ES2297582T3 - Metodo y sistema para acceder a depositos subterraneos desde la superficie. - Google Patents

Abstract

Un método para acceder a una zona subterránea desde la superficie, que comprende: perforar un pozo sustancialmente vertical (12) desde la superficie (14) hasta la zona subterránea (15); perforar un pozo articulado (30) desde la superficie hasta la zona subterránea, intersectando al pozo sustancialmente vertical en una unión próxima a la zona subterránea; y perforar un modelo de pozos (50) a través del pozo articulado al interior de la zona subterránea.

Description

Método y sistema para acceder a depósitos subterráneos desde la superficie.

Campo técnico de la invención

La presente invención está relacionada en general con la recuperación de depósitos subterráneos y, más particularmente, con un método y sistema para acceder a depósitos subterráneos desde la superficie.

Antecedentes de la invención

Los depósitos subterráneos de carbón contienen cantidades sustanciales de gas metano ocluido y durante muchos años se ha limitado, en la práctica, la producción de gas metano a partir de depósitos de carbón. Obstáculos sustanciales sin embargo, han hecho fracasar un desarrollo y uso más extensivo de los depósitos de gas metano en las vetas de carbón. El problema más destacado en la producción de gas metano a partir de las vetas de carbón es que, mientras que las vetas de carbón pueden extenderse a través de grandes áreas de hasta miles de acres, las vetas de carbón son claramente delgadas en su profundidad, variando desde algunas pulgadas hasta varios metros. Así pues, aunque las vetas de carbón se encuentran con frecuencia relativamente cerca de la superficie, los pozos verticales perforados al interior de los depósitos de carbón para obtener el gas metano pueden solo efectuar el drenaje de un radio claramente pequeño alrededor de los depósitos de carbón. Adicionalmente, los depósitos de carbón no son propensos a la fractura por presión y a otros métodos utilizados frecuentemente para incrementar la producción de gas metano a partir de las formaciones rocosas. Como resultado de ello, una vez que el gas se ha drenado fácilmente a partir de un pozo vertical en una veta de carbón, la producción adicional está limitada en su volumen. Adicionalmente, las vetas de carbón están asociadas frecuentemente con agua subterránea, la cual tiene que ser drenada a partir de la veta de carbón con el fin de obtener el metano.

Se han intentado modelos de perforación horizontal con el fin de ampliar la cantidad de vetas de carbón expuestas a un pozo perforado para la extracción del gas. Dichas técnicas de perforación horizontal, no obstante, precisan el uso de un pozo redondo, lo cual representa dificultades en la eliminación del agua ocluida en la veta de carbón. El método más eficiente para bombear el agua de un pozo subterráneo, una bomba aspirante, no trabaja bien en pozos horizontales o redondeados.

Un problema adicional en la producción en superficie de gas a partir de vetas de carbón es la dificultad que se presenta por las condiciones de perforación infraequilibradas provocadas por la porosidad de la veta de carbón. Durante las operaciones de perforación vertical y horizontal en superficie, el fluido de la perforación se utiliza para eliminar los detritos desde el pozo hasta la superficie. El fluido de perforación ejerce una presión hidrostática en la formación, la cual si supera la presión hidrostática de la formación, puede dar lugar a una perdida del fluido de perforación al interior de la formación. Esto da lugar a una oclusión de los residuos de la perforación en la formación, lo cual tiende a taponar los poros, fisuras y fracturas que son necesarias para producir el gas.

Como resultado de estas dificultades en la producción en superficie del gas metano a partir de los depósitos de carbón, el gas metano que tiene que ser separado de la veta de carbón con antelación a las operaciones de minería, ha sido separado de las vetas de carbón a través del uso de métodos subterráneos. Aunque el uso de métodos subterráneos permite que el agua sea separada fácilmente de una veta de carbón y que elimine las condiciones de perforación infraequilibradas, puede solo tener acceso a una cantidad limitada de las vetas de carbón expuestas por las operaciones de minería en curso. Al practicar una minería de largos recorridos, por ejemplo, los carros de perforación subterráneos se utilizan para perforar pozos horizontales desde un compartimiento que se esté procesando en curso hacia un compartimiento adyacente que se procesará posteriormente. Las limitaciones de los carros de perforación subterráneos limitan el alcance de dichos pozos subterráneos y, por tanto, el área que pueda ser drenada con efectividad. Además de ello, la desgasificación del siguiente compartimiento durante el barrenado de un compartimiento en curso limita el tiempo de desgasificación. Como resultado de ello, tienen que ser perforados muchos barrenos horizontales para eliminar el agua en un periodo limitado de tiempo. Adicionalmente, en condiciones de un contenido alto de gas o en condiciones de migración del gas a través de la veta de carbón, la explotación minera puede ser necesario detenerla o retardada hasta que pueda desgasificarse adecuadamente el compartimiento siguiente. Estos retardos de la producción se añaden al gasto asociado de la desgasificación de la veta de carbón. La EP 0 819 834 describe un procedimiento para excavar por disolución una cavidad en la zona que contiene sal haciendo circular disolvente en un túnel ciego y recuperando la salmuera resultante.

Resumen de la invención

La presente invención proporciona un método y sistema mejorados para tener acceso a depósitos subterráneos desde la superficie, que sustancialmente eliminan o reducen los inconvenientes y problemas asociados con lo anteriores sistemas y métodos. En particular, la presente invención proporciona un pozo articulado con un modelo de drenaje que intersecta a un pozo de cavidad horizontal. Los modelos de drenaje aportan el acceso a un área subterránea grande desde la superficie, mientras que el pozo de cavidad vertical permite separar y/o producir de un modo eficiente agua ocluida, hidrocarburos y otros depósitos.

De acuerdo con una modalidad de la presente invención, un método para tener acceso a una zona subterránea desde la superficie comprende la perforación de un pozo sustancialmente vertical desde la superficie hasta la zona subterránea. Un pozo articulado desplazado horizontalmente desde el pozo sustancialmente vertical en la superficie e intersecta al pozo sustancialmente vertical en una unión próxima a la zona subterránea. Se realiza un modelo de drenaje sustancialmente horizontal a través del pozo articulado desde la unión a la zona subterránea.

De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, el modelo de drenaje sustancialmente horizontal puede comprender un modelo en forma de los nervios de una hoja que incluye un pozo diagonal sustancialmente horizontal que se extiende desde el pozo sustancialmente vertical y que define un primer extremo de un área cubierta por el modelo de drenaje hasta un extremo distante del área. El primero de los pozos laterales sustancialmente horizontales se extiende en una relación de separación entre sí desde el pozo diagonal hasta la periferia del área sobre un primer lado del pozo diagonal. Un segundo conjunto de pozos laterales sustancialmente horizontales se extiende N en una relación de separación entre sí desde el pozo diagonal hasta la periferia del área en un segundo lado opuesto de la diagonal.

De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, un método para preparar una zona subterránea para los procesos de minería utiliza los pozos articulados y sustancialmente verticales y el modelo de drenaje. El agua es drenada desde la zona subterránea a través del modelo de drenaje hasta la unión del pozo sustancialmente vertical. El agua es bombeada desde la unión hasta la superficie a través del pozo sustancialmente vertical. El gas se produce desde la zona subterránea a través al menos uno de los pozos articulados y sustancialmente verticales. Después de haber completado la desgasificación, la zona subterránea puede ser preparada adicionalmente mediante el bombeo del agua y otros aditivos a la zona a través del modelo de drenaje.

De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, se proporciona un dispositivo de posicionamiento de una bomba para situar con precisión una bomba en la cavidad de un pozo.

Las ventajas técnicas de la presente invención incluyen el aportar un método y sistema mejorados para tener acceso a los depósitos subterráneos desde la superficie. En particular, se perfora un modelo de drenaje horizontal en una zona diana desde un pozo en superficie articulado, para proporcionar el acceso a la zona desde la superficie. El modelo de drenaje se cruza con un pozo de cavidad vertical desde el cual el agua ocluida, hidrocarburos y demás fluidos drenados de la zona, pueden ser separados y/o producidos mediante una unidad de bombeo por aspiración. Como resultado de ello, el gas, petróleo y demás fluidos pueden ser producidos eficientemente en la superficie a partir de una formación de baja presión o baja porosidad.

Otra ventaja técnica de la presente invención incluye el aportar un método y sistema mejorados para la perforación de yacimientos a baja presión. En particular, se utiliza una bomba en el fondo del pozo o de elevación de gas para aligerar la presión hidrostática ejercida por los fluidos de perforación utilizados para separar los detritos durante las operaciones de perforación. Como resultado de ello, los yacimientos pueden ser perforados a presiones ultrabajas sin la pérdida de fluidos de perforación en la formación y taponado la misma.

Otra ventaja técnica de la presente invención incluye el aportar un modelo de drenaje horizontal mejorado para tener acceso a la zona subterránea. En particular, se utiliza una estructura en forma de los nervios de una hoja con una diagonal principal y laterales opuestos para maximizar el acceso a una zona subterránea desde un pozo vertical único. La longitud de los laterales es máxima cerca del pozo vertical y disminuye hacia el extremo de la diagonal principal, para proporcionar un acceso uniforme al área cuadrilateral o de otra área cuadriculada. Esto permite al modelo de drenaje que pueda estar alineado con compartimientos de paredes largas y con otras estructuras subterráneas para la desgasificación de una veta de carbón o de otros depósitos.

Otra ventaja técnica incluso de la presente invención incluye el aportar un método y sistema mejorados para preparar una veta de carbón o bien otro depósito subterráneo para los procesos mineros. En particular, los pozos en superficie se utilizan para desgasificar una veta de carbón antes de proceder con las operaciones de minería. Esto reduce el equipamiento subterráneo y las actividades, e incrementa el tiempo previsto para desgasificar la veta, lo cual minimiza las paradas debidas al alto contenido en gas. Además de ello, el agua y los aditivos pueden se bombeados a la veta de carbón desgasificada con antelación a las operaciones de minería, para minimizar el polvo y otras condiciones peligrosas, para mejorar la eficiencia del proceso de minería, y para mejorar la calidad del producto de carbón.

Otra ventaja técnica incluso de la presente invención incluye el aportar un método y sistema mejorados para producir gas metano a partir de una veta de carbón en explotación. En particular, los pozos utilizados para desgasificar inicialmente una veta de carbón con antelación a las operaciones de minería pueden ser reutilizados para recoger el gas de relleno de la veta de carbón después de los procesos de minería. Como resultado de ello, se minimizan los costos asociados con la recogida del gas de relleno para facilitar o hacer posible la recogida del gas de relleno de las vetas de carbón previamente sometidas a las operaciones de minería.

Otra ventaja técnica incluso de la presente invención incluye el aportar un dispositivo de posicionamiento para situar automáticamente bombas en el fondo de los pozos y otros equipamientos en una cavidad. En particular, se configura en la cavidad un dispositivo de posicionamiento de tipo giratorio, para retraer el transporte en un pozo y para extenderlo dentro de la cavidad del pozo para colocar óptimamente el equipo dentro de la cavidad. Esto permite que el equipo en el fondo del pozo pueda posicionarse fácilmente y fijarlo dentro de la cavidad.

Otras ventajas técnicas de la presente invención serán evidentes para los técnicos especializados en la materia a partir de las siguiente figuras, descripción y reivindicaciones.

Breve descripción de los dibujos

Para una comprensión más completa de la presente invención y de sus ventajas, se hace referencia ahora a la siguiente descripción considerada conjuntamente con los dibujos adjuntos, en donde los números iguales representan partes iguales, en las que:

La figura 1 es un diagrama en sección transversal que ilustra la formación de un modelo de drenaje horizontal en una zona subterránea a través de un pozo en superficie articulado que se cruza con un pozo de cavidad vertical de acuerdo con una modalidad de la presente invención;

La figura 2 es un diagrama en sección transversal que ilustra la formación de un modelo de drenaje horizontal en la zona subterránea a través del pozo en superficie articulado, que se cruza con el pozo de cavidad vertical de acuerdo con otra modalidad de la presente invención;

La figura 3 es un diagrama en sección transversal que ilustra la producción de fluidos a partir de un modelo de drenaje horizontal en una zona subterránea a través de un pozo vertical de acuerdo con una modalidad de la presente invención;

La figura 4 es un diagrama en planta desde arriba que muestra un modelo de drenaje en forma de los nervios de una hoja para acceder a los depósitos en una zona subterránea de acuerdo con una modalidad de la presente invención.

La figura 5 es un diagrama en planta desde arriba que ilustra un modelo de drenaje en forma de los nervios de una hoja para acceder a los depósitos en una zona subterránea de acuerdo con otra modalidad de la presente invención;

La figura 6 es un diagrama en planta desde arriba que ilustra un modelo de drenaje en forma de los nervios de una hoja cuadrilateral para tener acceso a los depósitos en una zona subterránea de acuerdo con otra modalidad incluso de la presente invención;

La figura 7 es un diagrama en planta desde arriba que muestra el alineamiento de los modelos de drenaje en forma de los nervios de una hoja dentro de compartimientos de una veta de carbón para desgasificar y preparar la veta de carbón para las operaciones de minería de acuerdo con una modalidad de la presente invención;

La figura 8 es un diagrama de flujos que muestra un método para preparar una veta de carbón para las operaciones de minería de acuerdo con una modalidad de la presente invención;

Las figuras 9A-C son diagramas en sección transversal que ilustran una herramienta de posicionamiento del pozo de la cavidad de acuerdo con una modalidad de la presente invención.

Descripción detallada de la invención

La figura 1 muestra una combinación de una cavidad y de un pozo articulado para tener acceso a una zona subterránea desde la superficie de acuerdo con una modalidad de la presente invención. En esta modalidad, la zona subterránea es una veta de carbón. Se comprenderá que se puede tener acceso de forma similar a otras zonas subterráneas de baja presión, presión ultrabaja y de baja porosidad, mediante la utilización del sistema de pozos dobles de la presente invención para separar y/o producir agua, hidrocarburos y otros fluidos en la zona y para el tratamiento de minerales en la zona con antelación a los procesos de minería.

Con referencia a la figura 1, el pozo 12 sustancialmente vertical se extiende desde la superficie 14 hasta una veta de carbón diana 15. El pozo 12 sustancialmente vertical se cruza, penetra y continúa por debajo de la veta de carbón 15. El pozo sustancialmente vertical está recubierto con un revestimiento adecuado 16 que termina a nivel de la veta de carbón 15 o por encima de la misma.

El pozo 12 sustancialmente vertical es diagrafiado durante la perforación o después de la misma con el fin de localizar la profundidad vertical exacta de la veta de carbón 15. Como resultado de ello, la veta de carbón no se pierde en las siguientes operaciones de perforación, y no se precisa la utilización de las técnicas utilizadas para localizar la veta 15 mientras que se perfora. Se forma una cavidad 20 de diámetro agrandado en el pozo 12 sustancialmente vertical a nivel de la veta de carbón 15. Según lo expuesto más adelante con más detalles, la cavidad 20 de diámetro agrandado 20 proporciona una unión para la intersección del pozo sustancialmente vertical con el pozo articulado para formar un modelo de drenaje sustancialmente horizontal en la veta de carbón 15. La cavidad 20 de diámetro agrandado proporciona también un punto de recogida de los fluidos drenados en la veta de carbón 15 durante las operaciones de la producción.

En una modalidad, la cavidad 20 de diámetro agrandado tiene un radio de aproximadamente 8 pies (24 metros) y una dimensión vertical que es igual o supera a la dimensión vertical de la veta de carbón 15. La cavidad 20 de diámetro agrandado se forma utilizando técnicas y equipamiento adecuadas de ensanchado. Una parte vertical del pozo 12 sustancialmente vertical continúa por debajo de la cavidad 20 de diámetro agrandado para formar un sumidero 22 para la cavidad 20.

El pozo articulado 30, se extiende desde la superficie 14 hasta la cavidad 20 de diámetro agrandado del pozo 12 sustancialmente vertical. El pozo articulado 30 incluye una parte sustancialmente vertical 32, una parte sustancialmente horizontal 34, y una parte curvada o redonda 36 que interconecta las partes vertical y horizontal 32 y 34. La parte horizontal 34 está situada sustancialmente en el plano horizontal de la veta de carbón 15 y se cruza con la cavidad 20 de diámetro grande del pozo 12 sustancialmente vertical.

El pozo articulado 30, está desplazado en una distancia suficiente desde el pozo 12 sustancialmente vertical en la superficie 14 para permitir que la sección 36 curvada con un gran radio y cualquier sección horizontal 34 deseada puedan perforarse antes de cruzarse con la cavidad 20 de diámetro agrandado. Para proporcionar la parte curvada 36 con un radio de 100-150 pies (30,5-45,7 m), el pozo articulado 30 está desplazado en una distancia de aproximadamente 300 pies (91,4 m) desde el pozo 12 sustancialmente vertical. Este espacio minimiza el ángulo de la parte curvada 36 para reducir la fricción en el pozo 30 durante las operaciones de perforación. Como resultado de ello, se maximiza el alcance de la sarta articulada de varillas de perforación a través del pozo articulado 30.

El pozo articulado 30 se perfora utilizando una sarta articulada de varillas de perforación 40 que incluye un motor y un trépano 42 adecuados en el fondo del pozo. Se incluye en la sarta 40 un dispositivo de medida durante la perforación (MWD), para controlar la orientación y dirección del pozo perforado por el motor y el trépano 42. La parte 32 sustancialmente vertical del pozo articulado 30 está revestida con un revestimiento adecuado 38.

Después de que haya sido intersectada con éxito la cavidad 20 de diámetro agrandado por el pozo articulado 30, se continua la perforación a través de la cavidad 20 utilizando la sarta 40 y se proporciona un aparato de perforación horizontal adecuado para proporcionar un modelo 50 de drenaje sustancialmente horizontal en la veta de carbón 15. El modelo 50 de drenaje sustancialmente horizontal y otros de tales pozos incluyen tramos en pendiente, ondulados y demás inclinaciones de la veta de carbón 15 o bien de otras zonas subterráneas. Durante esta operación, pueden utilizarse herramientas de diagrafiado por rayos gamma e instrumental de medición durante la perforación, para controlar y dirigir la orientación del trépano de perforación para retener el modelo de drenaje 50 dentro de los confines de la veta de carbón 15, y para proporcionar una cobertura sustancialmente uniforme de un área deseada dentro de la veta de carbón 15. Información adicional con respecto al modelo de drenaje se describe con más detalle más adelante en relación con las figuras 4-7.

Durante el proceso de perforación del modelo de drenaje 50, se bombea un fluido de perforación o "lodo" hacia abajo por la sarta 40, y haciendo que salga de la sarta 40 en la proximidad del trépano 42, en donde se utiliza para limpiar la formación y para eliminar los detritos de la formación. Los detritos son arrastrados en el fluido de perforación que circula ascendentemente a través de al corona anular entre la sarta 40 y las paredes del pozo hasta que alcanza la superficie 14, en donde se separan estos detritos del fluido de perforación y el fluido se hace circular de nuevo. Esta operación de perforación convencional genera una columna estándar de fluido de perforación que tiene una altura vertical igual a la profundidad del pozo 30, y genera una presión hidrostática en el pozo correspondiente a la profundidad del pozo. Debido a que las vetas de carbón tienden a ser porosas y fracturadas, puede ser imposible mantener dicha presión hidrostática, incluso aunque este presente también el agua de la formación en la veta de carbón 15. En consecuencia, si se permite que la presión hidrostática total pueda actuar sobre la veta de carbón 15, el resultado puede ser la pérdida de fluido de perforación y detritos arrastrados al interior de la formación. Dicha circunstancia se denomina como una operación de perforación "sobre-equilibrada" en la cual la presión hidrostática del fluido en el pozo supera a la capacidad de la formación para soportar la presión. La pérdida de los fluidos de perforación en los detritos al interior de la formación no solo es costoso en términos de los fluidos de perforación perdidos, que tiene que quedar establecida, sino que tiende a taponar los poros en la veta de carbón 15, que son necesarios para drenar la veta de carbón de gas y agua.

Para prevenir las condiciones de perforación sobre-equilibrada durante la formación del modelo de drenaje 50, se proporcionan compresores de aire 60 para hacer circular aire comprimido hacia abajo en el pozo 12 sustancialmente vertical, y retornarlo ascendentemente a través del pozo articulado 30. El aire en circulación se mezclará con los fluidos de perforación en la corona anular alrededor de la sarta 40 y creará burbujas por toda la columna del fluido de perforación. Esto tiene el efecto de aligerar la presión hidrostática del flujo de perforación y reducir la presión en el fondo del pozo en forma suficiente para que las condiciones de perforación no lleguen a estar sobre-equilibradas. La aireación del fluido de perforación reduce la presión en el fondo del pozo a aproximadamente 150-200 libras por pulgada cuadrada (psi) (1,03-1,38 MPa). En consecuencia, las vetas de carbón a baja presión y otras zonas subterráneas pueden ser perforadas sin pérdida sustancial del fluido de perforación y contaminación de la zona por el fluido de perforación.

La espuma que puede ser aire comprimido mezclado con agua, puede también hacerse circular a través de la sarta 40 junto con el lodo de perforación con el fin de airear el fluido de perforación en la corona anular conforme se está perforando el pozo articulado 30, y si se desea, conforme se esté perforando el modelo de drenaje 50. La perforación del modelo de drenaje 50 con el uso de un trépano de martillo neumático o un motor en el fondo del pozo accionado por aire suministrará también aire comprimido o espuma al fluido de perforación. En este caso, el aire comprimido o la espuma que se utiliza para accionar el trépano o el motor en el fondo del pozo, sale en la proximidad del trépano 42. No obstante, el volumen más grande de aire que puede hacerse circular hasta el pozo 12 sustancialmente vertical, permite una mayor aireación del fluido de perforación de la que generalmente es posible por el aire suministrado a través de la sarta 40.

La figura 2 muestra el método y sistema para perforar el modelo de drenaje 50 en la veta de carbón 15, de acuerdo con otra modalidad de la presente invención. En esta modalidad, el pozo sustancialmente vertical 12, la cavidad 20 de diámetro agrandado, y el pozo articulado 32 están posicionados y formados tal como se expuso previamente en relación con la figura 1.

Con referencia a la figura 2, después de la intersección de la cavidad 20 de diámetro agrandado con el pozo articulado 30 se instala una bomba 52 en la cavidad 20 de diámetro agrandado para bombear el fluido de perforación y los detritos hacia la superficie 14 a través del pozo 12 sustancialmente vertical. Esto elimina la fricción del aire y el fluido que retornan ascendentemente por el pozo articulado 30 y reduce la presión en el fondo del pozo hasta casi un valor nulo. En consecuencia, las vetas de carbón y otras zonas subterráneas que tienen presiones ultrabajas por debajo de 150 psi (1,03 MPa), pueden ser accedidas desde la superficie. Adicionalmente, se elimina el riesgo de combinar aire y metano en el pozo.

La figura 3 muestra la producción de fluidos desde un modelo de drenaje horizontal 50 en la veta de carbón 15 de acuerdo con una modalidad de la presente invención. En esta modalidad, después de haber perforado los pozos sustancialmente verticales y articulados 12 y 30 así como también el modelo de drenaje deseado 50, la sarta 40 se retira del pozo articulado 30 y se tapa el pozo articulado. Para la estructura múltiple en forma de los nervios de una hoja descrita más adelante, el pozo articulado 30 puede ser taponado en la parte 34 sustancialmente horizontal. De lo contrario, el pozo articulado 30 puede dejarse sin taponar.

Con referencia a la figura 3, la bomba 80 en el fondo del pozo se encuentra dispuesta en el pozo 12 sustancialmente vertical en la cavidad 22 de diámetro agrandado. La cavidad agrandada 20 proporciona un depósito para acumular fluidos que permite un bombeo intermitente sin los efectos adversos de una carga de presión hidrostática causada por los fluidos acumulados en el pozo.

La bomba 140 en la parte inferior del pozo está conectada a la superficie 14 por medio de una sarta de tubos 82 y puede accionarse por las varillas de aspiración 84 que se extienden hacia abajo a través del pozo 12 del entubado. Las varillas de aspiración se someten a un movimiento de vaivén mediante un aparato adecuado montado en la superficie, tal como una vigueta móvil motorizada 86 para operar la bomba 80 en el fondo del pozo. La bomba 80 en el fondo del pozo se utiliza para extraer el agua y los finos de carbón atrapados de la veta de carbón 15 a través del modelo de drenaje 50. Una vez que el agua haya sido llevada a la superficie, puede ser tratada para la separación del metano que podría estar disuelto en el agua, y para separar los finos arrastrados. Después de que se haya separado el agua suficiente de la veta de carbón 15, se permitirá que circule hacia la superficie 14 el gas puro de la veta de carbón, a través de la corona anular del pozo 12 sustancialmente vertical alrededor de la sarta de entubación 82 y separará a través de tuberías fijadas a un aparato en la cabeza del pozo. En la superficie, el metano se trata, se comprime y se bombea a través de una tubería para su uso como combustible de la forma convencional. La bomba en el fondo del pozo 80 puede ser operada en forma continua o según se precise para eliminar el agua drenada a partir de la veta de carbón 15 al interior la cavidad 22 de diámetro agrandado.

Las figuras 4-7 muestran unos modelos 50 de drenaje sustancialmente horizontales para tener acceso a la veta de carbón 15 o a otra zona subterránea de acuerdo con una modalidad de la presente invención. En esta modalidad, los modelos de drenaje comprenden modelos en forma de los nervios de una hoja que tienen una diagonal central con laterales separados debidamente y dispuestos simétricamente en general que se extienden desde cada lado de la diagonal. El modelo en forma de los nervios de una hoja se aproxima al modelo de los nervios de una hoja o al diseño de una pluma ya que tiene unos conductos similares de drenaje auxiliar sustancialmente paralelos con una separación sustancialmente igual y paralela o en los lados opuestos de un eje. El modelo de drenaje en forma de los nervios de una hoja con su conducto central y con conductos de drenaje auxiliares dispuesto generalmente en forma simétrica en cada lado proporciona un modelo uniforme para drenar los fluidos desde una veta de carbón o bien otra formación subterránea. Según se describe con más detalles más adelante, el modelo en forma de nervios de una hoja proporciona una cobertura sustancialmente uniforme de un cuadrado, o bien otras áreas cuadrilaterales o de rejilla y que pueden alinearse con compartimientos de minería de paredes largas para preparar la veta de carbón 15 para las operaciones de minería. Se comprenderá que pueden utilizarse otros modelos de drenaje adecuados de acuerdo con la presente invención.

Los modelos de drenaje con forma de los nervios de una hoja y otros modelos de drenaje adecuados perforados desde la superficie proporcionan un acceso en superficie a las formaciones subterráneas. El modelo de drenaje puede ser utilizado para separar y/o insertar fluidos de forma uniforme o bien manipular de otro modo un depósito subterráneo. En las aplicaciones ajenas al carbón, el modelo de drenaje puede ser utilizado iniciando in situ ensanchamientos con pequeñas cargas explosivas, operaciones con vapor soplado para el petróleo crudo pesado y para la extracción de hidrocarburos a partir de yacimientos de baja porosidad.

La figura 4 muestra un modelo de drenaje 100 en forma de los nervios de una hoja de acuerdo con una modalidad de la presente invención. En esta modalidad, el modelo de drenaje 100 en forma de los nervios de una hoja proporciona el acceso a un área sustancialmente cuadrada 102 de una zona subterránea. Pueden utilizarse varios modelos 60 en la forma de los nervios de una hoja conjuntamente para proporcionar un acceso uniforme a una zona subterránea grande.

Con referencia a la figura 4, la cavidad 20 de diámetro agrandado define una primera esquina del área 102. El modelo 100 en forma de los nervios de una hoja incluye un pozo principal 104 sustancialmente horizontal que se extiende diagonalmente a través del área 102 hasta una esquina distante 106 del área 102. Preferiblemente, los pozos sustancialmente verticales y articulados 102 y 30, están situados sobre el área 102, de forma tal que el pozo diagonal 104 es perforado hasta la pendiente de la veta de carbón 15. Esto facilitará la recogida del agua y gas desde el área 102. El pozo diagonal 104 es perforado utilizando la sarta articulada 40 y se extiende desde la cavidad agrandada 20 en alineación con el pozo articulado 30.

Una pluralidad de pozos laterales 110 se extienden desde los lados opuestos del pozo diagonal 104 hasta la periferia 112 del área 102. Los pozos laterales 122 pueden ser especulares entre sí en los lados opuestos de pozo diagonal 104 o bien pueden estar desplazados entre sí a lo largo del pozo diagonal 104. Cada uno de los pozos laterales 110 incluyen una parte curvada radial 114 que sale del pozo diagonal 104, y una parte alargada 116 formada después de que la parte curvada haya alcanzado una orientación deseada. Para la cobertura uniforme del área cuadrada 102, los pares de pozos laterales 110 están separados sustancialmente de forma uniforme en cada lado del pozo diagonal 104, extendiéndose desde la diagonal 64 con un ángulo de aproximadamente 45 grados. Los pozos laterales 110 se acortan en su longitud basándose en su avance alejándose de la cavidad 20 de diámetro agrandado, con el fin de facilitar la perforación de los pozos laterales 110.

El modelo de drenaje 100 en forma de los nervios de una hoja que utiliza un pozo diagonal único 104 y cinco pares de pozos laterales 110 puede drenar un área de una veta de carbón de aproximadamente 150 acres (60,7 hectáreas) de superficie. Al tener que drenar un área más pequeña, o cuando la veta de carbón tenga una forma distinta, tal como una forma larga y estrecha o bien debido a la topografía de la superficie o del subsuelo, pueden utilizarse modelos de drenaje alternativo en forma de los nervios de una hoja, mediante la variación del ángulo de los pozos laterales 110 con respecto al pozo diagonal 104 y de la orientación de los pozos laterales 110. Alternativamente, los pozos laterales 120 pueden ser perforados desde solo un lado del pozo diagonal 104 para formar un semi-modelo en forma de los nervios de una
hoja.

El pozo diagonal 104 y los pozos laterales 110 se forman mediante la perforación a través de la cavidad 20 de diámetro agrandado, utilizando la sarta de perforación articulada 40, y el aparato de perforación horizontal apropiado. Durante esta operación, las herramientas de diagrafiado por rayos gamma y las medicionales convencionales durante la perforación, se pueden utilizar para controlar la dirección y orientación del trépano, con el fin de mantener el modelo de drenaje dentro de los confines de la veta de carbón 15 y para mantener la separación y orientación apropiadas de de los pozos diagonal y laterales 104 y 110.

En una modalidad particular, el pozo diagonal 104 se perfora con una inclinación en cada uno de una pluralidad de puntos laterales de inicio del flujo 108. Después de haber completado la diagonal 104, la sarta articulada 40 se retorna a cada punto lateral sucesivo 108 desde el cual se perfora un pozo lateral 110 en cada lado de la diagonal 104. Se comprenderá que el modelo de drenaje 100 en forma de los nervios de una hoja puede ser formado de otro modo de acuerdo con la presente invención.

La figura 5 muestra un modelo de drenaje 120 en forma de los nervios de una hoja de acuerdo con otra modalidad de la presente invención. En esta modalidad, el modelo de drenaje 120 en forma de los nervios de una hoja efectúa el drenaje de un área 122 sustancialmente rectangular de la veta de carbón 15. El modelo de drenaje en forma de los nervios de una hoja 120 incluye un pozo diagonal principal 124 y una pluralidad de pozos laterales 126, que se forman según lo expuesto en relación con los pozos diagonal y laterales 104 y 110 de la figura 4. Para el área sustancialmente rectangular 122, no obstante, los pozos laterales 126 en un primer lado de la diagonal 124 incluyen un ángulo escaso mientras que los pozos laterales 126 en el lado opuesto de la diagonal 124 incluyen un ángulo mas escarpado para proporcionar conjuntamente una cobertura uniforme del área 12.

La figura 6 muestra un modelo de drenaje cuadrilateral 140 en forma de los nervios de una hoja de acuerdo con otra modalidad de la presente invención. El modelo de drenaje cuadrilateral 140 incluye cuatro modelos de drenaje 100 en forma de los nervios de una hoja, separados, drenando cada uno un cuadrante de la zona 142 cubierta por el modelo de drenaje 140 en forma de los nervios de una hoja.

Cada uno de los modelos de drenaje 100 en forma de los nervios de una hoja incluyen un pozo diagonal 104 y una pluralidad de pozos laterales 110 que se extienden desde el pozo diagonal 104. En la modalidad cuadrilateral, cada uno de los pozos diagonal y laterales 104 y 110 son perforados desde un pozo común articulado. Esto permite una separación más estrecha del equipamiento de producción en superficie, una cobertura más amplia del modelo de drenaje y reduce el equipamiento de perforación y sus operaciones.

La figura 7 muestra el alineamiento de los modelos de drenaje en forma de los nervios de una hora 100 con las estructuras subterráneas de una veta de carbón para desgasificar y preparar la veta de carbón para las operaciones de minería de acuerdo con una modalidad de la presente invención. En esta modalidad, la veta de carbón 15 se perfora utilizando un proceso de sistemas de arranque de frente largo. Se comprenderá que la presente invención puede ser utilizada para desgasificar vetas de carbón para otros tipos operaciones de minería.

Con referencia a la figura 7, los compartimientos de carbón 150 se extienden longitudinalmente desde un frente largo 152. De acuerdo con las prácticas de minería de frentes largos, cada compartimiento 150 se somete subsiguientemente a arranques desde un extremo distante hacia el frente largo 152 y dejando que el techo de la mina pueda excavarse y fracturarse en la abertura posterior al proceso de minería. Con antelación al proceso de minería de los compartimientos 150, los modelos de drenaje 100 en forma de los nervios de una hoja se perforan en los compartimientos 150 desde la superficie para desgasificar los compartimientos 150 por delante de las operaciones de minería. Cada uno de los modelos de drenaje 100 en forma de los nervios de una hoja están alineados con el frente largo152 y con la cuadrícula de compartimientos 150 y cubren partes de uno o más compartimientos 150. De esta forma, puede desgasificarse una zona de una mina desde la superficie basándose en las estructuras subterráneas y en sus limitaciones.

La figura 8 es un diagrama de flujos que muestra un método para preparar la vea de carbón 15 para las operaciones de minería de acuerdo con una modalidad de la presente invención. En esta modalidad, el método comienza en la etapa 160 en la cual se identifican las áreas a drenar y los modelos de drenaje 50 para dichas áreas. Preferiblemente, las áreas se alinean con la cuadrícula de un plan de minería para la zona. Pueden utilizarse estructuras en forma de los nervios de una hoja 100, 120 y 140 para proporcionar una cobertura optimizada para la zona. Se comprenderá que pueden utilizarse otros modelos adecuados para desgasificar la veta de carbón 15.

Avanzando hasta la etapa 162, se perfora el pozo 12 sustancialmente vertical desde la superficie 14 a través de la veta de carbón 15. A continuación, en la etapa 164, se utiliza un equipo de diagrafiado en el fondo del pozo para identificar exactamente el emplazamiento de la veta de carbón en el pozo 12. En la etapa 164, se forma la cavidad 22 de diámetro agrandado en el pozo 12 sustancialmente vertical en el emplazamiento de la veta de carbón 15. Tal como se expuso anteriormente, la cavidad 20 de diámetro agrandado puede ser formada por ensanchamiento y otras técnicas convencionales.

A continuación, en la etapa 166, el pozo articulado 30 se perfora para que efectúe la intersección con la cavidad 22 de diámetro agrandado. En la etapa 168, el pozo diagonal principal 104 para el modelo de drenaje 100 en forma de los nervios de una hoja se perfora a través del pozo articulado 30 dentro de la veta de carbón 15. Después de la formación de la diagonal principal 104, se perforan los pozos laterales 110 para el modelo de drenaje 100 en forma de los nervios de una hoja en la etapa 170. Tal como se expuso previamente, pueden formarse puntos laterales de iniciación del flujo en el pozo principal diagonal 104 durante su formación, para facilitar la perforación de los pozos laterales 110.

En la etapa 172, el pozo articulado 30 se tapa. A continuación, en la etapa 174, la cavidad diagonal ampliada 22 se limpia en la preparación para la instalación de un equipo de producción en el fondo del pozo. La cavidad de diámetro agrandado 22 puede ser limpiada mediante el bombeo descendente de aire comprimido por el pozo 12 sustancialmente vertical, o bien con otras técnicas adecuadas. En la etapa 176, se instala el equipo de producción en el pozo 12 sustancialmente vertical. El equipo de producción incluye una bomba de varillas de aspiración que se extiende descendentemente hasta la cavidad 22 para separar agua de la veta de carbón 15. La separación de agua hará que caiga la presión en la veta de carbón y permitirá que el metano se difunda y pueda producirse hasta la corona anular del pozo sustancialmente vertical 12.

Avanzando hasta la etapa 178, el agua que se drena desde el modelo de drenaje 100 a la cavidad 22 es bombeada hasta la superficie con la unidad de bombeo de varillas de aspiración. El agua puede ser bombeada de forma continua o intermitente según sea preciso para separarla de la cavidad 22. En la etapa 180, el gas metano difundido desde la veta de carbón 15 se recoge continuamente en la superficie 14. A continuación, en la etapa de decisión 182, se determina si la producción de gas de la veta de carbón 15 se completa o no. En una modalidad, la producción de gas puede completarse después de que el costo de la recogida supere a lo ingresos generados por el pozo. En otra modalidad, el gas puede continuar siendo producido a partir del pozo hasta que el nivel de gas restante en la veta de carbón 15 se encuentre por debajo de los niveles requeridos para las operaciones de minería. Si la producción de gas no es completa, el ramal indicado por NO en la etapa de decisión 182 retornará a las etapas 178 y 180 en la que el agua y el gas continúan siendo extraídos de la veta de carbón 15. Al completarse la producción, el ramal indicado por SI de la etapa de decisión 182 conduce a la etapa 184 en la cual se retira el equipo de producción.

A continuación, en la etapa de decisión 186, se determina si la veta de carbón 15 se tiene que preparar adicionalmente para las operaciones de minería. Si la veta de carbón 15 se tiene que preparar adicionalmente para las operaciones de minería, el ramal indicado por SI de la etapa de decisión 186 conduce a la etapa 188 en la cual el agua y otros aditivos pueden ser inyectados de nuevo en la veta de carbón 15, para rehidratar la veta de carbón con el fin de minimizar el polvo, para mejorar el rendimiento de las operaciones de minería, y para mejorar el producto extraído.

La etapa 188 y el ramal indicado por NO de la etapa de decisión 186 conducen a la etapa 190 en la cual se procede con operaciones de minería en la veta de carbón 15. La extracción del carbón de la veta provoca la excavación del techo de la mina y la fractura en la abertura posterior al proceso de minería. El techo colapsado crea un gas de relleno que puede ser recogido en la etapa 192 a través del pozo 12 sustancialmente vertical. En consecuencia, no se precisan operaciones adicionales de perforación para recuperar el gas de relleno de una veta de carbón en explotación minera. La etapa 192 conduce al final del proceso, mediante el cual la veta de carbón se desgasifica con eficiencia desde la superficie. El método proporciona una relación simbiótica con la mina para extraer el gas no deseado con antelación a la explotación minera y para rehidratar el carbón con antelación al proceso de minería.

Las figuras 9A a 9C son diagramas que ilustran el despliegue de una bomba 200 en la cavidad de un pozo de acuerdo con una modalidad de la presente invención. Con referencia a la figura 9A, la bomba 200 de la cavidad del pozo comprende una parte de pozo 202 y un dispositivo de posicionamiento de la cavidad 204. La parte del pozo 202 comprende una entrada 206 para extraer y transferir fluido del pozo contenido dentro de la cavidad 20 hacia la superficie de un pozo vertical 12.

En esta modalidad, el dispositivo 204 de posicionamiento de la cavidad está acoplado rotativamente a la parte del pozo 202 para proporcionar un movimiento rotacional del dispositivo de posicionamiento de la cavidad 204, con respecto a la parte del pozo 202. Por ejemplo, un pasador, un eje, o bien cualquier otro método o dispositivo adecuados (no mostrados explícitamente) pueden ser utilizados para acoplar rotativamente el dispositivo de posicionamiento de la cavidad 204 a la parte del pozo 202, para proporcionar el movimiento pivotal del dispositivo de posicionamiento de la cavidad 204 alrededor de un eje 208, con respecto a la parte del pozo 202. Así pues, el dispositivo de posicionamiento de la cavidad 204 puede estar acoplado a la parte del pozo 202 entre un extremo 210 y un extremo 212 del dispositivo de posicionamiento de la cavidad 204, de forma tal que ambos extremos 210 y 212 pueden ser manipulados rotativamente con respecto a la parte del pozo 202.

El dispositivo 204 de posicionamiento de la cavidad comprende también una parte de contrapeso 214 para controlar una posición de los extremos 210 y 212 con respecto a la parte del pozo 202 en una condición no soportada en general. Por ejemplo, el dispositivo 204 de posicionamiento de la cavidad está en voladizo en general alrededor del eje 208 con respecto a la parte del pozo 202. La parte de contrapeso 214 está dispuesta a lo largo del dispositivo 204 de posicionamiento de la cavidad entre el eje 208 y el extremo 210, de forma tal que el peso o masa de la parte de contrapeso 214 equilibre el dispositivo 204 de posicionamiento de la cavidad durante el despliegue y extracción de la bomba 200 de la cavidad del pozo con respecto al pozo vertical 12 y a la cavidad 20.

En la práctica, el dispositivo 204 de posicionamiento de la cavidad se despliega en el pozo vertical 12 teniendo el extremo 210 y la parte de contrapeso 214 situados en una condición de retracción en general, disponiendo por tanto el extremo 210 y la parte de contrapeso 214 en forma adyacente a la parte del pozo 202. A medida que la bomba 200 de la cavidad del pozo se desplaza hacia abajo dentro del pozo vertical 12 en la dirección indicada en general por la flecha 216, una longitud del dispositivo 204 de posicionamiento de la cavidad impide generalmente el movimiento rotacional del dispositivo 204 de posicionamiento de la cavidad con respecto al parte del pozo 202. Por ejemplo, la masa de la parte de contrapeso 214 puede causar que la parte de contrapeso 214 y el extremo 212 sean soportadas en general por el contacto con una pared vertical 218 del pozo vertical 12, así como también la bomba de la cavidad 200 se desplaza hacia abajo dentro del pozo vertical 12.

Con referencia a la figura 9B, conforme la bomba 200 de la cavidad se desplaza hacia abajo dentro del pozo vertical 12, la parte de contrapeso 214 causa el movimiento rotacional o pivotal del dispositivo 204 de posicionamiento de la cavidad con respecto a la parte del pozo 202 conforme el dispositivo 204 de posicionamiento de la cavidad efectúa las transiciones desde el pozo vertical 12 a la cavidad 20. Por ejemplo, conforme el dispositivo 204 de posicionamiento de la cavidad efectúa las transiciones desde el pozo vertical 12 a la cavidad 20, la parte de contrapeso 214 y el extremo 212 llegan a estar no soportadas en general por la pared vertical 218 del pozo vertical 12. Conforme la parte de contrapeso 214 y el extremo 212 llegan a estar sin soporte en general, la parte de contrapeso 214 causa automáticamente el movimiento rotacional del dispositivo 204 de posicionamiento de la cavidad con respecto a la parte del pozo 202. Por ejemplo, la parte de contrapeso 214 causa generalmente que el extremo 210 gire o se extienda hacia fuera con respecto al pozo vertical 12 en la dirección indicada generalmente por la flecha 220. Adicionalmente, el extremo 212 del dispositivo 204 de posicionamiento de la cavidad se extiende o gira hacia fuera con respecto al pozo vertical 12 en la dirección indicada generalmente por la flecha 222.

La longitud del dispositivo 204 de posicionamiento de la cavidad está configurada de forma tal que los extremos 210 y 212 del dispositivo 204 de posicionamiento de la cavidad lleguen a estar no soportados en general por el pozo vertical 12, conforme el dispositivo 204 de posicionamiento de la cavidad efectúa las transiciones desde el pozo vertical 12 a la cavidad 20, permitiendo por tanto que la parte de contrapeso 214 cause el movimiento rotacional del extremo 212 hacia fuera con respecto a la parte del pozo 202 y más allá de una parte anular 224 del sumidero 22. Así pues, durante la operación, conforme el dispositivo 204 de posicionamiento de la cavidad efectúa transiciones desde el pozo vertical 12 hasta la cavidad 20, la parte de contrapeso 214 causa que el extremo 212 gire o se extienda hacia fuera en la dirección indicada generalmente por la flecha 222, de forma tal que el recorrido hacia abajo continuado de la bomba 200 de la cavidad del pozo cause el contacto del extremo 12 con una pared horizontal 226 de la cavidad 20.

Con referencia a la figura 9C, conforme continúe el desplazamiento hacia debajo de la bomba 200 de la cavidad del pozo, el contacto del extremo 212 con la pared horizontal 226 de la cavidad 20 causará el movimiento rotacional adicional del dispositivo 204 de posicionamiento de la cavidad con respecto a la parte del pozo 202. Por ejemplo, el contacto entre el extremo 212 y la horizontal 226 combinado con el recorrido hacia debajo de la bomba 200 de la cavidad del pozo, causará que el extremo 210 se extienda o gire hacia fuera con respecto al pozo vertical 12 en la dirección indicada generalmente por la flecha 228 hasta que la parte de contrapeso 214 haga contacto con la pared horizontal 230 de la cavidad 20. Una vez que la parte de contrapeso 214 y el extremo 212 del dispositivo 204 de posicionamiento de la cavidad lleguen a estar generalmente soportados por las paredes horizontales 226 y 230 de la cavidad 20, quedará impedido sustancialmente el recorrido hacia debajo de la bomba 200 de la cavidad del pozo, posicionando por tanto la entrada 206 en un emplazamiento definido dentro de la cavidad 20.

Así pues, la entrada 206 puede estar situada en varias posiciones a lo largo de la parte del pozo 202 de forma tal que la entrada 206 esté dispuesta en un lugar predefinido dentro de la cavidad 20 ya que el dispositivo 204 de posicionamiento de la cavidad toca fondo dentro de la cavidad 20. En consecuencia, la entrada 206 puede ser posicionada con precisión dentro de la cavidad 20 para impedir sustancialmente la aspiración de detritos o de otros materiales al interior del sumidero o colector 22 y para impedir la interferencia de gas causada por la colocación de la entrada 20 en el pozo estrecho. Adicionalmente, la entrada 206 puede situarse dentro de la cavidad 20 para maximizar la extracción de fluidos de la cavidad 20.

En la operación inversa, el recorrido hacia arriba de la bomba 200 de la cavidad del pozo da lugar en general a la liberación del contacto entre la parte de contrapeso 214 y el extremo 212 con las paredes horizontales 230 y 226, respectivamente. Conforme el dispositivo 204 de posicionamiento de la cavidad llega a estar no soportado en general dentro de la cavidad 20, la masa del dispositivo 204 de posicionamiento de la cavidad dispuesto entre el extremo 212 y el eje 208 causa en general que el dispositivo 204 de posicionamiento de la cavidad pueda girar en direcciones opuestas a las direcciones indicadas en general por las flechas 220 y 222 según se muestra en la figura 9B. Adicionalmente, la parte de contrapeso 214 coopera con la masa del dispositivo 204 de posicionamiento de la cavidad dispuesto entre el extremo 212 y el eje 208 par alinear en general el dispositivo 204 de posicionamiento de la cavidad con el pozo vertical 12. Así pues, el dispositivo de posicionamiento de la cavidad 204 llega a estar automáticamente alineado con el pozo vertical 12, así como también la bomba 200 de la cavidad del pozo es extraída de la cavidad 20. El recorrido hacia arriba adicional de la bomba 200 de la cavidad del pozo puede ser utilizado entonces para retirar el dispositivo 204 de posicionamiento de la cavidad de la cavidad 20 y el pozo vertical 12.

En consecuencia, la presente invención proporciona una mayor fiabilidad que los sistemas y métodos anteriores mediante la localización efectiva de la entrada 206 de la bomba 200 de la cavidad del pozo en un emplazamiento definido dentro de la cavidad 20. Adicionalmente, la bomba 200 de la cavidad del pozo puede ser retirada eficientemente de la cavidad 20 sin precisar instrumentales de desbloqueo o alineación adicionales, para facilitar la extracción de la bomba 200 de la cavidad del pozo de la cavidad 20 y del pozo vertical 12.

Aunque la presente invención ha sido descrita con varias modalidades, pueden sugerirse varios cambios y modificaciones por parte de los técnicos especializados en la materia. Se pretende que la presente invención abarca tales cambios y modificaciones dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (28)

1. Un método para acceder a una zona subterránea desde la superficie, que comprende:

perforar un pozo sustancialmente vertical (12) desde la superficie (14) hasta la zona subterránea (15);

perforar un pozo articulado (30) desde la superficie hasta la zona subterránea, intersectando al pozo sustancialmente vertical en una unión próxima a la zona subterránea; y

perforar un modelo de pozos (50) a través del pozo articulado al interior de la zona subterránea.

2. Un método según la reivindicación 1, que comprende además:

formar una cavidad agrandada en el pozo sustancialmente vertical próxima a la zona subterránea; y

perforar el pozo articulado para que intersecte a la cavidad agrandada del pozo sustancialmente vertical.

3. Un método según la reivindicación 1, en donde la perforación de un modelo de pozos a través del pozo articulado al interior de la zona subterránea comprende perforar una pluralidad de pozos a través de la unión al interior de la zona subterránea.

4. Un método según la reivindicación 1, en donde la zona subterránea comprende una veta de carbón.

5. Un método según la reivindicación 1, en donde la zona subterránea comprende un yacimiento de petróleo.

6. Un método según la reivindicación 1, que comprende además producir fluido desde la zona subterránea a través del pozo sustancialmente vertical.

7. Un método según la reivindicación 1, que comprende además:

instalar una unidad de bombeo con varillas dentro del pozo sustancialmente vertical con una entrada de la bomba próxima a la unión; y

operar la unidad de bombeo con varillas para producir fluido desde la zona subterránea.

8. Método según la reivindicación 1, en donde la perforación del modelo de pozos comprende:

perforar un pozo principal desde la unión que define un primer extremo de un área de la zona subterránea a un extremo distante del área; y

perforar un primer conjunto de pozos laterales sustancialmente horizontales en relación separada entre sí desde el pozo principal a la periferia del área en un primer lado del pozo principal; y

perforar un segundo conjunto de pozos laterales sustancialmente horizontales en relación separada entre sí desde el pozo principal a la periferia del área en un segundo lado opuesto del pozo principal.

9. Un método según la reivindicación 8, en donde cada uno de dichos primero y segundo conjuntos de pozos laterales se extiende sustancialmente en un ángulo de alrededor de 45º respecto del pozo principal.

10. Un método según la reivindicación 8, en donde el área de la zona subterránea es de una configuración sustancialmente cuadrilateral.

11. Un método según la reivindicación 8, en donde el área de la zona subterránea es de una configuración sustancialmente cuadrada.

12. Un método según la reivindicación 1, en donde la perforación del modelo de pozos comprende:

perforar el modelo de pozos empleando una sarta de perforación que se extiende a través del pozo articulado y la unión;

suministrar fluido de perforación descendentemente a través de la sarta de perforación y de nuevo ascendentemente a través de una corona anular entre la sarta de perforación y el pozo articulado, para separar los detritos generados por la sarta en la perforación del modelo de pozos;

inyectar un gas de perforación dentro del pozo sustancialmente vertical; y

mezclar el gas de perforación con el fluido de perforación en la unión para reducir la presión hidrostática sobre la zona subterránea durante la perforación del modelo de pozos.

13. Un método según la reivindicación 12, en donde el gas de perforación comprende aire.

14. Un método según la reivindicación 12, en donde la zona subterránea comprende un depósito a baja presión que tiene una presión por debajo de 250 libras por pulgada cuadrada (psi) (1,7 MPa).

15. Un método según la reivindicación 1, en donde la perforación del modelo de pozos comprende:

perforar el modelo de pozos empleando una sarta de perforación que se extiende a través del pozo articulado y la unión;

suministrar fluido de perforación descendentemente a través de la sarta de perforación articulada para separar los detritos generados por la sarta en la perforación del modelo de pozos; y

bombear fluido de perforación con detritos de nuevo ascendentemente a través del pozo sustancialmente vertical para reducir la presión hidrostática sobre la zona subterránea durante la perforación del modelo de pozos.

16. Un método según la reivindicación 15, en donde la zona subterránea comprende un depósito de presión ultra-baja que tiene una presión por debajo de 150 libras por pulgada cuadrada (psi) (1,03 MPa).

17. Un sistema para acceder a una zona subterránea desde la superficie, que comprende: un pozo sustancialmente vertical (12) que se extiende desde la superficie (14) hacia la zona subterránea (15);

un pozo articulado (30) que se extiende desde la superficie hasta la zona subterránea, interceptando al pozo sustancialmente vertical en una unión próxima a la zona subterránea; y

un modelo de pozos (50) perforado a través del pozo articulado y que se extiende al interior de la zona subterránea.

18. Un sistema según la reivindicación 17, en donde la unión comprende además una cavidad agrandada formada en el pozo sustancialmente vertical cerca de la zona subterránea.

19. Un sistema según la reivindicación 17, en donde el modelo de pozos comprende una pluralidad de pozos que se extienden desde la unión.

20. Un sistema según la reivindicación 17, en donde la zona subterránea comprende una veta de carbón.

21. Un sistema según la reivindicación 17, en donde la zona subterránea comprende un yacimiento de petróleo.

22. Un sistema según la reivindicación 17, que comprende además una unidad de bombeo con varillas situada en el pozo sustancialmente vertical y accionable para bombear fluido extraído de la zona subterránea a la unión y a la superficie.

23. Un sistema según la reivindicación 17, en donde el modelo de pozos comprende:

un pozo principal sustancialmente horizontal que se extiende desde la unión que define un primer extremo de un área de la zona subterránea a un extremo distante del área; y

un primer conjunto de pozos laterales sustancialmente horizontales en relación separada entre sí que se extienden desde el pozo principal a la periferia del área en un primer lado del pozo principal; y

un segundo conjunto de pozos laterales sustancialmente horizontales en relación separada entre sí que se extienden desde el pozo principal a la periferia del área en un segundo lado opuesto del pozo principal.

24. Un sistema según la reivindicación 23, en donde dichos primero y segundo conjuntos de pozos laterales se extiende cada uno de ellos sustancialmente en un ángulo de alrededor de 45º desde el pozo principal.

25. Un sistema según la reivindicación 23, en donde el área de la zona subterránea es de una configuración sustancialmente cuadrilateral.

26. Un sistema según la reivindicación 23, en donde el área de la zona subterránea es de una configuración sustancialmente cuadrada.

27. Un sistema según la reivindicación 17, en donde la zona subterránea comprende un yacimiento a baja presión que tiene una presión por debajo de 250 libras por pulgada cuadrada (psi) (1,7 MPa).

28. Un sistema según la reivindicación 17, en donde la zona subterránea comprende un yacimiento de presión ultra-baja que tiene una presión por debajo de 150 libras por pulgada cuadrada (psi) (1,03 MPa).