BRPI0711421A2 - métodos de uso e sistema de completação de poço por zonas múltiplas em manobra única - Google Patents

Abstract

MéTODOS DE USO E SISTEMA DE COMPLETAçãO DE POçO POR ZONAS MúLTIPLAS EM MANOBRA úNICA. A presente invenção refere-se a um sistema aprimorado de completação do poço para completar duas ou mais zonas de produção em um furo do poço durante uma única manobra. O sistema aprimorado de completação compreendendo uma montagem de completação compreende duas ou mais montagens da zona de produção e uma montagem da ferramenta de completação. Cada montagem da zona de produção pode compreender uma montagem de localização automática do sistema e ao menos dois sistemas de vedação invertida para vedar de encontro à montagem da ferramenta.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODOS DE USO E SISTEMA DE COMPLETAÇÃO DE POÇO POR ZONAS MÚL- TIPLAS EM MANOBRA ÚNICA".

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS

O presente pedido de patente reivindica o benefício e a priorida- de para o Pedido de Patente US N2 11/615.529, depositado em 22 de de- zembro de 2006, que reivindica o benefício e a prioridade para o Pedido de Patente US N° 11/418.765, depositado em 5 de maio de 2006, que reivindica

o benefício e prioridade para o Pedido de Patente Provisória de Ns de Série 60/763.246, depositado em 30 de janeiro de 2006, e o benefício e prioridade para o Pedido de Patente Provisória de Ns de Série 60/678.689, depositado em 6 de maio de 2005. Todas as anteriores são aqui incorporadas por meio de citação para todos os propósitos.

DECLARAÇÃO RELATIVA À PESQUISA E AO DESENVOLVIMENTO PA- TROCINADOS FEDERALMENTE ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Campo da Invenção

As invenções descritas no presente referem-se, em geral, aos sistemas de completação de poço por hidrocarbonetos, e mais particular- mente a um sistema para completar zonas múltiplas de produção em uma única manobra.

Descrição da Técnica Relacionada

Um dos maiores custos simples associados à completação de um poço subterrâneo de hidrocarboneto, como um poço submarino, é o tempo consumido para a remoção de uma ferramenta ou de outro equipa- mento do furo do poço. Dependendo da profundidade do poço, o tempo de manobra pode ser responsável pela grande maioria dos custos de completa- ção do poço. Para um poço dotado de zonas múltiplas de produção, o tempo de manobra é composto se cada zona precisar ser completada de forma se- parada das outras zonas. Se desejável, portanto, com o objetivo de reduzir o número de manobras necessárias para completar duas ou mais zonas de produção em um poço de zonas múltiplas. A Patente US Ns 6.464.006 é intitulada Single Trip, Multiple Zone Isolationl Well Fracturing System e descreve um dispositivo e método para a "completaçao de zonas múltiplas de produção em um único furo do poço com uma única manobra de dentro do poço.

A Patente US Ns 4.401.158 é intitulada One Trip MuItiZone Gra- vei Packing Apparatus e descreve um dispositivo e método para o "enchi- mento com cascalho de uma pluralidade de zonas dentro de um poço sub- terrâneo, através do qual uma zona sucessiva pode ser enchida com casca- lho movimentando-se sucessivamente o equipamento.

As invenções descritas e ensinadas no presente são direciona- das aos sistemas e métodos aperfeiçoados para a completação de uma ou mais zonas múltiplas de produção em um poço subterrâneo durante uma única manobra.

BREVE SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Em uma implantação da invenção, um método de completação de duas ou mais zonas múltiplas de produção com um sistema aperfeiçoado de completação do poço em uma única manobra dentro do poço é fornecida, e pode compreender a montagem de uma pluralidade de montagens da zo- na de produção, de modo que cada montagem compreende uma montagem de coador de produção dotada de ao menos uma válvula de coador de pro- dução. Executar as montagens da zona de produção no poço no tubo de produção. Localizar uma montagem da ferramenta de completação em uma montagem da zona de produção mais inferior, em que a montagem da fer- ramenta pode possuir uma ferramenta de abertura, desativada, após a fer- ramenta ter passado abaixo de uma última válvula de coador de produção. Montar uma montagem de packer de produção que compreende uma ferra- menta de regulagem para as montagens da zona de produção para formar uma montagem de completação. Executar a montagem de completação e a montagem da ferramenta na posição estabelecida por um packer coletor. Reciclar a montagem da ferramenta dentro de uma montagem da zona de produção para indexar o sistema de completação até uma condição de tra- tamento da formação e tratar a zona de produção. Em outra implantação da invenção, um sistema de completação do poço em uma única manobra é proporcionado que pode compreender: uma montagem dé completação que inclui uma pluralidade de montagens da zona de produção correspondentes às zonas de formação no poço. Um sis- tema de ferramenta de completação adaptado para operar dentro da monta- gem de completação. Uma montagem de localização do sistema de comple-. tação automática operável entre a montagem da produção e o sistema da ferramenta para reciclar o sistema de completação entre uma pluralidade de condições operacionais e uma montagem de ativação da ferramenta dispos- ta na montagem da zona de produção mais inferior para ativar uma abertura desativada ou uma ferramenta de fechamento no sistema da ferramenta.

Ainda em outra modalidade da invenção, compreende regular um packer coletor; perfurar uma ou mais zonas, conforme necessário; en- rascar e testar a pressão de cada montagem da zona de produção e efetuar a manutenção da ferramenta no piso da sonda; executar a montagem de produção em uma coluna de serviço òu tubo de produção e localizar a mon- tagem em um packer coletor; estabelecer uma produção de topo / packer de enchimento com cascalho; liberar uma ferramenta de manutenção; abrir uma porção tubular de produção enrolada no coador da zona mais inferior e tes- tar o sistema; localizar uma posição de enchimento com cascalho / Frac e ajustar um packer de isolamento da zona inferior; abrir uma porção tubular de enchimento de Frac da zona inferior e localizar um Frac / posição de en- chimento com cascalho; fraturar a zona inferior; apanhar e inverter para fora; fechar todas as porções tubulares da zona inferior; testar a pressão para isolamento; iniciar a completação da zona seguinte abrindo a porção tubular de produção enrolada no coador da zona inferior e testar; repetir o processo de completação até que a última zona seja completada; produzir lacres de produção para o packqr de produção superior, se necessário; e abrir porções tubulares conforme necessário para a produção.

BREVE DESCRIÇÃO DAS DIVERSAS VISTAS DOS DESENHOS

A Figura 1 ilustra uma disposição para uma montagem de com- pletação dotada de duas ou mais montagens da zona de produção para ser usada com o sistema aperfeiçoado de completação do poço.

A Figura 2 ilustra uma disposição para uma montagem de ferra- menta de manutenção para ser usada com um sistema aperfeiçoado de completação do poço.

A Figura 3 ilustra uma vista lateral em seção transversal de uma montagem de localização de posição automática para ser usada com o sis- tema aperfeiçoado de completação do poço.

A Figura 4 ilustra uma vista planar de uma montagem de ciclo indexada a 360 graus para ser usada com a montagem de localização da posição automática da Figura 3.

A Figura 5a ilustra uma vista lateral em seção transversal de um primeiro sistema de lacre invertido para ser usado com o sistema aperfeiço- ado de completação do poço.

A Figura 5b ilustra uma vista lateral em seção transversal de um sistema seguro de cisalhamento para ser usado com o sistema aperfeiçoado de completação do poço.

As Figuras 6a e 6b ilustram uma vista lateral em seção transver- sal de uma submontagem de passagem alternativa em uma montagem de ferramenta de manutenção e uma válvula de acesso para formação em uma montagem da zona de produção para ser usada com o sistema aprimorado de completação de poço.

A Figura 7 ilustra uma vista lateral em seção transversal de uma ferramenta de regulagem hidráulica para ser usada com o sistema de com- pletação aprimorado.

A Figura 8 ilustra uma vista lateral em seção transversal de um segundo sistema de vedação invertido a ser usado com o sistema de com- pletação aprimorado.

A Figura g ilustra uma vista lateral em seção transversal de um perfil alternado de válvula circulante associado com a montagem da zona de produção a ser usado com o sistema de completação de poço aprimorado.

A Figura 10a ilustra uma vista lateral em seção transversal de urna montagem da ferramenta de fechamento dotada de uma válvula de cir- culação associada à montagem de ferramenta de manutenção a ser usada com o sistema aprimorado de completação de poço.

A Figura 10b ilustra uma vista lateral em seção transversal de uma montagem da ferramenta de fechamento com uma montagem de fer- ramenta de manutenção a ser usada com o sistema de completação de poço aprimorado.

As Figuras 11a e 11b ilustram vistas laterais em seção transver- sal de um colarinho indexador secundário associado a uma montagem de ferramenta de manutenção a ser usada com o sistema aprimorado ,,de com- pletação de poço.

A Figura 11c ilustra uma vista lateral em seção transversal dé uma ferramenta de abertura desativa associada com a montagem de ferra- menta de manutenção a ser usada com o sistema aprimorado de completa- ção de poço.

A Figura 12 ilustra uma vista lateral em seção transversal de urna montagem de ativação de uma ferramenta de abertura associada à montagem da zona de produção mais inferior a ser usada com o sistema aprimorado de completação de poço.

A Figura 13 ilustra uma vista lateral em seção transversal de uma montagem de ativação de uma ferramenta de abertura associada à montagem da zona de produção mais inferior a ser usada com o sistema aprimorado de completação de poço.

A Figura 14 ilustra uma montagem de teste de pressão e uma montagem de colarinho indicador associada à montagem da zona de produ- ção mais inferior a ser usada com o sistema aprimorado de completação de poço.

A Figura 15 ilustra uma peça de nariz alternativa associada com uma montagem de ferramenta de manutenção a ser usada com o sistema aprimorado de completação de poço.

A Figura 16 ilustra uma modalidade da presente invenção em que a montagem de produção é operada no poço no tubo de produção.

A Figura 17 ilustra a modalidade da Figura 16 no instante do tra- tamento da zona de produção inferior.

A Figura 18 ilustra uma modalidade da Figura 16 no instante do tratamento da zona de produção superior.

A Figura 19 ilustra a modalidade da Figura 16 durante a produ- ção seletiva da zona inferior.

DESCRIÇÃO DETALHADA

As Figuras descritas acima e a descrição por escrito das estrutu- ras e processos específicos adiante não pretendem limitar o escopo do que as Requerentes inventaram ou o escopo de proteção para tais invenções. As Figuras e as descrições por escrito são fornecidas para ensinar qualquer indivíduo versado na técnica a executar e usar as invenções cuja proteção à patente é buscada. Os indivíduos versados na técnica apreciarão o fato de que não serão descritas ou mostradas, para fins elucidativos e compreen- são, todas as características de uma implantação comercial das invenções. Os indivíduos versados na técnica também apreciarão o fato de que o de- senvolvimento de uma modalidade comercial efetiva que incorpora os aspec- tos das presentes invenções exigirá numerosas decisões de implantação específicas para alcançar o objetivo principal do inventor. As ditas decisões de implantação específica podem incluir, e possivelmente não se limitam, ao cumprimento do sistema relacionado, da atividade relacionada, do governo relacionado e demais restrições, o que pode variar segundo a implantação específica, local e de tempos em tempos. Na medida em que os esforços do inventor podem ser complexos e demorados em sentido absoluto, os ditos esforços seriam, entretanto, um empreendimento rotineiro para aqueles ver- sados na técnica que se beneficiam desta descrição. As invenções aqui des- critas e ensinadas são suscetíveis a numerosas e variadas modificações e formas alternativas.

O uso de ym termo no singular não pretende limitar o número de itens. Também, o uso de termos relativos, como, porém porém não se Iimi- tado a, "topo", "inferior", "esquerda", "direita", "superior", "inferior", "baixo", "cima", "lado" e similares são aqui usados para fins de elucidação em rela- ção às Figuras, e não pretendem restringir a invenção ou as modalidades resultantes dentro do escopo das reivindicações anexas.

"As partes superiores do poço" geralmente refere-se à direção na qual o equipamento é manobrado para fora do poço. "A partes inferiores do poço" geralmente refere-se à direção de manobra do equipamento oposta às partes inferiores do poço para um poço em particular. Os sistemas de completação do poço aperfeiçoados descritos e ensinados no presente po- dem ser empregados em poços verticais, poços desviados e/ou poços hori- zontais.

As requerentes desenvolveram e aperfeiçoaram um sistpma pa- ra completação de uma manobra única nas partes inferiores do poço através do furo do poço. O sistema de completação de poço aprimorado cumpre di- versas funções em uma manobra única nas partes inferiores ou mais hidro- carboneto sofrendo formações (zonas de produção) transversa do poço tal como, porém não se limitado a, operações de fráturamento de formação e enchimento com cascalho, injeção de alta pressão e condições de circula- ção, e o monitoramento em tempo real da pressão anular, todas sem restri- ção ao comprimento da zona de produção. O sistema de completação de poço aprimorado compreende uma montagem de completaçao que compre- ende duas ou mais montagens da zona de produção e um packer de produ- ção, e uma montagem de ferramenta de manutenção.

O sistema de completação de poço aprimorado pode ser testado para pressão antes do início das operações de bombeamento. Preferencial- mente, não é necessário um tubo de lavagem durante os tratamentos de formação, tal como, porém não se limitado a, as operações deJraturamento ou enchimento com cascalho. Obviamente , o isolamento seletivo da zona de produção é fornecido durante as operações de completação, estimulação e produção, e o sistema de completação de poço aprimorado proporciona novas vedações isolantes para cada zona. O sistema de completação de poço aprimorado fornece indicações físicas de algumas ou de todas as posi- ções ou condições do sistema, assim como verificação hidráulica opcional.

As válvulas de porção tubular mecânica convencionais podem acessar a produção de hidrocarbonetos a partir de uma ou mais zonas de produção selecionadas. Adicionalmente, os sistemas de controle de produ- ção com múltiplas zonas, tais como, porém não se limitado a, as descritas na Patente US N° 6.397.949 comumente cedida, US N° 6.722.440 e nos números de série de pedidos pendentes 10/364.941 e 10/788.833 (a descri- ção desta é aqui incorporada por meio de citação para toda e qualquer fina- lidade) podem ser incorporados ao sistema de completação de poço aprimo- rado de forma a permitir a produção não-misturada a partir de duas ou mais zonas que foram completadas em uma manobra única nas partes inferiores do poço.

Em geral, uma vez que o furo do poço tenha sido estabelecido e esteja pronto para completação, um packer coletor convencionai ou reserva- do pode ser operado no furo do poço até uma profundidade predeterminada e ajustado no local. Tipicamente o packer coletor será usado para proporcio- nar um ponto de referência para as subseqüentes operações do poço, tais como, sem se limitar, uma zona de perfuração e completação. Se desejado, as operações de perfuração convencionais ou reservado podem ser empre- gadas para perfurar, de forma simultânea ou seqüencial, uma ou mais zonas de produção de interesse atravessada pelo furo do poço. O sistema aprimo- rado de completação de poço não impõe restrições ao comprimento da zona de produção ou ao espaçamento entre zonas. Se necessário, sistemas de controle de perda de fluido, tal como, porém não se limitado a, injeção de lama pesada, podem ser usados para controlar as zonas perfuradas. Sendo estabelecida as zonas de produção de interesse, um sistema aprimorado de completação do poço usando um ou mais aspectos da presente invenção pode ser montado.

Um sistema aprimorado de completação pode compreender uma montagem de completação, que pode compreender uma montagem de fun- do, duas ou mais mogtagens da zona de produção e um packer de produ- ção. A montagem de completação pode ser montada e suspensa do piso da sonda. Uma montagem de fundo pode compreender uma montagem de co- larinho indicador para indicar a posição de afastamento do packer coletor; uma montagem de teste de pressão que permite a pressurização interna para fins de teste de integridade, e uma montagem de ativação da ferramen- ta para atual uma montagem de ferramenta desativada, quando usada. As duas ou mais montagens da zona de produção podem compreender uma montagem de coador de produção com válvulas de produção internas, co- mo, porém não se limitado a, porções tubulares mecânicas para vedação e desvedação das portas do coador de produção, um perfil de fechamento da. válvula de circulação, montagem da válvula de acesso de formação, um sis- tema de vedação, uma montagem de packer isolante e uma montagem au- tomática de localização do sistema. A montagem de fundo pode ser acopla- da a uma primeira montagem da zona de produção ou inferior, sendo que as duasí podem ser suspensas do pisô da sonda e submetidas ao teste de pressão durante a execução.

Tipicamente, cada uma das montagens da zona de produção, quando usadas, pode compreender substancialmente componentes idênti- cos aos da primeira montagem da zona de produção ou inferior, ou as mon- tagens da'zona de produção sucessivas podem compreender componentes diferentes daqueles da primeira montagem da zona de produção, conforme as exigências das particularidades do poço e das zonas de produção. Prefe- rencialmente, cada zona de produção compreende coadores isolados de enchimento com cascalho, preferencialmente com porções tubulares de pro- dução deslizantes íntegras, um packer de Frac / porção tubular de enchi- mento com cascalho para colocação de areia ou propante, um sistema de vedação, uma montagem automática de localização do sistema e um packer isolante. Cada montagem da zona de produção sucessiva é realizada, a montagem de completação é suspensa do piso da sonda e foi submetida a teste de pressão para integridade. Todas as válvulas do sistema, como, po- rém não se limitado a, válvulas de produção, podem ser, e preferencialmente são, operados na posipão fechada para fornecer um isolamento zonal positi- vo de pré-tratamento. Uma vez que o número desejado de montagens da zona de produção estejam prontas e suspensas do piso da sonda, uma úni- ca ferramenta de manutenção do enchimento com cascalho pode ser insta- lada abaixo do intervalo-telado mais inferior e conectado por meio de uma coluna de serviço concêntrica interna até a coluna de serviço primária acima do packer de produção de topo. Como alternativa, a montagem pode ser operada para dentro do poço no tubo de produção, e a coluna de serviço / ferramenta de manutenção pode ser instalada abaixo do intervalo telado mais inferior daí por diante. Em qualquer circunstância, a montagem integral pode ser operada no fundo do poço em uma única manobra.

Uma montagem de ferramenta de manutenção a ser usada com o sistema aprimorado de completação do poço pode compreender um bico, uma montagem da ferramenta de abertura, uma montagem secundária de colarinho indicador, uma montagem da ferramenta de fechamento incluindo uma válvula de circulação, uma montagem de cruzamento dotada de super- fícies vedantes endurecidas e um ressalto indexador primário, um perfil au- tomático de localização do sistema e uma ferramenta de regulágem hidráuli- ca. Para montagens de completação que utilizam a convenção típica de em- purrar para abrir ("down to open") para válvulas de produção, a ferramenta de abertura preferencialmente eslará localizada em posição distai à ferra- menta de fechamento. A montagem de ferramenta de manutenção pode compreender superfícies de vedação endurecidas, como seções de tubo liso, que cooperam com os sistemas de vedação em cada montagem da zo- na de produção de modo a fornecer um sistema de vedação positivo para camada adesiva zona que deve ser completada.

Em algumas modalidades, antes da execução final do sistema aprimorado de completação, a montagem de ferramenta de manutenção po- de ser operada na montagem de completação e posicionada de tal forma que a ferramenta de abertura (e/ou ferramenta de fechamento, se desejado) fique localizada abaixo da porção tubular de produção mais inferior na pri- meira montagem da zona de produção ou inferior. Uma vez que a montagem da ferramenta tenha sjdo posicionada na montagem de produção mais infe- rior, o teste de pressão do sistema de completaçao pode ser efetuado no sentido de verificar a integridade geral do sistema, inclusive que todas as válvulas do sistema estejam fechadas. Com o objetivo de assegurar se a operação da montagem de ferramenta de manutenção ao longo das monta- gens da zona de produção não abriu de forma involuntária uma ou mais vál- vulas de empurrar para abrir ("down to open"), a ferramenta de abertura po- de ser inicialmente desativada, por exemplo, durante a operação. Em uma modalidade preferencial, quando a montagem de ferramenta de manutenção estiver posicionada com a montagem de completação, a ferramenta de aber- tura pode ser atuada por meio de pressão hidráulica. Como alternativa, posi- cionar a ferramenta de manutenção com a montagem de completação pode ativar de forma mecânica a ferramenta de abertura. Se desejado, um dispo- sitivo pode ser proporcionado, permitindo verificar se a ferramenta de abertu- ra foi desativada, como, porém não se limitado a, uma porção tubular mecâ- nica simulada. Após a finalização do teste de integridade por pressão, o sub do teste de pressão na montagem mais inferior pode ser desativado, como, porém não se limitado a, usando um bico da montagem da ferramenta para remover o dispositivo de vedação.

Um sistema aprimorado de completação do poço (por exemplo, compreende duas ou mais montagens da zona de produção e uma monta- gem de ferramenta de manutenção) pode ser operado no furo do poço, em uma coluna de serviço ou tubo de produção, e localizada em posição relativa ao packer coletor ou outro artefato do furo do poço. Em uma modalidade preferencial, a montagem da zona de produção mais inferior compreende um sistema indicador de posição, como, porém não se limitado a, uma monta- gem de colarinho indicador. Por exemplo, quando se acreditar que o sistema de completação está posicionado de forma correta em relação ao pack cole- tor, o sistema indicador pode fornecer uma identificação de localização posi- tiva, como, porém não se limitado a, através do içamento repetível ou carga "através de presilha". Quando o sistema aprimorado de completação estiver adequadamente localizado, com ou sem o auxílio de um sistema indicador de posição, um packer de produção pode ser regulado de acordo com seu desenho. Por exemplo, o packer de produção pode compreender um packer HP BJ Services CompSet II, que pode ser ajustado hidraulicamente, por e- xemplo, usando um lançador de esfera ou outro dispositivo de pressurização no sistema de completação e pressurizar no sentido ascendente em posição oposta ao dispositivo. Esta pressurização pode ser usada para ativar a fer- ramenta de ajuste hidráulico de modo a ajustar o packer, e daí por diante liberar a montagem de ferramenta de manutenção e a coluna de serviço a partir da montagem de completação (por exemplo, o packer de produção).

Nas ditas modalidades, quando a montagem de ferramenta de manutenção tiver sido separada da montagem de completação, qualquer dispositivo de bloqueio da pressão usado para ativar a ferramenta de ajuste pode ser desabilitada. No caso do packer de produção HP BJ Services CompSet II, a pressurização adicional de encontro à esfera deslocará a esfe- ra da posição de ativação da ferramenta de ajuste, e simultaneamente, e descobrirá as portas atravessantes ria montagem de ferramenta de manu- tenção e capturará a esfera em posição oposta ao percurso ascendente in- desejado. Como alternativa, a esfera pode compreender uma esfera leve com carga de vidro que pode ser revertida para fora do sistema, eliminando desta forma a necessidade de uma "armadilha de camundongo" para captu- rar e prender o disparador esférico.

Como alternativa, o packer TIP-PT disponível junto a BJ Servi- ces Company é adequado para uso com a presente invenção quando as montagens de produção são operadas em um tubo de produção, em vez de uma coluna de serviço.

Independente se as montagens de produção foram operadas em uma coluna de serviço ou tubo de produção, a montagem da ferramenta de manutenção pode ser movida em relação à montagem de completação para posicionar a ferramenta de abertura acima da válvula de produção, como, porém não se limitado a, uma porção tubular de produção de empurrar para abrir ("down-to-open") na primeira montagem da zona de produção mais in- ferior. Quando a ferramenta de abertura estiver posicionada acima da válvu- la de produção, o movimento descendente da montagem de ferramenta de manutenção induzirá a ferramenta de abertura a engatar em um perfil de abertura correspondente na válvula de produção e abrir as respectivas por- tas de produção, como, porém não se limitado a, movendo-se a porção tubu- lar de produção. A abertura das portas de produção pode ser verificada de forma hidráulica através do bombeamento descendente do furo do poço e para o interior da formação.

A montagem de ferramenta de manutenção também pode ser movida adjacente à montagem do packer de isolamento para a zona de pro- dução mais inferior para engatar as vedações da montagem de produção com a superfície de vedação endurecida da montagem da ferramenta.

Quando a superfície de vedação ou a seção de tubo liso estiver posicionada em arranjo de vedação, o packer de isolamento pode ser ajustado, tal como, porém não se limitado a, pressurizando-se descendentemente a coluna de serviço. Uma vez que a integridade da pressão do packer de isolamento mais inferior estiver estabelecida, a montagem da ferramenta pode ser repo- sicionada de modo que a ferramenta de abertura esteja em posição para abrir (por exemplo, acima) uma válvula de acesso à produção ou válvula do frac na montagem da zona de produção. A montagem de ferramenta de ma- nutenção pode ser reposicionada para abrir uma válvula de acesso à forma- ção, e para posiciorvaf a montagem da ferramenta para as operações de tra- tamento do poço. Em uma modalidade preferencial, cada montagem da zona de produção compreende uma montagem de localização automática ou "au- tolocalizador" que pode efetuar um ciclo por meio da montagem de ferra- menta de manutenção dentre uma pluralidade de condições do sistema de completação do poço, como, porém não se limitado a, "funcionamento", "re- pouso" e "levantar".

Em uma modalidade preferencial, uma vez que a montagem de ferramenta de manutenção induza o autolocalizador a um ciclo para a condi- ção "repouso" ou frac, o peso de repouso pode ser aplicado ao sistema de completação do poço para manter uma posição relativa entre a montagem de ferramenta de manutenção e a montagem de completação (por exemplo, manter o alinhamento da porta) durante os tratamentos de bombeamento. O sistema aprimorado de completação do poço também pode fornecer pres- sões de bombeamento em tempo real que devem ser monitoradas através do anular durante as operações de bombeamento. O sistema de completa- ção do-poço pode ser colocado em posição comprimida em qualquer mo- mento durante a operação de bombeamento através do simples reposicio- namento da montagem de ferramenta de manutenção.

Uma operação de fraturamento da formação e/ou enchimento com cascalho pode ser aplicada pelo bombeamento descendente da coluna de serviço e para o anular adjacente à montagem da coador de produção. Uma vez que o tratamento esteja finalizado, a montagem de ferramenta de manutenção pode ser reposicionada para uma posição invertida localizando a montagem atravessante próxima à vedação invertida nas montagens da zona de produção. Os resíduos do tratamento de enchimento com cascalho podem ser invertidos para fora do sistema de completação bombeando o anular da montagem da ferramenta ém sentido descendente e pegando os retornos ascendentes através da coluna de serviço. As pressões desenvolvi- das durante a inversão não afetarão as zonas de formação acima da zona que é completada, porque as zonas superiores são plenamente isoladas e suas portas de produção estão fechadas. A montagem da ferramenta é mais uma vez reposicionada de modo que a extremidade da montagem da ferra- menta fique acima da vedação de acesso à formação, eliminando qualquer resíduo remanescente. A formação pode ser monitorada daí por diante para aumento ou declínio de pressão.

A montagem da ferramenta pode ser reposicionada de modo que a ferramenta de fechamento esteja localizada em posição distai ou abai- xo da válvula de produção aberta mais inferior. O movimento ascendente da montagem da ferramenta através da zona faz com que o perfil de fechamen- to na ferramenta de fechamento engate em um perfil correspondente na vál- vula de produção (por exemplo, uma porção tubular de produção), e induz todas as válvulas de produção a vedarem ou fecharem suas respectivas por- tas de produção, isolando desta forma a zona completada. O isolamento da zona pode ser verificado através da pressurização da superfície.

A montagem de ferramenta de manutenção pode então ser re- posicionada na zona acima da zona recém-completada. A ferramenta de abertura pode ser reposicionada acima ou em posição proximal à porção tubular de produção nesta zona. O processo descrito acima pode ser repeti- do por cada zona de produção sucessiva. Uma vez que todas as zonas de produção tenham sido completadas, a montagem de ferramenta de manu- tenção e a coluna de serviço pode ser removida do furo do poço deixando um poço de zonas múltiplas completamente isolado e completado. A produ- ção de hidrocarbonetos oriundos de qualquer zona pode ser realizada atra- vés da abertura mecânica das válvulas de produção desejadas usando um - cabo de aço, um tubo de serpentina ou outro método reservado ou conven- cional. A produção mista das múltiplas zonas pode ser realizada abrindo-se as porções tubulares de produção nas múltiplas zonas. Uma modalidade preferencial do sistema de completação contempla um sistema de perfil sele- tivo que possui quatro, cinco, seis ou mais perfis de porção tubular de pro- dução diferentes para a produção zonal seletiva. Por exemplo, perfis especí- ficos na montagem de ferramenta de manutenção podem abrir e/ou fechar válvulas na montagem de completação. Outros perfis específicos associados às ferramentas do tubo de serpentina e/ou ferramentas de cabo de aço po- dem ser usados para abrir de forma seletiva e/ou fechar as ditàs válvulas. Também, quando acopladas com sistemas de controle de produção inteli- gentes ou sem intervenção, como, porém não se limitado a, aqueles siste- mas detidos em conjunto citados acima, o sistema aprimorado de completa- ção aqui descrito pode fornecer produção não mista simultânea a partir de zonas múltiplas sem intervenção mecânica, ou uma combinação de inter- venções mecânica e hidráulica.

Um sistema aprimorado de completação utilizando uma ou mais das presentes invenções pode reduzir ou eliminar a necessidade de operar e/ou recuperar plugues de packer e/ou montagens de enchimento com cas- calho, e pode eliminar múltiplos cursos de perfuração. As economias subs- tanciais em termos de tempo de sonda e de capital, assim como a adminis- tração da formação responsável, podem ser obtidas em virtude de um ou mais das presentes invenções descritas e ensinadas com este sistema de completação aperfeiçoado.

A Figura 1 é uma ilustração de um dos numerosos sistemas de uma montagem de completação 100 a ser usada com um sistema aprimora- do de completação que incorpora uma ou mais das invenções aqui descritas. A porção mais superior da montagem de completação 100 pode compreen- der uma montagem do packer de produção 102. Uma montagem de packer preferencial é o packer HP CompSet Il ou o packer TIP-PT, ambos ofereci- dos pela BJ Services Company of Houston1 Texas. A primeira de uma ou mais montagens de zona de produção 108 também está representada.

Uma montagem da zona de produção 108 pode compreender uma montagem de localização automática 106 para localizar positivamente o sistema de completação em suas diversas condições como, porérry não se limitado a, uma posição "Frac/repouso", uma posição "Levantar" e uma posi- ção "Funcionamento". A montagem de localização automática ou "autolocali- zador" 106 compreende preferencialmente uma barreira de resíduos, tal co- mo, porém não se limitado a, um cone de borracha moldado posicionado acima dõ autolocalizador 106 e que engata no revestimento ou furo do poço para evitar a coleta de resíduos no autolocalizador 106 ou reduzir ali o volu- me dètesíduos. Além disso, uma união de acionamento (quick union) pode ser intercalada entre a montagem do packer de produção 102 e a montagem da zona dé produção do topo 108, de modo que a montagem de completa- ção 100 não tenha que ser girada após a montagem da ferramenta 200 estar ali posicionada. Também, em cada montagem da zona de produção 108, é preferencial posicionar uma junta de segurança de cisalhamento 109 (por exemplo, Figura 5b) se o sistema de completação emperrar. Uma junta de segurança de cisalhamento mecânica ou uma junta de segurança atuada hidraulicamente pode ser empregada. É preferencial situar a junta de segu- rança acima do primeiro sistema de vedação 110 e abaixo do autolocalizá- dor 106. Um sulco de funcionamento pode ser fornecido em cada montagem da zona de produção a fim de facilitar o erguimento das montagens acima do piso da sonda.

Um primeiro sistema de vedação 110 é fornecido para vedação em posição oposta às porções selecionadas da montagem de ferramenta de manutenção (Figura 2). Uma montagem de packer de isolamento 112 pode ser fornecida para isolar a zona de produção de interesse. Uma montagem de válvula de acesso à formação 114, ou janela de packer de frac, pode ser formada na montagem da zona de produção 108 para controlar a comunica- ção dos fluidos entre o interior da montagem da zona de produção 108 e o exterior da montagem (ou anular, não-mostrado). Um segundo sistema de vedação 116 é fornecido de tal modo que a montagem de válvula de acesso à formação 114 é colocada entre o primeiro e o segundo sistemas de veda- ção 110, 116. Um sistema de vedação preferencial compreende as veda- ções moldadas invertidas aqui descritas. Um perfil de fechamento da válvula de circulação 118 pode ser fornecido para, por exemplo, fechar um^ válvula de circulação na montagem da ferramenta de completação quando o siste- ma de completação realizar um ciclo cia posição de condição operacional de fraturamento para a posição inversa. Por fim, pode ser fornecida uma mon- tagem de coador de produção 120 que compreende uma ou mais coadores de produção (não-mostrado) e as respectivas válvulas do coador de produ- ção (não-mostrado), como, porém não se limitado a, porções tubulares me- cânicas.

Acoplada à primeira ou montagem da zona de produção inferior 108a está uma montagem inferior 104. A montagem de botão 104 pode compreender uma montagem de ativação de ferramenta de abertura 122 para ativar uma ferramenta de abertura e/ou ferramenta de fechamento na montagem de ferramenta de manutenção, se a dita ferramenta ou ferramen- tas tiverem sido desativadas. A montagem de ativação também pode forne- cer um bloqueio positivo para posicionar a montagem de ferramenta de ma- nutenção (Figura 2). Uma montagem de teste de pressão 124 pode ser for- necida para facilitar o teste de pressão de pré-instalação da montagem de completação 100. Por fim, uma montagem de colarinho indicador 125 e uma sapata macho indexadora 126 podem ser fornecidos para acabar a monta- gem de completação 100. Em algumas modalidades, a montagem de com- pletação 100 pode ser operada no poço sobre o tubo de produção efetivo. Como alternativa, conforme discutido abaixo, a montagem de completação 100 pode ser operada em uma coluna de serviço/montagem de ferramenta de manutenção. A Figura 2 é uma representação de uma montagem de ferra- menta de manutenção 200 que pode ser usada com a montagem de comple- tação 100 da Figura 1. A montagem de ferramenta de manutenção 200 pode compreender uma ferramenta de ajuste hidráulico 208 convencional ou re- servado, um perfil de localização automática 210, que é adaptado para pro- mover a interface com a montagem de localização automática 106 na mon-- tagem de completação 100. Será apreciado que, se a montagem de comple- tação 100 for operada em um tubo de produção, a ferramenta de ajuste 208 pode ser suprimida. Uma montagem atravessante 212 que compreende su- perfícies de vedação, como as seções de tubo liso nitrificadas 209, 213 aci- ma e abaixo de uma porta atravessante, pode ser fornecida para facilitar á comunicação dos fluidos da parte interna da montagem da ferramenta 200 para a parte externa, assim como vedar em posição oposta os sistemas de vedação da montagem de completação 110, 116 em cada montagem da zo- na de produção 108a, 108b, etc. A extremidade superior da superfície de vedação mais ao topo pode compreender um réssãlto indexador primário para interagir com a montagem de localização automática 106. Uma monta- gem da ferramenta de fechamento 214, a qual compreende uma válvula, de circulação 216, pode ser fornecida contendo uma ou mais estruturas ou per- fis para engate e fechamento das estruturas correspondentes nas várias vál- vulas da montagem de completação 100. A válvula de circulação 216 pode controlar a comunicação de fluidos ao longo do interior da montagem da fer- ramenta 200. Um colarinho de indexação secundário 218 pode ser fornecido para ativar a montagem de localização automática ("autolocalizador") 106 em certas condições. Uma montagem da ferramenta de abertura 220 é for- necida com uma ou mais estruturas ou perfis para engate e abertura das estruturas correspondentes nas varias válvulas da montagem de completa- ção 100. A montagens da ferramenta de abertura 220 é preferencialmente desativada no curso inicial e a partir de então é atuada, quando a montagem da ferramenta 200 estiver na posição no interior da montagem de completa- ção 100 por meio da montagem de ativação da ferramenta de abertura 122. Por fim, um bico 222 pode completar a montagem de ferramenta de -manu- tenção 200.

Referindo agora a uma descrição mais detalhada das modalida- des e das modalidades preferenciais do sistema aprimorado de completa- ção, a Figura 3 ilustra uma vista lateral em seção transversal de uma monta- gem de localização do sistema automático 106 ou "autolocalizador" que po- de ser usado com o sistema aprimorado de completação do poço da presen- te invenção. O autolocalizador 106 compreende um alojamento externo 150 e um alojamento interno 152. O alojamento externo 150 e o alojamento in- terno 152 são adaptados para deslizarem um em relação ao outro, β a inter- face entre os dois compreende um ciclo indexador 154 e um seguidor 156. O seguidor 156 é parcialmente alojado rio interior de um rolamento 158; prefe- rencialmente bronze, para facilitar o contato deslizante (axial e circunferente) entre os alojamentos interno e externo 152, 150. O ciclo indèxador 154 é descrito com mais detalhe na Figura 4.

Na modalidade particular do autolocalizador ilustrado na Figura 3, uma porção do alojamento interno 152 compreende uma pluralidade dtí dedos de colarinho 170, preferencialmente 8. Aproximadamente na metade do comprimento de cada dedo 170 está um perfil de autolocalizador ou sulco 176 adaptado para promover a interface com o perfil do autolocalizador 210 na montagem de ferramenta de manutenção 200. O sulco 176 é preferenci- almente formado em um inserto 178 que está acoplado a cada dedo de cola- rinho 170. Os dedos 170 e os perfis do autolocalizador 210, 176 são prefe- rencialmente designados para demandar uma carga "através de presilha" de cerca de 53.378,66 N (12 kpis) na direção das partes superiores do poço. Devido à carga relativamente elevada de passagem, é preferencial que o inserto 178 seja feito de uma liga de cobre-berílio para fornecer característi- cas superiores antiescoriação. A dita liga adequada para o inserto 178 é a liga 172 CDA (ASTM β196). Outros sistemas materiais que oferecem uma adequada resistência à escoriação e tenacidade podem ser empregados.

Em sua extremidade proximal, o alojamento interno 152 possui um colarinho detentor flutuante 160 que compreende uma pluralidade de dedos que permanecem no local entre um ressalto e um anel retentor 151. É preferível que o anel retentor 151 seja feito de um material de rolamento, como bronze. O anel retentor preferencialmente compreende uma blindagem de resíduo para reduzir o risco de obstrução da montagem do colarinho de- tentor 160 por resíduos. Cada dedo inclui um perfil 162, que corresponde a um ou mais sulcos no alojamento externo 150. Preferencialmente, o aloja- mento externo 150 possui uma pluralidade de sulcos detentores, os quais correspondem a várias posições ou condições nas quais o sistema de com- pletação pode ser colocado. Por exemplo, o sulco detentor 164 pode corres- ponder a uma condição "Funcionamento", o sulco 166 pode corresponder a uma condição "Levantar" e sulco 168 pode corresponder a uma condição de "Frac ou Repouso". O colarinho detentor 160 e os sulcos podem ser desig- nados para uma carga através de presilha de cerca de 4448,22 N (1 kip).

Conforme ilustrado na Figura 3, o autolocalizador 106 está na condição "Funcionamento" (isto é, o perfil detentor 162 engata no sulco 164). Quando a montagem da ferramenta 200 tiver engatada no autolocalizador 106 (isto é, quando o perfil 172 estiver engatado nos sulcos 176), uma carga de cerca de 4448,22 N (1 kip) é exigida para transferir o sistema de comple- tação 100 (ou mais precisamente, a montagem da zona de produção 108 particular) em outra condição "Levantar" ou "repouso", dependendo do ésta- do do ciclo indexador 154. A mesma carga de 4448,22 N (1 kip) também é exigida para retornar à condição de Funcionamento. Conforme se observa na Figura 3, quando o autolocalizador 106 está na condição funcionamento ou levantar, a montagem do colarinho 170 é capaz de defletir para o interior do recesso 182 para permitir que a montagem da ferramenta dey manutenção 200 seja fixada. A passagem da montagem de ferramenta 200 através do autolocalizador 106 na direção das partes superiores do poço exige uma carga de cerca de 55.826,88 N (13 kips). O autolocalizador 106 está na con- dição repouso ou frac,.o colarinho 170 é deslocado para as partes inferiores do poço em relação ao alojamento externo 150 e a superfície do colarinho 171 estará adjacente à superfície do alojamento externo 173. Nesta condi- ção, inexiste o recesso em cujo interior o colarinho pode se expandir, e a montagem da ferramenta de manutenção não pode ser fixada ao o autoloca- lizador em qualquer direção. Na condição frac ou repouso, o peso repouso é realizado pelos perfis do autolocalizador 210, 176 e o ressalto repouso 186. É preferencial que na condição repouso, os dedos de colarinho 170 sejam sempre colocados sob tensão para evitar o empenamento do colarinho 170.

É preferencial que a montagem do autolocalizador 106 também compreenda um mecanismo de travamento 180, como uma porção tubular. A porção tubular de travamento 180 possui perfis da ferramenta de fecha- mento 181,182 de modo que a ferramenta de fechamento 214 na montagem da ferramenta de completação 200 pode engatar na porção tubular de tra- vamento 180 de modo a movê-Ja em relação à montagem de colarinho 170. Quando a montagem da ferramenta de fechamento 214 engata no perfil 181, o mecanismo de travamento 180 pode ser movido para as partes superiores do poço e promover a deflexão para fora da montagem do colarinho 170. Portanto, os insertos de rolamento 178 e os perfis 176 são movidos para fora do trajeto e para o interior do recesso 182.

A Figura 4 é uma ilüstraçãcfdetalhadã dê um ciclo indexador 154 preferencial para o autolocalizador 106. Um ciclo completo é mostrado na Figura 4, e é preciso compreender que o ciclo indexador 154 pode ser um circuito contínuo. O ciclo indexador 154 compreende um trajeto construído 188 em que o seguidor 156 é impedido de cursar. Muito embora o seguidor 156 seja mostrado na Figura 4 em posições variadas ao longo do trajeto, será apreciado que o seguidor 156 resida apenas em uma posição ao longo do trajeto 188 em qualquer ponto do tempo. Por exemplo, enquanto a mon- tagem da ferramenta de completação 200 é engatada no autolocalizador 106 (conforme mostrado na Figura 3), o movimento da coluna de serviço nas partes inferiores do poço fará com que o sistema de completação entre na condição "frac / repouso", e o colar detentor 160 engatará no sulco detentor 168. A partir de então,.o movimento nas partes superiores do poço da mon- tagem da ferramenta 200 fará com que o sistema de completação entre na condição de "levantar". O seguidor 156 pode compreender um anel transpor- tado em um rolamento de bronze 158, onde o seguidor 156 pode executar o movimento de rotação. Em uma modalidade preferencial, o seguidor 156 não é carregado nas condições de repouso ou de levantar, porém pode ser car- regado ostentando a condição funcionamento.

Na modalidade descrita nas Figuras 3 e 4, o autolocalizador é associado à montagem de completação e o perfil do autolocalizador é asso- ciado à montagem de ferramenta de manutenção. Os indivíduos versados na técnica apreciarão o fato de que esta associação pode ser preferencial para os sistemas completação de diâmetro menor. Completações de diâmetro maior podem permitir a inversão desta associação. Em outras palavras, a invenção aqui descrita também contempla que o perfil do autolocalizador pode ser associado à montagem de completação, e o autolocalizador pode ser associado à montagem de ferramenta de manutenção.

A Figura 5a ilustra de modo geral um primeiro sistema de veda- ção 110 localizado adjacente a uma montagem do packer de isolamento 112. Em uma modalidade preferencial, o primeiro sistema de vedação está localizado acima da porta de ajuste do packer. As vedações 1990 do primei- ro sistema de vedação 110 são preferencialmente vedações elastoméricas moldadas 192 em um transportador metálico 194, muito embora outras tec- nologias de vedação, como, porém não se limitado a, PETFE, PEEK e/ou PEKK podem ser usadas. O sistema de vedação 190 pode ser descrito co- mo "invertido", em que as superfícies de vedação são expostas ao interior da montagem da zona de produção 108. Conforme mostrado na Figura 5a, uma pilha de 3 anéis de vedação pode ficar retida no recesso de vedação 196 por meio de um retentor 198 (o que pode ser uma parte de uma junta de segu- rança). O sistema de vedação 190 é adaptado para engatar de modo vedan- te em uma porção da montagem da ferramenta 200, tal como, não se limita- do a, uma seção de tubo liso 230 ou outra superfície de vedação. Será apre- ciado que cada uma das montagens da zona de produção 108 preferencial- mente possuam um pricneiro sistema de vedação 110.

A Figura 5a também mostra um sistema deslizante 75 do packer de isolamento 112 para impedir ou reduzir o movimento nas partes superio- res do poço do packer durante o fraturamento ou outras operações de bom- beamento. O sistema deslizante 75 é preferencialmente atuado por meio dos retornos do fraturamento, o que faz com que os deslizes individuais 776, 78 engatem de modo apertado com um revestimento ou um furo do poço (não- mostrado). Esta ativação pode ser travada de modo que os deslizes continu- em engatados de modo apertado após a liberação da pressão de ativação ou, mais preferencialmente, que os deslizes possam desengatar do revesti- mento uma vez que ocorra o alívio da pressão de ativação. Um sistema des- lizante do packer de isolamento 75, como aquele descrito na Figura 5a, pode evitar que uma junta de segurança, ou outra montagem abaixo do packer de isolamento (não-mostrado) sofra cisalhamento em decorrência do rrçòvimen- to induzido pela pressão de fratura do sistema. Um sistema de deslize tam- bém impede o empenamento das montagens nas partes superiores do poço a partir do packer, tal como uma montagem do coador de produção de uma zona adjacente.

A Figura 5b ilustra o sistema de segurança de cisalhamento pre- ferencial que pode ser usado com o sistema de completação do poço. O sis- tema de segurança de cisalhamento 600 ilustrado na Figura 5b compreende primeira e segunda porções do corpo 602, 604. Estas porções do corpo es- tão concentricamente alinhadas e acopladas em conjunto como um sistema de geração de carga 606 e um sistema de cisalhamento 608. O sistema de geração de carga pode compreender uma pluralidade de cães ou chaves 610 entre as primeira e segunda porções do corpo 602, 604. Uma porção tubular ou pistão 612 é localizada na superfície de diâmetro externo do sis- tema de segurança 600, e é preferencialmente fixado por pinos de cisalha- mento 614 para a primeira e/ou a segunda porção do corpo, de modo que a porção tubular force os cães 610 para dentro do arranjo de geração de car- ga, conforme mostrado na Figura 5b. O sistema de cisalhamento 608 pode compreender uma pluralidade de pinos de cisalhamento entre as primeira e segunda porções do cgrpo 602, 604.

Uma modalidade preferencial do sistema de segurança de cisa- lhamento é projetada para transportar cerca de 250.000 libras durante a ma- nobra (conforme mostrado na Figura 5b). Para ativar o sistema de seguran- ça 600, como no momento em que o sistema de completação 100 é coloca- do de modo adjacente ao packer coletor, a pressão hidráulica é aplicada ao sistema de segurança 600, de modo que a porção tubular 612 seja movida na direção axial (por exemplo, na direção das partes inferiores do poço) para expor ou liberar os cães 610. Será apreciado que os cães 610 sejam inclina- dos para uma direção não geradora de carga no momento em que estiver impedida pela porção tubular 612. Uma vez que os cães sejam liberados, a capacidade de geração de carga do sistema de segurança 600 será deter- minada pelo sistema de cisalhamento 608. Uma modalidade preferencial do sistema de cisalhamento 608 compreende uma pluralidade de pinos.de cisa- lhamento individuais 607 e 609, os quais são projetados para suportar cerca de 45,359 toneladas (100.000 libras) após o sistema de segurança 600 ter sido atuado.

Os requerentes preferem que cada montagem da zona de pro- dução 108 incorpore um sistema de segurança de cisalhamento 600. O local preferencial do sistema de segurança 600 está entre o primeiro sistema de vedação 110 e o autolocaíizador 106. Cada montagem da zona de produção pode ter um sistema de segurança de cisalhamento 600 que é designado para uma carga de cisalhamento idêntica ou distinta. Assim, a Figura 5b ilus- tra um primeiro sistema de vedação 110 na forma de vedações invertidas 190. O sistema de segurança 600 também pode compreender uma barreira de detritos expansível 620. Na modalidade apresentada na Figura 5b, quan- do a porção tubular 612 for atuada e os cães 610 forem liberados, a porção tubular 612 comprime a barreira de detritos 620, e faz com que ela se ex- panda radialmente e/ou circunferencialmente, e preferencialmente estabele- ce contato com o revestimento. Uma modalidade preferencial da barreira de detritos 620 compreende um cabo de aço inoxidável ANSI 316, que foi "a- grupado" ("bird nestecf') ou tecido a cerca de 50% de densidade, conforme é conhecido da técnica..Na modalidade mostrada na Figura 5b, quatro (4) a- néis de detrito 622, 624, 626, 628 de superfícies inclinadas foram montadas em torno do corpo da barreira de detritos 620.

A Figura 6a ilustra uma montagem de válvula de acesso da for- mação 114, ou janela frac, em uma montagem da zona de produção 108 e uma montagem de cruzamento 212 em uma montagem de ferramenta de manutenção 200. A montagem da ferramenta 200 compreende uma monta- gem de cruzamento 212 dotada de uma porta de parede atravessante 242 que permite a comunicação fluida a partir da superfície interna da montagem da ferramenta 200 até uma superfície da montagem da ferramenta externa. Em uma modalidade preferencial, a porta da parede atravessante é formada de um ângulo entre cerca de 45 a 150 graus, e mais preferencialmente cerca de 120 graus até uma linha central da ferramenta, uma orientação nas par- tes inferiores do poço. A montagem de cruzamento 212 também compreen- de uma porção tubular interna 244 dotada de uma superfície de assento 246 adjacente à porta 242. Em uma modalidade preferencial, a superfície de ve- dação 246 é adaptada para promover uma vedação de encontro a uma esfe- ra ou outro objeto substancialmente esférico que engata o assento 246. A Figura 6a ilustra uma esfera 248 posicionada no assento 246. Este arrranjo de vedação da esfera/assento pode ser usado para ativar a ferramenta de ajuste 208 e ajustar o packer de produção 102, como é convencional. Está localizada abaixo do assento 246 uma porta de circulação 250, que permite a circulação do anular da montagem da ferramenta 200 até o conduíte inter- no da montagem de ferramenta de manutenção 200 durante a operação.

A porção tubular interna 244 está posicionada de forma deslizan- te em relação à montagem da ferramenta 200 e é mantida na posição mos- trada na Figura 6a através de um sistema de pino de cisalhamento 240 que possui uma tensão de cisalhamento combinada de cerca de 31,026 mPa (4.500 psi), que poderia ser maior do que a carga gerada durante a separa- ção da coluna de serviço e o conjunto de packer. A porção tubular 244 é in- clinada para longe da porta 242, preferencialmente em uma direção para as partes inferiores do poço, através de uma mola ou outro dispositivo (não- mostrado). Ocorrendop cisalhamento do sistema de pino 240, a camisa 244, incluindo o assento 246 e a esfera 248 são movidos para fora da porta 242. A porção tubular 244 também pode compreender uma pluralidade de dedos 243, que se estende acima do dispositivo de bloqueio de pressão 248. Os dedos 248 possuem uma superfície de carne de tal modo que quando a por- ção tubular 244 se move em direção descendente para abrir a porta de cru- zamento 242, os dedos formam um carne para dentro a fim de capturar o dispositivo de bloqueio de pressão, tal como uma esfera 248, em posição. É desejável que a esfera ou outro dispositivo 248 não seja capaz de migrar a partir de sua posição adjacente ao assento 246 durante as operações sub- seqüentes do poço. Será apreciado que o elemento de inclinação, como uma mola, mantenha a porção tubular 244 na posição retraída após o siste- ma de pino ter sido cisalhado e, portanto, a esfera 248 seja capturada na porção tubular. Devido ao fato de a esfera poder migrar a partir do ,assento, como uma porta de cruzamento 242 enquanto os dedos 243 estão transitan- do na porta 242, é preferencial que ao menos um dedo seja aefletido para dentro em todos os momentos para capturar a esfera adjacente ao assento. Também é preferível que a porção tubular 244 compreenda um anel de detri- to 245, tal como uma vedação estriada moldada, para evitar detritos prove- nientes da operação de incrustração da porção tubular 244.

Alternativamente, e preferencialmente, conforme mostrado na Figura 6b, a montagem de cruzamento 212 não compreende uma porção tubular 244, e a porta 242 está sempre exposta em sua superfície interna.

Assim, não há assento 246 e não há necessidade de se pressionar um dis- positivo de bloqueio de pressão 248. Conforme mencionado acima, uma es- fera leve pode ser deixada cair dentro do sistema e assentar sobre úma es- trutura relativamente próxima ao packer de produção 102. A pressurização de encontro à bola pode ser usada para ajustar o packer de produção 102, e em seguida a esfera leve pode ser invertida para fora do sistema.

Ainda, a Figura 7 ilustra uma ferramenta de ajuste hidráulico pa- ra ajustar o packer de produção 102 a uma montagem de cruzamento como a ilustrada na Figura 6b. A ferramenta de ajuste hidráulico 700 compreende um conduíte de fluxo unidirecional 702. O conduíte de fluxo 702 compreende uma porção tubular 704 inclinada para uma condição de inexistência de fluxo (por exemplo, fluxo nas partes superiores do poço) conforme mostrado nas Figuras 7a e b. A superfície de vedação 706 na porção tubular 704 interage com uma vedação 708 para vedar substancialmente o trajeto do fluxo 702. Quando a porção tubular 704 é pressurizada a partir da direção de fluxo (por exemplo, fluxo nas partes inferiores do poço), a força de inclinação 710 é ultrapassada e a porção tubular se move de forma axial expondo ou abrindo o trajeto do fluxo 702. Quando a pressão é reduzida abaixo da força de incli- nação, a válvula unidirecional fecha. Será apreciado que esta característica da ferramenta de ajuste hidráulico facilite uma operação de lavagem.

Retornando às Figuras 6a e 6b, em uma modalidade preferenci- al, uma porção da montagem de cruzamento 212 compreende superfícies de vedação temperadas acima e abaixo da porta de cruzamento 242. Epstas se- ções de tubo liso 247, 249 promovem uma interface com os primeiro e se- gundo sistemas de vedação 110, 116 para uma vedação de pressão elevada para bombeamento e demais operações do poço. Na extremidade distai da seção de tubo liso 247 superior, um ressalto autolocalizador de retorno pri- mário (não-mostrado) pode ser formado para ativação do autolocalizador 106, caso o perfil do autolocalizador esteja deslocado da posição.

Uma montagem da válvula de acesso da formação 260, ou jane- la do frac, também é ilustrada para a montagem da zona de produção 108. A montagem da válvula de acesso de formação 260 compreende uma porta de fluxo através da parede 262 e uma porção tubular de vedação deslizante 264. A porção tubular deslizante possui um perfil de fechamento 266 (não- mostrado) localizado adjacente a uma extremidade proximal. São fornecidas vedações adequadas de modo que a porta 262 seja vedada no contra-fluxo do fluido quando o corpo da porção tubular 264 bloquear a porta 262. A por- ta 262 é preferencialmente alongada em relação à porta de cruzamento 242, de modo que, se o perfil do autolocalizador 210 na ferramenta de manuten- ção 200 não estiver engatado no inserto 178 (isto é, no sulco 176), e sim no topo do inserto 178, a comunicação fluida ainda seja obtida entre a porta de cruzamento 242 e a porta do frac 262.

As Figuras 6a e 6b ilustram o sistema de completação do poço na condição "funcionamento", em que a porta da ferramenta 242 não esteja alinhada à porta da gaxeta 262 e a camisa deslizante 264 tinha vedado a porta da gaxeta 262.. Na condição "Frac/Repouso", será apreciado que as portas 242 e 262 estejam alinhadas de forma substancial e que a porção tubular deslizante 264 não vede mais a porta 262.

A Figura 8 ilustra um segundo sistema de vedação 270 na mon- tagem da zona de produção 108 localizada em posição distai da montagem da válvula de acesso de formação 260. Em uma modalidade preferencial, o segundo sistema de vedação 270 é substancialmente o mesmo que o pri- meiro sistema de vedação 274, muito embora outras tecnologias de veda- ção, como, porém não se limitado a, PTFE1 PEEK e/ou PEKK possam ser usadas. O sistema de vedação 270 pode ser descrito como "invertido", já que as superfícies de vedação 272 estão expostas à parte interna da monta- gem da zona de produção 108. Conforme mostrado na Figura 8, a pilha de 3 anéis de vedação é mantida no recesso de vedação 276 por meio de um retentor 278. O sistema de vedação 270 é adaptado para se engatar de mo- do vedante a uma porção da montagem da ferramenta 200, tal como, porém não se limitado a, uma seção de tubo liso. Será apreciado que cada monta- gem da zona de produção 108 possua, preferencialmente, um segundo sis- tema de vedação 270.

A Figura 9 ilustra um perfil de transferência da ferramenta de circulação 280 que pode ser incorporada em uma montagem da zona de produção 108, de acordo com a presente invenção. O perfil indicador 280 possui um perfil de cruzamento 282 que fecha uma válvula de circulação 216 na montagem de ferramenta de manutenção 200 quando o sistema de com- pletação for alternado da posição "Frac/repouso" para a condição inversa.

A Figura 10a ilustra uma porção da montagem de ferramenta de manutenção 200 compreendendo uma ferramenta de fechamento 290. A ferramenta de fechamento 290 compreende uma pluralidade de dedos de colarinho 292, preferencialmente de 6 a 8, espaçadas em torno de uma por- ção externa de uma montagem da ferramenta 200. Os dedos de colarinho 292 possuem um perfil de fechamento 294 localizado aproximadamente na metade do comprimento, que é adaptado para engatar em uma estrutura correspondente na válvula de coador de produção, tal como, porém não se limitado a, por exemplo, sobre portas de cobertura de porções tubulares, para fechar as ditas válvulas quando desejado. A ferramenta de fechamento 290 compreende ainda um detentor 296 que, na modalidade preferencial, exige cerca da carga de 8.896,44 N (2 kip) para deslocar o detentor em uma direção às partes inferiores do poço, e cerca de 272,155 kg (600 libras) de carga para deslocar o detentor na direção das partes superiores do poço. Também mostrado na Figura 10a está um ressalto 298 descendente, e um ressalto de levantamento 300.

A Figura 10b ilustra uma modalidade alternativa da ferramenta de fechamento 290. A modalidade mostrada na Figura 10b comprqènde in- sertos de perfil 295 preferencialmente fabricados de um material com eleva- das propriedades de antiescoriação, tal como, porém não se limitado a, a liga de cobre e berílio discutida previamente. O inserto 295 pode ser fisica- mente preso ao dedo de colarinho 292, assim como por meio de prendedo- res rosqueados. Adicionalmente, e de modo preferencial, a montagem com- pleta de dedo de colarinho / perfil de fechamento pode ser fabricada de um material de antiescoriação. Os perfis da ferramenta dè abertura descritos abaixo também beneficiarão dos insertos de antiescoriação e/ou fabricação da montagem completa de dedo de colarinho / perfil de abertura a partir de um material de antiescoriação.

A Figura 10a também ilustra uma válvula de circulação 302 que possui portas de fluxo 304 e 306. Na posição "funcionamento" indicada na Figura 10a, a válvula de circulação 302 permite a comunicação de fluidos provenientes da parte abaixo da válvula, através das portas 306, para o es- paço anular 308, através das portas 304 e retornando para o interior da mon- tagem da ferramenta 200. As vedações 314 podem vedar o espaço anular 308 até a montagem da ferramenta 200. A válvula de circulação 302 também inclui um trajeto de sangria 310 e portas de sangria 312 para impedir a for- mação de uma trava hidráulica quando a coluna da ferramenta for movida para cima a fim de fechar a válvula. Será apreciado que os detritos possam se acumular na área anular fora do trajeto de sangria 310 e das portas 312. Os projetistas de ferramentas apreciarão o benefício de posicionamento das portas 312 em um patamar elevado o bastante e afastadas do caminho, para que não sejam bloqueadas pelos detritos. O movimento da ferramenta de fechamento 292 em uma direção descendente em relação à válvula de circu- lação 302 (isto é, movendo a coluna da ferramenta para as partes superiores do poço), fecha as portas 304 restringindo o fluxo através da válvula 302. Em uma modalidade preferencial, o perfil da ferramenta de fechamento é seletivo, visto que não engata ou interage com o autolocalizador 106.

A Figura 11a ilustra uma montagem de colarinho do autolocali- zador de retorno secundária 320. De forma similar ao ressalto do autolocali- zador de retorno secundário, descrito com referência às Figuras 6a(e 6b, o colarinho autolocalizador de retorno secundário 320 pode ser fornecido som uma medida de conveniência para o sistema aprimorado de completação. Por exemplo, se a montagem da ferramenta 200 for impulsionada acima do autolocalizador 106, enquanto estiver na condição "Frac /Repouso", tanto o ressalto do autolocalizador de retorno secundário quanto o colarinho autolo- calizador de retorno secundário 320 permitirão ao operador efetuar um ciclo do sistema indexador 154 de volta à condição "funcionamento". Também, após o tratamento do poço, tal como, porém não se limitado a, o tratamento de fráturamento ou enchimento com cascalho, a montagem de ferramenta de completação 200, e especificamente a ferramenta de fechamento 292, pode ser impulsionada para cima através do autolocalizador 106, e engatar na porção tubular de travamento do autolocalizador 180, especificamente no perfil 181. Conforme descrito acima, a porção tubular de travamento 180 desvia o rolamento do autolocalizador do caminho para o interior do recesso 182. Se a ferramenta de fechamento 292 não engatar e ativar ajx>rção tubu- lar de travamento 180, o retorno secundário 320 indicará esta ocorrência através do registro de uma carga de fixação de cerca de 22.241,11 N (5 kips), ao mesmo tempo em que o colarinho 320 encontra o rolamento 178.

A Figura 1'1b ilustra uma modalidade preferencial de uma mon- tagem de colarinho do autolocalizador de retorno secundária 320. O dese- nho mais à esquerda mostra a montagem 320 na posição "levantar"; o dese- nho intermediário mostra a montagem 32Ò na condição "funcionamento"; e o desenho mais à direita mostra a montagem 320 na condição cisalhada. Na condição "funcionamento", o colarinho não é sustentado pelo retorno 321 e é capaz de desviar para fora do caminho. Quando o sistema estiver na condi- ção "levantar", o colarinho 320 estará apoiado e não será capaz de desviar do caminho. O colarinho apoiado 320 carregará uma carga imposta pela tensão de cisalhamento do ressalto 333. O ressalto 333 pode ser um conjun- to de parafusos de cisalhamento, um anel de cisalhamento ou um sistema similar. Na modalidade preferencial, a montagem de colarinho apoiado 320 pode carregar cerca de 60 ksi. Esta capacidade de transporte de carga é benéfica se os detritos tiverem obstruído o sistema do autolocalizadpr 106, e for necessário mais carga para efetuar o ciclo do sistema. Se o sistema de autolocalizador não puder cumprir um ciclo através da ação da montagem de colarinho 320 com 413,68 mPa (60 ksi), o ressalto 333 terá um cisalhamento frouxo, e o colarinho 320 estará mais uma vez apoiado e inclinado de forma livre na carga desejada.

Também está mostrado na Figura 11a uma porção tubular desli- zante simulada 340. A porção tubular simulada 340 possui um perfil de aber- tura 342 e está inicialmente presa por pinos à montagem de produção mais inferior 108 por meio de pinos de cisalhamento 344 dotados de uma tensão de cisalhamento combinada de cerca de 17.348,06 N (3,9 kips). Uma vez que a ferramenta de abertura 330 tiver sido atuada (conforme descrição adi- ante), a porção tubular simulada 340 poderá ser usada para verificar se a ferramenta de abertura 330 foi efetivamente atuada.

A montagem da ferramenta de abertura 330 é mostrada na Figu- ra 11c na montagem da ferramenta de completação 200. De rçipdo similar à ferramenta de fechamento 292, a ferramenta de abertura 330 compreende uma pluralidade de dedos de colarinho 332, preferencialmente de 6 a 8, es- paçados em torno de uma porção externa de uma montagem da ferramenta 200. Os dedos de colarinho 292 possuem um perfil de abertura 334, e prefe- rencialmente um perfil seletivo, localizado aproximadamente na metade do comprimento, que é adaptado para engatar em uma estrutura corresponden- te na válvula de coador de produção, tal como, porém não se limitado a, por exemplo, sobre portas de cobertura de porções tubulares, para abrir as ditas válvulas quando desejado. A ferramenta de abertura 330 é ilustrada na con- dição "funcionamento" na Figura 11c e é desativada. Mais especificamente, a ferramenta de abertura 330 está acoplada ao bico 378 e se coloca de for- ma deslizada entre os bloqueios 338 e 336 próximos à porção da ferramenta 339. O perfil de abertura 334 é fixado por meio de pinos para dentro da por- ção da ferramenta 339. Nessa condição desativada, a ferramenta de abertu- ra 330 não engata no perfil correspondente pra abrir uma válvula. Em uma modalidade preferencial, a ferramenta de abertura 330 é fixada por meio de pinos à montagem da ferramenta 200 por meio de pinos de cisalhamento 337 dotados de uma tensão de cisalhamento combinada de cerca de 20.461,82 N (4,6 kpis). Na condição "Funcionamento", a carga é gerada pelo ressalto e não pelos pinos de cisalhamento 337.

Conforme será lembrado a partir da discussão geral do sistema de completação aprimorado, se for desejado a operação em uma coluna de serviço, é preferencial operá-la na montagem da ferramenta de completação 200 na montagem de produção mais inferior 108, ao mesmo tempo em que estiver suspensa do piso da sonda. No entanto, independente do momento de operação da montagem da ferramenta 200, se a ferramenta de abertura 330 não for desativada durante a operação, as válvulas de coador de produ- ção normalmente fechadas poderão ser abertas na medida em que a ferra- menta 200 estiver abaixada. Após a abertura de cada válvula, o operador precisa inverter a direção para usar a ferramenta de fechamento 292 para fechar novamente a válvula aberta. Assim, esta forma de desatuação da fer- ramenta de abertura 330 representa economia de tempo, o que por sua vez significa economia de recursos. A ferramenta de abertura 330 poderá ser ativada quando a montagem da ferramenta de completação 200 engatar na montagem de ativação da ferramenta de abertura 122 ou, preferencialmente, de forma hidráulica, conforme a discussão adiante.

A Figura 12 ilustra uma porção de uma montagem inferior 104 que compreende uma montagem de ativação da ferramenta de abertura 122 para que seja usada com o sistema de completação aprimorado. A monta- gem de ativação pode compreender uma montagem de colarinho de blo- queio 350 que possua uma pluralidade de dedos 352 que se estendem entre os anéis da base proximal 354 e distai 356. O anel da base proximal pode ser, e preferencialmente é, fixado por meio de pinos de cisalhamento à por- ção tubular 360 na montagem inferior 108 por meio de pinos de cisalhamen- to que possuem uma resistência elevada, tal como, porém não se limitado a, por exemplo, cerca de 106757,3 N (24 kips). O anel da base proximal pode, de modo análogo, ser fixado por meio de pinos de cisalhamento à montagem de produção 108, mas, preferencialmente, em uma tensão de cisalhamento mais baixa. Por exemplo, na modalidade preferencial, o anel da base distai é preso por pinos com uma tensão de cisalhamento de cerca de 11.565,38 N (2,6 kips). Na condição "funcionamento", mostrada na metade da direita dos desenhos seccionais, o colarinho de bloqueio 350 é inclinado para dentro pela região 358. A porção tubular 360, à qual está acoplado o colarinho de bloqueio 350, é inclinada por meio da mola 363 na direção ascendente. A porção tubular 360 é fixada por meio de pinos de cisalhamento ao anel 364 por meio de uma pluralidade de pinos de cisalhamento 366. O anel 364 limi- ta o volume do curso ascendente da porção tubular 360 através de reação com o ressalto 368. Um anel de expansão 370, dotado de uma pluralidade de asas 371, está localizado em uma extremidade proximal da porção tubu- lar 360. Durante o "funcionamento", o anel de expansão 370 forma um carne para o interior da montagem de produção 108 através da superfície de carne 372.

Para localizar de modo adequado a montagem de ferramenta de manutenção na montagem de completação, e para ativar a ferramenta ,de abertura 200, a montagem de ferramenta de manutenção 220 é abaixada até o interior da montagem de completação, de modo que o bico 378 estabeleça contato com as asas 371 e acione as asas no sentido descendente para o interior do recesso formado pelo ressalto 368, e permitindo desta forma a passagem do bico. A montagem de ferramenta de manutenção 200 prosse- gue nas partes inferiores do poço até que o bico 378, e especificamente as porções 377, estabeleçam contato com as asas do colarinho de bloqueio 351. Um movimento descendente complementar do bico 378 de encontro às asas de bloqueio 351 cisalham e liberam o anel da base distai 356, enquanto a porção tubular 360 se move em sentido descendente em relação à monta- gem de produção 108 e comprime a mola 362, conforme mostrado na seção transversal mais à esquerda da Figura 12. Uma vez que o colarinho de blo- queio 350 tenha sido liberado no anel distai 356, as asas são deslocadas para o interior do recesso 353, e é permitida a passagem do bico pelas asas de bloqueio 351. Uma vez que o bico 378 tenha sido desviado das asas de bloqueio 351, a mola 362 faz com que a porção tubular 360 se mova no sen- tido ascendente, promovendo o carne do anel de expansão 370 pará dentro novamente, e resgatando as^asas de bloqueio do recesso 353.

A montagem de ferramenta de manutenção é retraída e as por- ções do bico 379 estabelecem contato com a porção de baixo das asas de bloqueio 351. O movimento ascendente complementar faz com que a mon- tagem da ferramenta de abertura deslize em relação à montagem da ferra- menta, e a ferramenta de abertura seja desativada pelos pinos de cisalha- mento 337 a cerca de 20.461,82 N (4,6 kips). Ainda outro movimento ascen- dente complementar da montagem de ferramenta de manutenção faz com que as asas de bloqueio se desloquem para o interior do recesso 355 e permitam a passagem do bico. O bico, em seguida, faz contato com a parte de baixo das asas de bloqueio 371. Ainda mais um movimento ascendente complementar faz com que o anel seja cortado e liberado a cerca de 35.585,77 N (8 kips). Uma vez que a porção tubular 360 seja cisalhada do anel, a mola 362 mantém as asas do anel 317 e as asas de bloqueio 351 em seus respectivos recessos.

Também mostrado na Figura 12 está um sistema de vedação adicional 390 que compreende vedações moldadas invertidas conforme des- crito acima. Estas vedações podem ser úteis se a montagem do teste de pressão não mantiver a pressão. Nesse caso, a seção de tubo liso mais infe- rior na montagem de ferramenta de manutenção 200 pode ser abaixada para engatar nesse sistema de vedação para testar a pressão do sistema de completação. Também, conforme descrito abaixo, estas vedações podem ser usadas para ativar de forma hidráulica uma ferramenta de abertura. A Figura 13 ilustra uma modalidade preferencial de uma monta- gem de ferramenta de abertura 330 que usa uma ativação hidráulica em vez da ativação mecânica descrita acima. Os numerais de referência são usados para estruturas similares descritas acima. A Figura 13 mostra a ferramenta de abertura 330 após a ativação hidráulica. Será compreendido que na con- dição "funcionamento", a ferramenta de abertura 330 é fixada por meio de pinos ao corpo da ferramenta 339 por meio de pinos de cisalhamento 337, conforme descrito acima. Para ativar a montagem 300, uma seção de tubo liso na ferramenta de manutenção está localizada em um conjunto de veda- ções invertidas para focilitar a pressurização da montagem 300. Nesta mo- dalidade particular, o corpo da ferramenta compreende um sistema de as- sento 500 que compreende uma pluralidade de esferas, como os seis (6) rolamentos de esfera de aço inoxidável com 9,525 mm (3/8") de diâmetro. A esfera pode ser mantida no corpo da ferramenta 339 de modo que uma por- ção das esferas 502 se estenda para o interior da passagem do corpo da ferramenta 339 para formar um assento criador de carga. Adjacente ao as- sento está um sistema de vedação 540, tal como um sistema de vedação moldado elastomérico. A uma distância pré-determinada acima do sistema de vedação 504 está o sistema de ressalto de bloqueio/derivação 506. Um dispositivo de bloqueio da pressão 508, tal como uma esfera de aço inoxidá- vel pode ser colocada na coluna de serviço durante a montagem, de modo a ser capturada entre o assento formado pelas esferas 502 e o ressalto de bloqueio 510. Será apreciado que o fluxo nas partes inferiores do poço indu- za o dispositivo de pressão 508 a atingir as esferas 502 e prpmover uma vedação em frente ao sistema de vedação 504. O fluxo nas partes superio- res do poço induzirão o dispositivo de pressão 508 a erguer o assento e rea- gir em oposição ao ressalto de bloqueio 510. Entretanto, os conduítes de derivação permitem a oomunicação de fluido nas partes superiores do poço.

Os indivíduos versados na técnica apreciarão o fato de que a pressão hidráulica usada para ativar a ferramenta de abertura 330 pela rea- ção contra o dispositivo de pressão 508 deve ser menor do que a pressão necessária para regular os packers de isolamento nas montagens da zona de produção, e inferior à pressão para ativar um sistema de segurança de cisalhamento. A pressurização contrária ao dispositivo de pressão 508 induz o movimento relativo entre o colarinho de abertura 330 e o corpo da ferra- menta 399, de modo que os pinos de cisalhamento 337 sejam desmontados e a ferramenta de abertura seja atuada. Na modalidade particular da Figura 13, a ferramenta de abertura se move relativamente nas partes inferiores do poço e descobre a porta de detritos 514, sendo travada em posição relativa ao corpo da ferramenta 339 através do elemento de travamento 516. A ati- vação hidráulica também descobre as janelas de derivação 514, quç ajudam a manter os detritos de areia afastados do colarinho de abertura 330.

A Figura 14 ilustra uma montagem de teste de pressão 400 ade- quada para ser usada no sistema aprimorado de completação. O subteste 400 compreende um dispositivo de bloqueio de pressão 402 que cruza o interior da montagem de completação 100. O dispositivo de bloqueio da pressão 402 ilustrado na Figura 12 pode compreender um disco de vidro contendo uma resistência ao arrebentamento de cerca de 13,789 mPa (2000 psi), ou cerca de quatro vezes a pressão usada para testar o teste de inte- gridade da pressão do sistema de completação antes de operá-la dentro do poço. O subteste de pressão 400 também compreende uma válvula de re- tenção 404. Uma modalidade preferencial da válvula de retenção compreen- de as portas 406 para permitir que o fluido se comunique a partir da parte externa do anular até a montagem de produção 108 para o interior do sub- teste 400. Entretanto, uma bexiga de borracha 408 impede que o fluido no subteste 408 se comunique através das portas 406. A válvula, de retenção permite que os fluidos do poço penetrem nas montagens de produção en- quanto estão sendo suspensos acima do piso da sonda durante a composi- ção.

A Figura 14 também ilustra uma montagem indicadora de colari- nho 125 que pode ser fixada à extremidade distai da montagem de teste 400. O colarinho indicador 125 pode compreender uma pluralidade de dedos 412, tal como, porém não se limitado a, quatro, e cada dedo pode ter um perfil indicador 414 sobre o mesmo. Os perfis indicadores 414 são adapta- dos para fixar a guia da reentrada 416 na parte inferior do packer coletor. A guia da reentrada 416 e os perfis indicadores 414 são adaptados para forne- cer uma fixação acima da carga de cerca de 44.482,22 N (10 kips) a fim de indicar de forma positiva que a montagem de produção está posicionada corretamente no orifício do poço.

A Figura 15 ilustra um bico preferencial 378 para a montagem de ferramenta de manutenção 200 (vide a Figura 13). Na modalidade mostrada na Figura 15, o bico compreende um sistema de carga dinâmico 748 para facilitar a ruptura do dispositivo de bloqueio da pressão 402 (Figura 14). O sistema de carga dinâmico pode compreender um pino 750 que possui uma superfície pontiaguda, temperada, do tipo carbonizada, para estabelecer contato com o dispositivo de bloqueio da pressão 402. O pino 750 está alo- jado no interior de um corpo que permite o movimento axial do pino,, ou um curso, de um valor pré-determinado de 50,8 mm (2 polegadas). Inicialmente, o pino 750 é fixado ao corpo por meio de pinos de cisalhamento. Na modali- dade preferencial, o pino 750 é fixado por meio de pinos de cisalhamento 752, 754 até uma carga de cerca de 1.814,37 kg (4000 Ib) a 2.267,96 kg (5000 Ib). Será apreciado que quando se desejar romper o dispositivo de bloqueio da pressão 402, a carga seja aplicada à montagem de ferramenta de manutenção e o pino 750 estabeleça contato com o dispositivo 402. Se o dispositivo 402 não romper imediatamente, a carga excederá a tensão de cisalhamento dos pinos de cisalhamento 752, 754 e o pino 750 irá cursar de forma dinâmica o corpo causando um impacto de carga que deve ser trans- mitido ao dispositivo 402. Se o dispositivo 402 ainda não tiver rompido, o pino 750 permanecerá neste momento apoiado no corpo, e o ponto tempe- rado poderá ser usado para aplicar uma carga adicional ao dispositivo de bloqueio da pressão 402.

Retornandp à discussão geral do uso e da operação do sistema aprimorado de completação do poço, quando o sistema de completação do poço tiver sido composto e testado para pressão, e a montagem do teste de pressão abrir, como por meio da fragmentação do disco de vidro com o bico 378, o sistema de completação do poço poderá ser colocado no furo do poço e cada zona, de forma seqüencial ou aleatória, completada em uma mano- bra nas partes inferiores do poço.

Conforme se observou anteriormente, algumas modalidades da presente invenção podem compreender o funcionamento na montagem de completação 100 no tubo de produção efetivo. Será apreciado que estas modalidades são benéficas ao controle das aplicações em linha, desde que - se possa eliminar a complexa, e às vezes problemática, interface de controle no packer de produção. Além disso, o funcionamento no tubo de produção permite o isolamento completo do furo do poço durante substancialmente todas as fases da atividade de completação. A Figura 16 ilustra uma modali- dade da montagem de completação 100 que pode ser operada no tubo dé produção 810, enquanto a montagem é suspensa do piso da sonda 800. O tubo de produção e qualquer linha de controle associada (não-mostrada) podem ser acoplados, preferencialmente de modo removível, ao packer de produção 102 por meio de uma montagem de vedação do tubo de produção 820.

A Figura 17 ilustra uma montagem de completação 100 da Figu- ra 16 após ter sido operada no poço no tubo de produção 810 e posicionada em relação ao packer coletor 840. O packer de produção 102 foi regulado, por exemplo, por meio da ativação da linha de controle. A montagem de fer- ramenta de manutenção 200 é ilustrada no modo operação dentro de deter- minada posição na coluna de serviço 830 para tratar o poço, do mesmo mo- do que o frac de enchimento da zona mais inferior. A montagem da válvula de acesso de formação 114 é mostrada na condição aberta e as portas es- tão alinhadas com as portas da ferramenta de manutenção 200. É ilustrado o fluxo do fluido entrando pelo círculo da montagem de coador de produção 120. A Figura 18 ilustra um sistema mostrado na Figura 17, em que a zona inferior foi isolada e uma zona superior é tratada. A figura 19 ilustra a produ- ção seletiva a partir de uma zona inferior para o sistema de completação ilustrado nas Figuras de 16 a 18.

Será apreciado que o funcionamento em uma modalidade da montagem de produção 108 no tubo de produção, em lugar da coluna de serviço / ferramenta de manutenção, pode ser desejado em determinados ambientes como quando um ou mais componentes da linha de controle são usados no sistema de completação 100. O funcionamento do tubo de produ- ção permite as conexões da linha de controle mais confiáveis e mais fáceis, e elimina de forma efetiva a complexa e minuciosa conexão da linha de con- trole no packer de produção. Também, estas modalidades ajudam a minimi- zar o tempo de exposição à formação. Será apreciado que o sistema de completação 100 integral possa ser operado com as linhas de controle, eli- minando desta forma a necessidade da operação primária com a ferramenta de manutenção. Se desejado, é possível fornecer uma operação de apoio ou emergencial do sistema de completação de linha de controle com a ferra- menta de manutenção.

Retornando à discussão mais geral das diversas modalidades que incorporam os aspectos das invenções descritas, os indivíduos versados na técnica que se beneficiam da presente descrição apreciarão o fato de que a posição da ferramenta de serviço original pode ser conhecida a partir do espaço dimensional da ferramenta de manutenção original. Por exemplo, para aquelas modalidades que utilizam os projetos de válvula de porção tu- bular de empurrar para abrir ("down to open"), a ferramenta ou o perfil de transferência apenas de abertura pode ser, por exemplo, de cerca de 640,08 cm (21 pés) a 701,04 cm (23 pés) abaixo da porção tubular mais inferior e o perfil de fechamento pode ser de cerca de 91,44 cm a cerca de 152,4 cm (5 pés) abaixo da porção tubular. Uma distância preferencial entre as ferramen- tas de abertura e fechamento é de 548,64 cm (18 pés). Assiml a ferramenta de abertura pode ter cerca de 548,64 cm (18 pés) mais cerca de 91,44 cm (3 pés) a cerca de 152,4 cm (5 pés) abaixo da porção tubular mais inferior. Pa- ra abrir a porção tubular, a ferramenta de transferência pode ser erguida até uma posição em algum ponto acima da porção tubular. O movimento des- cendente da ferramenta de transferência através da porção tubular abrirá a porção tubular. Para impedir o fechamento da porção tubular, o operador necessita apenas permitir um movimento de cerca de 548,64 cm (18 pés) antes de a ferramenta de fechamento atingir a porção tubular. As operações preferenciais compreendem a elevação da ferramenta de transferência ape- nas em torno de 91,44 cm (3 pés) a cerca de 152,4 cm (5 pés) acima da porção tubular, e deixando cair cerca de 91,44 cm (3 pés) a cerca de 152,4 cm (5 pés) acima da porção tubular para abri-la. A verificação hidráulica de uma porção tubular aberta pode ser obtida fechando o anular e bombeando para baixo o tubo, assegurando a comunicação com as perfurações.

A posição do enchimento com cascalho superior pode ser de- terminada localizando o perfil do autolocalizador fixado ao topo da ferramen- ta de manutenção no colarinho do autolocalizador localizado justo qcima do packer de isolamento. Preferencialmente, o colarinho do autolocalizador for- nece uma indicação de excesso de tensão significativa, de 6,804 toneladas (15.000 libras) a 9,072 toneladas (20.000 libras), quando engatado pelo perfil do autolocalizador. É preferível que este seja o único ponto em que se mo- vimentando a ferramenta de serviço através da montagem registrará um aumento de peso significativo na superfície. Este aumento de peso pode ocorrer na medida em que o perfil indicador engate no perfil correspondente nos dedos do colarinho do autolocalizador. Uma vez que o excesso de ten- são seja ultrapassado, o perfil pode ser fixado e continuará a se mover no sentido ascendente. Esta posição da ferramenta pode, e preferencialmente deve ser, verificada pela comparação do ponto indicador com as numera- ções da tubulação. Uma vez que o perfil tenha sido puxado através do cola- rinho, o movimento descendente faz com que ele se mova para uma posição sustentada. Isto pode criar uma restrição temporária que permite ao perfil do colarinho se afastar em posição contrária ao topo do colarinho e sustentar o peso de repouso. Levantar novamente cerca de 60,96 cm (2 pés) a 91,44 cm (3 pés), e em seguida reduzir a velocidade coloca o colarinho do autolocali- zador em uma posição não sustentada, permitindo a travessia do perfil da ferramenta de manuterjção.

Para colocar o sistema na posição frac, a ferramenta pode ser erguida até cerca de 34,47 a 55,16 mPa (5.000 a 8.000 psi) de tensão exce- dente na superfície. Esta tensão excedente pode ser usada para verificar o engate do perfil ao colarinho. O peso da redução de velocidade pode então ser aplicado para assegurar que o colarinho esteja na posição sustentada. Se houver dúvida quanto à posição da ferramenta de serviço, a tração as- cendente pode ser aplicada à ferramenta. Se a ferramenta estiver em sua posição correta, uma tensão excedente de cerca de 6,804 a 9,072 toneladas (15.000 a 20.000 libras) pode ser exigida. Se a ferramenta estiver posiciona- da corretamente, não deve ser exigida pouca ou excesso de tensão quando em içamento. A ferramenta pode ser reoperada conforme necessário para assegurar o posicionamento adequado.

Uma vez nesta posição, a ferramenta de manutenção píeferen- cialmente enforquilha.as vedações invertidas acima do packer e abaixo da porção tubular de fechamento, isolando de forma efetiva a porta de massa pastosa em posição oposta à porção tubular de fechamento de Frac. A pres- são do tubo pode ser neste momento usada para testar o packer, as veda- ções do enchimento com cascalho invertidas, a condição da ferramenta de serviço e as vedações da porção tubular do Frac. O perfil e o colarinho po- dem sustentar os pesos de repouso acima de cerca de 45,36 toneladas (100.000 libras), adequando-as para o uso em plataformas de trabalho flutu- antes, como os navios de perfuração ou submersíveis.

Para abrir a porção tubular do Frac, a ferramenta apenas de a- bertura pode ser puxada acima da porção tubular e movida de volta para baixo através dela. Preferencialmente pode ser executado por meio de mo- vimentos de erguimento direto ou de repouso. A distância aproximada a par- tir do perfil do autolocalizador até o colarinho do autolocalizador pode ser, e preferencialmente é, tão bem-conhecido como a distância do colarinho do autolocalizador até a porção tubular de fechamento. Por exemplo, a ferra- menta de manutenção pode ser erguida a cerca de 1463 cm (48 pés) para colocar a ferramenta apenas de abertura cerca de 91,44 cm (3 pés) a cerca de 152,4 cm (5 pés) acima da porção tubular do Frac. A ferramenta é então movimentada de volta para baixo e efetua um ciclo de volta para a posição Frac, abrindo a porção tubular. Esta condição aberta pode ser verificada hi- draulicamente através do bombeamento para baixo do tubo e admitindo os retornos acima do anular ou bombeando para o interior da formação. Para localizar a posição invertida, a ferramenta pode ser erguida a cerca de 243,84 cm (8 ρ és) a cerca de 304,80 cm (10 pés) para colocar a porta da massa pastosa acima das vedações de topo invertidas. A seção inferior da ferramenta de manutenção preferencialmente permanece do outro lado da porção tubular do Frac1 mantendo-a isolada durante as operações de inversão. Esta posição pode ser verificada hidraulicamente bombeando para baixo o anular e monitorando os retornos acima do tubo.

Para fechar uma porção tubular, a ferramenta de transferência de fechamento deve ser puxada para cima através do perfil da porção tubu- lar. A ferramenta de manutenção pode ser operada de volta para baixo até que esteja abaixo do topo da porção tubular mais inferior que é fechado. O fechamento é executado pelo simples movimento suave da ferramenta de manutenção através da porção tubular. Para verificar hidraulicamente o fe- chamento da porção tubular, o anular pode ser fechado e o fluido bombeado para baixo da tubulação para testar a integridade da pressão do sistema de encontro à formação.

Para abrir a porção tubular inferior envolta por coador na zona proximal seguinte, o ponto de indicação do autolocalizador pode ser usado como uma referência para determinar a posição da ferramenta de manuten- ção. Preferencialmente, a porção tubular inferior envolta por coador será po- sicionada cerca de 91,44 cm (3 pés) a cerca de 152,4 cm (5 pés) a partir do topo do autolocalizador. O erguimento do contorno da ferramenta de manu- tenção a 1676,4 cm (53 pés) deve colocar a ferramenta de abertura acima da porção tubular. A ferramenta de manutenção pode então ser levantada acima do próximo intervalo de conexão conveniente para permitir o teste de pressão. O espaço dimensional não é crítico, já que o espaçamento de 304,8 cm (10 pés) preferencial entre as ferramentas de transferência de a- bertura e de fechamento permite uma ampla variação de movimento, en- quanto a porção tubular ainda opera de modo correto.

As modalidades que usam algumas ou todas as invenções des- critas podem ser projetadas para operação simples, favorável ao usuário. Por exemplo, o posicionamento da ferramenta para tratamento pode ser fa- cilmente identificado de modo mecânico, e verificado hidraulicamente con- forme descrito acima. A posição pode ser mantida pela simples aplicação do peso de repouso. Um procedimento operacional simplificado e preferencial pode compreender: 1) ajustar o packer coletor; 2) perfurar um ou mais zo- nas, conforme necessário; 3) compor e testar a pressão de cada montagem da zona de produção e da ferramenta de manutenção no piso da sonda; 4) operar a montagem para o fundo em uma coluna de serviço ou tubo de pro- dução e localizar no packer coletor; 5) ajustar a produção do topo / packer de enchimento com cascalho; 6) liberar a ferramenta de manutenção se a montagem operar na coluna de serviço, ou operar a ferramenta de manuten- ção; 7) abrir a porção tubular de produção envolta em coador da zona inferi- or e testar; 8) localizar a posição do enchimento com cascalho / frac e ajus- tar o packer de isolamento da zona inferior; 9) abrir a porção tubular do pack frac da zona inferior e localizar a posição do enchimento com cascalho / frac; 10) fracionar a zona inferior; 11) levantar e inverter para fora; 12) fechar to- das as porções tubulares da zona inferior; 13) testar a pressão para isola- mento; 14) iniciar a próxima zona abrindo a porção tubular de produção en- volta em coador da zona inferior e testar; 15) repetir as etapas 8 a 13 até que a última zona esteja completa; 16) operar as vedações de produção pa- ra o packer de produção superior, se necessário (por exemplo, quando as montagens de produção operam na coluna de serviço); e 17) abrir as por- ções tubulares conforme necessário para produção.

A estrutura, função e uso de uma modalidade de ao menos uma das muitas modalidades possíveis de um sistema aprimorado de completa- ção, de acordo com a presente invenção foi descrita neste momento. Outras modalidades complementares podem ser divisadas sem que se fuja da dis- cussão geral do presente. Por exemplo, o sistema aprimorado de completa- ção pode ser usado cçm outras operações de tratamento do poço, inclusive o fracionamento, enchimento com cascalho, acidificação, engaxetamento com água e demais tratamentos. Ainda, os vários métodos e modalidades do sistema aprimorado de completação podem ser incluídos em associação entre si para produzir variações dos métodos e modalidades descritos. A discussão de elementos singulares pode incluir elementos no plural e vice- versa.

A ordem das etapas pode ocorrer em diversas seqüências a menos que seja especificamente limitado de outra forma. As várias etapas descritas podem ser combinadas com outras etapas, inseridas entre as eta- pas declaradas, e/ou desmembradas em múltiplas etapas. De modo análo- go, os elementos foram descritos funcionalmente e podem ser incorporados como componentes separados ou podem ser combinados com outros com- ponentes que possuem funções múltiplas. (

As invenções foram descritas no contexto das modalidades pre- ferenciais e das demais, e nem todas as modalidades da invenção foram descritas. Modificações óbvias e alterações das modalidades descritas estão disponíveis aos indivíduos versados na técnica. As modalidades descritas e não descritas não pretendem limitar ou restringir o escopo ou aplicabilidade da invenção concebida pelos requerentes, e sim, em conformidade com a legislação de patentes, os Requerentes pretendem proteger ao máximo as ditas modificações e aperfeiçoamentos, de modo que recaiam no escopo ou na gama de equivalência das reivindicações a seguir.

Claims (2)

1. Método de completação de duas ou mais zonas de produção com um sistema de completação do poço em uma única manobra nas partes inferiores do poço, compreendendo: a montagem de uma pluralidade de montagens da zona de pro- dução, de modo que cada montagem compreenda uma montagem de coa- dor de produção dotada de ao menos uma válvula de coador de produção; a execução das montagens da zona de produção no poço no tubo de produção; ( o ajuste de um packer de produção associado às montagens de produção; a localização de uma montagem da ferramenta de completação na montagem da zona de produção mais inferior, sendo que a montagem da ferramenta possui uma ferramenta de abertura desativada que é atuada a- pós a ferramenta ter passado abaixo de uma válvula do coador de produção; ciclar a montagem da ferramenta dentro de uma montagem da zona de produção para indexar o sistema de completação até uma condição de tratamento da formação; e o tratamento da zona de produção.

2. Sistema de completação de poço em uma única manobra, compreendendo: uma montagem de completação que compreende uma pluralida- de de montagens da zona de produção correspondente às zonas de forma- ção no furo do poço e adaptadas para serem operadas no tubo de produção; e uma montagem da ferramenta de completação adaptada para operar no interior da montagem de completação; uma montagem de localização de um sistema de completação automática e um sistema da ferramenta para ciclar o sistema de completa- ção entre uma pluralidade de condições de operação.