Un procedimiento para contener la liberación de un sistema elevador autoportante sumergido (4),

que está anclado al fondo marino, cuyo sistema elevador (4) facilita la transferencia de fluidos y está dispuesto bajo tensión flotante esencialmente continua, dicho procedimiento comprendiendo las etapas de: disponer una pluralidad de elementos de anclaje (100-109) en una pluralidad de puntos predeterminados a lo largo de la longitud de dicho sistema elevador (4); y disponer una pluralidad de elementos de contención (201-209) en comunicación con dicha pluralidad de elementos de anclaje (100-109), de manera que en caso de fallo u otra liberación no intencionada a lo largo de la longitud del sistema elevador (4), la pluralidad de elementos de contención (201-209) previene que el sistema elevador (4) se suelte e impacte contra una unidad flotante asociada (1) o embarcación en la superficie del mar

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere generalmente a procedimientos y 5 medios para mejorar la estabilidad y la seguridad de sistemas de producción y exploración en alta mar, y en un particular, a un procedimiento y a un sistema para contener la liberación de un sistema elevador autoportante sumergido desplegado conjuntamente con una cámara de flotación ajustable.

10

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Se han utilizado innumerables sistemas y procedimientos en un esfuerzo por encontrar y recuperar reservas de hidrocarburos por todo el mundo. Al principio, tales esfuerzos se limitaban a operaciones en tierra que implicaban 15 procedimientos de perforación simples pero efectivos que recuperaban satisfactoriamente reservas de campos grandes y productivos. Sin embargo, conforme el número de campos productivos conocidos menguaba, se volvió necesario buscar en lugares cada vez más remotos, y adentrarse en alta mar en busca de nuevos recursos. Al final, sistemas de perforación sofisticados y 20 técnicas de procesamiento de señales avanzadas permitieron a las compañías petrolíferas y de gas buscar virtualmente hidrocarburos recuperables en cualquier lugar del mundo.

Inicialmente, los esfuerzos de producción y exploración en aguas profundas consistían en caras operaciones de perforación a gran escala 25 soportadas mediante sistemas de transporte y almacenamiento en petroleros, debido principalmente al hecho de que la mayoría de los sitios de perforación en alta mar están asociados a condiciones marítimas difíciles y arriesgadas, y por tanto las operaciones a gran escala proporcionaban la manera más estable y rentable de buscar y recuperar reservas de hidrocarburos. Sin embargo, una 30 desventaja primordial del paradigma de gran escala es que los exploradores y productores tienen poco incentivo financiero para explotar reservas más pequeñas, puesto que la potencial recuperación financiera se ve generalmente desviada por el enorme retraso entre exploración y producción (de 3 a 7 años

aproximadamente)

y la gran inversión de capital requerida para las plataformas convencionales y las perforaciones relacionadas y los equipos de producción. Además, controles reguladores complejos y la aversión al riesgo que hay en toda la industria han resultado en estandarización, dejando a los operadores pocas oportunidades 5 de modificar significativamente el paradigma predominante. Como resultado, las operaciones de perforación en alta mar se han visto tradicionalmente dificultadas por grandes demoras entre la inversión y los beneficios, por gastos adicionales excesivos, y por estrategias de recuperación lentas e inflexibles impuestas por el entorno operativo. 10

Más recientemente, se han encontrado emplazamientos de aguas profundas en los que se evita gran parte del peligro y de la inestabilidad presentes en tales operaciones. Por ejemplo, fuera de la costa de Brasil, África Occidental e Indonesia se han identificado emplazamientos de perforación potenciales donde los mares circundantes y las condiciones meteorológicas 15 son relativamente suaves y tranquilos en comparación con otros emplazamientos más imprevistos como el Golfo de México y el Mar del Norte. Estos emplazamientos recientemente descubiertos tienden a tener características de producción favorables, a producir índices de éxito de exploración positivos y a ser admitidos para la producción utilizando técnicas 20 de perforación simples similares a las que se emplean en operaciones en tierra firme o cercanas a la costa.

Sin embargo, puesto que las distribuciones logarítmicas de reservas recuperables tienden a extenderse a un gran número de campos pequeños, cada uno de los cuales rinde menos de lo que se requeriría normalmente para 25 justificar los gastos de una operación convencional a gran escala, estas regiones están hasta la fecha poco exploradas y poco producidas con respecto a su potencial. Por consiguiente, ya se han descubierto muchos campos más pequeños potencialmente productivos que permanecen sin embargo poco desarrollados debido a consideraciones económicas. En respuesta, 30 exploradores y productores han adaptado sus tecnologías en un intento de obtener mayor rentabilidad reduciendo la escala de las operaciones y reduciendo de otra manera el gasto, de manera que la recuperación de los campos más pequeños tenga más sentido financiero, y el retraso entre

inversión y rentabilidad se reduzca.

Por ejemplo, en la Solicitud de Patente publicada nº US 2001/0047869 A1 y en una serie de solicitudes en trámite y patentes concedidas de Hopper et al. relacionadas, se proporcionan diversos procedimientos de perforación de pozos en aguas profundas en los que se 5 pueden realizar ajustes al sistema de perforación para asegurar una mejor tasa de recuperación de lo que de otra manera sería posible con tecnologías de pozo fijo tradicionales. Sin embargo, el sistema Hopper no puede ajustarse durante la realización, el testeo y la producción del pozo, y es especialmente ineficaz cuando el agujero del pozo comienza en una línea de lodo en una 10 posición vertical. El sistema Hopper también falla a la hora de soportar una variedad de cargas de superficie diferentes, y es por tanto autolimitante con respecto al deseo de flexibilidad de las perforadoras durante las operaciones reales. El sistema Hopper también falla a la hora de contemplar cualquier medida de seguridad significativa para proteger la salud del personal de 15 operación o el desembolso de capital de los inversores.

En la Patente U.S. nº 4.223.737 de O‟Reilly, se divulga un procedimiento en el que se estudian los problemas asociados con las operaciones de orientación vertical tradicionales. El procedimiento de OReilly implica disponer una serie de tuberías dispuestas en horizontal interconectadas en una sarta 20 justo por encima del fondo marino (junto con un dispositivo antierupción y otro equipamiento necesario), y utilizar a continuación un accionamiento o vehículo operado por control remoto para forzar la sarta horizontalmente en el medio de perforación. El sistema de O‟Reilly, sin embargo, es inflexible en que no admite su funcionamiento mientras se está realizando y testeando el pozo. Además, el 25 procedimiento no contempla la funcionalidad durante la producción y operaciones de reparación. Por tanto, tal y como se esperaría, O‟Reilly falla en mostrar cualquier sistema o procedimiento para mejorar la seguridad del personal o proteger la inversión del operador durante la exploración y la producción. En resumen, la referencia de O‟Reilly ayuda únicamente en las 30 etapas iniciales de perforación de un pozo, y por tanto no se vería como una solución sistémica para establecer y mantener de forma segura una operación de producción y exploración en aguas profundas.

Otros operadores de alta mar han intentado resolver los problemas

asociados con la perforación en aguas profundas “elevando el suelo” de un pozo submarino de forma efectiva disponiendo una boca de pozo sumergida encima de una estructura rígida de entubado independiente que está tensada por medio de una cámara flotante llena de gas. Por lo general, este tipo de solución cabe dentro de la clase de sistemas elevadores autoportantes, puesto 5 que incluyen típicamente una serie de segmentos elevadores fijados en una estructura rígida tipo jaula con probabilidades de mantenerse fija o si no fallar en su conjunto como un sistema integrado. Por ejemplo, como puede verse en la Patente U.S. nº 6.196.322 B1 de Magnussen, Atlantis Deepwater Technology Holding Group ha desarrollado un sistema de lecho marino flotante artificial 10 (ABS), que básicamente se trata de una cámara de flotación llena de gas desplegada conjuntamente con uno o más segmentos de entubado dispuestos a una profundidad de entre 183 y 274 metros (600 y 900 pies) debajo de la superficie de un cuerpo de agua. Una vez que se ha instalado la boca del pozo del ABS con un dispositivo antierupción durante la perforación, o con una 15 tubería de producción durante la producción, el ABS imparte flotabilidad y tensión a un elemento de conexión inferior y a todos los entubados internos. El BOP y el elevador (durante la perforación) y la tubería de producción (durante la producción) se soportan por la fuerza de elevación de la cámara de flotación. La desviación de la boca del pozo se controla de manera razonable por medio 20 de una tensión vertical que resulta de la flotación del ABS.

...

Reivindicaciones

1. Un procedimiento para contener la liberación de un sistema elevador autoportante sumergido (4), que está anclado al fondo marino, cuyo sistema elevador (4) facilita la transferencia de fluidos y está dispuesto 5 bajo tensión flotante esencialmente continua, dicho procedimiento comprendiendo las etapas de:

disponer una pluralidad de elementos de anclaje (100-109) en una pluralidad de puntos predeterminados a lo largo de la longitud de 10 dicho sistema elevador (4); y

disponer una pluralidad de elementos de contención (201-209) en comunicación con dicha pluralidad de elementos de anclaje (100-109), de manera que en caso de fallo u

otra liberación no intencionada a lo largo de la longitud del sistema 15 elevador (4), la pluralidad de elementos de contención (201-209) previene que el sistema elevador (4) se suelte e impacte contra una unidad flotante asociada (1) o embarcación en la superficie del mar.

2. El procedimiento de la Reivindicación 1, en el que dicha etapa de 20 disposición de los elementos de anclaje comprende adicionalmente una etapa de disposición de uno o más elementos de anclaje (100) en comunicación con un elemento de flotación asociado (5).

3. El procedimiento de la Reivindicación 2, en el que dicha etapa de 25 disposición de los elementos de anclaje (100-109) comprende adicionalmente una etapa de disposición de uno o más elementos de anclaje sobre

a. por lo menos una superficie de dicho elemento de flotación (5); y/o 30

b. por lo menos una parte longitudinal de un segmento elevador superior (2) dispuesto encima de dicho elemento de flotación (5); y/o

c. sobre por lo menos una parte longitudinal (6) de un segmento elevador inferior (4) dispuesto debajo de dicho elemento de flotación

(5); y/o

d. sobre por lo menos una parte de un entubado de pozo (8) asociado; y/o

e. sobre por lo menos una parte de un fondo marino (9) asociado; y/o 5

f. sobre por lo menos una parte del fondo marino (9) dispuesta por debajo de la línea de lodo.

4. El procedimiento de la Reivindicación 1, en el que dicha etapa de disposición de una pluralidad de elementos de contención (201-209) 10 comprende adicionalmente una etapa de disposición de un elemento de contención

a. entre un primer punto predeterminado y un segundo punto predeterminado dispuestos a lo largo de una longitud del sistema 15 elevador (4); y/o

b. entre el elemento de flotación (5) y un punto predeterminado a lo largo de una longitud de dicho sistema; y/o

c. entre un punto predeterminado a lo largo de una longitud de dicho sistema elevador y una boca de pozo (7) dispuesta en comunicación 20 con dicho sistema elevador (4); y/o

d. entre un punto predeterminado a lo largo de una longitud de dicho sistema elevador (4) y un punto predeterminado dispuesto por debajo de una boca de pozo asociada a dicho sistema elevador (4); y/o 25

e. entre un punto predeterminado a lo largo de una longitud de dicho sistema elevador (4) y un punto predeterminado dispuesto por debajo de la línea de lodo del fondo marino.

5. El procedimiento de la Reivindicación 1, en el que dicha etapa de 30 disposición de una pluralidad de elementos de anclaje comprende adicionalmente una etapa de disposición de por lo menos un elemento de anclaje entre un primer punto predeterminado y un segundo punto predeterminado situados a lo largo de una o más longitudes de dicho

sistema elevador (4), en el que dicho primer punto predeterminado y dicho segundo punto predeterminado están dispuestos funcionalmente uno muy próximo al otro, constituyendo de esa manera una pareja de anclaje efectiva.

5

6. El procedimiento de la Reivindicación 5, en el que dicha etapa de disposición de una pluralidad de elementos de anclaje comprende adicionalmente una etapa de disposición de por lo menos un elemento de contención adicional entre dicho primer punto predeterminado y dicho segundo punto predeterminado de dicha pareja de anclaje. 10

7. Un sistema para contener la liberación de un sistema elevador autoportante sumergido (4), que está anclado al fondo marino, cuyo sistema elevador (4) facilita la transferencia de fluidos y está dispuesto bajo tensión flotante esencialmente continua, dicho sistema 15 comprendiendo:

una pluralidad de elementos de anclaje (100-109) dispuestos en una pluralidad de puntos predeterminados a lo largo de una longitud de dicho sistema elevador (4); y 20

una pluralidad de elementos de contención (201-209) dispuestos en comunicación con dicha pluralidad de elementos de anclaje (100-109).

8. El sistema de la Reivindicación 7, en el que dicho sistema comprende 25 adicionalmente uno o más elementos de anclaje (100-109) dispuestos en comunicación con un elemento de flotación asociado (5).

9. El sistema de la Reivindicación 8, en el que dicho sistema comprende adicionalmente uno o más elementos de anclaje (100-109) dispuestos 30

a. sobre por lo menos una superficie de dicho elemento de flotación (5); y/o

b. sobre por lo menos una parte longitudinal de un segmento

elevador superior (2) dispuesto por encima de dicho elemento de flotación (5); y/o

c. sobre por lo menos una parte longitudinal de un segmento elevador inferior (6) dispuesto por debajo de dicho elemento de flotación (5); y/o 5

d. sobre por lo menos una parte de un entubado de pozo (8) asociado; y/o

e. sobre por lo menos una parte de un fondo marino (9) asociado; y/o

f. sobre por lo menos una parte del fondo marino (9) dispuesta por 10 debajo de la línea de lodo.

10. El sistema de la Reivindicación 7, en el que dicho sistema comprende adicionalmente por lo menos un elemento de contención dispuesto

15

a. entre un primer punto predeterminado y un segundo punto predeterminado dispuestos a lo largo de una longitud del sistema elevador (4); y/o

b. entre el elemento de flotación (5) y un punto predeterminado a lo largo de una longitud de dicho sistema elevador (4); y/o 20

c. entre un punto predeterminado a lo largo de una longitud de dicho sistema elevador (4) y una boca de pozo (7) dispuesta en comunicación con dicho sistema; y/o

d. entre un punto predeterminado a lo largo de una longitud de dicho sistema elevador (4) y un punto predeterminado dispuesto por 25 debajo de una boca de pozo (7) asociada a dicho sistema; y/o

e. entre un punto predeterminado a lo largo de una longitud de dicho sistema elevador (4) y un punto predeterminado dispuesto por debajo de la línea de lodo del fondo marino.

30

11. El sistema de la Reivindicación 7, en el que dicho sistema comprende adicionalmente por lo menos un elemento de anclaje dispuesto entre un primer punto predeterminado y un segundo punto predeterminado situados a lo largo de una o más longitudes de dicho sistema elevador

(4), en el que dicho primer punto predeterminado y dicho segundo punto predeterminado están dispuestos funcionalmente uno muy próximo al otro, constituyendo de esa manera una pareja de anclaje efectiva.

12. El sistema de la Reivindicación 11, en el que dicho sistema comprende 5 adicionalmente por lo menos un elemento de contención adicional dispuesto entre dicho primer punto predeterminado y dicho segundo punto predeterminado de dicha pareja de anclaje.