a fim de permitir ao controlador de sistema 12 receber seletivamente um parâmetro de pressão medido pelos sensores de pressão 11a a 11 d. De forma similar, o controlador desistema 12 é conectado a cada uma das válvulas de pressão 10a a 10d de uma tal maneiraa fim de permitir ao controlador de sistema 12 abrir ou fechar seletivamente cada uma dasválvulas de pressão 10a a 10d. Na modalidade preferida, o controlador de sistema 12 é co-nectado de forma operável tanto para abrir quanto fechar as válvulas de pressão 10a a 10d e monitora os sensores de pressão 11aa11dde acordo com um programa predefinido.

Afigura 3 ilustra graficamente, por meio de diagrama de blocos, a aplicação preferi-da do método de detecção de ruptura para o poço de produção de múltiplos tubos colocadosum dentro do outro com η tubos de poço onde o método é executado automaticamente porum controlador de sistema, e onde a válvula de pressãon representa a válvula de pressão colocada entre o tubo de poçon e um reservatório de acumulação para impedir ou permitirtransmissão de pressão através dela. A aplicação do método começa por primeiro ligar 100cada um de um tubo de descarga, um sensor de pressão e uma válvula de pressão entrecada tubo de poço de um poço de múltiplos tubos colocados um dentro do outro e o reserva-tório de acumulação. Tal como descrito anteriormente neste documento, os sensores de pressão devem estar em posições sobre o "tubo de poço", ao lado da válvula de pressão,assim um parâmetro de pressão dentro dos tubos de poço pode ser medido quando as vál-vulas de pressão estão em uma configuração fechada. Esta aplicação do método de detec-ção de ruptura da presente invenção começa pela alteração da pressão dentro do tubo depoço mais interno 102, para o qual η = 1. Depois da etapa inicial de ligação 100, o controla- dor de sistema veda 102 os tubos de poço para manter a pressão dentro daqueles tubos.Subseqüentemente, o controlador de sistema mede e registra 106 parâmetros de pressãode dentro de cada tubo de poço e espera até que a pressão dentro de todos os tubos tenhaestabilizado 108. Começando com o tubo mais interno (onde η = 1), o qual é um tubo deprodução, o controlador de sistema a seguir abre 110 a válvula de pressão ligada de forma operável a ele, a qual libera a pressão de dentro do tubo de poço através do tubo de des-carga ligado, alterando assim a pressão dentro de tubo de poçon. O controlador de sistema aseguir mede e registra 112 uma pressão dentro de todos os tubos de poço até que o parâ-metro de pressão dentro de todos os tubos esteja estabilizado 114, e então fecha a válvulade pressão 116. Se o controlador de sistema determinar 118 que nem todos tubos foram testados, o controlador de sistema segue para o próximo tubo 122 e repete as etapas paracada um dos tubos de poço do poço de hidrocarboneto. Depois de o controlador de sistemadeterminar que todos os tubos de poço foram testados 118, o controlador de sistema gera asaída indicando os resultados do método de detecção de ruptura 120.

A presente invenção está descrita em termos de uma modalidade ilustrativa preferi-da na qual um poço de produção de hidrocarboneto de múltiplos tubos colocados um dentrodo outro descrito especificamente e sistema de detecção de ruptura estão descritos. Os ver-sados na técnica reconhecerão que modalidades alternativas do sistema de detecção deruptura, e aplicações alternativas do método de detecção de ruptura, podem ser usadas naexecução da presente invenção.

Além disso, a presente invenção não está limitada para uso somente em poços deprodução de múltiplos tubos colocados um dentro do outro com um número predeterminadode tubos de revestimento, tubos de produção, ou outros tubos. O sistema e método são i-gualmente aplicáveis para detecção de ruptura independente do número de tubos de reves-timento e de produção.

Outros aspectos e vantagens da presente invenção podem ser obtidos de um estu-do desta revelação e dos desenhos, juntamente com as reivindicações anexas.

Claims (19)

1. Método de detectar uma ruptura entre tubos de poço de um poço de produção demúltiplos tubos colocados um dentro do outro, cada um dos ditos tubos de poço sendo ouum tubo de produção ou um tubo de revestimento, CARACTERIZADO pelo fato de quecompreende as etapas de:primeiro, conectar pelo menos dois tubos de poço de um poço de produção de múl-tiplos tubos colocados um dentro do outro a um reservatório de acumulação para permitirtransferência de fluido para ele;segundo, vedar os ditos pelo menos dois tubos de poço para manter pressão nosmesmos;terceiro, medir um parâmetro de pressão dentro de cada um dos ditos pelo menosdois tubos de poço até o dito parâmetro de pressão indicar uma estabilização de pressãonos mesmos;quarto, alterar a pressão dentro de um dos ditos pelo menos dois tubos de poço;quinto, medir um parâmetro de pressão interna dentro de cada um do restante dosditos pelo menos dois tubos de poço; esexto, estabilizar a pressão dentro do dito um dos ditos pelo menos dois tubos depoço.

2. Método de detectar uma ruptura entre tubos de poço de um poço de produção demúltiplos tubos colocados um dentro do outro, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO pelo fato de que:a dita etapa de medir um parâmetro de pressão dentro de cada um dos ditos pelomenos dois tubos de poço é repetida até o dito parâmetro de pressão interna estabilizar; ea dita etapa de medir um parâmetro de pressão dentro de cada um do restante dosditos pelo menos dois tubos de poço é repetida até o dito parâmetro de pressão interna es-tabilizar.

3. Método de detectar uma ruptura entre tubos de poço de um poço de produção demúltiplos tubos colocados um dentro do outro, de acordo com a reivindicação 2,CARACTERIZADO pelo fato de que a dita etapa de conectar compreende adicionalmente aetapa de ligar pelo menos dois tubos de descarga entre os ditos pelo menos dois tubos depoço e o dito reservatório de acumulação, existindo um tubo de descarga ligado entre cadaum dos ditos pelo menos dois tubos de poço e o dito reservatório de acumulação, a ligaçãosendo suficiente para impedir entrada ou saída de fluidos ou gases em um ponto de ligaçãoda ligação dos ditos pelo menos dois tubos de poço.

4. Método de detectar uma ruptura entre tubos de poço de um poço de produção demúltiplos tubos colocados um dentro do outro, de acordo com a reivindicação 3,CARACTERIZADO pelo fato de que a dita etapa de conectar compreende adicionalmenteas etapas de:colocar pelo menos duas válvulas de pressão entre os ditos pelo menos dois tubosde poço e o dito reservatório de acumulação, as ditas pelo menos duas válvulas de pressãoimpedindo transmissão de pressão através dos ditos pelo menos dois tubos de descargaquando as ditas pelo menos duas válvulas de pressão estão em uma configuração fechada,e as ditas pelo menos duas válvulas de pressão permitindo transmissão de pressão atravésdos ditos pelo menos dois tubos de descarga quando as ditas pelo menos duas válvulas depressão estão em uma configuração aberta, cada válvula de pressão sendo configurávelseparadamente; ecolocar pelo menos dois sensores de pressão entre os ditos pelo menos dois tubosde poço e as ditas pelo menos duas válvulas de pressão, existindo um dos ditos pelo menosdois sensores de pressão colocado entre cada um dos ditos pelo menos dois tubos de poçoe cada uma das ditas pelo menos duas válvulas de pressão.

5. Método de detectar uma ruptura entre tubos de poço de um poço de produção demúltiplos tubos colocados um dentro do outro, de acordo com a reivindicação 4,CARACTERIZADO pelo fato de que a dita etapa de vedar compreende adicionalmente aetapa de impedir transmissão de fluido ou pressão entre os ditos pelo menos dois tubos depoço e o dito reservatório de acumulação.

6. Método de detectar uma ruptura entre tubos de poço de um poço de produção demúltiplos tubos colocados um dentro do outro, de acordo com a reivindicação 5,CARACTERIZADO pelo fato de que a dita etapa de impedir compreende adicionalmente aetapa de fechar as ditas pelo menos duas válvulas de pressão.

7. Método de detectar uma ruptura entre tubos de poço de um poço de produção demúltiplos tubos colocados um dentro do outro, de acordo com a reivindicação 6,CARACTERIZADO pelo fato de que a dita etapa de alterar compreende adicionalmente aetapa de abrir uma das ditas pelo menos duas válvulas de pressão.

8. Método de detectar uma ruptura entre tubos de poço de um poço de produção demúltiplos tubos colocados um dentro do outro, de acordo com a reivindicação 7,CARACTERIZADO pelo fato de que a dita etapa de estabilizar compreende adicionalmentea etapa de fechar a dita uma das ditas pelo menos duas ditas válvulas de pressão.

9. Método de detectar uma ruptura entre tubos de poço de um poço de produção demúltiplos tubos colocados um dentro do outro, de acordo com a reivindicação 8,CARACTERIZADO pelo fato de que o dito parâmetro de pressão interna dentro de cada umdo restante dos ditos pelo menos dois tubos de poço é a taxa de mudança da pressão.

10. Método de detectar uma ruptura entre tubos de poço de um poço de produçãode múltiplos tubos colocados um dentro do outro, de acordo com a reivindicação 8,CARACTERIZADO pelo fato de que o dito parâmetro de pressão interna dentro de cada umdo restante dos ditos pelo menos dois tubos de poço é a pressão.

11. Método de detectar uma ruptura entre tubos de um poço de produção de múlti-plos tubos colocados um dentro do outro, de acordo com a reivindicação 10,CARACTERIZADO pelo fato de que as ditas terceira, quarta, quinta e sexta etapas são exe-cutadas por um controlador de sistema.

12. Método de detectar uma ruptura entre tubos de um poço de produção de múlti-plos tubos colocados um dentro do outro, de acordo com a reivindicação 11,CARACTERIZADO pelo fato de que as ditas etapas de medir são executadas continuamen-te por um controlador de sistema.

13. Sistema de detecção de ruptura para um poço de produção de múltiplos tuboscolocados um dentro do outro, o dito poço de produção de múltiplos tubos colocados umdentro do outro incluindo pelo menos dois tubos de poço, CARACTERIZADO pelo fato deque compreende:pelo menos dois tubos de descarga, cada um dos ditos pelo menos dois tubos dedescarga sendo ligado a um dos ditos pelo menos dois tubos de poço;um reservatório de acumulação para acumular hidrocarbonetos descarregados dostubos de poço durante detecção de ruptura, o dito reservatório de acumulação sendo ligadoaos ditos pelo menos dois tubos de descarga em um modo para permitir transferência defluido de hidrocarboneto para ele através dos ditos pelo menos dois tubos de descarga;pelo menos duas válvulas de pressão, uma das ditas pelo menos duas válvulas depressão sendo colocada entre cada um dos ditos pelo menos dois tubos de poço; epelo menos dois sensores de pressão, um dos ditos pelo menos dois sensores depressão sendo colocado entre cada um dos ditos pelo menos dois tubos de poço e cadauma das ditas pelo menos duas válvulas de pressão.

14. Sistema de detecção de ruptura, de acordo com a reivindicação 13,CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente um controlador de siste-ma, o dito controlador de sistema sendo ligado de forma operável a pelo menos um dos di-tos pelo menos dois sensores de pressão para receber deste um parâmetro de pressão.

15. Sistema de detecção de ruptura, de acordo com a reivindicação 14,CARACTERIZADO pelo fato de que pelo menos uma das ditas pelo menos duas válvulasde pressão é acionável pelo dito controlador de sistema.

16. Sistema de detecção de ruptura, de acordo com a reivindicação 15,CARACTERIZADO pelo fato de que o dito controlador de sistema aciona a dita pelo menosuma das ditas pelo menos duas válvulas de pressão de acordo com um programa predefini-do.

17. Sistema de detecção de ruptura, de acordo com a reivindicação 16,CARACTERIZADO pelo fato de que o dito programa predefinido determina qual das ditaspelo menos duas válvulas de pressão acionar com base nos ditos dados recebidos dos ditospelo menos dois sensores de pressão.

18. Sistema de detecção de ruptura, de acordo com a reivindicação 17,CARACTERIZADO pelo fato de que o dito programa predefinido gera saída indicando seuma ruptura está presente e a localização de qualquer ruptura dentro do dito poço de produ-ção de múltiplos tubos colocados um dentro do outro.

19. Sistema de detecção de ruptura, de acordo com a reivindicação 18,CARACTERIZADO pelo fato de que:o dito controlador de sistema admite entrada de usuário e aciona uma ou mais dasditas pelo menos duas válvulas de pressão com base na dita entrada de usuário; eo dito controlador de sistema gera saída identificando a presença e localização deuma ruptura dentro do sistema.