BRPI0902663A2 - método para teste de pressão de uma formação geológica , ferramenta de fundo para teste de pressão de uma formação geológica - Google Patents

Abstract

São divulgados métodos e aparelho para realizar testes de pressão em formações geológicas. Um método exemplificarite divulgado compreende o posicionamento de uma ferramenta de teste em um furo de poço formado na formação geológica, vedação de um intervalo de amostragem em torno de uma ferramenta de teste, vedação de um primeiro intervalo de proteção em torno da ferramenta de teste e adjacente ao intervalo de amostragem, redução de uma primeira pressão no intervalo de amostragem, redução de uma segunda pressão no primeiro intervalo de proteção, manutenção de um volume de uma primeira câmara, acoplada de maneira fluida ao intervalo de amostragem durante um intervalo de tempo, e medição de uma pluralidade de dados de pressão para um fluido capturado na primeira câmara durante o intervalo de tempo.

Description

MÉTODO PARA TESTE DE PRESSÃO DE UMA FORMAÇÃO GEOLÓGICA,FERRAMENTA DE FUNDO PARA TESTE DE PRESSÃO DE UMA FORMAÇÃO GEOLÓGICA

CAMPO DA DIVULGAÇÃO

Essa divulgação se refere, de modo geral, aformações geológicas e, de modo particular, a métodos eaparelho para realizar testes de formações geológicas.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Poços são geralmente perfurados no solo pararecuperar depósitos naturais de hidrocarbonetos e/ou deoutros materiais desejáveis retidos em formações geológicasna crosta terrestre. Um poço é perfurado no solo e/oudirecionado para uma localidade geológica e/ou formaçãogeológica pretendida, através de uma sonda de perfuração nasuperfície terrestre. Dados coletados atrave4s dos testesde pressão de uma formação geológica podem ser usados paradeterminar uma ou mais propriedades da formação geológicae/ou um fluido de formação presente na formação geológica.

SUMÁRIO

Métodos exemplificantes e aparelho para realizartestes de pressão em formações geológicas são divulgados.Um método exemplificante divulgado inclui o posicionamentode uma ferramenta de teste em um furo de poço formado naformação geológica, vedação de um intervalo de amostragemem torno de uma ferramenta de teste, vedação de um primeirointervalo de proteção em torno da ferramenta de teste eadjacente ao intervalo de amostragem, redução de umaprimeira pressão no intervalo de amostragem, redução de umasegunda pressão no primeiro intervalo de proteção,manutenção de um volume de uma primeira câmara, acoplada demaneira fluida ao intervalo de amostragem durante umintervalo de tempo, e medição de uma pluralidade de dadosde pressão para um fluido capturado na primeira câmaradurante o intervalo de tempo.

Uma ferramenta de fundo exemplificante divulgadapara testes de pressão de uma formação geológica incluiprimeiro e segundo obturadores para formar um intervalointerno em torno da ferramenta de teste, um terceiroobturador para vedar um primeiro intervalo externo em tornoda ferramenta de teste, adjacente ao intervalo interno, umaprimeira bomba para reduzir uma primeira pressão nointervalo interno, uma segunda bomba para reduzir umasegunda pressão no primeiro intervalo externo, e ummanômetro para medir uma pluralidade de dados de pressãopara um fluido capturado no intervalo interno, enquanto quea segunda pressão é reduzida e um volume do intervalointerno é mantido.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A fig. 1 ilustra um sistema de perfuração de poçoexemplificante, em que os métodos exemplificantes eaparelho aqui descrito podem ser implementados.A fig. 2 ilustra uma maneira exemplificante paraimplementar um módulo de perfuração durante a perfilagem(LWD) para o sistema de perfuração exemplificante de poçosda fig. 1.

A fig. 3 ilustra uma maneira exemplificante paraimplementar o sistema de testes de pressão da fig. 2.

A fig. 4 é um gráfico caracterizando uma operaçãoexemplificante do sistema de bombeio exemplificante da fig. 2.

A fig. 5 ilustra outra maneira exemplificante paraimplementar o sistema de testes de pressão da fig. 2.

A fig. 6 é um fluxograma de um processoexemplif icante, que pode ser executado, p. ex., por umprocessador para realizar testes de pressão de uma formaçãogeológica.

A fig. 7 é uma ilustração esquemática de umaplataforma processadora exemplificante, que pode ser usadae/ou programada para realizar o processo exemplificante dafig. 6, para implementar qualquer um de todos os métodosexemplificantes e aparelho aqui descritos.

Certos exemplos são mostrados nas figuras acimacitadas e abaixo descritos em detalhes. Na descrição dessesexemplos, números de referência similares ou idênticospodem ser usados para identificar elementos comuns ousimilares. As figuras não estão necessariamente em escala,e certos aspectos e vistas das figuras podem ser mostradosem escala exagerada ou de maneira esquemática para fins declareza e/ou concisão.

DESCRIÇÃO DETALHADA

Os métodos exemplificantes e aparelho aquidescritos usam obturadores múltiplos para estabilizarmecanicamente uma seção obturada e/ou vedada do furo depoço (i. e., um intervalo interno, um intervalo deamostragem etc), onde os testes de pressão e/ou asoperações de amostragem de fluidos podem ser realizadas.

Através da estabilização mecânica do intervalo deamostragem, as características de desenvolvimento depressão de uma formação geológica podem ser maisprecisamente medidas, computadas e/ou de outro mododeterminadas. Para estabilizar o intervalo de amostragem,intervalos de proteção são formados em lados opostos dointervalo de amostragem, pelo uso de obturadores externosadicionais. A pressão hidráulica nos intervalos de proteçãopode ser controlada e/ou mantida, para reduzir a(s)pressão (ões) diferencial(is) ao longo dos elementos deobturador interno, que formam o intervalo de amostragemdurante, p. ex., uma surgência de pressão e um testesubsequente de acúmulo de pressão. Por exemplo, um baixodiferencial de pressão pode ser mantido ao longo dosobturadores internos. Além disso, ou de modo alternativo, adiferença entre a pressão no furo de poço (isto é, pressãohidrostática) e a pressão de extração pode ser distribuídaatravés dos intervalos de proteção e o intervalo deamostragem, para facilitar os testes de pressão nos furosde poço tendo altas pressões hidrostáticas.

Embora métodos exemplificantes e aparelho sejamaqui descritos com referência às assim chamadas operaçõesde "amostragem durante a perfuração", "perfilagem durante aperfuração", e/ou "medição durante a perfuração", osmétodos exemplificantes e aparelho podem ser, de modoadicional ou alternativo, usados para realizar testes depressão em formações geológicas durante uma operação deamostragem com cabo.

A fig. 1 ilustra um sistema de perfuração de poçoexemplificante, que pode ser empregado em terra firme e/ouno mar. No sistema de poço exemplif icante da fig. 1, umfuro 11 é formado em uma ou mais formações de subsolo Fatravés de perfuração rotativa e/ou direcional.

Como ilustrado na fig. 1, uma coluna de perfuração12 é suspensa dentro do furo 11, e possui um conjunto defundo de furo (BHA) 100 tendo uma broca de perfuraçãoopcional 105 na sua ponta inferior. Um sistema desuperfície inclui uma plataforma e conjunto de torre 10posicionado sobre o furo 11. 0 conjunto de torreexemplif icante 10 da fig. 1 inclui uma mesa rotativa 16,uma haste de perfuração 17, um gancho 18 e uma cabeça deinjeção rotativa 19. A coluna de perfuração 12 é giradapela mesa rotativa 16, energizada por meios não mostrados,que engatam a haste de perfuração 17 na ponta superior dacoluna de perfuração 12. A coluna de perfuraçãoexemplificante 12 é suspensa através do gancho 18 que éfixado a uma catarina (não mostrada), e através da haste deperfuração 17 e da cabeça de injeção rotativa 19, quepermite a rotação da coluna de perfuração 12 com relação aogancho 18. De modo adicional ou alternativo, um sistemaacionador de topo pode ser usado.

No exemplo da fig. 1, o sistema de superfície aindainclui fluido ou lama de perfuração 26 armazenado numtanque 27 formado na região do poço. Uma bomba 29 alimentao fluido de perfuração 26 para o interior da coluna deperfuração 12 através de uma abertura na cabeça de injeção19, fazendo com que o fluido de perfuração escoe para baixoatravés da coluna de perfuração 12, como indicado pela setadirecional 8. 0 fluido de perfuração 26 abandona a colunade perfuração 12 através das aberturas na broca deperfuração 105 e, a seguir, circula para cima através daregião anular entre o exterior da coluna de perfuração 12 ea parede do furo 11, como indicado pelas setas direcionais9. O fluido de perfuração 26 lubrifica a broca deperfuração 105, conduz os cortes da formação para cima atéa superfície, quando ele é retornado para o tanque 27 pararecirculação, e cria uma camada de lama seca sob as paredesdo furo 11.

O BHA exemplificante 100 da fig. 1 inclui, dentreoutras coisas, qualquer número e/ou tipo(s) de módulos deperfilagem durante a perfuração (LWD) (dois deles sendodesignados nos algarismos de referência 120 e 120A) e/oumódulos de medição durante a perfuração (MWD) (um delessendo designado no algarismo de referência 130), um sistemarotativo dirigivel ou motor de lama 150, e a broca deperfuração opcional 105.

Os módulos LWD exemplificantes 120 e 120A da fig. 1são cada qual alojado num tipo especial de colar deperfuração, conforme ele é conhecido na técnica, e cadaqual contém qualquer número de ferramentas de perfilageme/ou dispositivos amostradores de fluido. Os módulos LWDexemplificantes 120, 120A incluem capacitações para medir,processar e/ou armazenar informações, bem como para secomunicar com equipamentos de superfície, tal como umcomputador de perfilagem e controle 160, p. ex., através domódulo MWD 130.

Um módulo LWD exemplificante 200 tendo quatroobturadores para melhorar a precisão e/ou as condições, nasquais os testes de pressão da formação geológica F podemser realizados, é abaixo descrito com relação à fig. 2.Maneiras exemplificantes para implementar um sistema detestes de pressão 220 (fig. 2) para qualquer um dos módulosLWD 120, 120A, 200 são abaixo descritas com relação àsfigs. 3 e 5.

Outra maneira exemplificante para implementar ummódulo LWD 120, 120A é descrito na Publicação norteamericana U.S. N°2008/0066535, intitulada "FerramentaAjustável para Testes e Método de Uso", publicada em 20 demarço de 2008, e que é aqui incorporada na sua integridadepara fins de referência.

0 módulo MWD exemplificante 130 da fig. 1 é tambémalojado num tipo especial de colar de perfuração, e contémum ou mais dispositivos para medir características dacoluna de perfuração 12 e/ou da broca de perfuração 105. Aferramenta MWD exemplificante 130 ainda inclui um aparelho(não mostrado) para gerar energia elétrica para uso porparte do sistema no fundo do poço. Dispositivosexemplificantes para gerar energia elétrica incluem, masnão são limitados a, um gerador a turbina de lama acionadopelo fluxo do fluido de perfuração, e um sistema debaterias. Dispositivos exemplificantes de medição incluem,mas não são limitados a, um dispositivo de medição de pesosobre a broca, um dispositivo medidor de torque, umdispositivo medidor de vibrações, um dispositivo medidor deimpactos, um dispositivo medidor de deslizamento daponteira, um dispositivo medidor de direção, e umdispositivo medidor de inclinação.

A fig. 2 é uma ilustração esquemática de umamaneira exemplificante para implementar um ou ambos osmódulos LWD exemplif icantes 120 e 120A da fig. 1. Emboraqualquer um dos módulos LWD exemplif icantes 120 e 120A dafig. 1 possam ser implementados pelo dispositivoexemplificante da fig.2, para facilidade de discussão, odispositivo exemplificante da fig. 2 será chamado de móduloLWD 200. O módulo LWD exemplificante 200 da fig. 2 pode serusado para executar, dentre outras coisas, testes depressão de uma formação geológica F. O módulo LWDexemplificante 200 é fixado na coluna de perfuração 12(fig. 1) acionada pela sonda 10 para formar o furo de poço11. Quando o módulo LWD 200 fizer parte de uma coluna deperfuração, o módulo LWD 200 inclui uma passagem (nãomostrada) para permitir que a lama de perfuração sejabombeada através do módulo LWD 200, para remover cortes deuma broca de perfuração.

Para vedar os intervalos e/ou as porções 205, 206 e207 do furo de poço exemplificante 11, o módulo LWDexemplif icante 200 da fig. 2 inclui os obturadores 210,211, 212 e 213. Os obturadores exemplificantes 210 - 213 dafig. 2 são elementos infláveis que envolvem o LWD 200 deformato geralmente circular. Da mesma forma, os intervalosexemplif icantes 205 - 207 da fig. 2 envolvem o LWD 200.Quando inflado para formar uma vedação com uma parede 215do furo de poço 11, como mostrado na fig. 2, o par internode obturadores 210 e 211 exemplificantes forma o intervalointerno e/ou de amostragem 205, onde os testes de pressãoda formação geológica F são realizados. Outros testes e/oumedições da formação e/ou dos fluidos da formação podem sertambém realizados no intervalo interno 205. Quando infladopara formar uma vedação com a parede 215 do furo de poço11, como mostrado na fig. 2, o par externo dos obturadores212 e 213 exemplificantes forma respectivos intervalos deproteção 206 e 207 nos respectivos lados e/ou lados opostosdo intervalo interno 205. Os obturadores exemplificantes210 - 213 da fig. 2 possuem uma altura de 1,5 pés e umespaçamento de 3 pés. Porém, obturadores e/ouespaçamento(s) de obturador com outros tamanhos podem serusados, dependendo de uma profundidade de invasão dofiltrado de lama previsto, e/ou de um desempenho deprodução e/ou de uma limpeza do fluido de formaçãodesejada.

Para permitir que o sistema dos testes de pressãoexemplificante 220 seja acoplado de maneira fluida aosintervalos 205 - 207, o módulo LWD exemplif icante 200 dafig. 2 inclui as aberturas 225, 226 e 227 para cada um dosrespectivos intervalos 205 - 207. Conforme abaixo descritocom relação às figs. 3 - 5, o sistema para testes depressão exemplificante 220 da fig. 2 é capaz de bombearfluido do intervalo de amostragem e/ou interno 205 atravésda abertura 225 para realizar uma operação de limpeza ou deamostragem do intervalo de amostragem 205 (p. ex.,suspensão e/ou remoção da lama seca) , e/ou para extrair apressão no intervalo de amostragem 205 e medir os dados doacúmulo de pressão subsequente. O sistema para testes depressão exemplificante 220 é também capaz de extrair fluidoe/ou injetar fluido para dentro dos intervalos de proteção206 e 207, para ajustar, controlar e/ou manter a(s)pressão (ões) nos intervalos de proteção 206 e 207. Emalguns exemplos, o sistema para testes de pressão 220 reduza pressão nos intervalos de proteção 206 e 207 atéaproximadamente a pressão da formação (ou uma pressão entrea pressão da formação e a pressão no furo do poço) ,enquanto que o intervalo de amostragem 205 estiver sendoaspirado para realizar um teste de acúmulo de pressão.

Nesse exemplo, o diferencial de pressão experimentado pelosobturadores internos 210 e 211 (ver a fig. 3) é reduzidopara abaixo do diferencial de pressão que seriaexperimentado pelos obturadores 210 e 211, se osobturadores externos 212 e 213 não estivessem presentes,inflados e/ou implementados. Em outros exemplos, o sistemapara teste de pressão 220 da fig. 2 mantém a pressão nosintervalos de proteção 206 e 207, para ser substancialmenteigual a (ou tendo uma variação fixa a partir da) pressão nointervalo interno 205. Através da redução e/ou controle dosdiferenciais de pressão experimentados pelos obturadoresinternos 210 e 211, os obturadores internos 210 e 211 sãomenos suscetíveis a instabilidade mecânica (p. ex.,fluência, deslizamento e/ou deformação), melhorando assim aprecisão dos dados de acúmulo de pressão subsequentes. Alémdisso, devido ao fato dos obturadores internosexemplif icantes 210 e 211 da fig. 2 estarem sujeitos amenores pressões diferenciais, eles podem serimplementados, usando-se estruturas mais simples deobturador (p. ex., obturadores mais curtos, obturadorestendo menos ou nenhuma estrutura de reforço, tais comocabos etc.). O uso de estruturas de obturador mais curtase/ou simples pode ser vantajoso para reduzir o comprimentoglobal do módulo LWD 200. Maneiras exemplificantes paraimplementar o sistema para testes de pressão exemplificante220 da fig. 2 são abaixo descritas com relação às figs. 3 e 5.

O sistema para testes de pressão exemplificante 220da fig. 2 é também acoplado de maneira fluida a umaabertura 228, localizada abaixo do obturador externoexemplificante 213. A abertura exemplificante 228 da fig. 2é diretamente exposta ao(s) fluido(s) presente(s) no furode poço 11. De modo alternativo, a abertura exemplificante228 pode estar localizada acima do obturador externoexemplif icante 212. Além disso, a abertura 228 pode seracoplada de maneira fluida a uma abertura adicional (nãomostrada) localizada acima do obturador 212, através de umalinha de fluxo de contorno do módulo LWD 200 (nãomostrada) . Dentre outras coisas, a abertura exemplificante228 da fig. 2 pode ser usada para equilibrar a pressão daporção do furo de poço 11 localizada acima do obturador212, com a pressão da porção do furo de poço 11 localizadaabaixo do obturador 213, e/ou para permitir que fluido sejadeslocado entre qualquer um dos intervalos 206 - 207 dofuro de poço 11 através de uma linha de fluxo de contornodo módulo LWD 200 (não mostrada).

Em alguns exemplos, uma ou mais sondas (nãomostradas) tendo capacidades para pré-teste podem serimplementadas para realizar medições de mobilidade e/oupressão da formação em um ou mais dos intervalos 206 e 207,abaixo do obturador externo exemplificante 213 e/ou acimado obturador externo exemplificante 212. Tais sondas podemser usadas para obter valores representativos dosparâmetros da formação em um período de temposubstancialmente mais curto, do que ao usar um intervalo deobturador. Valores dos parâmetros da formação obtidos coma(s) sonda(s) podem ser usados pelo sistema de testes depressão exemplificante 220, p. ex., para manter as pressõesnos intervalos de proteção 206 e 207 substancialmenteiguais à (ou tendo uma variação fixa da) pressão daformação. Sondas e métodos exemplificantes para uso dasmesmas são descritos na Patente norte americana U.S. N°7.031.841, intitulada "Método paras Determinar a Pressãodas Formações Terrestres" e publicada em 18 de abril de2006; e na Patente U.S. N° 6.986.282, intitulada'"Método eAparelho para Determinar Pressões no Fundo do Poço duranteuma Operação de Perfuração", e publicada em 17 de janeirode 2006. As Patentes norte americanas U.S. N° 7.031.841 e6.986.282 são aqui incorporadas na sua integridade parafins de referência.

De maneira adicional ou alternativa, valores depressão obtidos com a(s) sonda(s) podem ser usados paradeterminar propriedades de propagação dos pulsos de pressãona formação. Maneiras exemplificantes para determinarpropriedades de propagação dos pulsos de pressão naformação são ensinadas, p. ex., na Patente norte americanaU.S. N° 4.936.139, intitulada "Método de Fundo de Poço paraDeterminar Propriedades da Formação", e publicada em 26 dejunho de 1990.

A fig. 3 ilustra uma maneira exemplificante paraimplementar o sistema de testes de pressão exemplificante220 da fig. 2. Para bombear fluido do intervalo interno 205através da abertura 225, o sistema de testes de pressãoexemplificante 220 da fig. 2 inclui qualquer tipo de bomba305. Quando ativada, a bomba exemplificante 305 da fig. 3bombeia fluido da abertura 225, p. ex., para dentro de umrecipiente e/ou frasco de amostragem, o furo de poço 11 (p.ex., através de uma linha de fluxo de contorno (nãomostrada)), e/ou um módulo analisador de fluido. Comomostrado na fig. 4, a bomba exemplif icante 305 pode serusada para bombear fluido do intervalo interno 205 paraextrair a pressão Ps do intervalo interno 205 para iniciarum teste de acúmulo de pressão. No exemplo da fig. 4, apressão Ps do intervalo interno é reduzida pela bomba 305 auma pressão, que é inferior à pressão da formação PF. Emalguns exemplos, a bomba 305 opera, até que uma quantidadeespecifica de fluido do reservatório tenha sido bombeada.De maneira adicional ou alternativa, a bomba 305 opera atéque a pressão de extração seja atingida, a bomba 305 éparada, e a pressão Ps do intervalo interno é medida,enquanto que ela acumula reserva no sentido da pressão daformação PF, e enquanto que o(s) volume(s) de quaisquercâmaras e/ou linhas de fluxo acopladas de maneira fluida àabertura 225 são mantidos constantes. Para medir a pressãoPs do intervalo interno, o sistema de testes de pressãoexemplificante 220 da fig. 2 inclui qualquer tipo demanômetro 310.

Para ajustar a pressão nos intervalos de proteção206 e 207, o sistema de testes de pressão exemplificante220 da fig. 3 inclui qualquer tipo de bomba 315. A bombaexemplif icante 315 da fig. 3 é controlável para bombearfluido para dentro e/ou para fora dos intervalos deproteção 206 e 207, para elevar e/ou diminuir a pressão nosintervalos de proteção 206 e 207, respectivamente. Umabomba exemplificante 315 inclui um pistão hidráulico 320para ajustar o volume numa câmara 325 acoplada de maneirafluida nas aberturas 226 e 227. Para medir a pressão PG dosintervalos de proteção 206 e 207, o sistema de testes depressão exemplificante 220 da fig. 2 inclui qualquer tipode manômetro 330. Para medir a pressão Pw do furo de poço11, o sistema de testes de pressão exemplificante 220 dafig. 2 inclui qualquer tipo de manômetro 335. Em algunsexemplos, uma única bomba é usada para implementar a bomba305 e a bomba 315.

Para realizar um teste de acúmulo de pressão, osistema de testes de pressão exemplificante 220 da fig. 3inclui um controlador 340. O controlador exemplificante 340da fig. 3 controla a bomba 305 e o pistão 320exemplificantes, para iniciarem um teste de acúmulo depressão, e mede a pressão no intervalo interno 205 durantea fase de acúmulo de pressão subsequente através domanômetro exemplificante 310. O controlador exemplificante340 ainda controla a inflagem e desinflagem dos obturadoresexemplificantes 210 - 213. O controlador exemplificante 340da fig. 3 é implementado por qualquer tipo de processador,núcleo de processador, e/ou microcontrolador para usogeral. De modo alternativo, o controlador exemplificante340 pode ser implementado por um ou mais circuito (s),processador(es) programável(eis) , circuito(s) integrado(s)para aplicações especificas (ASIC(s)), dispositivo(s)lógico(s) programável(eis) (PLD(s)) e/ou dispositivo(s)lógico (s) programável (eis) no campo (FPLD(s)) etc, e/ouqualquer combinação de hardware, firmware e/ou software.

Como mostrado na fig. 4, em um tempo 405, ocontrolador exemplificante 340 (fig. 3) aciona a bomba 305para reduzir a pressão Ps do intervalo interno, a partir dapressão Pw no furo do poço até uma pressão inferior àpressão da formação PF. Enquanto a pressão Ps do intervalointerno está sendo reduzida, o controlador exemplificante340 ajusta a posição do pistão 320, para ajustar a pressãoPG do intervalo de proteção até uma pressão desejada e/oupretendida. A pressão PG do intervalo de proteção pode serajustada, de acordo com qualquer número de estratégiascontroladoras de pressão. Por exemplo, a pressão PG dointervalo de proteção pode ser reduzida até a pressão daformação PF (p. ex., estimada através de uma mediçãorealizada por uma sonda). Nesse exemplo, os diferenciais depressão experimentados por cada um dos obturadores internos210 e 211 são substancialmente zero no final do teste deacúmulo de pressão, enquanto que os diferenciais de pressãoexperimentados pelos obturadores externos 212 e 213 sãosubstancialmente a diferença entre a pressão Pw no furo dopoço e a pressão PF da formação no final do teste deacúmulo de pressão. Em outro exemplo, a pressão PG nointervalo de proteção é ajustada a uma pressão entre apressão Pw no furo do poço e a pressão da formação PF, paradistribuir a diferença de pressão entre os obturadoresinternos 210 e 211 e os obturadores externos 212 e 213.Nesse exemplo, o módulo LWD exemplificante 200 pode operarnum furo de poço tendo uma maior diferença entre pressãohidrostática e a pressão de extração, que pode sersuportada por um único par de obturadores internos 210 e211 e/ou a bomba 305. O controlador exemplificante 340 podedeterminar o quanto reduzir a pressão PG dos intervalos deproteção 206 e 207, com base na pressão Pw do furo de poçomedida por um manômetro 335 e numa pressão de extraçãodesejada. Por exemplo, para uma grande diferença entre apressão no furo de poço e a pressão de extração, ocontrolador exemplificante 340 distribui a diferença depressões entre os obturadores externos 212 e 213 e osobturadores internos 210 e 211. De outra forma, ocontrolador exemplificante 340 ajusta a pressão PG nointervalo de proteção, para ser substancialmente igual àpressão da formação PF.

Quando, no tempo 410, a pressão de extração tiversido atingida e a pressão PG no intervalo de proteçãoajustada, o controlador 340 começa a medir os dados deacúmulo de pressão no intervalo interno 205 usando omanômetro 310.

A fig. 5 ilustra outra maneira exemplificante deimplementar o sistema de testes de pressão exemplificante220 da fig. 2. Devido ao fato dos elementos do sistema detestes de pressão exemplif icante 220 da fig. 5 seremsimilares ou idênticos àqueles acima discutidos com relaçãoà fig. 3, as descrições desses elementos similares ouidênticos não são aqui repetidos. Ao invés disso, elementossimilares ou idênticos são ilustrados com algarismos dereferência idênticos nas figs. 3 e 5, e o leitorinteressado deve consultar as descrições acima apresentadascom relação à fig. 3 para obter uma descrição completadesses elementos numerados de maneira similar.

Em contraste ao sistema de testes de pressãoexemplif icante 220 da fig. 3, o sistema de testes depressão exemplificante 220 da fig. 5 inclui controladoresde pressão 505 e 510 para os respectivos intervalos deproteção 206 e 207. O controlador de pressão exemplificante505 da fig. 5 controla ativamente a bomba 315 para manter apressão PGi do intervalo de proteção 206 baseado na pressãoPs do intervalo interno e a pressão Pw no furo do poço. Porexemplo, o controlador de pressão 505 adapta e/ou mantém apressão PG.i do intervalo de proteção, para sersubstancialmente igual à pressão Ps do intervalo internopara reduzir as tensões mecânicas experimentadas peloobturador interno 210. Quando a diferença de pressão nofuro do poço e de extração for grande, o controladorexemplificante 505 adapta a pressão PG1 do intervalo deproteção para distribuir a diferença de pressões entre oobturador externo 212 e o obturador interno 210. A pressãoPGi do intervalo de proteção 206 é medida pelo manômetroexemplificante 330.

Da mesma forma, o controlador de pressãoexemplificante 510 da fig. 5 controla ativamente uma bomba315B, que é substancialmente idêntica à bombaexemplificante 315 para manter a pressão PG2 do intervalode proteção do segundo intervalo de proteção 207, baseadona pressão Ps do intervalo interno e na pressão Pw do furode poço. A pressão PG2 do intervalo de proteção 207 émedida por um manômetro 330 B, que é substancialmenteidêntico ao manômetro 330. Embora em alguns exemplos, aspressões PGi e PGi sejam mantidas substancialmente na mesmapressão, as pressões PGi e PGi podem ser mantidas empressões distintas. Por exemplo, um controle independenteda pressão PGi no primeiro intervalo de proteção 206 e dapressão PG2 no segundo intervalo de proteção 207 pode serbenéfico, quando um dos obturadores externos 212, 213experimentar instabilidade mecânica (p. ex., fluência,deslizamento e/ou deformação). Nessas circunstancias, apressão nos intervalos de proteção correspondentes 206 ou207 pode necessitar de ajuste para minimizar o impacto dainstabilidade mecânica do obturador externo 212, 213 sobrea pressão PG no intervalo de testes 205.

Os controladores de pressão exemplificantes 505 e510 da fig. 5 são implementados por qualquer tipo deprocessador para uso geral, núcleo de processador, e/oumicrocontrolador. De modo alternativo, os controladores depressão exemplificante 505 e 510 podem ser implementadospor um ou mais circuito(s), processador(es)programável (eis) , ASIC(s), PLD(s) e/ou FPLD(s) etc, e/ouqualquer combinação de hardware, firmware e/ou software.

Além de controlar a bomba exemplificante 305 emedir os dados de acúmulo de pressão através do manômetroexemplificante 310, como acima descrito com relação àsfigs. 3 e 4, o controlador exemplif icante 340 da fig. 5ativa e/ou desativa os controladores de pressão 505 e 510.

Embora maneiras exemplificantes para implementar osistema de testes de pressão exemplificante 220 da fig. 2tenham sido ilustradas nas figs. 3 e 5, um ou mais doselementos, controladores e/ou dispositivos ilustrados nasfigs. 3 e/ou 5 podem ser combinados, divididos,rearrumados, omitidos, eliminados, e/ou implementados dequalquer maneira distinta. Por exemplo, o controlador depressão exemplificante 505 pode ser implementado no sistemacontrolador de pressão exemplificante 220 da fig. 2 paraadaptar, controlar e/ou manter a pressão em ambos osintervalos de proteção 206 e 207 através da bomba 315. Alémdisso, um sistema de testes de pressão e/ou módulo LWD podeincluir elementos, controladores e/ou dispositivos, aoinvés de, ou em aditamento a, aqueles ilustrados nas figs.3 e/ou 5, e/ou podem incluir mais de um de qualquer ou detodos os elementos, controladores e/ou dispositivos ilustrados.

A fig. 6 ilustra um processo exemplificante, quepode ser conduzido para realizar testes de pressão de umaformação geológica. O processo exemplificante da fig. 6pode ser conduzido por um processador, um controlador e/ouqualquer outro dispositivo de processamento adequado. Porexemplo, o processo da fig. 6 pode ser incorporado eminstruções codificadas, armazenadas numa máquina tangívele/ou midia legível por computador, tal como uma memóriaflash, um CD, um DVD, um disquete, uma memória somente deleitura (ROM), uma memória de acesso aleatório (RAM), umaROM programável (PROM), uma ROM eletronicamente programável(EPROM), e/ou uma PROM eletronicamente apagável (EEPROM),um disco de armazenamento ótico, um dispositivo dearmazenamento ótico, um disco de armazenamento magnético,um dispositivo de armazenamento magnético, e/ou qualqueroutra midia tangível, que possa ser acessada, lida e/ouexecutada por um processador, um computador para uso geralou especifico, ou outra máquina com um processador (p. ex. ,a plataforma de processador exemplificante P100 abaixodiscutida com relação à fig. 7). De modo alternativo, parteou todo o processo exemplif icante da fig. 6 pode serimplementado, usando-se qualquer (quaisquer)combinação(ões) de circuito(s), ASIC(s), PLD(s), FPLD(s),lógica discreta, hardware, firmware etc. Além disso, parteou todo o processo exemplif icante da fig. 6 pode serimplementado manualmente, ou como qualquer combinação dequalquer uma das técnicas anteriores, p. ex., qualquercombinação de firmware, software, lógica discreta e/ouhardware. Além disso, embora as operações exemplificantesda fig. 6 sejam descritas com referência ao fluxograma dafig. 6, muitos outros métodos para implementar as operaçõesda fig. 6 podem ser empregados. Por exemplo, a ordem deexecução dos blocos pode ser alterada e/ou um ou mais dosblocos descritos pode ser alterado, eliminado, subdividido,ou combinado. Além disso, qualquer ou todo o processoexemplif icante da. fig. 6 pode ser executado de formaseqüencial e/ou conduzido em paralelo, p. ex., por cadeiasde processamento, processadores, dispositivos, lógicadiscreta, circuitos em separado etc.

0 processo exemplificante da fig. 6 começa com omódulo LWD exemplificante 200 da fig. 2 sendo posicionadonum furo de poço (bloco 605) . O controlador exemplif icante340 (figs. 3 e 5) infla os obturadores 210 - 213 para vedare/ou formar os intervalos 205 - 207 (bloco 610). Em algunsexemplos, os obturadores internos 210 e 211 são infladosantes dos obturadores externos 212 e 213, porém, todos osobturadores 210 - 213 podem ser, de modo alternativo,inflados essencialmente ao mesmo tempo.

Em alguns exemplos, o controlador 340 coleta dadosde pressão para estimar a pressão Pw no furo do poço e apressão PF da formação. Por exemplo, a pressão PF no furo dopoço pode ser obtida através do sensor de pressão 335(figs. 3 e 5) , e o controlador 340 pode iniciar um pro-teste usando uma sonda (não mostrada) para estimar apressão PF da formação. Em outros exemplos, um conhecimentoanterior da formação F (p. ex., através de um teste depressão realizado a distância, um gradiente de pressãoetc.) é usado para estimar a pressão PF da formação.

0 controlador 340 aciona a bomba 305 para realizar,p. ex., a limpeza inicial, e/ou a remoção do bolo de lamano intervalo interno 205 (bloco 615). Em algumasimplementações exemplificantes, tais como quando nenhumaestimativa de pressão da formação foi obtida, de outro modouma estimativa de pressão da formação pode ser tambémobtida no bloco 615, através da detecção de uma ruptura dalama seca e/ou permitindo que a pressão Ps no intervalo 205se estabilize após a remoção do bolo de lama.

O controlador 340 aciona a bomba 305 para extrair apressão Ps do intervalo interno 205 (bloco 620) .Substancialmente ao mesmo tempo, o controlador 34 0 da fig.35 controla a bomba 315, ou aciona os controladores depressão 505 e 510 (fig. 5) para ajustar, definir e/ou deoutro modo reduzir as pressões PGi e/ou PG2 dos intervalosde proteção 206 e 207 (bloco 625) . De modo alternativo, seo sistema de testes de pressão 220 da fig. 3 estiver sendousado, no bloco 625, o controlador exemplificante 340controla a bomba 315 para ajustar, definir e/ou de outromodo reduzir a pressão PG dos intervalos de proteção 206 e207. Em alguns casos, as pressões PGi e/ou PG2 (ou a pressãoPG) são controladas, com base numa estimativa de pressão PFda formação, bem como de pressão Pw do furo de poço. Demodo particular, as pressões PGi e/ou PG2 (ou a pressão PG)são de preferência mantidas acima da pressão PF daformação, a fim de minimizar o risco de estabelecer umacomunicação hidráulica entre um dos intervalos externos 206e 207 e a formação F (fig. 2), o que pode ter um efeitonegativo sobre a qualidade dos dados de acúmulo de pressãoe sua interpretação. As reduções da pressão de extração eno intervalo de proteção podem ser realizadas em paralelo,para manter a estabilidade mecânica dos obturadoresinternos 210 - 211. A seguir, o controlador 340 congelae/ou fixa o volume de quaisquer linhas de fluxo e/oucâmaras acopladas de maneira fluida ao intervalo deamostragem 205 (bloco 630).

Se os controladores de pressão 505, 510 nãoestiverem disponíveis para os intervalos de proteção 206 e207 (bloco 635), o controlador 340 mede os dados de acúmulode pressão usando o manômetro 310, ver a fig. 3 (bloco640) . Se houverem controladores de pressão 505, 510disponíveis para os intervalos de proteção 206 e 207 (bloco635), o controlador 340 mede os dados de acúmulo de pressãousando o manômetro 310, enquanto que os controladores depressão 505, 510 mantêm as pressões PGi e PG2 no intervalode proteção, ver a fig. 5 (bloco 645).

Quando o teste de acúmulo de pressão for concluído,o controlador 340 armazena os dados de acúmulo de pressãomedidos (bloco 650), e desativa os controladores de pressão505 e 510 (se presentes) e desinfla os obturadores (bloco655). O controle é realizado então a partir do processoexemplificante da fig. 6. De modo alternativo, no bloco610, somente os obturadores internos 210 e 211 sãoinfláveis. Após a limpeza inicial ser realizada no bloco615, os obturadores externos 212 a 213 são inflados.

A fig. 7 é um diagrama esquemático de umaplataforma de processador exemplificante P100, que pode serusada e/ou programada para implementar qualquer um ou todosos métodos exemplificantes e o aparelho aqui divulgados.Por exemplo, a plataforma de processador P100 pode serimplementada por um ou mais processadores para uso geral,núcleos de processador, microcontroladores etc.

A plataforma de processador P 100 do exemplo dafig. 7 inclui pelo menos um processador programável parauso geral P 105. O processador P 105 executa instruçõescodificadas P 110 e/ou P 112 presentes na memória principaldo processador P 105 (p. ex., dentro de uma RAM P 115 e/ouuma ROM P 120). O processador P 105 pode ser qualquer tipode unidade processadora, tal como um núcleo de processador,um processador e/ou um microcontrolador. O processador P105 pode executar, dentre outras coisas, o processoexemplificante da fig. 6 para realizar testes de pressão deuma formação geológica.

O processador P 105 está em comunicação com amemória principal (incluindo uma ROM P 120 e/ou a RAM P115)através de um barramento P 125. A RAM P 115 pode serimplementada por memória dinâmica de acesso aleatório(DRAM), memória dinâmica sincrona de acesso aleatório(SDRAM), e/ou qualquer outro tipo de dispositivo(s) de RAM,e ROM pode ser implementado por memória flash, EPROM,EEPROM, um CD, um DVD e/ou qualquer outro tipo desejado dedispositivo(s) de memória. 0 acesso à memória P 115 e àmemória P 120 pode ser controlado por um controlador dememória (não mostrado). A memória P 115 pode ser usada paraarmazenar dados de acúmulo de pressão.

A plataforma de processador P 100 ainda inclui umcircuito de interface P 130. O circuito de interface P 130pode ser implementado por qualquer tipo de padrão deinterfaces, tal como uma interface de memória externa,porta serial, entrada/ saida para uso geral etc. Um ou maisdispositivos de entrada P 135 e um ou mais dispositivos desaida P 140 são conectados ao circuito de interface P 130.

Os dispositivos de entrada P 135 podem ser usados paracoletar e/ou receber dados de pressão de um manômetro. Osdispositivos de saida P 140 podem ser usados para controlare/ou acionar uma bomba.

Embora certos métodos exemplificantes, aparelho eartigos de fabricação tenham sido aqui descritos, o escopode cobertura dessa patente não é limitado aos mesmos. Aocontrário, essa patente abrange todos os métodos, aparelhoe artigos de fabricação incidentes no escopo dasreivindicações apensas, quer de forma literal, quer sob adoutrina de equivalentes.

Claims (21)

1. MÉTODO PARA TESTE DE PRESSÃO DE UMA FORMAÇÃOGEOLÓGICA, caracterizado pelo fato de compreender:posicionamento de uma ferramenta de teste em umfuro de poço formado na formação geológica;vedação de um intervalo de amostragem em torno deuma ferramenta de teste;vedação de um primeiro intervalo de proteção emtorno da ferramenta de teste e adjacente ao intervalo deamostragem;redução de uma primeira pressão no intervalo deamostragem;redução de uma segunda pressão no primeirointervalo de proteção;manutenção de um volume de uma primeira câmara,acoplada de maneira fluida ao intervalo de amostragemdurante um intervalo de tempo; emedição de uma pluralidade de dados de pressãopara um fluido capturado na primeira câmara durante ointervalo de tempo.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de ainda compreender a atuação deuma bomba, acoplada de maneira fluida ao intervalo deamostragem, para realizar uma operação de limpeza e parareduzir a primeira pressão em uma pressão de extração.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de ainda compreender a atuação deuma bomba, acoplada de maneira fluida ao intervalo deproteção, para reduzir a segunda pressão.

4. Método, de acordo com a reivindicação 3,caracterizado pelo fato da bomba compreender uma segundacâmara com volume variável.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato da vedação do intervalo deamostragem compreender a extensão de primeiro e segundoobturadores em torno da ferramenta de teste, e da vedaçãodo primeiro intervalo de proteção compreender a extensão deum terceiro obturador em torno da ferramenta de teste, oprimeiro intervalo de proteção formado pelos segundo eterceiro obturadores.

6. Método, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de ainda compreender:vedação de um segundo intervalo de proteção emtorno da ferramenta de teste e adjacente ao intervalo deamostragem; eredução de uma terceira . pressão no segundointervalo de proteção.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de ainda compreender a manutençãode uma diferença de pressão entre o intervalo de amostrageme o primeiro intervalo de proteção durante o intervalo detempo.

8. Método, de acordo com a reivindicação 7,caracterizado pelo fato da diferença de pressão ser mantidasubstancialmente a zero.

9. Método, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato da segunda pressão ser reduzidasubstancialmente a uma pressão da formação.

10. Método, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato da segunda pressão ser inferior auma pressão de poço e superior a uma pressão da formação,para estabilizar mecanicamente o intervalo de amostragem.

11. Método, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de ainda compreender a manutençãoda segunda pressão no primeiro intervalo de proteçãodurante o intervalo de tempo.

12. FERRAMENTA DE FUNDO PARA TESTE DE PRESSÃO DEUMA FORMAÇÃO GEOLÓGICA, caracterizada pelo fato decompreender:primeiro e segundo obturadores configurados paraformar um intervalo interno em torno da ferramenta deteste;terceiro obturador configurado para vedar umprimeiro intervalo externo em torno da ferramenta de teste,adjacente ao intervalo interno;primeira bomba configurada para reduzir umaprimeira pressão no intervalo interno;segunda bomba configurada para medir umapluralidade de dados de pressão para um fluido capturado nointervalo interno, enquanto que a segunda pressão éreduzida e um volume do intervalo interno é mantido.

13. Ferramenta de fundo, de acordo com areivindicação 12, caracterizada pelo fato de aindacompreender:quarto obturador configurado para vedar umsegundo intervalo externo em torno da ferramenta de teste,adjacente ao intervalo interno, o segundo intervalo externolocalizado em oposição ao intervalo interno a partir doprimeiro intervalo externo;terceira bomba configurada para reduzir umaterceira pressão no segundo intervalo externo.

14. Ferramenta de fundo, de acordo com areivindicação 12, caracterizada pelo fato da primeira bombaser configurada para realizar uma operação de limpeza epara reduzir a primeira pressão para uma pressão deextração.

15. Ferramenta de fundo, de acordo com areivindicação 12, caracterizada pelo fato da segunda bombacompreender uma segunda câmara com volume variável.

16. Ferramenta de fundo, de acordo com areivindicação 12, caracterizada pelo fato de aindacompreender um controlador de pressão, configurado paramanter uma diferença de pressão entre o intervalo interno eo primeiro intervalo externo, enquanto que a pluralidade dedados de pressão é medida.

17. Ferramenta de fundo, de acordo com areivindicação 16, caracterizada pelo fato do controlador depressão manter a diferença de pressão substancialmente a zero.

18. Ferramenta de fundo, de acordo com areivindicação 12, caracterizada pelo fato da segundapressão ser reduzida substancialmente a uma pressão daformação.

19. Ferramenta de fundo, de acordo com areivindicação 12, caracterizada pelo fato da segundapressão ser inferior a uma pressão de poço e superior a umapressão da formação, para elevar uma estabilidade mecânicados primeiro e segundo obturadores.

20. Ferramenta de fundo, de acordo com areivindicação 15, caracterizada pelo fato de aindacompreender um controlador de pressão, configurado paramanter a segunda pressão no primeiro intervalo externo,enquanto que a pluralidade de dados de pressão é medida.

21. Ferramenta de fundo, de acordo com areivindicação 12, caracterizada pelo fato da primeira bombacompreender a segunda bomba.