ITMI20002641A1 - Metodo migliorato per la perforazione della fase iniziale di pozzi petroliferi in acque profonde con testa pozzo sottomarina - Google Patents

Description

TITOLO: METODO MIGLIORATO PER LA PERFORAZIONE DELLA FASE INIZIALE DI POZZI PETROLIFERI IN ACQUE PROFONDE CON TESTA POZZO SOTTOMARINA

Descrizione

La presente invenzione si riferisce ad un metodo migliorato per la perforazione della fase iniziale di pozzi petroliferi in acque profonde con testa pozzo sottomarina che consente la posa e la cementazione simultanea del tubo guida e della colonna di ancoraggio eseguendo una unica fase di perforazione. Durante la perforazione di pozzi petroliferi, vengono condotte operazioni di rivestimento del foro (tubaggio) che prevedono la posa di tubazioni apposite (casing) ad intervalli prestabiliti in funzione della profondità raggiunta e delle caratteristiche delle formazioni attraversate.

In generale, il tubaggio e la discesa delle colonne di rivestimento in pozzo seguono la perforazione di una sezione di foro di opportuna diametria.

Durante la perforazione con tecnologia convenzionale della fase iniziale dei pozzi petroliferi in acque profonde con testa pozzo sottomarina si esegue un foro da 42” o da 36” per la discesa del tubo guida da 36” o da 30”, quindi dopo aver cementato questa colonna di rivestimento si esegue un nuovo foro da 26” oppure da 17” 1⁄2 per la discesa della colonna di ancoraggio da 20” oppure di una colonna mista da 20” - 13” 3/8.

L’esigenza di eseguire due fasi di perforazione ben distinte risiede nella difficoltà a realizzare attraverso una unica fase un foro “tapered” (con doppia diametria) avente le caratteristiche qualitative necessarie per la posa delle colonne di rivestimento. Sostanzialmente i requisiti che il foro deve avere sono:

• Perfetta verticalità

• Diametria costante per ciascun intervallo (evitare fori scavernati)

Il mancato raggiungimento di uno di questi due requisiti può comportare la necessità di perforare un nuovo foro. Infatti il superamento di una certa inclinazione del foro determina l impossibilità della posa della croce di produzione sottomarina sulla testa pozzo, mentre un foro particolarmente scavemato compromette la cementazione della colonna di rivestimento e quindi il mancato raggiungimento dei valori di resistenza meccanica dell’intera struttura.

Il metodo di perforazione secondo la presente invenzione permette attraverso una unica sequenza la perforazione di un foro “tapered” (a doppia diametria) da 36” fino ad una certa quota (quella di infissione del tubo guida da 30”) e da 23” oppure 17” 1⁄2 fino alla profondità prevista per la colonna di ancoraggio da 20” o mista da 20” - 13” 3/8. La batteria di perforazione è, quindi, composta di uno scalpello da 23” (oppure da 17” 1⁄2) ed un allargatore da 36” opportunamente spaziati in modo da realizzare le sezioni di foro della profondità desiderata.

La sequenza di perforazione è divisa in due fasi ben distinte: la prima viene eseguita non ruotando la batteria e garantendo la rotazione dello scalpello da 23” o da 17” 1⁄2 attraverso un motore di fondo, il quale è anche equipaggiato in modo tale da controllare automaticamente la verticalità del foro, la seconda ruotando la batteria in modo da consentire all’allargatore da 36” di agire sulla formazione. Il foro cosi ottenuto presenta quelle caratteristiche di verticalità e di diametria costante per ciascuna sezione necessarie per la posa delle colonne di rivestimento in ambiente sottomarino. In seguito vengono discesi simultaneamente il tubo guida e la colonna di ancoraggio che sono cementate con una unica operazione.

Tutto ciò si riflette positivamente sui tempi di realizzazione dei fori, di posa e cementazione delle colonne di rivestimento, con conseguente diminuzione dei costi.

Per il controllo automatico della verticalità del pozzo è risultato particolarmente vantaggioso l'uso del dispositivo denominato "Straight Hole Drilling Device (SDD)", uno strumento di perforazione realizzato dalla Richiedente in collaborazione con Baker Hughes. Tale dispositivo, al contrario dei sistemi convenzionali, realizza una correzione continua della verticalità in maniera automatica, basandosi su un controllo retroazionato che garantisce l'assoluta verticalità dei fori.

Diverse attrezzature per il controllo automatico della verticalità si stanno rendendo disponibili sul mercato, quali:

- RDS della Carneo;

- AGS della Cambridge Automation

- Well Director della Well Done

Queste possono essere delle valide alternative da utilizzare in luogo del dispositivo della Baker Hughes (SDD).

A titolo illustrativo, e non limitativo del metodo secondo la presente invenzione, la procedura di tubaggio e cementazione viene eseguita secondo quanto segue.

Dopo avere realizzato un foro perfettamente verticale e ben calibrato si può procedere alla discesa simultanea delle colonne di rivestimento in pozzo ed alla loro cementazione. Al fine di garantire una corretta cementazione delle colonne tale da permettere all’intera struttura di avere le caratteristiche di resistenza meccanica desiderate, è stato necessario portare attenzione alle seguenti precauzioni:

• Predisporre un sistema alternativo per la cementazione, nel caso in cui la cementazione principale attraverso la batteria di aste interna alle colonne non evidenzi ritorno di malta a fondo mare dall’annulus costituito dal foro da 36” e il tubo guida da 30” e da quello tra la colonna di ancoraggio da 20” o mista 20” - 13” 3/8 e l’interno del tubo guida da 30” (vedi fig.l).

In tal caso viene lanciata aH’intemo delle aste di perforazione una sfera che si alloggia in un dispositivo posto nella batteria stessa e mediante pressurizzazione permette il passaggio della malta attraverso un tubo flessibile e poi un tubo rigido fino ad un altro tubo, predeformato in modo da cingere il tubo guida, posto a circa 10 m dal fondo del mare (vedi fig.2). Quest’ultimo elemento è precedentemente forato per consentire l’accesso alle due intercapedini. Al termine di questa operazione il tubo flessibile viene tagliato, mediante una dispositivo montato su un braccio di un veicolo automatico controllato dalla superficie, per consentire il flussaggio della batteria di aste di perforazione, che altrimenti resterebbe piena di malta di cemento.

• Utilizzare malte di cemento particolari, al fine di conferire una sufficiente resistenza meccanica all’intera struttura

Claims (3)

1. RIVENDICAZIONI 1) Metodo migliorato per la perforazione della fase iniziale di pozzi petroliferi in acque profonde con testa pozzo sottomarina consistente nel realizzare la posa e la cementazione del tubo guida e della colonna di ancoraggio attraverso un’unica fase di perforazione.
2. 2) Metodo migliorato per la perforazione della fase iniziale di pozzi petroliferi in acque profonde secondo la precedente rivendicazione caratterizzato dal fatto che la perforazione viene effettuata tramite una batteria di perforazione costituita da uno scalpello e da un allargatore.
3. 3) Metodo migliorato per la perforazione della fase iniziale di pozzi petroliferi in acque profonde secondo le precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto che la perforazione viene effettuata attraverso una preliminare fase nel corso della quale ruota il solo scalpello e una fase successiva nel corso della quale ruota l’intera batteria.