Barrera anular y sistema de barrera anular.

Barrera anular (1) que comprende una parte tubular (5) para montaje como parte de una estructura tubular de pozo (3) en un pozo de sondeo,

comprendiendo la barrera anular un manguito expansible (6) que rodea la parte anular, estando fijado cada extremo (7) del manguito expansible en un medio de fijación (8) de una parte de conexión (9) en la parte tubular, y una válvula (13) para controlar el paso de fluido presurizado dentro de un espacio (12) entre el manguito expansible y la parte tubular, caracterizado por que la válvula es una valva de dos pasos.

Barrera anular y sistema de barrera anular

Campo de la invención La presente invención se refiere a una barrera anular que tiene una parte tubular para montaje como parte de la estructura tubular de pozo, comprendiendo, además, la barrera anular un manguito expansible que rodea la parte tubular, estando fijado cada extremo del manguito expansible por varios medios de fijación a la parte tubular. La invención se refiere, además, a un sistema anular para expandir una barrera anular en un anillo entre una estructura tubular de pozo y una pared interior de un pozo de sondeo o un taladro de fondo de pozo, por ejemplo para sellar el anillo.

Técnica anterior

En pozos de sondeo, se utilizan barreras anulares para diferentes propósitos tales como para proporcionar una barrera al flujo entre una estructura tubular interior y una estructura tubular exterior o una estructura tubular interior y una pared interior del pozo de sondeo. Las barreras anulares están montadas como parte de la estructura tubular del pozo. Una barrera anular tiene una pared interior rodeada por un manguito expansible anular. El manguito expansible está fabricado típicamente de un material elastomérico, pero puede estar fabricado de metal. El manguito está fijado en sus extremos a la pared interior de la barrera anular.

También se conoce un empaquetador inflable, tal como se conoce en los documentos US 6.325.144 y US 7.306.033, que se considera como la técnica anterior más próxima.

Con el fin de sellar una zona entre una estructura tubular interior y una zona tubular exterior o una estructura tubular de pozo y el pozo de sondeo, se utiliza una segunda barrera anular. La primera barrera anular está expandida en un lado de la zona a sellar y la segunda barrera anular está expandida en el otro lado de esa zona. De esta manera, la zona está sellada.

Una barrera anular, que tiene un manguito de metal expansible, se conoce a partir del documento US 6.640.893 B1. En su condición expandida, la pared interior de la barrera anular y el manguito expansible circundante forman una cámara. Cuando la cámara anular está instalada formando parte de la sección de la estructura tubular del pozo, la cámara está pre-llenada con cemento de endurecimiento a través de orificios en la pared interior de la barrera anular. Esto se realiza con el fin de fin de prevenir que el fluido que fluye dentro de la estructura tubular del pozo durante la producción entre en los orificios y de esta manera en las cámaras. El manguito se expande inyectando un segundo compuesto de cemento en la cámara a través de los orificios y expandiendo de esta manera el manguito rompiendo el cemento endurecido. Si la cámara ha sido llenada con fluido y no con cemento de endurecimiento, el segundo compuesto de cemento debería diluirse y de esta manera ser incapaz de endurecerse posteriormente. Con el fin de proporcionar el segundo compuesto de cemento con presión suficiente, se cierra la estructura tubular del pozo en el extremo más distante desde la superficie y se llena la estructura tubular del pozo con el segundo compuesto de cemento.

Cuando se monta la sección de estructura tubular del pozo, se pueden insertar barreras anulares a intervalos regulares. Algunas barreras se pueden utilizar para fijar o centrar la sección de la estructura tubular del pozo en el pozo de sondeo, mientras que otras esperan un uso posterior, tal como el sellado de una zona. El cemento prerelleno en las cámaras puede tener que esperar, por lo tanto, para expansión a riesgo de perder sus propiedades antes del uso.

Cuado las barreras anulares del documento US 6.640.893 B1 se utilizan para centrar o sellar una zona de producción, debe retirarse el segundo compuesto de cemento que llena la estructura tubular del pozo y, posteriormente, también el tapón. Éste es un procedimiento costoso que requiere varias etapas posteriormente a la etapa de expandir el manguito.

Además, el primer compuesto de cemento puede cerrar la abertura, de manera que la abertura debe limpiarse antes de inyectar el segundo compuesto de cemento. La abertura puede llenarse también con contaminantes o fragmentos comprendido en el fluido que circula en la estructura tubular del pozo durante la producción.

Sumario de la invención Un objeto de la presente invención es solucionar total o parcialmente las desventajas e inconvenientes anteriores de la técnica anterior. Más específicamente, un objeto es proporcionar un sistema de barrera anular mejorado que permite una expansión más fácil y más fiable de una barrera anular que en las soluciones de la técnica anterior.

Además, un objeto es proporcionar una barrera anular más fiable.

Los objetos anteriores, junto con numerosos otros objetos, ventajas y características, que serán evidentes a partir de la descripción siguiente, se consiguen por una solución de acuerdo con la presente invención por una barrera anular que comprende una parte tubular para montaje como parte de una estructura tubular de pozo en un pozo de sondeo, comprendiendo la barrera anular un manguito expansible que rodea la parte anular, estando fijado cada extremo del manguito expansible en un medio de fijación de una parte de conexión en la parte tubular, y una válvula para controlar el paso de fluido presurizado dentro de un espacio entre el manguito expansible y la parte tubular, caracterizado por que la válvula es una válvula de dos pasos.

La invención se refiere también a un sistema de barrera anular para expandir una barrera anular de acuerdo con la invención en un anillo entre una estructura tubular de pozo y una pared interior de un taladro de pozo de sondeo, caracterizado por que el sistema comprende:

-una herramienta para expandir el manguito expansible dejando pasar un fluido presurizado a través de un paso en la parte tubular dentro de un espacio entre el manguito expansible y la parte tubular.

En una forma de realización, el sistema de barrera anular puede comprender al menos dos barreras anulares posicionadas a una distancia entre sí a lo largo de la estructura tubular del pozo.

De acuerdo con la invención, las al menos dos barreras anulares pueden estar conectadas para comunicación de fluido a través de una conexión de fluido.

En una forma de realización, la conexión de fluido puede ser un tub9º que se extiende a lo largo de una extensión longitudinal del pozo de sondeo.

En otra forma de realización, la conexión de fluido puede ser un taladro dentro de la estructura tubular de pozo.

La herramienta puede tener medios para ajustar la válvula desde una posición a otra.

Además, la herramienta puede tener un dispositivo de aislamiento para aislar una primera sección entre una pared exterior de la herramienta y una pared interior de la estructura tubular del pozo fuera del paso de la parte tubular.

Cuando se aísla una sección fuera del paso de la parte tubular, no es necesario ya llenar toda la estructura tubular del pozo o tener un tapón adicional como en soluciones de la técnica anterior.

El dispositivo de aislamiento de la herramienta puede tener al menos un medio de sellado para sellar contra la pared interior de la estructura tubular del pozo sobre cada lado de la válvula con el fin de aislar la primera sección dentro de la estructura tubular del pozo.

Además, la herramienta puede tener medios de suministro de presión para tomar fluido desde el pozo de sondeo y para suministrar fluido presurizado a la primera sección. Los medios de suministro de presión pueden ser una herramienta de impacto.

Por lo tanto, el fluido que rodea la herramienta se puede utilizar para inyección en la primera sección.

En una forma de realización, la herramienta puede tener más que un dispositivo de aislamiento.

La ventaja de tener más que un dispositivo de aislamiento es que es posible expandir dos manguitos cada vez o medir en dos posiciones al mismo tiempo.

El suministro de fluido presurizado podría facilitarse también simplemente aplicando presión a la estructura tubular del pozo desde la superficie a través de un tubo de perforación o entubado en espiral.

Además, la herramienta puede tener medios para conexión al tubo de perforación o entubado en espiral, de manera que la herramienta utiliza el fluido presurizado desde el tubo de perforación o entubado en espiral.

Además, la herramienta puede tener otra herramienta para amarrar la herramienta dentro de la estructura tubular del pozo.

Adicionalmente, la herramienta puede tener medios para medir el flujo, temperatura, presión, densidad, acumulación de agua y/o expansión del manguito.

En una forma de realización, la herramienta puede... [Seguir leyendo]

1. Barrera anular (1) que comprende una parte tubular (5) para montaje como parte de una estructura tubular de pozo (3) en un pozo de sondeo, comprendiendo la barrera anular un manguito expansible (6) que rodea la parte anular, estando fijado cada extremo (7) del manguito expansible en un medio de fijación (8) de una parte de conexión (9) en la parte tubular, y una válvula (13) para controlar el paso de fluido presurizado dentro de un espacio (12) entre el manguito expansible y la parte tubular, caracterizado por que la válvula es una valva de dos pasos.

2. Barrera anular de acuerdo con la reivindicación 1, en la que la válvula está posicionada en al menos una de las partes de conexión.

3. Barrera anular de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en el que la válvula es una válvula de tres pasos para, en una primera posición, dejar pasar fluido dentro del espacio entre el manguito expansible y la parte tubular, en una segunda posición dejar pasar fluido entro del anillo entre la estructura tubular del pozo y el taladro de perforación y en una tercera posición detener el flujo de fluido.

4. Barrera anular de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en la que la válvula en una primera posición deja pasar el fluido dentro del espacio entre el manguito expansible y la parte tubular, en una segunda posición deja pasar el fluido dentro del anillo entre la estructura tubular del pozo y el taladro de perforación, en una tercera posición detiene el flujo de fluido, y en una cuarta posición deja que el fluido fluya entre el anillo y el espacio.

5. Barrera anular de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que al menos uno de los medios de fijación es deslizable con relación a la parte de conexión de la parte tubular o la barrera anular.

6. Barrera anular de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que al menos uno de los medios de fijación esta retenido fijamente en la parte de conexiono al menos uno de los medios de fijación es parte de la parte de conexión.

7. Sistema de barrera anular (100) para expandir una barrera anular (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5 en un anillo (2) entre una estructura tubular de pozo (3) y una pared interior (4) de un taladro de pozo de sondeo, caracterizado por que el sistema comprende:

-una herramienta (20) para expandir el manguito expansible dejando pasar un fluido presurizado a través de un paso (11, 21) en la parte tubular dentro de un espacio (12) entre el manguito expansible y la parte tubular.

8. Sistema de barrera anular de acuerdo con la reivindicación 7, en el que el sistema comprende al menos dos barreras anulares posicionadas a una distancia mutua a lo largo de la estructura tubular del pozo.

9. Sistema de barrera anular de acuerdo con la reivindicación 8, en el que las al menos dos barreras anulares están conectadas en comunicación de fluido a través de una conexión de fluido.

10. Sistema de barrera anular de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, en el que la herramienta tiene medios para ajustar la válvula desde una posición a otra.

11. Sistema de barrera anular de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 10, en el que la herramienta tiene un dispositivo de aislamiento (18) para aislar una primera sección (24) entre una pared exterior de la herramienta (30) y una pared interior de la estructura tubular del pozo (11) fuera del paso de la parte tubular.

12. Sistema de barrera anular de acuerdo con la reivindicación 11, en el que el dispositivo de aislamiento de la herramienta tiene al menos un medio de sellado (25) para sellar contra la pared interior de la estructura tubular del pozo sobre cada lado de la válvula con el fin de aislar la primera sección dentro de la estructura tubular del pozo.

13. Sistema de barrera anular de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 12, en el que la herramienta tiene medios de suministro de presión (27) para tomar fluido desde el taladro de perforación y para suministrar fluido presurizado a la primera sección.

14. Utilización de la barrera anular de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 en una estructura tubular del pozo para inserción en un taladro de perforación.

15. Herramienta (20) para expandir un manguito expansible dejando que un fluido presurizado pase a través de un paso (11, 21) en una parte tubular dentro de un espacio (12) entre el manguito expansible y la parte tubular en el sistema de barrera anular de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 13, en la que la herramienta tiene medios para ajustar la válvula desde una posición a otra, o la herramienta tiene un dispositivo de aislamiento (18) para aislar una primera sección (24) entre una pared exterior de la herramienta (30) y una pared interior de la estructura tubular del pozo (11) fuera del paso de la parte tubular, o la herramienta tiene un medio de suministro de presión (27) para introducir fluido desde el taladro de perforación y para suministrar fluido presurizado desde la primera sección. 16. Método de expansión para expandir una barrera anular de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 dentro de un taladro de perforación que comprende un fluido de pozo que tiene una presión, comprendiendo el método las siguientes etapas:

-colocar una herramienta fuera del paso de la parte tubular de la barrera anular, -aislar el paso por medio del dispositivo de aislamiento de la herramienta, e -incrementar la presión del fluido del pozo dentro del dispositivo de aislamiento con el fin de expandir el

manguito de la barrera anular.

o las etapas de:

- colocar una herramienta fuera del paso de la parte tubular de la barrera anular, y

-abrir la válvula en la parte de conexión de la barrera anular de manera que se deja que un fluido presurizado en el entubado en espiral, en una cámara en la herramienta, o en una sección aislada entre la pared exterior de la herramienta y una pared interior de la estructura tubular del pozo, pase al espacio entre la parte tubular y el manguito expansible de la barrera anular con el fin de que se expanda el manguito.

17. Método de producción para la producción de petróleo o el fluido similar a través de una estructura tubular de pozo que tiene una zona de producción (29) , en la que la estructura tubular del pozo tiene perforaciones, una pantalla o similar y al menos dos barreras anulares de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, que comprende las siguientes etapas:

-expandir una primera barrera anular (31) en un lado de la zona de producción de la estructura de tubular 20 del pozo,

-expandir una segunda barrera anular (41) en otro lado de la zona de producción de la estructura tubular del pozo, y

-dejar que fluya fluido dentro de la estructura tubular del pozo a través de la zona de producción.