BRPI0819399B1 - "método para o processamento de lama de perfuração carregada de sólidos contendo material de circulação perdida e dispositivo para o processamento de lama de perfuração carregada de sólidos contendo material de circulação perdida" - Google Patents

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Robert Larson Thomas
Simon Provost Eric
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National Oilwell Varco, L.P.
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    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B21/00—Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
    • E21B21/06—Arrangements for treating drilling fluids outside the borehole
    • E21B21/063—Arrangements for treating drilling fluids outside the borehole by separating components

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Description

(54) Título: MÉTODO PARA O PROCESSAMENTO DE LAMA DE PERFURAÇÃO CARREGADA DE SÓLIDOS CONTENDO MATERIAL DE CIRCULAÇÃO PERDIDA E DISPOSITIVO PARA O PROCESSAMENTO DE LAMA DE PERFURAÇÃO CARREGADA DE SÓLIDOS CONTENDO MATERIAL DE CIRCULAÇÃO PERDIDA (51) Int.CI.: E21B 21/06 (30) Prioridade Unionista: 11/12/2007 US 12/001,490 (73) Titular(es): NATIONAL OILWELL VARCO, L.P.
(72) Inventor(es): THOMAS ROBERT LARSON; ERIC SIMON PROVOST
Ί Λ
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MÉTODO PARA Ο PROCESSAMENTO DE LAMA DE PERFURAÇÃO CARREGADA DE SÓLIDOS CONTENDO MATERIAL i
DE CIRCULAÇÃO PERDIDA E DISPOSITIVO PARA O PROCESSAMENTO DE LAMA DE PERFURAÇÃO CARREGADA DE SÓLIDOS CONTENDO MATERIAL DE
CIRCULAÇÃO PERDIDA
A presente invenção refere-se a um método e dispositivo para processar lama de perfuração carregada de sólidos tendo perdido o material de circulação.
Os líquidos de perfuração, 10 frequentemente chamados de lama, são, tipicamente, uma mistura de líquidos e de vários aditivos que são bombeados através de uma coluna de perfuração (tubo, colar de perfuração, broca, etc.) em um poço que está sendo perfurado e sai através de furos existentes na broca. A lama coleta os resíduos da perfuração, fragmentos e outros sólidos do poço e transporta-os para fora do poço através da broca e em um espaço (anel) entre as paredes do poço e a coluna de perfuração. Na parte superior do poço, a lama carregada de sólidos é descarregada. Em muitas ocasiões, ela é alimentada em uma ou mais peneiras oscilantes que possuem uma ou mais telas para triagem do material. Conhece-se uma ampla variedade de telas vibratórias, utilizam, peneiras oscilantes, e oscilantes. As telas coletam e removem os sólidos da lama à 25 medida que a lama passa através delas. Se os resíduos sólidos não forem removidos da lama utilizada durante a operação de perfuração, a recirculação dos resíduos sólidos dispositivos que as telas, para peneiras pode criar peso, viscosidade e problemas de gel na lama, bem
2/26 como aumentar o desgaste nas bombas de lama e em outros equipamentos mecânicos utilizados na perfuração.
Na perfuração de um poço, a circulação de líquidos de perfuração na e para fora da broca pode ser interrompida devido à porosidade da formação e/ou devido ao fraturamento da formação através do qual a boca do poço está sendo perfurada. Isso é chamado de circulação perdida. Quando ocorre circulação perdida, o líquido de perfuração é bombeado para a formação fraturada ao invés de retornar para a superfície. Frequentemente, a circulação é perdida em alguma profundidade específica onde a formação é fraca, e onde a fratura de estende horizontalmente para fora da perfuração. Expressões utilizadas para descrever rochas que sejam suscetíveis aos retornos perdidos incluem termos como calcário vugular, areia não consolidada, xistoapodrecido, e outros termos semelhantes.
Para preencher ou fechar uma
formação porosa ou para preencher ou fechar uma fratura de
perfuração de forma que uma via de circulação de líquidos de
perfuração seja restabelecida, uma ampla variedade de
materiais de circulação perdidos foi bombeada para as
perfurações. Para propósitos de classificação, alguns materiais para circulação perdida são, geralmente, divididos em fibras, flocos, grânulos e misturas.
É sempre desejável, no entanto, reter o material para circulação perdida no sistema da lama de perfuração durante a circulação contínua. A triagem da lama de circulação da maneira usual para remoção
3/26 de material particulado indesejado também pode resultar na remoção do material para circulação perdida. Essa triagem pode, portanto, exigir a introdução contínua de novo material para circulação perdida na lama de perfuração a jusante da operação de triagem da lama.
A adição do material para circulação perdida compõe o problema de separação porque, como o líquido de perfuração, este é frequentemente limpo e recirculado. Saindo do poço está o líquido de perfuração com sólidos que incluem partículas pequenas valiosas como minerais argilosos e minerais pesados, materiais valiosos para circulação perdida de tamanho grande, e com material indesejado de tamanhos variados dos mais grossos do que o material para circulação perdida aos menores tamanhos de materiais valiosos no líquido. A função do material para circulação perdida é fechar as aberturas ou vãos em uma formação de terra. Infelizmente, esse material para circulação perdida, quando bombeado de volta para e através de dispositivos na superfície, pode obstruir um componente separador, por exemplo, um tecido fino de tela nas telas das peneiras oscilantes. Uma solução proposta para esse problema de separação é um processo de triagem convencional de duas etapas conforme mostra a Pat. dos EUA N2 4.116.228, na qual uma mistura de saída de líquido de perfuração, material para circulação perdida e material indesejado é submetida primeiramente a uma triagem grossa para separar o material para circulação perdida do líquido de perfuração e o material indesejado que vai para uma segunda tela mais fina
4/26 abaixo para separar o líquido de perfuração do material indesejado. O liquido de perfuração e o material para circulação perdida são, então, reunidos para recirculação no poço. Esse sistema é suscetível a restrições de altura e problemas na tela fina e pode permitir que sólidos indesejados ou pedaços do mesmo tamanho que o material para circulação perdida sejam circulados de volta para dentro do poço. Frequentemente, o material úmido, fibroso, para circulação perdida também será revestido com um material indesejado mais fino que não passará pela primeira tela e que é, portanto, circulado de volta para o poço.
A técnica revela uma variedade de sistemas de bombeamento de lama, sistemas de processamento de lama, sistemas de triagem e telas, e materiais para circulação perdida, incluindo, e não através da limitação, aqueles revelados nas Patentes 4.116.288;
4.319.991; 5.229.018; 5.861.362; 6.371.306; 6.457.588; 6.458.283; e 6.510.947 dos EUA - todas as referidas patentes incorporadas integralmente aqui para todos os propósitos.
De acordo com a presente invenção, apresenta-se um método para o processamento de lama de perfuração carregada de sólido contendo material para circulação perdida, o método envolvendo as etapas de separação de sólidos grossos da lama de perfuração carregada de sólidos contendo material para circulação perdida com um primeiro dispositivo de classificaçao de tamanho para produzir uma corrente de lama de perfuração carregando pequenos sólidos contendo material para circulação perdida,
5/26 separando carregando a referida corrente de lama de perfuração pequenos sólidos contendo material para circulação perdida com um hidrociclone para produzir uma primeira corrente e uma segunda corrente, a primeira corrente compreendendo pequenos sólidos e a segunda corrente compreendendo lama de perfuração contendo material para circulação perdida e uma porção dos pequenos sólidos, separando a referida segunda corrente com um segundo dispositivo de classificação de tamanho para produzir uma corrente primária com substancialmente todo o material para circulação perdida, e uma corrente secundária com lama de perfuração e pequenos sólidos.
O material para circulação perdida pode, agora, ser recirculado na lama de perfuração em um poço. O material para circulação perdida é separado dos sólidos tanto por: separação por tamanho como na triagem; como por separação por densidade/cisalhamento líquido, submetendo-se a lama de perfuração carregada de sólidas contendo material para circulação perdida em um líquido em movimento, como ar, água, líquido de perfuração limpo, ou algum outro componente líquido de uma mistura de líquido de perfuração.
Preferivelmente, o método ainda envolve a etapa de alimentação da corrente primária em um dispositivo de processamento de líquidos para reuso na operação de perfuração. Vantajosamente, o método ainda envolve a etapa de alimentação da corrente primária em um recipiente de lama de perfuração. Preferivelmente, o
6/26 recipiente de lama de perfuração é um tanque de lama, como um buraco no chão que possa ser revestido, ou um vaso como um cilindro ou câmara metálica. Vantajosamente, a corrente primária pode simplesmente ser adicionada à lama de perfuração e transportada diretamente para o poço.
Vantajosamente, a corrente de lama de perfuração carregada de pequenos sólidos contendo material para circulação perdida é alimentada em um tanque de decantação ou uma armadilha de areia onde pelo menos uma parte dos pequenos sólidos é sedimentada no fundo de um tanque de decantação e uma corrente de lama de perfuração carregada de pequenos sólidos flui para o referido hidrociclone. Preferivelmente, a referida corrente de lama de perfuração carregada de pequenos sólidos contendo material para circulação perdida é desgaseifiçada com um desgaseificador.
Vantajosamente, o referido primeiro dispositivo de classificação de tamanho é um dispositivo de peneiramento. Preferivelmente, o dispositivo de peneiramento é uma peneira oscilante, com telas de malha de grau grosso, como a malha API-18 para remover sólidos grossos e permitir que a lama de perfuração, pequenos sólidos e o material para circulação perdida passem por ela.
Preferivelmente, a primeira corrente compreendendo pequenos sólidos é alimentada em um terceiro dispositivo de classificação de tamanho, o método compreendendo a etapa de separação da primeira corrente com o terceiro dispositivo de classificação de tamanho para
7/26 produzir uma terceira corrente envolvendo partículas finas e lama de perfuração e uma quarta corrente compreendendo sólidos finos. Preferivelmente, o terceiro dispositivo de classificação de tamanho é uma centrifuga e/ou uma peneira oscilante com telas de grau muito fino. Vantajosamente, o método ainda envolve a etapa de fluxo da terceira corrente para um dessiltador para remoção de qualquer sedimento que possa estar na terceira corrente. Preferivelmente, o método ainda envolve a etapa de fluxo da terceira corrente para um sistema ativo de lama de perfuração para ser reutilizado em uma operação de perfuração.
Preferivelmente, o primeiro, o segundo e o terceiro dispositivos de classificação de tamanho pode, cada um, envolver um banco de dispositivos de classificação de tamanho, como um banco de peneiras oscilantes, cada uma das peneiras oscilantes do banco trabalhando vantajosamente em paralelo, tendo o mesmo tipo e grau de telas de malha.
Vantajosamente, a referida corrente primária é alimentada em um sistema ativo de lama de perfuração a ser reutilizado na operação de perfuração.
Preferivelmente, a corrente primária é alimentada em uma linha de fluxo de lama de perfuração para facilitar o transporte da referida primeira corrente. Preferivelmente, a linha é um tubo ou mangueira. O fluxo da lama de perfuração pode ser mantido utilizando-se uma bomba. A linha, preferivelmente, abastece o sistema ativo de lama de perfuração. Vantajosamente, a linha é uma
8/26 alça contínua.
Preferivelmente, o primeiro dispositivo de classificação de tamanho compreende pelo menos uma peneira oscilante e pelo menos um dispositivo de armadilha de areia.
Vantajosamente, o material para circulação perdida apresenta uma densidade menor do que a densidade dos sólidos. Preferivelmente, o material para circulação perdida varia de tamanho em uma maior dimensão entre quarenta microns e quinhentos microns.
A presente invenção também apresenta um dispositivo para o processamento de lama de perfuração carregada de sólidos contendo material para circulação perdida, o dispositivo envolvendo um primeiro dispositivo de classificação de tamanho, uma linha, um hidrociclone, uma linha adicional e um segundo dispositivo de classificação de tamanho, onde o referido primeiro dispositivo de classificação de tamanho processa a referida lama de perfuração carregada de sólidos contendo material para circulação perdida para produzir sólidos grossos e uma corrente de lama de perfuração carregando pequenos sólidos contendo (substancialmente todo) material para circulação perdida, uma linha para transporte da referida corrente de lama de perfuração carregada de sólidos contendo material para circulação perdida para o referido hidrociclone para separar a referida corrente de lama de perfuração carregada de pequenos sólidos contendo material para circulação perdida para produzir uma primeira corrente e uma segunda
9/26 corrente, a primeira corrente compreendendo pequenos sólidos e a segunda corrente compreendendo lama de perfuração contendo material para circulação perdida e uma porção dos pequenos sólidos, a linha adicional para transportar a referida segunda corrente para o referido segundo dispositivo de classificação de tamanho para o produto e uma corrente primária com substancialmente todo o material para circulação perdida, e uma corrente secundária com lama de perfuração e pequenos sólidos.
Para uma melhor compreensão da presente invenção, será feita referência, agora, através de exemplos, aos desenhos anexos, nos quais:
a figura la é uma visão esquemática ilustrando um sistema e um método de acordo com a presente invenção;
a figura lb é uma visão esquemática ilustrando um sistema e um método de acordo com a presente invenção;
a figura 2 é uma visão esquemática ilustrando um sistema e um método de acordo com a presente invenção; e a figura 3 é uma visão esquemática ilustrando um sistema e um método de acordo com a presente invenção.
A Figura IA ilustra um sistema de acordo com a presente invenção com uma corrente de alimentação de entrada A tratada por uma série de dispositivos de separação que seguem um padrão alternado de separação por tamanho e separação por cisalhamento líquido. A alternação de tamanho e de separadores por cisalhamento líquido é arranjada para isolar, concentrar e separar dois materiais granulares tendo diferentes valores de gravidade
10/26 específica de um líquido de entrada que carregue uma mistura
de ambos os materiais. Um separador B é um separador por
tamanho, a partir do qual uma corrente C entra em um
separador por densidade e por cisalhamento liquido E, que
produz duas correntes, F e G, ambas as quais são, então, enviadas para separadores por tamanho H e J. A corrente C contém o produto grosso do separador por tamanho B, que inclui tanto o material grosso de baixa gravidade específica quanto o material grosso de alta gravidade específica. Em um aspecto, o material de baixa gravidade específica é o material para circulação perdida a ser recuperado a partir de uma mistura de líquido de perfuração e o material de alta gravidade específica são os resíduos de perfuração indesejados, que devem ser descartados. Uma corrente D produzida pelo separador B contém as partículas pequenas da separação por partículas feita pelo separador B. O separador E é um separador por cisalhamento líquido que produz as correntes F e G. A corrente F contém o produto bruto dos materiais grossos de baixa gravidade específica, e a corrente G contém os materiais grossos de alta gravidade específica. O separador H proporciona uma separação por tamanho que produz uma corrente K contendo os sólidos grossos de baixa gravidade específica, e uma corrente L, contendo líquido de perfuração (que pode precisar de processamento adicional). O separador J também é um separador por tamanho, mas que está processando apenas os sólidos de gravidade específica alta provenientes do separador E (que em um caso são os resíduos de perfuração) .
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Um separador J produz uma corrente M contendo sólidos de perfuração grossos de alta gravidade específica com muito pouco líquido transportador e uma corrente N contendo sólidos finos de alta gravidade específica e líquido transportador.
esquemático de um sistema invenção com os separadores corresponde ao separador B,
A Figura 1B mostra um diagrama
V de acordo com a presente
20, 40, 50 e 60 . 0 separador 20
Figura IA. Os separadores 40,
60, 50 correspondem, respectivamente aos separadores E, J e H. Figura IA. O líquido de perfuração residual retorna de um poço 10 em uma linha 11 para um primeiro dispositivo de separação 20 de um sistema ativo de lama de perfuração. O líquido de perfuração residual contém líquido de perfuração, resíduos de perfuração, fragmentos e o material para circulação perdida. O primeiro dispositivo de separação 20 inclui uma separação por tamanho no líquido de perfuração residual em um dispositivo como uma peneira oscilante, ou um leito de peneiras, ou qualquer outro dispositivo de separação por tamanho conhecido por aqueles conhecedores da técnica para separar o material do líquido de perfuração gasto. Em determinado aspectos, o dispositivo separador por tamanho 20 apresenta um, dois, três, quatro ou mais dispositivos, em orientação paralela, como um banco de peneiras oscilantes. O sistema ativo de lama de perfuração devolve o líquido de perfuração com o material para circulação perdida para o poço a partir de um tanque de lama em uma linha 81.
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A tela ou telas do dispositivo de separação por tamanho 20 produzem uma corrente de partículas pequenas 21 de líquido de perfuração e a maioria dos sólidos finos indesejados que passaram pela(s) tela(s). Os sólidos indesejados grossos, com uma pequena quantidade de líquido de perfuração saem da superfície superior da(s) tela(s) em uma corrente 22. Em um aspecto, o tamanho da abertura da tela é selecionado para ser mais fino do que o tamanho mais fino do material para circulação perdida, efetivamente enviando o material para circulação perdida para uma corrente 22 juntamente com os sólidos grossos indesej ados.
O líquido de perfuração e os sólidos finos indesejados na corrente 21 são, opcionalmente, armazenados temporariamente em um sistema de tanque 30. A mistura de material para circulação perdida e sólidos grossos indesejados na corrente 22 são separados em seguida em um dispositivo 40, por exemplo, por um dispositivo ou máquina para separar partículas com base em uma combinação de densidade mais cisalhamento líquido. O dispositivo 40 é, em um aspecto, um hidrociclone ou outro dispositivo semelhante conhecido por aqueles conhecedores da técnica. Em determinadas circunstâncias, o dispositivo 40 requer líquid.o adicional para funcionar adequadamente. Uma corrente 71a é mostrada fornecendo líquido limpo para operação produzido por uma densidade a jusante um dispositivo de separação por cisalhamento 70. O dispositivo 40 produz uma corrente de fluxo passante 41 e uma corrente de fluxo retido 42.
13/26
A corrente de fluxo passante 41 consiste quase que exclusivamente de material grosso para circulação perdida, que deve ser recuperado e líquido para operação desobstruída. Em determinados aspectos, devido à ineficácia do dispositivo de separação por tamanho inicial 20, é possível que pequenas quantidades de materiais finos indesejados sejam incluídas na corrente 41. Nessas circunstâncias, é possível fazer uma provisão para separar a corrente 41 por tamanho utilizando-se um separador por tamanho 50, utilizando um equipamento de separação por tamanho semelhante conforme já foi descrito para o dispositivo 20, que, de acordo com a presente invenção, mantém a alternação entre as separações com base no tamanho versus as separações feitas por densidade mais cisalhamento líquido. Nesse caso, a separação no separador 50 é feita em um tamanho que é mais fino do que o do material para circulação perdida. O separador 50 produz duas correntes: uma corrente 51 contendo o líquido operacional e as pequenas quantidades de sólidos finos indesejados que podem ter sido contidos na corrente 22; e uma corrente 52 que contém economicamente material limpo para circulação perdida que é devolvido para o poço em uma linha 7 3 sem processamento subsequente.
A corrente 42, produzida pelo dispositivo 40, é uma corrente de sólidos grosso indesejados, com alguma quantidade de líquido de perfuração e sólidos finos indesejados. A corrente 42 é tratada por um separador por tamanho 60 para recuperar o líquido de
14/26 perfuração, que de acordo com a presente invenção, novamente mantém a alternação entre as separações com base no tamanho versus as separações feitas por densidade e por cisalhamento líquido. Se for utilizada uma tela, ela produz uma corrente de partículas pequenas 61 contendo o líquido de perfuração com a pequena quantidade de sólidos finos indesejados, e uma corrente 62 contendo sólidos grossos indesejados com quantidades pequenas, economicamente aceitáveis, de liquido, que é descartado.
Em um aspecto particular, uma corrente 31, saindo do tanque de armazenagem 30 é combinada com as correntes 51 e 61 em uma corrente 63 que apresenta todas as correntes de liquido de perfuração que contêm principalmente líquido de perfuração com uma quantidade pequena de sólidos finos indesejados. A corrente 63 é tratada por um sepárador 70, que cria uma corrente de líquido de perfuração limpo 71, que flui para uma corrente 73; e uma corrente de sólidos finos indesejados 72, que é descartada. O separador 70 pode ser um separador centrífugo, que, de acordo com a presente invenção, novamente mantém a alternação entre as separações com base no tamanho versus as separações feitas por densidade mais cisalhamento líquido. Conforme mencionado anteriormente, uma porção do liquido de perfuração limpo pode ser devolvida para auxiliar no separador 40, mas o produto bruto dos fluxos de corrente flui para o tanque de lama 80, onde os toques finais da composição líquida podem ser feitos. O líquido de perfuração recondicionado é bombeado de volta para o poço a partir do
15/26 tanque 80 na corrente 81.
A Figura 2 apresenta um sistema de aplicação alternativo T (geralmente parecido com o sistema da Figura IA) e, até o primeiro separador por tamanho 20, como o sistema da figura 1B (e números parecidos indicam partes parecidas). O sistema da Figura 2 é diferente daquele da Figura 1B no qual o tamanho da separação feita pelo separador por tamanho 2 0 é mais grosso do que o tamanho mais grosso do material para circulação perdida. O dispositivo de separação por tamanho possui tela(s) que produz(em) uma corrente de partículas pequenas (flui através da tela ou das telas). No sistema T, a corrente 22 saindo do dispositivo de separação por tamanho 20 não apresenta material para circulação perdida nela e compreende sólidos grossos (grandes) que podem ser processados adicionalmente, como uma limpeza adicional de forma que os sólidos grossos possam ser utilizados como um material agregado, colocado em um aterro ou descartado. A corrente 21 produzida pelo dispositivo de separação de tamanho 20, que flui para o tanque 30, possui todo (ou substancialmente todo) o material para circulação perdida.Uma corrente 31a do tanque 30 flui para o dispositivo 40, depois que qual é tratada de forma semelhante pelos separadores 40, 50, 60 e 70, conforme descrito na Figura 1B. Novamente, a Figura 2 mostra uma alternação entre as separações por tamanho e a separação por densidade mais a separação por arrasto.
A Figura 3 mostra um sistema 100 de acordo com a presente invenção, semelhante ao sistema
16/26
T descrito acima, mas com equipamentos adicionais e no qual um sistema ativo de lama de perfuração 102 bombeia o líquido de perfuração com o material para circulação perdida em uma linha 104 para uma broca tubular 106 que se estende para uma broca 108 em um poço 110 através de uma formação de terra 109. A broca 108 é girada por um dispositivo rotativo 101, um sistema top drive 103, e/ou por um motor de fundo 105. O líquido de perfuração residual sai do poço de perfuração 108 e retorna para a superfície em um anel 112 do poço 110. Esse líquido de perfuração residual, em uma linha 113 contendo material para circulação perdida é levado à peneira oscilante 120 que, conforme é mostrado, inclui três peneiras oscilantes 120a, 120b e 120c que atuam como peneiras oscilantes que removem muitos itens grosseiros (partículas, resíduos, fragmentos) produzindo uma corrente 121 que sai das partes superiores das telas das peneiras oscilantes.
As peneiras oscilantes 120a, 120b, 120c produzem correntes com líquido de perfuração e material para circulação perdida (o líquido e o material para circulação perdida tendo passado pelas telas das peneiras oscilantes). O líquido de perfuração e o material para circulação perdida em uma corrente 124 cai por gravidade ou é bombeado para uma armadilha de areia 13 0 na qual os itens grossos são sedimentados no fundo. O produto bruto do material para circulação perdida geralmente não se sedimenta no fundo da armadilha de areia devido à sua baixa gravidade específica. Os itens grossos são removidos periodicamente da armadilha de areia em uma linha 131.
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Uma correntel34 com líquido de perfuração, material para circulação perdida e alguns sólidos indesejados é alimentada em um tanque 135.
As correntes 135a e 136a são bombeadas por uma bomba 13 9 em uma linha 132 para um hidrociclone 140. As correntes 135a e 136a contém principalmente material para circulação perdida, líquido de perfuração e alguns sólidos indesejados. A corrente 136a é proveniente de um tanque 136.
O hidrociclone 140 produz uma corrente 141 de sólidos indesejados e algum líquido de perfuração, que é alimentada em uma peneira oscilante 142. A peneira oscilante 142 produz uma corrente grande ou maior de sólidos separados 143 e uma corrente 144 de líquido de perfuração e uma quantidade mínima de sólidos indesejados que passou pela(s) tela(s) da(s) peneira(s) oscilante(s) (pequenos ou menores) que flui por gravidade ou é bombeada para o tanque 136 e/ou tanque 137 em uma linha 145.
O hidrociclone 140 produz uma corrente superior (passante ou de fluxo passante) 146 que é alimentada em uma peneira oscilante 150. Uma corrente pequena ou menor de líquido de perfuração e uma quantidade mínima de sólidos indesejados que passou pelas telas da peneira oscilante 150 é bombeada ou flui por gravidade na corrente 145 para o tanque 136 e/ou tanque 137. Um fluxo grande ou maior de material para circulação perdida flui da parte superior das telas da peneira oscilante para uma calha 160 que transfere o material para circulação perdida
18/26 para o sistema ativo de lama de perfuração 102 em uma linha 162 para reuso. Uma bomba 164 bombeia líquido do sistema ativo de lama de perfuração sob alta pressão para a calha para proporcionar um fluxo de alta pressão para a operação da calha 160.
Uma válvula 135b controla seletivamente o fluxo da corrente 135a e uma válvula 136b controla seletivamente o fluxo da corrente 136a. Uma ou ambas as correntes 135a, 136a podem ser alimentadas pelo hidrociclone 140. Quando a lama não requer um desgaseificador, a válvula 135b pode ser aberta e a válvula 13 6b pode ser fechada. Quando a lama não requer desgaseificação, a válvula 135b é fechada, e a válvula 136b é aberta.
Opcionalmente um desgaseificador 170 remova o gás do material do tanque 135 e, através de uma calha 171 acionada por uma bomba 172, alimenta o material desgaseifiçado (líquido de perfuração, talvez com alguns sólidos) no tanque 136.
Opcionalmente, um dessiltador 180 trata o líquido bombeado para ele a partir do tanque 136 por uma bomba 181 e o coloca em um tanque 137. O material (por exemplo, pedra perfurada do tamanho de silte) removido pelo dessiltador 180 sai em uma linha 182 .
Opcionalmente, o material da corrente 145 é colocada no tanque 136 quando o desgaseificador não estiver em uso e no tanque 137 quando o desgaseificador estiver em uso.
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Opcionalmente, uma bomba 191 bombeia uma corrente 192 (líquido de perfuração com alguns sólidos) para uma centrífuga 190 que processa a corrente 192, produzindo sólidos separados que saem em uma linha 192 e líquido de perfuração limpo em uma corrente 198 que é bombeado ou flui por gravidade para um tanque 13 8. Uma bomba 194 bombeia o líquido de perfuração do tanque 138 em uma linha 196 de volta para o sistema . ativo de lama de perfuração 102.
· Em um aspecto particular, no sistema 100: as peneiras oscilantes 120az 120b, 120c possuem telas API-18, o desgaseificador 70 é um Desgaseificador DG10 da National Oilwell Varco disponível comercialmente; as peneiras oscilantes 142 e 150 têm telas API-100; a centrífuga 190 é uma Brandt HS-3400 da National Oilwell Varco; e a pressão de entrada no hidrociclone 140 é de aproximadamente 0,6 bar (8 psi) . Opcionalmente todas as peneiras oscilantes podem ser KING COBRA (marca registrada) da National Oilwell Varco.
A presente invenção, portanto, em pelo menos determinadas aplicações, apresenta um método para recuperar o material para circulação perdida a partir do líquido de perfuração residual, o líquido de perfuração residual contendo material para circulação perdida, líquido .25 de perfuração e sólidos indesejados, o método incluindo: alimentação do líquido de perfuração residual no primeiro dispositivo de classificação de tamanho, o líquido de perfuração residual contendo material. para circulação
20/26 perdida, líquido de perfuração e sólidos indesejados; separando com o primeiro dispositivo de classificação de tamanho o material grosso de uma corrente de líquido de perfuração residual, e produzindo uma corrente de líquido de perfuração residual processado com o material para circulação perdida; levando a corrente de líquido de perfuração residual processado para um hidrociclone; produzindo com o hidrociclone uma primeira corrente e uma segunda corrente, a primeira corrente contendo sólidos indesejados; a segunda corrente contendo substancialmente todo o material para circulação perdida no líquido de perfuração residual processado, e alguns dos sólidos indesejados; alimentando a segunda corrente no segundo dispositivo de classificação de tamanho; o segundo dispositivo de classificação de tamanho produzindo uma corrente primária com substancialmente todo o material para circulação perdida, e uma corrente secundária com líquido de perfuração e sólidos indesejados; e alimentando a corrente primária no dispositivo de processamento de líquidos para reuso em uma operação de perfuração. Esse método permite, em qualquer combinação possível, o seguinte: alimentação da segunda corrente do hidrociclone para o dispositivo de classificação de tamanho secundário; e produzindo com o dispositivo de classificação de tamanho secundário uma terceira corrente e uma quarta corrente, a terceira corrente contendo substancialmente todos os sólidos não desejados alimentados no dispositivo de classificação de tamanho secundário e a quarta corrente contendo líquido de
21/26 perfuração; alimentando a quarta corrente no dispositivo de processamento de líquido para reuso em uma operação de perfuração; alimentação da corrente secundária em uma centrífuga produzindo uma primeira corrente de centrífuga e uma segunda corrente de centrífuga; a primeira corrente de centrífuga contendo sólidos indesejados; e a segunda corrente de centrífuga contendo líquido de perfuração; alimentação da segunda corrente de centrífuga em um dispositivo de processamento de líquidos para reuso em uma operação de perfuração; onde o primeiro dispositivo de classificação de tamanho seja o primeiro dispositivo de peneiras oscilantes e o segundo dispositivo de classificação de tamanho seja o segundo dispositivo de peneiras oscilantes; fornecendo (em um aspecto, continuamente) material para circulação perdida para um sistema ativo de lama de perfuração com o dispositivo de processamento de líquidos; alimentação do líquido de perfuração da quarta corrente continuamente para um sistema ativo de lama de perfuração com o dispositivo de processamento de líquidos; onde o primeiro dispositivo de classificação de tamanho inclua um dispositivo de armadilha de areia; desgaseificação, com o desgaseificador, a líquido de perfuração residual processado;
dispositivo de classificação de tamanho é um dispositivo de peneiras oscilantes com tela, o dispositivo de peneiras oscilantes produzindo uma corrente maior e uma corrente menor, a corrente maior fluindo da parte superior da tela, a corrente menor fluindo através da tela, e a corrente maior corrente do o primeiro
22/26 contendo o material para circulação perdida, líquido de perfuração e sólidos indesejados, a corrente maior compreendendo a corrente de líquido de perfuração residual processado; e/ou onde o material para circulação perdida varie de tamanho em uma dimensão maior entre quarenta microns e quinhentos microns.
A presente invenção, portanto, em pelo menos determinadas aplicações, apresenta um método para recuperar o material para circulação perdida a partir do líquido de perfuração residual, o líquido de perfuração residual contendo material para circulação perdida, liquido de perfuração e sólidos indesejados, o método incluindo: alimentação do líquido de perfuração residual no primeiro dispositivo de classificação de tamanho, o líquido de perfuração residual contendo material para circulação perdida, líquido de perfuração e sólidos indesejados; separando com o dispositivo de classificação de tamanho o material grosso de uma corrente de líquido de perfuração residual, e produzindo uma corrente de líquido de perfuração residual processado com o material para circulação perdida; levando a corrente de líquido de perfuração residual processado para um hidrociclone; produzindo com o hidrociclone uma primeira corrente e uma segunda corrente, a primeira corrente contendo sólidos indesejados; a segunda corrente contendo substancialmente todo o material para circulação perdida no dispositivo do líquido de perfuração residual processado, líquido de perfuração, e alguns dos sólidos indesejados; alimentação da segunda corrente no
23/26 segundo dispositivo de classificação de tamanho; o segundo dispositivo de classificação de tamanho produzindo uma corrente primária com substancialmente todo o material para circulação perdida, e uma corrente secundária com líquido de perfuração e sólidos indesejados; alimentação da corrente primária continuamente em um sistema ativo de lama de perfuração para reuso em uma operação de perfuração; alimentação de uma corrente secundária em uma centrífuga produzindo uma primeira corrente de centrífuga e uma segunda corrente de centrífuga; a primeira corrente de centrífuga contendo sólidos indesejados; a segunda corrente de centrífuga contendo líquido de perfuração; alimentação da segunda corrente de centrífuga continuamente no dispositivo de processamento de líquidos para reuso na operação de perfuração; e onde o primeiro dispositivo de classificação de tamanho seja a primeira peneira oscilante e o segundo dispositivo de classificação de tamanho seja a segunda peneira oscilante.
A presente invenção, portanto, em pelo menos determinadas aplicações, apresenta um método para recuperar o material para circulação perdida a partir do líquido de perfuração residual, o líquido de perfuração residual contendo material para circulação perdida, líquido de perfuração e sólidos indesejados, o método incluindo: alimentação do líquido de perfuração residual no primeiro dispositivo de classificação de tamanho, o líquido de perfuração residual contendo material para circulação perdida, líquido de perfuração e sólidos indesejados;
24/26 separação com o dispositivo de classificação de tamanho o material grosso de uma corrente de líquido residual, e produzindo uma corrente de liquido de perfuração residual processado com o material para circulação perdida; levando a corrente de líquido de perfuração residual processado para um hídrociclone; produzindo com o hídrociclone uma primeira corrente e uma segunda corrente, a primeira corrente contendo sólidos indesejados; a segunda corrente contendo substancialmente todo o material para circulação perdida no líquido de perfuração residual processado, e alguns dos sólidos indesejados; alimentação da segunda corrente no segundo dispositivo de classificação de tamanho; o segundo dispositivo de classificação de tamanho produzindo uma corrente primária com substancialmente todo o material para circulação perdida, e uma corrente secundária com líquido de perfuração e sólidos indesejados; alimentação da corrente primária no dispositivo de processamento de líquido para reuso em uma operação de perfuração; o primeiro dispositivo de classificação de tamanho é uma peneira oscilante com tela, a peneira oscilante produzindo uma corrente maior e uma corrente menor; a corrente maior fluindo da parte superior da tela; a corrente menor fluindo através da tela; uma das correntes menor ou maior contendo o material para circulação perdida, líquido de perfuração e sólidos indesejados; a corrente contendo o material para circulação perdida, liquido de perfuração e sólidos indesejados compreendendo a corrente de líquido de perfuração residual processado; e fornecendo continuamente material para
25/26 circulação perdida para um sistema ativo de lama de perfuração com o dispositivo de processamento de líquidos.
A presente invenção, portanto, pelo menos em determinadas aplicações, apresenta um sistema para recuperar o material para circulação perdida para reuso em uma operação de perfuração, o material para circulação !
perdida em uma corrente de líquido de perfuração residual, o líquido de perfuração residual também contendo líquido de perfuração e sólidos indesejados, o sistema incluindo: o primeiro dispositivo de classificação de tamanho para receber uma corrente de líquido de perfuração residual, o líquido de perfuração residual contendo material para circulação perdida, líquido de perfuração e sólidos indesejados, o primeiro dispositivo de classificação de tamanho para separar o material grosso da corrente de líquido de perfuração residual, e produzindo uma corrente de líquido de perfuração residual processado com o material para circulação perdida; um hidrociclone para receber e processar a corrente de líquido de perfuração residual processado em um hidrociclone, o hidrociclone para produzir uma primeira corrente e uma segunda corrente, a primeira corrente contendo sólidos indesejados; a segunda corrente contendo substancialmente todo o material para circulação perdida no líquido de perfuração residual processado, e alguns dos sólidos indesejados; um segundo dispositivo de classificação de tamanho para receber e processar a segunda corrente, o segundo dispositivo de classificação de tamanho para produzir uma corrente primária com substancialmente
26/26 todo o material para circulação perdida, e uma corrente secundária com líquido de perfuração e sólidos indesejados; e um dispositivo de processamento de líquidos para alimentar a corrente primária para reuso em uma operação de perfuração. Esse método permite, em qualquer combinação possível, o seguinte: o dispositivo de separação para receber a corrente secundária e para produzir uma quarta corrente contendo líquido de perfuração; o dispositivo de processamento de líquidos para receber a quarta corrente e alimentar a quarta corrente continuamente para reuso em uma operação de perfuração; o dispositivo de separação é uma centrífuga para produzir uma primeira corrente de centrífuga e uma corrente de centrífuga, a primeira corrente de centrífuga contendo sólidos indesejados, a segunda corrente de centrífuga contendo líquido de perfuração para reuso em uma operação de perfuração; e/ou o primeiro dispositivo de classificação de tamanho é uma peneira oscilante com uma tela, a peneira oscilante produzindo uma corrente maior e uma corrente menor, a corrente maior fluindo da parte superior da tela, a corrente menor fluindo da tela, e a corrente menor e a corrente maior contendo o material para circulação perdida, líquido de perfuração e sólidos indesejados, a corrente contendo o material para circulação perdida, o líquido de perfuração e sólidos indesejados incluindo a corrente de líquido de perfuração residual processado.
1/6 (G,42,141) a segunda corrente

Claims (15)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. MÉTODO PARA O PROCESSAMENTO DE LAMA DE PERFURAÇÃO CARREGADA DE SÓLIDOS CONTENDO MATERIAL DE CIRCULAÇÃO PERDIDA, o método caracterizado por envolver as etapas de separação de sólidos grossos (D,121) da lama de perfuração carregada de sólidos contendo material para circulação perdida com um primeiro dispositivo de classificação de tamanho (B,20, 120) para produzir uma corrente de lama de perfuração carregando pequenos sólidos contendo material para circulação perdida (C,22,124), separando a referida corrente de lama de perfuração carregada de pequenos sólidos contendo material para circulação perdida com um hidrociclone (E,40,140) para produzir uma primeira corrente (G,42,141) e uma segunda corrente (F,41,146), a primeira corrente compreendendo pequenos sólidos e (F,41,146) compreendendo lama de perfuração contendo material para circulação perdida e uma porção dos pequenos sólidos, separando a referida segunda corrente (F,41,146) com um segundo dispositivo de classificação de tamanho (H,50,150) para produzir uma corrente primária (L,52,162) com substancialmente todo o material para circulação perdida, e uma corrente secundária com lama de perfuração e pequenos sólidos (K,62,145).
  2. 2 . MÉTODO PARA O PROCES SAMENTO DE LAMA DE PERFURAÇÃO CARREGADA DE SÓLIDOS CONTENDO MATERIAL DE CIRCULAÇÃO PERDIDA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender, ainda, a
    2/6 etapa de alimentação da corrente primária (L,52,162) em um dispositivo de processamento de líquidos para reuso na operação de perfuração.
  3. 3. MÉTODO PARA O PROCESSAMENTO DE LAMA DE PERFURAÇÃO CARREGADA DE SÓLIDOS CONTENDO MATERIAL DE CIRCULAÇÃO PERDIDA, de acordo com a reivindicação 1,. caracterizado por compreender, ainda, a etapa de alimentação da corrente primária (F) em um recipiente de lama de perfuração.
  4. 4. MÉTODO PARA O PROCESSAMENTO DE LAMA DE PERFURAÇÃO CARREGADA DE SÓLIDOS CONTENDO MATERIAL DE CIRCULAÇÃO PERDIDA, de acordo com as reivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que a referida corrente de lama de perfuração carregada de pequenos sólidos contém material para circulação perdida sendo alimentada em um tanque de decantação (13 0) onde pelo menos uma parte dos pequenos sólidos é sedimentada no fundo de um tanque de decantação (13 0) e uma corrente de lama de perfuração carregada de pequenos sólidos flui para o referido hidrociclone (140).
  5. 5. MÉTODO PARA O PROCESSAMENTO DE LAMA DE PERFURAÇÃO CARREGADA DE SÓLIDOS CONTENDO MATERIAL DE CIRCULAÇÃO PERDIDA, de acordo com as reivindicações 1, 2, 3 ou 4, caracterizado pelo fato de que a referida corrente de lama de perfuração carregada de pequenos sólidos contém o material para circulação perdida sendo desgaseifiçada com um desgaseificador (170) .
  6. 6 .
    MÉTODO PARA O PROCES3/6
    SAMENTO DE LAMA DE PERFURAÇÃO CARREGADA DE SÓLIDOS CONTENDO MATERIAL DE CIRCULAÇÃO PERDIDA, de acordo com as reivindicações 1, 2, 3, 4 ou 5, caracterizado pelo fato de que o referido primeiro dispositivo de classificação de tamanho (B,20,120) é um dispositivo de peneiramento.
  7. 7 . MÉTODO PARA O
    PROCESSAMENTO DE LAMA DE PERFURAÇÃO CARREGADA DE SÓLIDOS CONTENDO MATERIAL DE CIRCULAÇÃO PERDIDA, de acordo com as reivindicações 1, 2, 3, 4, 5 ou 6, caracterizado pelo fato de que a referida primeira corrente (G,42,141) compreende pequenos sólidos sendo alimentada em um terceiro dispositivo de classificação de tamanho (J,60,142,190) , o método compreende a etapa de separação da primeira corrente (G,42,141) com o terceiro dispositivo de classificação de tamanho (J,60,142,190) para produzir uma terceira corrente (N,61, 144) envolvendo partículas finas e lama de perfuração e uma quarta corrente (M, 62,143) compreende sólidos finos.
  8. 8. MÉTODO PARA O PROCESSAMENTO DE LAMA DE PERFURAÇÃO CARREGADA DE SÓLIDOS CONTENDO MATERIAL DE CIRCULAÇÃO PERDIDA, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por compreender, ainda, a etapa de fluxo da terceira corrente (144) para um dessiltador (180) para a remoção de qualquer sedimento que possa estar na terceira corrente.
  9. 9. MÉTODO PARA O PROCESSAMENTO DE LAMA DE PERFURAÇÃO CARREGADA DE SÓLIDOS CONTENDO MATERIAL DE CIRCULAÇÃO PERDIDA/i,_de-acordo-eom-as—
    4/6 fato de ou
    8, reivindicações 7 ou 8, caracterizado pelo compreender, ainda, a etapa de fluxo da terceira corrente (144) para um sistema ativo de lama de perfuração para ser reutilizado em uma operação de perfuração.
  10. 10. MÉTODO PARA O PROCESSAMENTO DE LAMA DE PERFURAÇÃO CARREGADA DE SÓLIDOS CONTENDO MATERIAL DE CIRCULAÇÃO PERDIDA, de acordo com as reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 ou 9, caracterizado pelo fato de que a referida corrente primária (L,52,162) é
    10 alimentada em um sistema ativo de lama de perfuração a ser reutilizado em uma operação de perfuração.
  11. 11. MÉTODO PARA O PROCESSAMENTO DE LAMA DE PERFURAÇÃO CARREGADA DE SÓLIDOS CONTENDO MATERIAL DE CIRCULAÇÃO PERDIDA, de acordo com as
    15 reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 ou 10, caracterizado pelo fato de que a referida corrente primária (L, 52,162) é alimentada em uma linha de fluxo de lama de perfuração para facilitar o transporte da referida primeira corrente (L,52,162) .
    20
  12. 12. MÉTODO PARA O PROCESSAMENTO DE LAMA DE PERFURAÇÃO CARREGADA DE SÓLIDOS CONTENDO MATERIAL DE CIRCULAÇÃO PERDIDA, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a referida linha (162) é uma alça continua.
    25
  13. 13. MÉTODO PARA O PROCESSAMENTO DE LAMA DE PERFURAÇÃO CARREGADA DE SÓLIDOS CONTENDO MATERIAL DE CIRCULAÇÃO PERDIDA, de acordo com as reivindicações 1,_2,_3.,_4 , . .5_,_6_,-_L7.,—8-,—9-,—-1-0-,-1-1—©u—1-2—
    5/6 caracterizado pelo fato de que o primeiro dispositivo de classificação de tamanho (120) compreende um dispositivo de armadilha de areia (130) .
  14. 14. MÉTODO PARA O PROCESSAMENTO DE LAMA DE PERFURAÇÃO CARREGADA DE SÓLIDOS CONTENDO MATERIAL DE CIRCULAÇÃO PERDIDA, de acordo com as reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 ou 13, caracterizado pelo fato de que o material para circulação perdida apresenta uma densidade menor do que a densidade dos sólidos.
  15. 15. DISPOSITIVO PARA O PROCESSAMENTO DE LAMA DE PERFURAÇÃO CARREGADA DE SÓLIDOS CONTENDO MATERIAL DE CIRCULAÇÃO PERDIDA, o dispositivo caracterizado por compreender um primeiro dispositivo de classificação de tamanho (B,20,120), uma linha (124), um hidrociclone (E,40,140), uma linha adicional (146) e um segundo dispositivo de classificação de tamanho (H,50,150), onde o referido primeiro dispositivo de classificação de tamanho (B,20,120) processe a referida lama de perfuração carregada de sólidos contendo material para circulação perdida (A,11,113) para produzir sólidos grossos e uma corrente de lama de perfuração carregada de pequenos sólidos contendo (substancialmente todo) material para circulação perdida (C,22,124), uma linha (124) para transportar a referida linha de lama de perfuração carregada de sólidos contendo material para circulação perdida (C,22,124) para o referido hidrociclone (E,40,140) para separar a referida corrente de lama de perfuração car r eg a da_de_p.e que no s—s ó-l-í do s6/6 contendo material para circulação perdida para produzir uma primeira corrente (G,42,141) e uma segunda corrente (F,41,146), a primeira corrente (G,42,141) compreendendo pequenos sólidos e a segunda corrente (F,41,146) compreendendo lama de perfuração contendo material para circulação perdida e uma porção dos pequenos sólidos, a linha adicional (146) para transportar a referida segunda linha (F,41,146) para o referido segundo dispositivo de classificação de tamanho (H,50,150) para produzir uma corrente primária (L,52,162) com substancialmente todo o material para circulação perdida, e uma corrente secundária com lama de perfuração e pequenos sólidos (K) .
    1/3
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