BR102012029292B1

BR102012029292B1 - métodos de cimentar uma coluna tubular em um poço, em um poço submarino e em um poço que se estende de uma cabeça de poço

Info

Publication number: BR102012029292B1
Application number: BR102012029292-0A
Authority: BR
Inventors: Don M. Hannegan; Cesar Pena; David Pavel; Michael Brian Grayson; Said Boutalbi; Todd Douglas Cooper; Timothy P. Dunn; Frank Zamora Jr
Original assignee: Weatherford Technology Holdings, Llc
Priority date: 2011-11-16
Filing date: 2012-11-16
Publication date: 2020-12-15
Also published as: AU2012254933A1; AU2012254933B2; EP3505720A2; EP3505720B1; DK2594731T3; US20160145995A1; BR102012029292A2; EP2594731B1; EP3748119A2; DK3505720T3; US9951600B2; EP2594731A2; BR102012029292A8; US20130118752A1; EP3748119B1; EP3748119A3; US9249646B2; EP2594731A3; CA2876482C; CA2795818C

Abstract

CIMENTAÇÃO DE PRESSÃO CONTROLADA. A presente invenção refere-se a um método de cimentar uma coluna tubular em um poço que inclui: posicionar a coluna tubular no poço, bombear a pasta de cimento para a coluna tubular, lançar um tampão de cimento depois do bombeamento da pasta de cimento, impelir o tampão de cimento através da coluna tubular, bombeando assim a pasta de cimento através da coluna tubular e para uma coroa anular formada entre a coluna tubular e o poço; e controlar o fluxo de fluido deslocado do poço pela pasta de cimento para controlar a pressão da coroa anular.

Description

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Concretizações da presente invenção referem-se, em geral, à cimentação de pressão controlada.

DESCRIÇÃO DA TÉCNICA RELACIONADA

Em operações de construção e de completação de poços, um poço é formado para acessar formações contendo hidrocarbonetos (por exemplo, óleo cru e/ou gás natural) com o uso de perfuração. A perfuração é realizada utilizando uma broca que é montada na extremidade de uma coluna de perfuração. Para perfurar dentro do poço até uma profundidade predeterminada, a coluna de perfuração é geralmente girada por uma unidade superior ou mesa rotativa em uma plataforma ou equipamento de superfície, e/ou por um motor de fundo de poço montado na direção da extremidade inferior da coluna de perfuração. Depois da perfuração até uma profundidade predeterminada, a coluna de perfuração e a broca são removidas e uma seção do revestimento é abaixada no poço. Uma coroa anular é assim formada entre a coluna de revestimento e a formação. A coluna de revestimento é suspensa a partir da cabeça do poço. Uma operação de cimentação é então conduzida a fim de encher a coroa anular com cimento. A coluna de revestimentoé cimentada no poço com a circulação do cimento para a coroa anular definida entre a parede externa do revestimento e o furo de sondagem. A combinação de cimento e de revestimento reforça o poço e facilita o isolamento de certas áreas da formação atrás do revestimento para a produção de hidrocarbonetos.

Uma vez que o revestimento inicial ou de superfície tenha sido cimentado, o poço poderá ser estendido e outra coluna de revestimento ou de camisa poderá ser cimentado no poço. Este processo pode ser repetido até que o poço intersecte a formação. Uma vez que a formação tenha sido produzida e esgotada, os tampões de cimento poderão ser usados para abandonar o poço. Se o poço for exploratório, poderão ser executados testes, podendo então o poço ser abandonado.

Nem todos os poços que são perfurados e as colunas de revestimento cimentadas no lugar durante a operação do poço são problemáticos. Contrariamente, a cimentação primária de poços problemáticos se mostrou historicamente de ineficiente a não obtenível pela manipulação das variáveis tradicionais. O que pode ser registrado atualmente para efetivamente medir o sucesso ou o fracasso de um cimentação primária não é adequado para cimentar poços problemáticos. O entendimento dos objetivos de uma cimen- tação primária, podendo a cimentação primária ser executada e os resultados adequadamente interpretados, tem sido basicamente o critério de um sucesso ou um fracasso. Seja o sucesso um teste de fuga de corrente, um tampão de desvio de furo aberto, isolamento de uma zona de interesse contendo hidrocarboneto, ou uma zona de água doce que tem que ser hidráulica ou mecanicamente isolada e protegida, as ferramentas e os métodos que os operadores e as companhias de serviço empregam atualmente que podem ser controlados e monitorados nem sempre são suficientes para prover os resultados nem esperados nem desejados.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Concretizações da presente invenção referem-se, de modo geral,à cimentação de pressão controlada. Em uma concretização, um método de cimentar uma coluna tubular em um poço inclui posicionar a coluna tubular no poço, bombear a pasta de cimento na coluna tubular, lançar um tampão de cimento depois do bombeamento da pasta de cimento, impelir o tampão de cimento através da coluna tubular, bombeando assim a pasta de ci-mentoatravés da coluna tubular e para uma coroa anular formada entre a coluna tubular e o poço, e controlar o fluxo de fluido deslocado do poço pela pasta de cimento para controlar a pressão da coroa anular.

Em outra concretização, um método de cimentar uma coluna tubular em um poço inclui posicionar a coluna tubular no poço, a coluna tubular incluindo um ou mais sensores de cimento, bombear a pasta de cimento na coluna tubular, lançar um tampão de cimento depois do bombeamento da pasta de cimento, impedir o tampão de cimento através da coluna tubular, bombeando assim a pasta de cimento através da coluna tubular e para uma coroa anular formada entre a coluna tubular e o poço, e analisar os dados dos sensores de cimento durante a cura da pasta de cimento.

Em outra concretização, um método de cimentar uma coluna tubular em um poço submarino inclui posicionar a coluna tubular no poço submarino, bombear pasta de cimento na coluna tubular, lançar um tampão de cimento depois do bombeamento da pasta de cimento, impelir o tampão de cimento através da coluna tubular usando um fluido chase (também conhecido como deslocamento), bombeando assim a pasta de cimento através da coluna tubular e para uma coroa anular formada entre a coluna tubular e o poço, medir uma taxa de fluxo do fluido chase, e medir uma taxa de fluxo de fluido deslocado do poço com o desvio do fluido deslocado de um furo de uma montagem de controle de pressão conectada a uma cabeça de poço submarina do poço submarino através de um medidor de fluxo submarino da montagem de controle de pressão.

Em outra concretização, um método para perfurar um poço inclui perfurar o poço com a injeção de fluido de perfuração em um topo de uma coluna de perfuração disposta no poço em uma primeira taxa de fluxo e girar uma broca. O fluido de perfuração sai da broca e conduz cascalhos da broca. Os cascalhos e o fluido de perfuração (retornos) fluem da broca através de uma coroa anular definida entre a coluna tubular e o poço. Uma vedação de um dispositivo de controle rotativo é engatada com a coluna de perfuração e desvia os retornos para uma saída do dispositivo de controle rotativo. O método adicionalmente inclui, enquanto da perfuração do poço, estrangular o fluxo de retornos de tal modo que uma pressão de fundo de poço corresponda a uma pressão alvo, onde a pressão alvo é maior ou igual a uma pressão de poro e menor do que uma pressão de fratura de uma formação exposta adjacente ao poço, aumentar o estrangulamento dos retornos de tal modo que a pressão de fundo de poço corresponda a uma pressão esperada durante a cimentação da formação exposta, e, enquanto do aumento do estrangulamento de retornos, medir a primeira taxa de fluxo, medir uma taxa de fluxo dos retornos, e comparar a taxa de fluxo de retornos à primeira taxa de fluxo para assegurar a integridade da formação exposta.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Para que a maneira na qual as características da presente invenção mencionadas acima possam ser entendidas em detalhes, uma descrição mais específica da invenção, brevemente resumida acima, poderá ser conseguida com referência às concretizações, algumas das quais são ilustradas nos desenhos anexos. Deve ser notado, contudo, que os desenhos anexos ilustram apenas concretizações típicas desta invenção e não devem, portanto, ser considerados limitativos de seu escopo, para que a invenção possa ser admitida a outras concretizações igualmente efetivas.

A figura 1 ilustra um sistema de perfuração terrestre em um modo de cimentação de revestimento, de acordo com uma concretização da presente invenção.

As figuras 2A-2G ilustram uma operação de cimentação de revestimento executada usando o sistema de perfuração.

A figura 3A ilustra a operação de um controlador lógico programável(PLC) do sistema de perfuração durante a operação de cimentação de revestimento. A figura 3B ilustra o monitoramento da operação de cimenta- ção. A figura 3C ilustra a detecção de influxo de formação durante a cimen- tação. A figura 3D ilustra a detecção de perda de cimento durante a cimen- tação. A figura 3E ilustra o monitoramento de cura da pasta de cimento e a aplicação de uma quantidade benéfica de contrapressão sobre a coroa anular. A figura 3F ilustra a detecção de influxo de formação durante a cura. A figura 3G ilustra a detecção de perda de cimento durante a cura.

As figuras 4A e 4B ilustram uma porção do sistema de perfuração em um modo de cimentação de camisa, de acordo com outra concretização da presente invenção. A figura 4C ilustra a operação de sensores de cimento.

As figuras 5A-5F ilustram uma operação de cimentação de camisa executada usando o sistema de perfuração.

A figura 6 ilustra a operação do PLC durante a operação de ci- mentação de camisa.

As figuras 7A-C ilustram um sistema de perfuração offshore em um modo de perfuração, de acordo com outra concretização da presente invenção. A figura 7D ilustra um teste de integridade de formação dinâmica executado usando o sistema de perfuração. As figuras 7E e 7F ilustram o monitoramento de cura de cimento de uma operação de cimentação de revestimento submarino conduzida usando o sistema de perfuração.

A figura 8A ilustra o monitoramento de cura de cimento de uma operação de cimentação de revestimento submarino conduzida usando um segundo sistema de perfuração offshore, de acordo com outra concretização da presente invenção. As figuras 8B e 8C ilustram uma operação de cimen- tação de revestimento submarino conduzida usando um terceiro sistema de perfuração offshore, de acordo com outra concretização da presente invenção.

As figuras 9A e 9B ilustra o monitoramento da cura de cimento de uma operação de cimentação de revestimento submarino conduzida usando um quarto sistema de perfuração offshore, de acordo com outra concretização da presente invenção. As figuras 9C e 9E ilustram um sub de sensor de cimento sem fio de uma coluna de revestimento interna alternativa que é cimentada. A figura 9D ilustra uma etiqueta de identificação de radio-frequência (RFID) para comunicação com o sub de sensor. A figura 9F ilustra o sistema de manipulação de fluido do sistema de perfuração.

As figuras 10A-10C ilustram uma operação de cimentação corretiva que é executada usando uma coluna de revestimento alternativa, de acordo com outra concretização da presente invenção.

As figuras 11A-11C ilustram uma operação de compressão corretiva que é executada usando a coluna de revestimento alternativa, de acordo com outra concretização da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA

A figura 1 ilustra um sistema de perfuração terrestre 1 em um modo de cimentação de revestimento, de acordo com uma concretização da presente invenção. O sistema de perfuração 1 pode incluir um equipamento de perfuração 1r, um sistema de manipulação de fluido 1f, e uma montagem de controle de pressão (PCA) 1p. O equipamento de perfuração 1r pode incluir uma torre 2 apresentando um piso de equipamento 4 em sua extremidade inferior apresentando uma abertura 6 através da qual um adaptador de revestimento 7 se estende descendentemente para a PCA 1p. O PCS 1p pode ser conectada a uma cabeça de poço 21. A cabeça de poço 21 pode ser montada em uma coluna de revestimento externa 101 que foi desdobrada em um poço 100 perfurado a partir de uma superfície 104s da terra e cimentada 102 no poço. O adaptador de revestimento 7 pode incluir uma cabeça de vedação (não mostrada) para engatar uma coluna de revestimento interna 105 que foi desdobrada no poço 100 e que está pronta para ser ci-mentada no lugar. O adaptador de revestimento 7 pode ser também conectado a uma cabeça de cimentação 10. A cabeça de cimentação 10 pode ser também conectada a uma válvula Kelly 11 por meio de um carretel 17. A válvula Kelly 11 pode ser conectada a um eixo oco de uma unidade superior 12. A unidade superior 12 pode incluir um motor para girar uma coluna de perfuração. O motor da unidade superior pode ser elétrico ou hidráulico. Um alojamento da unidade superior 12 pode ser acoplado a um trilho (não mostrado) da torre 2 para impedir a rotação do alojamento da unidade superior durante a rotação da coluna de perfuração e permitir o movimento vertical da unidade superior com uma catarina 13. Um alojamento da unidade superior 12 pode ser suspenso da torre 2 pela catarina 13. A catarina 13 pode ser sustentada por cabo de aço 14 conectado em sua extremidade superior a um bloco de coroamento 15. O cabo de aço 14 pode ser tecido através de roldanas dos blocos 13, 15 e se estende para o guincho 16 para enrolamento do mesmo, levantando ou abaixando assim a catarina 13 com relação à torre 2.

Alternativamente, o poço pode ser submarino apresentando uma cabeça de poço localizada adjacente à linha d'água e o equipamento de perfuração pode ser localizado em uma plataforma adjacente à cabeça de poço. Alternativamente, um Kelly e uma mesa rotativa (não mostradas) podem ser usados no lugar da unidade superior.

A cabeça de cimentação 10 pode incluir um ou mais lançadores de tampão 8u,b, e um coletor 18. O coletor de cimentação 18 pode incluir um tronco e uma ou mais ramificações, tais como três. Cada ramificação pode incluir uma válvula de corte 9u,m,b, para prover a comunicação de fluido seletiva entre o tronco do coletor e os lançadores 8u,b. Cada lançador 8u,b pode incluir um recipiente para alojar um respectivo tampão de cimentação, tal como limpador 125u,b (figuras 2B e 2C), e engate ou válvula retentora operável para seletivamente reter o respectivo limpador no lançador. Uma ramificação inferior apresentando a válvula 9b pode conectar o tronco do coletor diretamente ao adaptador de revestimento 7, desviando assim os lançadores 8u,b. Uma ramificação intermediária apresentando a válvula 9m pode conectar o tronco entre os lançadores 8u,b para posicionar um limpador inferior 125. Uma ramificação superior apresentando a válvula 9u pode conectar o tronco acima de um lançador superior 8u para posicionar um limpador superior 125u.

A PCA 1p pode incluir um sistema de segurança contra estouros (BOP) 20, um dispositivo de controle rotativo (RCD) 22, e uma válvula de estrangulamento variável 23. Um alojamento do BOP 20 pode ser conectado à cabeça de poço 21, tal como por meio de uma conexão provida de flanges. O alojamento BOP pode ser também conectado a um alojamento do RCD 22, tal como por meio de uma conexão provida de flange. O RCD 22 pode incluir uma vedação extraível e o alojamento. Avedação extraível pode ser sustentada para rotação com relação ao alojamento por meio de mancais. A interface de vedação extraível-alojamento pode ser isolada por vedações. A vedação extraível pode formar um ajuste forçado com uma superfície externa do adaptador de revestimento 7 e ser direcional para aumento pela pressão do poço. Alternativamente, a vedação extraível pode ser uma bexiga inflável ou uma montagem obturadora lubrificada. Alternativamente, um obturador ou BOP pode ser usado no lugar do RCD.

O estrangulamento 23 pode ser conectado a um orifício de saída 21o (figura 3B) da cabeça de poço 21. O estrangulamento 23 pode ser fortalecido para operar em um ambiente onde o fluido de retorno pode incluir só- lidos, tais como cascalhos. O estrangulamento 23 pode incluir um atuador hidráulico operado por um controlador lógico programável (PLC) 25 via uma unidade de força hidráulica (HPU) (não mostrada) para manter a contrapres- são (figura 3A) na cabeça de poço 21. Alternativamente, o atuador de estrangulamento pode ser elétrico ou pneumático.

O coluna de revestimento externa 101 pode se estender até uma profundidade adjacente a um fundo de uma formação superior 104u e a coluna de revestimento interna 105 pode se estender para uma porção do poço 100 que atravessa uma formação inferior 104b. A formação superior 104u pode ser não produtiva e a formação inferior 104 pode ser um reservatório contendo hidrocarboneto. Alternativamente, a formação inferior 104b pode ser ambientalmente sensível, tal como um aquífero, ou instável. A coluna de revestimento interna 105 pode incluir uma pluralidade de juntas de revestimento 106 conectadas entre si, tal como por meio de conexões roscadas, um ou mais centralizadores 107 espaçados ao longo das juntas de revestimento em intervalos regulares, um colar de flutuação 108, uma sapata de guia 109, e um suspensor de revestimento 24. Cada junta de revestimento 106 pode ser formada de um metal ou liga, tal como aço ou aço inoxidável. Os centralizadores 107 podem ser fixos ou sustentados por mola. Os centralizadores 107 podem engatar uma superfície interna do revestimento externo 101 e/ou do poço 100. Os centralizados 107 podem ser operados para centralizar o revestimento interno 105 no poço 100.

A sapata 109 pode ser disposta na extremidade inferior da coluna de revestimento 105 e apresentar um furo formado através da.mesma. A sapata 109 pode ser convexa para guiar a coluna de revestimento 105 na direção do centro do poço 100. A sapata 109 pode minimizar os problemas associados com camadas de rocha impactantes ou solapamentos no poço 100 na medida em que a coluna de revestimento 105 é abaixada no poço. Uma porção externa da sapata 109 pode ser formada a partir de um material de revestimento, discutido acima. Uma porção interna da sapata 109 poderá ser formada de um material perfurável, tal como cimento, ferro fundido, metal ou liga não ferrosa, ou polímero, de modo que a porção interna possa ser perfurada, se o poço 100 for adicionalmente perfurado. O colar de flutuação 108 pode incluir uma válvula de retenção para seletivamente vedar o furo de sapata. A válvula de retenção pode ser operável para permitir o fluxo de fluido do furo de revestimento para o poço 100 e impedir o fluxo inverso do poço para o furo de revestimento.

O sistema de fluido 1f pode incluir uma ou mais bombas 30a,m,c, um reservatório de fluido de perfuração, tal como um cova 31 ou um tanque, um carretel de desgaseificação (não mostrado, vide carretel de desgaseificação 230 na figura 7A), um separador de sólidos, tal como uma peneira de lama 33, um ou mais medidores de fluxo 34a,m,c,r e um ou mais sensores de pressão 35a,m,c,r. Cada sensor de pressão 35a,m.c.r pode estar em comunicação de dados com o PLC 25. O sensor de pressão 35r pode ser conectado entre o estrangulamento 23 e o orifício de saída 21o e pode ser operável para monitorar a pressão do poço. O sensor de pressão 35a pode ser conectado entre uma bomba de coroa anular 30a e o orifício de entrada 21i da cabeça de poço 21 e pode ser operável para monitorar uma pressão de descarga da bomba de coroa anular. O sensor de pressão 35m pode ser conectado entre uma bomba de lama 30m e um tubo bengala (não mostrado) conectado a uma entrada da unidade superior 12 e pode ser ope- rável para monitorar a pressão de tubo bengala. O sensor de pressão 35c pode ser conectado entre uma bomba de cimento 30c e o coletor de cimen- tação 18 e pode ser operável para monitorar a pressão do coletor.

Os medidores de fluxo dos retornos 34r e de cimento 34c podem ser, cada qual, um medidor de fluxo de massa, tal como um medidor de fluxo Coriolis, e podem, cada qual, estar em comunicação de dados com o PLC 25. O medidor de fluxo de cimento 35c pode ser conectado entre a bomba de cimento 30c e o coletor de cimentação 18 e pode ser operável para monitorar uma taxa de fluxo da bomba de cimentação. O medidor de fluxo de retornos 34r pode ser conectado entre o estrangulamento 23 e a peneira de lama 33 e pode ser operável para monitorar uma taxa de fluxo de fluido de retorno. Os medidores de fluxo do suprimento 34m e da coroa anular 34a podem, cada qual, ser um medidor de fluxo volumétrico, tal como um medi- dor de fluxo Venturi e podem, cada qual, estar em comunicação de dados com o PLC 25. O medidor de fluxo de coroa anular 34a pode ser conectado entre a bomba de coroa anular 30a e o orifício de entrada 21i e pode ser operável para monitorar uma taxa de fluxo da bomba de coroa anular. O PLC 25 pode receber uma medição de densidade do fluido indicador 130i (figura 3E) de um misturador de fluido indicador (não mostrado) para determinar uma taxa de fluxo de massa do fluido indicador da medição volumétrica do medidor de fluxo de suprimento 34d. O medidor de fluxo de suprimento 35m pode ser conectado entre uma bomba de lama 30m e o tubo bengala e pode ser operável para monitorar uma taxa de fluxo de bomba de lama. O PLC 25 pode receber uma medição de densidade do fluido de perfuração 130m (figura 2A) de um misturador de lama (não mostrado) para determinar uma taxa de fluxo de massa do fluido de perfuração da medição volumétrica do medidor de fluxo de suprimento 34d.

Alternativamente, um contador de cursos (não mostrado) pode ser usado para monitorar uma taxa de fluxo de cada bomba 30a,m.c em vez dos respectivos medidores de fluxo. Alternativamente, os medidores de fluxo de coroa anular 34a e/ou do suprimento 34m podem ser medidores de fluxo de massa. Alternativamente, o medidor de fluxo de cimento 34c pode ser um medidor de fluxo volumétrico.

No modo de perfuração (não mostrado, vide figura 7A), tal como para estender o poço 100 de uma sapata de revestimento 101 até uma profundidade para posicionar o revestimento 105, a bomba de lama 30m pode bombear o fluido de perfuração 130m a partir da cova 31, através do tubo bengala e de uma mangueira Kelly para o unidade superior 12. O fluido de perfuração 130m pode incluir um líquido de base. O líquido de base pode ser óleo refinado, água, salmoura, ou uma emulsão de água/óleo. O fluido de perfuração 130m pode adicionalmente incluir sólidos dissolvidos ou suspensos no líquido de base, tal como argila organofílica, lignita, e/ou asfalto, formando assim uma lama. Alternativamente, o fluido de perfuração 130m pode adicionalmente incluir um gás, tal como nitrogênio diatômico misturado com o líquido de base, formando assim uma mistura de duas fases. Se o fluido de perfuração 130m for de duas fases, o sistema de perfuração 1 poderá adicionalmente incluir uma unidade de produção de nitrogênio (não mostrada) operável para produzir nitrogênio comercialmente puro proveniente do ar.O fluido de perfuração 130m pode fluir do tubo bengala e para uma coluna de perfuração (não mostrada, vide coluna de perfuração 207 nas figuras 7A-7C) por meio da unidade superior 12. O fluido de perfuração 130m pode ser bombeado através da coluna de perfuração e sair de uma broca, onde o fluido pode circular os cascalhos longe da broca e retornar os cascalhos para uma coroa anular formada entre uma superfície interna do revestimento 101 ou poço 100 e uma superfície externa da coluna de perfuração. Os retornos (fluido de perfuração mais cascalhos) podem fluir para a coroa anular para a cabeça de poço 21 e serem desviados pelo RCD 22 para a saída de cabeça de poço 21o. Os retornos podem continuar através do estrangulamento 23 e do medidor de fluxo 34r. Os retornos podem fluir então para a peneira de lama 33 e serem processados para assim remover os cascalhos, completando assim um ciclo. Na medida em que o fluido de perfuração 130m e os retornos circulam, a coluna de perfuração pode ser girada pela unidade superior 12 e abaixada pela catarina 13, estendendo assim o poço 100 para a formação inferior 104b.

Durante a perfuração, o PLC 25 pode executar um equilíbrio de massa entre o fluido de perfuração 130m e os retornos para monitorar o fluido de formação que entra na coroa anular ou o fluido de perfuração que entra na formação usando os medidores de fluxo 34m,r. O PLC 25 pode então comparar as medições para detectar o ingresso do fluido de formação ou o egresso do fluido de perfuração pode ter uma ação corretiva com o ajuste do estrangulamento 23 (certo ingresso pode ser tolerado para a perfuração su- bequilibrada).

Uma vez que o poço 100 tenha sido perfurado até uma profundidade suficiente para acomodar o revestimento externo 105, a coluna de perfuração poderá ser recuperada na superfície 104s. O revestimento externo 105 pode ser montado ou desdobrado no poço 100. Alternativamente, o revestimento 105 pode ser perfurado no poço em vez de usar a cabeça de po- ço. Uma vez que o revestimento 105 tenha sido desdobrado no poço 100 e o suspensor de revestimento 24 colocado na cabeça de poço 21, o adaptador de revestimento 7 poderá ser engatado com o suspensor de revestimento 24. A cabeça de cimentação 10 pode ser conectada ao adaptador de revestimento e à unidade superior 12. Um misturador de cimento, tal como um misturador recirculante 36, uma bomba de cimento 30c, e um conduto de cimentação podem ser conectados ao tronco do coletor.

As figuras 2A-2G ilustram uma operação de cimentação de revestimento executada usando o sistema de perfuração 1. Um fluido de condicionamento 130w pode ser circulado pela bomba de cimento 30c através da válvula do coletor inferior 9b. O condicionador 130w pode nivelar o fluido de perfuração 130m do poço 100, os cascalhos de lavagem e/ou o bolo de lama do poço, e/ou ajustar o pH no poço para bombear pasta de cimento 130c. A válvula de coletor inferior 9b pode ser então fechada. O limpador inferior 125b pode ser liberado do lançador inferior 8b e a válvula do coletor intermediária 9m pode ser aberta. A pasta de cimento 130c pode ser bombeada do misturador 36 para a válvula de coletor intermediária 9m pela bomba de cimento 30c, impelindo assim o limpador inferior 125b para um furo do revestimento 105. Na medida em que o limpador inferior 125b é aci-onadoatravés do furo de revestimento, o limpador inferior poderá deslocar o condicionador 130w do furo de revestimento para uma coroa anular 110 formada entre uma superfície externa do revestimento 105 e uma superfície interna do poço 100 (ou o revestimento existente 101). O limpador inferior 125b pode também proteger a pasta de cimento 130c da diluição pelo condicionador 130w.

Uma vez que a quantidade desejada de pasta de cimento 130c tenha sido bombeada, e a válvula do coletor intermediária 9b possa ser fechada, o limpador superior 125u poderá ser liberado do lançador superior 8u, e a válvula do coletor superior 9u poderá ser aberta. O fluido de deslocamento(também conhecido como chase) 130d pode ser bombeado da cova de lama 31 para a válvula do coletor superior 9u pela bomba de cimento 30c, impelindo assim o limpador superior 130u para o furo de revestimento.

O fluido de deslocamento 130 pode ter uma densidade menor ou substancialmente menor do que a pasta de cimento 130c, de modo que o revestimento 105 fique em compressão durante a cura da pasta de cimento. O fluido de deslocamento 130d pode ser fluido de perfuração.

O bombeamento do fluido de deslocamento 130d pela bomba de cimento 30c pode continuar até que cimento residual no conduto de descarga de cimento tenha sido purgado. O bombeamento do fluido de deslocamento 130d pode ser então transferido para a bomba de lama 30m com o fechamento da válvula do coletor superior 9u e com a abertura da válvula Kelly 11. Na medida em que o limpador superior 125u é acionado através do furo de revestimento, o limpador inferior 125b poderá ser colocado sobre o colar de flutuação 108. O bombeamento continuado do fluido de deslocamento 130d pode exercer pressão sobre o limpador inferior 125b até que um diafragma do mesmo se rompa. A ruptura do diafragma pode abrir uma passagem de fluxo através do limpador inferior 125b e a pasta de cimento 130c pode fluir através da passagem e da válvula de flutuação e para a coroa anular 110. O bombeamento do fluido de deslocamento 130d pode continuar até que o limpador superior 130u seja colocado no limpador inferior 130b. A colocação do limpador superior 130u pode aumentar a pressão no furo de revestimento e ser detectada pelo PLC 25 que monitora a pressão de tubo bengala. Uma vez que a colocação tenha sido detectada, o bombeamento do fluido de deslocamento 130d poderá ser detido e a pressão no furo de revestimento poderá ser sangrada. A válvula de flutuação pode ser fechada, impedindo assim que a pasta de cimento 130c flua de volta para o furo de revestimento acima do colar de flutuação 108 (também conhecido como tubos U).

Alternativamente, em vez de colocar o suspensor de revestimento 24 na cabeça de poço 21 antes da operação de cimentação, a unidade superior 12 pode suspender o revestimento 105 de modo que o suspensor esteja acima da cabeça de poço, de forma que o revestimento possa ser alternado pelo guincho 16 e/ou girado pela unidade superior durante a operação de cimentação. Nesta alternativa, o coletor 18 pode incluir um conduto flexível para acomodar o movimento alternado e/ou a cabeça de cimentação 10 pode incluir uma ou mais cabeças de injeção de cimentação para acomodar a rotação. Alternativamente, o fluido espaçador (não mostrado) pode ser bombeado entre a pasta de cimento 130c e o limpador inferior 125b.

A figura 3A ilustra a operação do PLC 25 durante a operação de cimentação de revestimento. A figura 3B ilustra o monitoramento da operação de cimentação. A figura 3C ilustra a detecção de influxo de formação durante a cimentação. A figura 3D ilustra a detecção de perda de cimento durante a cimentação.

O PLC 25 pode ser programado para operar o estrangulamento 23, de modo que uma pressão de fundo de poço alvo (BHP) seja mantida na coroa anular 110 durante a operação de cimentação. A BHP alvo pode ser selecionada para estar dentro de uma janela definida como maior ou igual a uma pressão limite mínima, tal como pressão de poro, de formação inferior 104b e menor ou igual a uma pressão limite máxima, tal como pressão de fratura, da formação inferior, tal como uma média das BHPs do poro e da fratura. Alternativamente, o limite mínimo pode ser pressão de estabilidade e/ou o limite máximo pode ser pressão de fuga. Alternativamente, os gradientes de pressão limite podem ser usados em vez de pressões e os gradientes podem estar em outras profundidades ao longo da formação inferior 104b além da profundidade total, tal como a profundidade do gradiente de poro máximo e a profundidade do gradiente de fratura mínimo. Alternativa-mente, o PLC 25 pode ser livre para variar a BHP dentro da janela durante a operação de cimentação.

Durante a operação de cimentação, o PLC 25 pode executar uma simulação em tempo real da operação de cimentação a fim de prever a efetiva BHP dos dados medidos, tal como a pressão do coletor do sensor 35c, a taxa de fluxo de bomba de cimento do medidor de fluxo 34c, a pressão de cabeça de poço do sensor 35r, e a taxa de fluxo de retornos do medidor de fluxo 34r. O PLC pode então comparar a BHP prevista à BHP alvo e ajustar o estrangulamento de acordo. Nos estágios iniciais da operação de cimentação (figuras 2A-2C), a coroa anular 110 pode ser enchida com o condicionador 130w apresentando uma densidade de circulação equivalente (ECD) Wd (densidade estática mais arrasto por atrito dinâmico). O condicionador ECD Wd pode ser menor ou substancialmente menor do que uma ECD Cd do cimento 130. O condicionador ECD Wd pode ser também insuficiente para manter a BHP alvo sem a adição da contrapressão do estrangulamento 23.

Uma densidade estática Cs do cimento 130c pode ser selecionada para exercer uma BHP correspondendo à BHP alvo na conclusão da operação de cimentação. Na medida em que o cimento flui para a coroa anular 110 (figura 2E), a efetiva BHP pode começar a ser influenciada pela ECD Cd do cimento (também conhecido como efeito de gradiente duplo). O PLC 25 pode prever o efeito de gradiente duplo na BHP prevista e reduzir a contra- pressão de acordo com o relaxamento do estrangulamento 23. O PLC 25 pode continuar a relaxar o estrangulamento 23 na medida em que um nível CL de cimento na coroa anular 110 aumenta e a influência do cimento ECD Cd na BHP aumenta para manter paridade da BHP verdadeira/prevista com a BHP alvo.

O PLC 25 pode também executar um equilíbrio de massa durante a operação de cimentação. Embora as figuras 3B-3D ilustrem o PLC 25 executando o equilíbrio de massa durante o deslocamento da pasta de cimento 130c para a coroa anular 110, o PLC pode também executar o equilíbrio de massa durante o resto da operação de cimentação, tal como durante o condicionamento e a impulsão do limpador inferior 125b com o bombea- mento da pasta de cimento. Na medida em que o propulsor (fluido de deslocamento 130d mostrado) está sendo bombeado para o poço 100 pela bomba de lama 30m (ou bomba de cimento 30c) e o fluido de retorno (condicionador 130w mostrado) está sendo recebido pela saída da cabeça de poço 21o, o PLC 25 pode comparar a taxa de fluxo de massa de propulsor à taxa de fluxo de fluido de retorno (isto é, a taxa de propulsor menos a taxa de fluido de retorno) usando os medidores de fluxo 34m,r (ou 34c,r).

O PLC 25 pode usar o equilíbrio de massa para monitorar a formação de fluido 130f que entra na coroa anular 110 (figura 3C) ou pasta de cimento 130c (ou fluido de retorno) que entra na formação 104b (figura 3D). Com a detecção de cada evento, o PLC 25 pode tomar uma ação corretiva, tal como comprimindo o estrangulamento 23 em reposta à detecção de fluido de formação 130 f que entra na coroa anular 110 e que relaxa o estrangulamento em resposta ao cimento 130c que entra na formação 104b. O PLC 25 pode também alertar um operador a reduzir uma taxa de fluxo da respectiva bomba e reduzir a BHP alvo em resposta à detecção de egresso de fluido na formação. O PLC 25 pode também alertar o operador a aumentar uma taxa de fluxo da respectiva bomba e aumentar a BHP alvo em resposta à detecção de ingresso de fluido na coroa anular. Alternativamente, o PCL 25 pode ficar em comunicação com uma ou mais bombas e o PLC pode tomar uma ação corretiva de forma autônoma ou semi-autônoma. O PLC 25 pode também desviar o fluido de formação de retorno para o carretel de desgaseifica- ção como parte da ação corretiva.

O PLC 25 pode também usar os medidores de fluxo 34r,c,m para calcular o nível de cimento CL na coroa anular. O PCL 25 pode considerar o egresso de pasta de cimento no cálculo do nível de cimento. O PLC 25 pode também usar os medidores de fluxo 34r,c,m para calcular outros eventos durante a operação de cimentação, tal como assentando os limpadores 125u,b, e/ou a completação de circulação de condicionador (coroa anular 110 enchida com condicionador 130w).

A figura 3E ilustra o monitoramento de cura da pasta de cimento 130c e a aplicação de uma quantidade benéfica de contrapressão na coroa anular 110. A figura 3F ilustra a detecção de influxo de formação durante a cura. A figura 3G ilustra a detecção de perda de cimento durante a cura. Uma vez que o furo de revestimento tenha sido sangrado, a bomba da coroa anular 30a poderá ser operada para bombear o fluido indicador 130i da cova 31 para o orifício de entrada 21i. O fluido indicador 130i pode fluir radialmenteatravés da cabeça de poço 21 e sair da cabeça de poço 21 no orifício de saída 21o. O percurso do fluido indicador pode estar em comunicação com a coroa anular 110, formando assim um T apresentando a coroa anular como uma ramificação estagnante. O fluido indicador 130i pode continuar através do estrangulamento 23, do medidor de fluxo de retornos 34r, e da peneira de lama 33 e de volta para a cova de lama 31. A circulação do fluido indicador 130i pode ser mantida durante o período de cura. Na medida em que o fluido indicador 130 está sendo circulado, o PLC 25 pode executar um equilíbrio de massa entre a entrada e a saída do fluido indicador para/da cabeça de poço 21 para monitorar o fluido de formação 130f que entra na coroa anular 119 (figura 3F) ou a pasta de cimento 130 que entra na formação 104b (figura 3G) usando os medidores de fluxo 34a,r. O PLC 25 pode comprimir o estrangulamento 23 em resposta à detecção do fluido de formação 130f que entra na coroa anular 110 e relaxar o estrangulamento em resposta à pasta de cimento 130c que entra na formação 104b. O PLC 25 pode também desviar o fluxo de fluido de retorno para o carretel de desgaseificação em respostaà detecção de cada evento.

O PLC 25 pode ser também programado para distinguir entre o fluido de formação 130f que continuamente flui para a coroa anular 110 ou o cimento 130c que continuamente flui para a formação 104b e que abre ou fecha as microfraturas na formação durante a cimentação e/ou a cura (também conhecida como inflação) com o cálculo e o monitoramento de uma taxa de mudança do equilíbrio de massa com relação ao tempo (equilíbrio delta) e que compara o equilíbrio delta a um limite predeterminado.

O PLC 25 pode manter um registro cumulativo durante a operação de cimentação e de cura de quaisquer eventos de ingresso/egresso de fluido, discutidos acima, e o PLC pode ter uma avaliação no tocante à aceitabilidade da ligação de cimento curdo. O PLC 25 pode também determinar e incluir o nível de cimento final CL na avaliação. Caso o PLC 25 determine que o cimento curado é inaceitável, o PLC poderá fazer recomendações para ação corretiva, tal como uma ligação de cimento/registro de avaliação e/ou uma operação de cimentação secundária.

As figuras 4A e 4B ilustram uma porção do sistema de perfuração 1 em um modo de cimentação de camisa, de acordo com outra concretização da presente invenção. Um poço 150 pode incluir uma porção vertical e uma porção desviada, tal como horizontal, em vez do poço vertical 100. O poço 150 pode ser terrestre ou submarino. Uma cabeça de cimentação 50 pode ser usada em vez da cabeça de cimentação 10 e uma coluna de trabalho 57 pode ser usada em vez do adaptador de revestimento 7. A coluna de trabalho 57 pode incluir junções de tubos, tal como tubo de perfuração 57p, conectadas entre si, tal como por conexões roscadas, uma cabeça de vedação 57h, e uma ferramenta de ajustamento 57s. A ferramenta de ajustamento 57s pode conectar uma coluna de camisa 155 à coluna de trabalho 57. A coluna de trabalho 57 pode ser também conectada à cabeça de cimentação 50. A cabeça de cimentação 50 pode também ser conectada à válvula Kelly 1.

A cabeça de cimentação 50 pode incluir uma cabeça de injeção de atuador 51a, uma cabeça de injeção de cimentação 51c, e um lançador 58. Cada cabeça de injeção 51a,c pode incluir um alojamento torsionalmente conectado à torre 2, tal como por barras, cabo de aço, ou um braço (não mostrado). Cada conexão torsional pode acomodar o movimento longitudinal da respectiva cabeça de injeção 51a, c com relação à torre 2. Cada cabeça de injeção 51a,c pode adicionalmente incluir um mandril e mancais para sustentar o alojamento a partir do mandril enquanto acomoda a relativa rotação entre os mesmos. A cabeça de injeção de cimentação 51a pode adicionalmente incluir uma entrada formada através de uma parede do alojamento e em comunicação de fluido com um orifício formado através do mandril e uma montagem de vedação para isolar a comunicação do orifício de entrada. A entrada da cabeça de injeção de cimentação pode ser conectada à bomba de cimento 30c por meio da válvula de corte 59. A válvula de corte 59 pode ser automatizada e ter um atuador hidráulico (não mostrado) operável pelo PLC 25 por meio da comunicação de fluido com a HPU. Alternativamente, o atuador de válvula de corte pode ser pneumático ou elétrico. O orifício de mandril de cimentação pode prover comunicação de fluido entre um furo da cabeça de cimentação 50 e a entrada do alojamento. Cada montagem de vedação pode incluir uma ou mais pilhas de anéis de vedação na forma de V, tais como pilhas opostas, dispostas entre o mandril e o alojamento e se estendendo sobre a interface de orifício de entrada. Alternativamente, a montagem de vedação pode incluir vedações rotativas, tais como vedações de face mecânicas.

A cabeça de injeção de atuador 51a pode ser hidráulico e pode incluir uma entrada de alojamento formada através de uma parede do alojamento e em comunicação de fluido com uma passagem formada através do mandril, e uma montagem de vedação para isolar a comunicação de passagem de entrada. A passagem pode se estender até uma saída do mandril para conexão a um conduto hidráulico para operar um atuador hidráulico 58a da cabeça de cimentação 10. A cabeça de injeção de atuador 51a pode estar em comunicação de fluido com a HPU. Alternativamente, a cabeça de injeção de atuador e o atuador de cabeça de cimentação podem ser pneumáticos ou elétricos. A válvula Kelly 11 pode ser também automatizada e incluir um atuador hidráulico (não mostrado) operável pelo PLC 25 por meio da comunicação de fluido com a HPU. A cabeça de cimentação 50 pode adi-cionalmente incluir uma cabeça de injeção de atuador adicional (não mostrado) para operação da válvula Kelly 11 ou a unidade superior 12 pode incluir a cabeça de injeção de atuador adicional Alternativamente, o atuador de válvula Kelly pode ser elétrico ou pneumático.

O lançador 58 pode incluir um alojamento 58h, um desviador 58d, um recipiente 58c, um engate 58r, e o atuador 58a. O alojamento 58h pode ser tubular e pode ter um furo através do mesmo e um acoplamento formado em cada extremidade longitudinal do mesmo, tais como acoplamentos roscados. Alternativamente, o acoplamento de alojamento superior pode ser um flange. Para facilitar a montagem, o alojamento 58h pode incluir duas ou mais seções (três mostradas) conectadas entre si, tal como por uma conexão roscada. O alojamento 58h pode também servir como um alojamento de cabeça de injeção de cimentação (mostrado) ou o lançador ou cabeça de injeção de cimentação 51c pode ter alojamentos separados (não mostrados). O alojamento 58h pode adicionalmente ter um ressalto de colocação 58s formado em uma superfície interna do mesmo. O recipiente 58c e o desvia- dor 58d podem ser, cada qual, dispostos no furo de alojamento. O desviador 58d pode ser conectado ao alojamento 58h, tal como por uma conexão ros- cada. O recipiente 58c pode ser longitudinalmente móvel com relação ao alojamento 58h. O recipiente 58c pode ser tubular e ter nervuras formadas ao longo e em torno de uma superfície externa do mesmo. Passagens de desvio podem ser formadas entre as nervuras. O recipiente 58c pode adicionalmente ter um ressalto de colocação formado em uma extremidade inferior do mesmo correspondendo ao ressalto de colocação de alojamento 58s. O desviador 58d pode ser operável para defletir a pasta de cimento 130c ou o fluido de deslocamento 130d longe de um furo do recipiente e na direção das passagens de desvio. Um tampão de cimentação, tal como dardo 75, pode ser disposto no furo de recipiente para a seletiva soltura e o bombeamento de fundo de poço para ativar um tampão de cimentação, tal como limpador 175, conectado de modo solto na ferramenta de ajustamento 57s.

O engate 58r pode incluir um corpo, um êmbolo, e um eixo. O corpo pode ser conectado a uma alheta formada em uma superfície externa do alojamento de lançador 58h, tal como uma conexão roscada. O êmbolo pode ser longitudinalmente móvel com relação ao corpo e radialmente móvel com relação ao alojamento 58h entre uma posição de captura e uma posição de soltura. O êmbolo pode ser movido entre as posições por interação, tal como um macaco de rosca, com o eixo. O eixo pode ser longitudinalmente conectado ao corpo e rotativo com relação ao mesmo. O atuador 58a pode ser um motor hidráulico operável para girar o eixo com relação ao corpo. Alternativamente, o atuador pode ser linear, tal como um pistão e um cilindro. Alternativamente, o atuador pode ser elétrico ou pneumático. Alternati-vamente, o atuador pode ser manual, tal como um volante.

Em operação, o PLC 25 pode liberar o dardo 75 em operando a HPU para suprir fluido hidráulico para o atuador 58a através de uma cabeça de injeção de atuador 51a. O atuador 58a pode mover então o êmbolo para a posição de soltura (não mostrada). O recipiente 58c e o dardo 75 podem ser então movidos descendentemente com relação ao alojamento 58h até que os ressaltos de colocação 58s sejam engatados. O engate dos ressaltos de colocação 58s pode fechar as passagens de desvio do recipiente, forçando assim o fluido de deslocamento 130d para fluir para o furo de recipiente.

O fluido de deslocamento 130d pode então impelir o dardo 75 do furo de recipiente para um furo inferior do alojamento 58h e para fora através do tubo de perfuração 57p para o limpador 175.

Adicionalmente, a cabeça de cimentação 50 pode adicionalmente incluir um sensor de lançamento (não mostrado). O sensor de lançamento pode estar em comunicação de dados com o PLC 25 via uma cabeça de injeção adicional (não mostrado). O dardo pode incluir uma etiqueta deradiofrequência ou magnética e o sensor de lançamento pode incluir um receptor ou um transceptor para interagir com a etiqueta de dardo, detectando assim o lançamento do dardo. O sensor de lançamento pode relatar a detecção de lançamento ao PLC 25.

Alternativamente, o lançador pode incluir um corpo principal apresentando um furo principal e um furo lateral paralelo, com ambos os furos sendo usinados integrais ao corpo principal. O dardo 75 pode ser carregado no furo principal, e a válvula de soltura de dardo pode ser provida abaixo do dardo para mantê-lo na posição de captura. A válvula de soltura de dados pode ser montada na lateral externamente e se estende através do corpo principal. Um orifício na válvula de soltura de dardo pode prover comunicação de fluido entre o furo principal e o furo lateral. Quando do bom- beamento da pasta de cimento 130c, o dardo 75 poderá ser mantido no furo principal com a válvula de soltura de dardo fechada. A pasta 130c pode fluir através do furo lateral e para o furo principal abaixo do dardo através do orifício de comunicação de fluido a válvula de soltura de dardo. Para soltar o dardo 75, a válvula de soltura de dardo pode ser gerada, tal como em noventa graus, fechando assim o furo lateral e abrindo o furo principal através da válvula de soltura de dardo. O fluido de deslocamento 130d pode então entrar no furo principal atrás do dardo, fazendo com que ele seja deixado cair descendentemente.

Para facilitar a remoção da coluna de perfuração e o desdobramento da coluna de camisa 155, o revestimento externo 101 pode incluir uma válvula de isolamento 140. A válvula de isolamento 140 pode incluir um alojamento tubular, um tubo de fluxo (não mostrado), e um membro de fe- chamento, tal como uma lingueta 140f. Alternativamente, o membro de fechamento pode ser uma esfera (não mostrada) em vez da lingueta. Para facilitar a fabricação e a montagem, o alojamento pode incluir uma ou mais seções conectadas entre si, tal como presas com conexões roscadas e/ou prendedores. O alojamento pode ter um furo longitudinal formado através do mesmo para a passagem de uma coluna tubular. O tubo de fluxo pode ser disposto dentro do alojamento. O tubo de fluxo pode ser longitudinalmente móvel com relação ao alojamento. Um pistão (não mostrado) pode ser formado em uma superfície externa do tubo de fluxo ou preso ao mesmo. O tubo de fluxo pode ser longitudinalmente móvel pelo pistão entre a posição aberta e a posição fechada. Na posição fechada, o tubo de fluxo pode estar livre da lingueta 140f, permitindo assim que a lingueta seja fechada. Na po-sição aberta, o tubo de fluxo pode engatar a lingueta 140f, empurrar a lin- gueta para a posição aberta, e engatar um assento formado no alojamento ou disposto no mesmo. O engate do tubo de fluxo com o assento pode formar uma câmara entre o tubo de fluxo e o alojamento, protegendo assim a lingueta 140f e o assento de lingueta. A lingueta 140f pode ser pivotada para o alojamento, tal como por um prendedor 140p. Um membro de pressiona- mento, tal como uma mola de torção (não mostrada) pode engatar a lingueta 140f e o alojamento e ser disposto em torno do prendedor 140p para pressionar a lingueta na direção da posição fechada. Na posição fechada, a lin- gueta 140f pode fluidamente isolar uma porção superior da válvula 140 (e uma porção superior do poço 150) de uma porção inferior da válvula (e da formação 104b).

A válvula 140 pode estar em comunicação com o PLC 25 através de uma linha de controle 142. A linha de controle 142 pode incluir condutoshidráulicos provendo a comunicação de fluido entre a HPU e o pistão de tubo de fluxo para abrir e fechar a válvula 140. A linha de controle 142 pode incluir adicionalmente um conduto de dados para prover a comunicação de dados entre o PLC 25 e a válvula 140. O conduto de dados de linha de controle pode ser elétrico ou óptico. A válvula 140 pode adicionalmente incluir uma cabeça de cabo 141h para receber o cabo de linha de controle.

A válvula 140 pode adicionalmente incluir um ou mais sensores, tal como um sensor de pressão superior 141u, um sensor de pressão inferior 141, e um sensor de posição 141p. O sensor de pressão superior 141u pode estar em comunicação de fluido com o furo de alojamento acima da lingueta 140f e o sensor de pressão inferior 141b pode estar em comunicação de fluido com o furo de alojamento abaixo da lingueta. Os fios de chumbo podem prover a comunicação de dados entre a linha de controle 142 e os sensores 141u,b,p. O sensor de posição 141p poderá detectar quando o tubo de fluxo está na posição aberta, na posição fechada, ou em qualquer posição entre as posições aberta e fechada, de modo que o PLC 25 possa monitorar a abertura total ou parcial da válvula 140. Os sensores podem ser energizados pelo conduto de dados da linha de controle 142 ou a válvula 140 pode incluir um conjunto de baterias.

A coluna de camisa 155 pode incluir uma pluralidade de junções de revestimento 106 conectadas entre si, tais como por conexões roscadas, um ou mais centralizadores 107 espaçados ao longo da coluna de camisa em intervalos regulares, um colar de colocação 158, uma sapata de flutuação 159, um suspensor de camisa 160, um ou mais sensores de cimento 161a-f, e um acoplamento de dados sem fio 162i. A sapata 159 pode ser disposta na extremidade inferior das junções 160 e ter um furo formado entre as mesmas. A sapata 159 pode ser convexa para guiar a coluna de camisa 155 na direção do centro do poço 150. Uma porção externa da sapata 159 pode ser formada do material de revestimento, discutido acima. Uma porção interna da sapata 159 pode ser formada de material perfurável, discutido acima. A sapata 159 pode incluir a válvula de retenção, discutida acima.

O suspensor de camisa 160 pode incluir uma âncora 160a e um empanque 160p. A âncora 160a pode ser operável para engatar o revestimento 101 e longitudinalmente sustentar a coluna de camisa 155 a partir do revestimento 101. A âncora 160a pode incluir cunhas com serrilhas e um cone. A âncora 160a pode acomodar uma relativa rotação entre a coluna de camisa 155 e o revestimento 101, tal como incluindo um mancal (não mostrado). O empanque 160p pode ser operável para radialmente expandir para

o engate com uma superfície interna do revestimento 101, isolando assim a interface de camisa-revestimento. A ferramenta de ajustamento 57s pode ser operável para ajustar a âncora e o empanque independentemente. A ferramenta de ajustamento 57s pode incluir um assento para receber um membro de bloqueio, tal como uma esfera (não mostrada). A cabeça de cimentação 50 pode adicionalmente incluir um lançador adicional (não mostrado) para posicionar a esfera.

Uma vez colocado, o pistão de ajustamento (não mostrado) da ferramenta de ajustamento 57s pode ser operado para ajustar a âncora 160a em aumentando a pressão de fluido na coluna de trabalho 57 contra a esfera assentada. O ajuste da âncora 160a pode ser confirmado pela tração da coluna de trabalho 57. Pressão adicional pode ser então exercida para longitudinalmente liberar a ferramenta de ajustamento 57s da coluna de camisa 155. Alternativamente, a ferramenta de ajustamento 57s pode ser liberada por rotação da coluna de trabalho 57. A soltura da coluna de ajustamento 57s pode ser confirmada pela tração da coluna de trabalho 57. Pressão adicional pode ser exercida para liberar a esfera do assento. Depois da cimen- tação, o empanque 160p pode ser ajustado por articulação da coluna de trabalho 57. Alternativamente, a âncora 160a pode ser também ajustada por articulação da coluna de trabalho 57.

A figura 4C ilustra a operação dos sensores de cimento 161a-f. Os sensores de cimento 161a-f podem ser, cada qual, sensores de capaci- tância e podem ser espaçados ao longo das junções 106 e conectados por um cabo de dados 163. O cabo de dados 163 pode ser elétrico ou óptico e os sensores de cimento 161a-f podem ser energizados por meio do cabo de dados 163 ou dispor de baterias. O cabo de dados pode se estender ao longo de uma superfície externa das junções de revestimento 106 e ser preso na mesma, ser disposto em uma ranhura formada em uma superfície externa das junções de revestimento, ou ser disposto em segmentos dentro de uma parede das junções de revestimento e conectado por acoplamentos disposto em uma extremidade de cada junção de revestimento. Os sensores de cimento 161a-f podem estar em comunicação de fluido com uma coroa anular 111 formada entre a coluna de camisa 155 e o poço 150. O cabo de dados 163 pode ser conectado ao acoplamento de dados 162i. O acoplamento de dados 162i pode estar em comunicação com um acoplamento de dados correspondente 162o da coluna de revestimento 101. Os acoplamentos de dados 162i,o podem ser acoplamentos indutivos, capacitivos, de radiofrequência, ou acústicos e podem prover a comunicação de dados sem contato e podem acomodar o desalinhamento. O acoplamento de revestimento 162o pode estar em comunicação de dados com a linha de controle 142 por meio de um fio de chumbo. Os acoplamentos e o cabo de dados da linha de controle 162i, o podem prover comunicação de dados entre os sensores de cimento 161a-f e uma cabeça de amostragem 164. A cabeça de amostragem 164 pode ser localizada na superfície 104s e estar em comunicação de dados com o PLC 25.

Os sensores de cimento 161a-f podem incluir, cada qual, um cabo coaxial semi-rígido 165 apresentando uma seção curta de condutor interno 165i que se projeta em sua ponta. Visto que a ponta exposta 1665i pode ser um radiador efetivo em líquidos de alta permissividade, ela pode ser protegida, tal como por uma porca castelo serrilhada 165n. A porca castelo serrilhada 165n pode prover um plano de terra circundante enquanto permite o fluxo livre de pasta de cimento 130a através da ponta 165i. Adicionalmente, cada sensor de cimento 161a-f pode ser parte de uma montagem de sensor de cimento que adicionalmente inclui um sensor de pressão e/ou temperatura. Alternativamente, cada sensor de cimento 161a-f pode ser um sensor de pressão e/ou temperatura em vez de um sensor de capacitância.

A cabeça de amostragem 164 pode incluir um gerador de pulso 164g e um detector de pulso 164d. O gerador de pulso 164g pode suprir um pulso incidente de função de passo 164p para o cabo de dados 163. Cada sensor 161a-f pode refletir um pulso de retorno 164r de volta para o detector de pulso 164d. Alternativamente, a cabeça de amostragem 164 pode ser localizada no suspensor de camisa 160 ou na coluna de revestimento externa 101 como uma parte do mesmo.

As figuras 5A-5F ilustram uma operação de cimentação de ca- misa executada usando o sistema de perfuração 1. Conforme discutido acima para a operação de cimentação de revestimento, o condicionador 130w pode ser circulado (não mostrado) pela bomba de cimento 30c através da válvula 59 ou pela bomba de lama 30m por meio do unidade superior 12 para ser preparado para o bombeamento de pasta de cimento 130c. A âncora 160a pode ser então ajustada e a ferramenta de ajustamento 57s liberada da camisa 155, conforme discutido acima. A coluna de trabalho 57 e a camisa 155 podem ser então girados a 180 a partir da superfície pela unidade superior 12 e a rotação pode continuar durante a operação de cimentação. A pasta de cimento 130c pode ser bombeada do misturador 36 para a cabeça de injeção de cimentação 50c através da válvula 59 pela bomba de cimento 30c. A pasta de cimento 130c pode fluir para o lançador 58 e ser desviada além do dardo 75 através do desviador 58d e as passagem de desvio.

Uma vez que a quantidade desejada de pasta de cimento 130c tenha sido bombeada, o dardo de cimentação 75 poderá ser liberado do lançador 58 pelo PLC 25 que opera o atuador 58a. O fluido de deslocamento 130d pode ser bombeado para a cabeça de injeção de cimentação 51c por meio da válvula 59 pela bomba de cimento 30c. O fluido de deslocamento 130d pode fluir para o lançador 58 e ser forçado atrás do dardo 75 em fe-chando as passagens de desvio, impelindo assim o dardo para o furo da coluna de trabalho. O bombeamento do fluido de deslocamento 130 pela bomba de cimento 30c pode continuar até que o cimento residual no conduto de descarga de cimento tenha sido purgado. O bombeamento do fluido de deslocamento 130d pode ser então transferido para a bomba de lama 30m com o fechamento da válvula 59 e a abertura da válvula Kelly 11. O dardo 75 po-de ser acionado através do furo da coluna de trabalho pelo fluido de deslocamento 130d até que o dardo seja colocado no limpador 175, fechando assim um furo do limpador. O bombeamento continuado do fluido de deslocamento 130d pode exercer pressão sobre o dardo assentado 75 até que o limpador 175 seja liberado da ferramenta de ajustamento 57s.

Uma vez liberado o dardo e o limpador combinados 75, 175 podem ser acionados através do furo de camisa pelo fluido de deslocamento 130d, acionando assim a pasta de cimento 130c através da sapata de flutuação 159 e para a coroa anular 111. O bombeamento do fluido de deslocamento 130d pode continuar até que o dardo e o limpador combinados 75, 175 sejam colocados no colar 158. A colocação do dardo e do limpador combinados 75, 175 pode aumentar a pressão na camisa 155 e no furo da coluna de trabalho e ser detectado pelo PLC 25 que monitora a pressão do tubo bengala. Uma vez que a colocação tenha sido detectada, o bombea- mento do fluido de deslocamento 130d e a rotação 180 da camisa 155 poderão ser detidos e o empanque 160p ajustado. A ferramenta de ajustamento 57s pode ser levantada do suspensor de camisa 160 e o fluido de deslocamento 130d circulado para eliminar o excesso de pasta de cimento. A pressão na coluna de trabalho 57 e no furo de camisa pode ser sangrada. A sapata de flutuação 159 pode ser fechada, impedindo assim que a pasta de cimento 130c flua de volta para o furo de camisa.

Adicionalmente, a cabeça de cimentação 50 pode adicionalmente incluir um dardo inferior e um limpador inferior pode ser também conectadoà ferramenta de ajustamento. O dardo inferior pode ser lançado antes do bombeamento do cimento 130c.

A figura 6 ilustra a operação do PLC 25 durante a operação de cimentação de camisa. O PLC 25 pode ser programado para operar o estrangulamento 23 de modo que a pressão de fundo de poço (BHP) alvo seja mantida na coroa anular 111 durante a operação de cimentação e o PLC 25 possa executar uma simulação em tempo real da operação de cimentação a fim de prever a BHP efetiva dos dados medidos (conforme discutido acima para a operação de cimentação de revestimento). O PLC 25 pode então comparar a BHP prevista com a BHP alvo e ajustar o estrangulamento 23 de acordo. Nos estágios iniciais da operação de cimentação (figuras 5A e 5B), a coroa anular pode ser enchida apenas com o condicionador 130w apresentando a CD Wd. O condicionador 130w pode ser um ECD Wd menor ou substancialmente menor do que um EDC Cd do cimento 130c. A ECD Wd do con-dicionador pode ser também insuficiente para manter a BHP alvo sem a adição de contrapressão do estrangulamento 23.

Devido à porção desviada do poço 150, uma densidade estática Cs do cimento 130c correspondendo à BHP alvo na conclusão da operação de cimentação pode não estar disponível, visto que a maior ECD exerceria provavelmente uma BHP que excede a pressão alvo. Visto que o cimento 130c flui para a coroa anular 111 (figuras 5C e 5D), a efetiva BHP pode começar a ser influenciada pela ECD Cd de cimento.

O PLC 25 pode prever o efeito de gradiente duplo na BHP prevista e reduzir a contrapressão de acordo com o relaxamento do estrangulamento 23. O PLC 25 pode continuar a relaxar o estrangulamento na medida em que um nível de cimento 130c na coroa anular 111 aumenta e a influência da ECD Cd do cimento na BHP aumenta para manter paridade da BHP efetiva/prevista com a BHP alvo. O PLC 25 pode estar em comunicação de dados com a bomba de lama 30m. Uma vez e o nível de cimento se aproxime do suspensor de camisa 160, o PLC 25 poderá reduzir uma taxa de fluxo de fluido de deslocamento 130d bombeado pela bomba de lama 30m e comprimir o estrangulamento 23 para aumentar a contrapressão enquanto reduz a ECD Cd do cimento de modo que, quando o nível de cimento alcançar o suspensor de camisa 160, o estrangulamento 23 possa ser fe-chado para vedar a maior contrapressão na coroa anular 111, mantendo assim a BHP alvo. O empanque 160p pode ser então ajustado enquanto a con- trapressão vedada é exercida sobre a coroa anular 111. Adicionalmente, a coroa anular 30a pode ser operada para ajudar no aumento da contrapres- são enquanto a taxa da bomba de lama 30m está sendo reduzida.

Durante a operação de cimentação, o PLC 25 pode monitorar os sensores de cimento 161a-f via a cabeça de amostragem 164 para trilhar o nível de cimento na coroa anular 111. O PLC 25 pode também executar o equilíbrio de massa durante a operação de cimentação, conforme discutido acima para a operação de cimentação de revestimento. Uma vez que o em- panque 160p seja ajustado durante a cura, o PLC 25 poderá, em vez disso, contar com os sensores de cimento 161a-f para monitorar a operação de cura para o fluido de formação 130f que entra na coroa anular 111 ou a pasta de cimento 130c que entra na formação 104b. A partir dos dados, tal co mo permissividade complexa, obtidos dos sensores de cimento 161a-f durante a operação de cura e sobre uma faixa de frequência de banda larga, tal como entre dez quilohertz e dez gigahertz, o PLC 25 pode executar uma análise de espectroscopia dielétrica de reflectometria de domínio de tempo (TDRDS), tal como pela transformação de Fourier, durante e/ou depois da operação de cura.

A partir da análise, o PLC 25 pode determinar um ou mais parâmetros da operação de cura, tal como o desaparecimento de água na hidratação (também conhecido como relaxamento de água livre, que aparece próximo a dez gigahertz), ligação de água à microestrutura de cimento em desenvolvimento (também conhecido como relaxamento de água confinada, que aparece próximo a cem megahertz), migração de íons locais na micro- estrutura de cimento em desenvolvimento (também conhecido como baixo relaxamento, que aparelho próximo a um megahertz), e um desvio de íons de faixa longa através da microestrutura de cimento em desenvolvimento (também conhecido como condutividade de íons, que aparece abaixo de um megahertz). O PLC 25 pode comparar cada parâmetro a um parâmetro de referência conhecido para avaliar a integridade da ligação de cimento curado. Adicionalmente, o PLB 25 pode traçar os parâmetros contra o tempo de cura e graficamente exibir os parâmetros para a avaliação manual. O PLC 25 pode sobrepor traçados para um parâmetro específico em várias profundidades dos sensores 161a-f com o parâmetro de referência.

Com base no monitoramento e no controle da operação de ci- mentação e no monitoramento e análise da operação de cura, o PLC 25 pode determinar a aceitabilidade da ligação de cimento curado. No caso de o PLC 24 determinar que o cimento curado é inaceitável, o PLC poderá fazer recomendações para ação corretiva, tal como um registro de liga- ção/avaliação de cimento e/ou uma operação de cimentação secundária. Além disso, o PLC 25 pode identificar profundidades de defeitos na coroa anular 111 com base na localização do sensor específico que detectou o defeito. A identificação dos defeitos pode facilitar a ação corretiva.

Alternativamente, a coluna de revestimento interna 105 pode ter os sensores de cimento 161a-f e o cabo de dados 163 dispostos ao longo da mesma ou pelo menos ao longo de uma porção da mesma correspondendo à porção exposta do poço 100.

As figuras 7A-C ilustra um sistema de perfuração offshore 201 em um modo de perfuração, de acordo com outra concretização da presente invenção. O sistema de perfuração 201 pode incluir uma unidade de perfuração offshore móvel (MODU) 201m, tal como uma plataforma semi- submersível, o equipamento de perfuração 1r, um sistema de controle de fluido 201f, um sistema de transporte de fluido 201t, e uma montagem de controle de pressão (PCA) 201p. Alternativamente, uma unidade de perfuração offshore fixa ou uma unidade de perfuração offshore flutuante imóvel pode ser usada em vez da MODU 1m. A MODU 1m pode conduzir o equipamento de perfuração 1r e o sistema de controle de fluido 201f a bordo e pode incluir uma abertura de manobras, através da qual as operações de perfuração são conduzidas. A MODU semi-submersível 1m pode incluir um casco de balsa inferior que flutua abaixo de uma superfície (também conhecida como linha d'água) 204w do mar 204 e é, portanto, menos sujeita à ação de onda da superfície. As colunas de estabilidade (apenas uma mostrada) podem ser montadas no casco de balsa inferior para sustentar um casco superior acima da linha d'água. O casco superior pode ter um ou mais conveses para conduzir o equipamento de perfuração 1r e o sistema de controle de fluido 201f. A MODU 1m pode adicionalmente ter um sistema de po-sicionamentodinâmico (DPS) (não mostrado) ou ser amarrada para manter a abertura de manobras em posição sobre o poço submarino 221.

O equipamento de perfuração 1r pode adicionalmente incluir um compensador de coluna de perfuração (não mostrado) para explicar o iça- mento da MODU 1m. O compensador de coluna de perfuração pode ser disposto entre a catarina 13 e o unidade superior 12 (também conhecido como montado em gancho) ou entre o bloco de coroamento 15 e a torre 2 (também conhecido como montado no topo). A coluna de perfuração 207 pode incluir uma montagem de fundo de poço (BHA) 207b e junções do tubo de perfuração 57p conectadas entre si, tal como por acoplamentos roscados. A BHA 207h pode ser conectada ao tubo de perfuração 57p, tal como por uma conexão roscada, e incluir uma broca 207b e um ou mais comandos de perfuração 207c conectados à mesma, tal como por uma conexão roscada. A broca 207b pode ser gerada a 180 pelo unidade superior 12 via o tubo de perfuração 57p e/ou a BHA 207h pode adicionalmente incluir um motor de perfuração (não mostrado) para girar a broca. A BHA 207h pode adicionalmente incluir um sub de instrumentação (não mostrado), tal como um sub de medição durante a perfuração (MWD) e/ou de perfilagem durante a perfuração (LWD).

A PCA 201p pode ser conectada a uma cabeça de poço 50 localizada adjacente ao fundo 204f do mar 204. Uma coluna condutora 202p,h pode ser acionada para o fundo do mar 204. A coluna condutora 202p,h pode incluir um alojamento 202h e junções do tubo de condutor 202p conectadas entre si, tal como por conexões roscadas. Uma vez que a coluna condutora 202p,h tenha sido ajustada, um poço submarino 200 poderá ser perfurado no fundo do mar 204f e uma coluna de revestimento externa 203 poderá ser desdobrada no poço 200. A coluna de revestimento externa 203 pode incluir um alojamento de cabeça de poço e junções de revestimento conectadas entre si, tal como por conexões roscadas. O alojamento de cabeça de poço pode ser colocado no alojamento condutor durante o desdobramento da coluna de revestimento externa 203. A coluna de revestimento externa 203 pode ser cimentada 102 no poço 200. A coluna de revestimento externa 203 pode se estender até uma profundidade adjacente a um fundo da formação superior 104u. Embora mostrado como vertical, o poço 200 pode incluir uma porção vertical e uma porção desviada, tal como horizontal.

A PCA 201p pode incluir um adaptador de cabeça de poço 226b, um ou mais cruzamentos de fluxo 223u,m,b, um ou mais sistemas de segurança contra estouros (BOPs) 220a,u,b, um LMRP (Lower Marine Condutor Package), um ou mais acumuladores 211, um receptor 227, uma linha de interrupção 229k, e uma linha de estrangulamento 229c. O LMRP pode incluir uma cápsula de controle 225, uma junta flexível 228, e um conector 226u. O adaptador de cabeça de poço 226b, os cruzamentos de fluxo223u,m,b, os BOPs 220a,u,b, o receptor 227, o conector 226, e a junta flexível 228, podem, cada qual, incluir um alojamento apresentando um furo longitudinal através do mesmo e podem, cada qual, ser conectados, tal como por flanges, de tal modo que um furo contínuo seja mantido através do mesmo. O furo pode ter um diâmetro interno, correspondendo a um diâmetro interno da cabeça de poço 221.

O conector 226u ou o adaptador de cabeça de poço 226b pode incluir um ou mais prendedores, tais como grampos, para prender o LMRP aos BOPs 220a,u,b e a PCA 201p a um perfil externo do alojamento de cabeça de poço, respectivamente. O conector 226u ou o adaptador de cabeça de poço 226b pode adicionalmente incluir uma luva de vedação para engatar um perfil interno do respectivo receptor 46 e do alojamento de cabeça de poço. O conector 226u ou o adaptador de cabeça de poço 226b pode estar em comunicação elétrica ou hidráulica com a cápsula de controle 25 e/ou adicionalmente incluir um atuador elétrico ou hidráulico e uma interface, tal como uma haste quente, de modo que um veículo submarino remotamente operado (ROV) (não mostrado) possa operar o atuador para engatar os grampos com o perfil externo.

O LMRP pode receber uma extremidade inferior de um condutor marítimo 250 e conectar o condutor à PCA 201p. A cápsula de controle 225 pode estar em comunicação elétrica, hidráulica e/ou óptica com o PLC 25 a bordo da MODU 201m via uma linha umbilical 206. A cápsula de controle 225 pode incluir uma ou mais válvulas de controle (não mostradas) em comunicação com os BOPs 220a,u,b para operação do mesmo. Cada válvula de controle pode incluir um atuador elétrico ou hidráulico em comunicação com a linha umbilical 206. A linha umbilical 206 pode incluir um ou mais ca- bos/conduto de controle hidráulico ou elétrico para os atuadores. Os acumuladores 211 podem armazenar fluido hidráulico pressurizado para operar os BOPs 220a,u,b. Adicionalmente, os acumuladores 211 podem ser usados para operar um ou mais dos outros componentes da PCA 201p. A linha umbilical 206 pode adicionalmente incluir cabos/condutos de controle hidráulico, elétrico, e/ou óptico para operar várias funções da PCA 201p. O PLC 25 po- de operar a PCA 201p por meio da linha umbilical 206 e da cápsula de controle 225.

Uma extremidade inferior da linha de interrupção 229k pode ser conectada a uma ramificação do cruzamento de fluxo superior 223u por uma válvula de corte 208a. Um coletor de interrupção pode também ser conectadoà extremidade inferior de linha de interrupção e ter um pino conectado a uma respectiva ramificação de cada cruzamento de fluxo 223m,b. Válvulas de corte 208b,c podem ser dispostas em respectivos pinos do coletor de compressão. Alternativamente, uma linha separada (não mostrada) pode ser conectada às ramificações dos cruzamentos de fluxo 223m,b em vez do coletor de interrupção. Uma extremidade superior da linha de interrupção 229k pode ser conectada à saída da bomba de coroa anular 30a. Uma extremidade inferior da linha de estrangulamento 229c pode apresentar pinos conectadosàs respectivas segundas ramificações dos cruzamentos de fluxo 223m,b. Válvulas de corte 208d,e podem ser dispostas em respectivos pinos da extremidade inferior da linha de estrangulamento.

Um sensor de pressão 235a pode ser conectado à segunda ramificação do cruzamento de fluxo superior 223u. Sensores de pressão 235b,c podem ser conectados aos pinos da linha de estrangulamento entre as respectivas válvulas de corte 208d,r e as respectivas segundas ramificações de cruzamento de fluxo. Cada sensor de pressão 235a-c pode estar em comunicação de dados com a cápsula de controle 225. As linhas 229c,k e a linha umbilical 206 podem se estender entre a MODU 201m e a PCA 201p em sendo presas aos braços dispostos ao longo do condutor 250. Cada linha 229c,k pode ser um conduto de fluxo, tal como tubos espiralados. Cada válvula de corte 208a-e pode ser automatizada e ter um atuador hidráulico (não mostrado) operável pela cápsula de controle 225 via a comunicação de fluido com um respectivo conduto umbilical ou os acumuladores de LMRP 211. Alternativamente, os atuadores de válvula podem ser elétricos ou pneumático.

O sistema de transporte de fluido 201t pode incluir um UMRP (Upper Marine Condutor Package) 251, o condutor marítimo 250, e uma li- nha de retorno 229r. O condutor 250 pode se estender da PCA 201p para a MODU 201m e pode ser conectado à MODU via o UMRP 251. O UMRP 251 pode incluir um compensador de condutor 240, um desviador 252, uma junta flexível 253, uma junta corrediça (também conhecida como telescópica) 254, um tensionador 256, e um RCD 255. Uma extremidade inferior do RCD 255 pode ser conectada a uma extremidade superior do condutor 250, tal como por uma conexão provida de flange. Uma linha umbilical auxiliar 212 pode ter condutos hidráulicos e pode prover a comunicação de fluido entre uma inter-face do RCD 255 e a HPU do PLC 25. A junta corrediça 254 pode incluir um barril externo conectado a uma extremidade superior do RCD 255, tal como por uma conexão provida de flange, e um barril interno conectado à junta flexível 253, tal como por uma conexão provida de flange. O barril externo pode ser também conectado ao tensionador 256, tal como por um anel ten- sionador (não mostrado). O RCD 255 pode ser localizado adjacente à linha d'água 204 e pode ser submerso.

Alternativamente, o RCD 255 pode ser localizado acima da linha d'água 204w e/ou ao longo do UMRP 251 em qualquer localização além de uma extremidade inferior do mesmo. Alternativamente, o RCD 255 pode ser localizado em uma extremidade superior do UMRP 251 e a junta corrediça 254 e o braço que conecta o UMRP ao equipamento 1r pode ser omitido ou a junta corrediça pode ser travada em vez de ser omitida. Alternativamente, o RCD 255 pode ser montado como parte do condutor 250 em qualquer localização ao longo do mesmo ou como parte da PCA 1p.

A junta flexível 253 pode ser também conectada ao desviador 252, tal como por uma conexão provida de flange. O desviador 252 pode ser também conectado ao piso do equipamento 4, tal como por um braço. A junta corrediça 254 pode ser operável para se estender e ser retraída em resposta ao içamento da MODU 201m com relação ao condutor 250 enquanto o tensionador 256 pode enrolar fio de arame em resposta ao içamento, susten-tando assim o condutor 250 a partir daMODU 201m enquanto acomoda o içamento. As juntas flexíveis 253, 228 podem acomodar respectivo movimento horizontal e/ou rotacional (também conhecido como inclinação e rota- ção) da MODU 201m com relação ao condutor 250 e o condutor com relação à PCA 201p. O condutor 250 pode ter um ou mais módulos de flutuação (não mostrados) dispostos ao longo do mesmo para reduzir a carga sobre o tensionador 256.

O compensador de condutor 240 pode ser empregado para ajudar o PLC 25 em manter paridade das BHPs efetivas e alvo em vez ou além de ter que ajustar o estrangulamento 23. O compensador de condutor 240 pode incluir um acumulador 241, uma fonte de gás 242, um regulador de pressão 243, uma linha de fluxo, uma ou mais válvulas de corte 234, 248, e um sensor de pressão 246.

A válvula de corte 245 pode ser automatizada e ter um atuador hidráulico (não mostrado) operável pelo PLC 25 via comunicação de fluido com a HPU. A válvula de corte 245 pode ser conectada a uma entrada do RCD 255. A linha de fluxo pode ser um conduto flexível, tal como uma mangueira, e pode ser também conectada a um volume de gás comprimido 241 através de um T de fluxo. O acumulador 241 pode armazenar apenas um volume de gás comprimido, tal como nitrogênio. Alternativamente, o acumulador pode armazenar tanto líquido quanto gás e pode incluir uma divisória, tal como uma bexiga ou um pistão, para separar o líquido e o gás. Uma interface de líquido e gás 247 pode estar na linha de fluxo. A válvula de corte 248 pode ser disposta em uma linha de respiro do acumulador 241. O reguladordepressão 243 pode ser conectado à linha de fluxo via uma ramificação do T. O regulador de pressão 243 pode ser automatizado e ter um ajustadoroperável pelo PLC 25 via a comunicação de fluido com a HPU ou comunicação elétrica com o PLC. Uma pressão ajustada do regulador 243 pode corresponder a uma pressão ajustada do estrangulamento 23 e ambas as pressões ajustadas podem ser ajustadas em tandem. A fonte de gás 242 pode ser também conectada ao regulador de pressão 243.

O compensador de condutor 240 pode ser ativado pela abertura da válvula de corte 245. Durante o içamento, quando a coluna de perfuração 207 (e/ou o condutor 250) se mover descendentemente, o volume de fluido deslocado pelo movimento descendente poderá fluir através da válvula de corte 245 para a linha de fluxo, movendo a interface de líquido e gás 247 na direção do acumulador 241 e acomodando o movimento descendente. A interface 247 pode ou não se mover para o acumulador 241. Quando a coluna de perfuração 207 (e/ou o condutor 250) for movida ascendentemente, a interface 247 poderá ser movida ao longo da linha de fluxo 244 longe do acumulador 241, substituindo assim o volume de fluido movido por meio des-ta.

O sistema de controle de fluido 201f pode incluir as bombas 30c,a,m, a peneira de lama 33, os medidores de fluxo 34ac,a,m,r, os sensores de pressão 35c,a,m,r, o estrangulamento 23, e o carretel de desgaseifi- cação 230. Uma extremidade inferior da linha de retorno 229r pode ser conectada a uma saída do RCD 255 e a uma extremidade superior da linha de retorno 229r pode ser conectada a um carretel de retorno. Uma extremidade superior da linha de estrangulamento 229r pode ser também conectada ao carretel de retorno. O sensor de pressão de retorno 35r, o estrangulamento 23, e o medidor de fluxo de retornos 34r podem ser montados como parte do carretel de retorno. Uma extremidade inferior do tubo bengala pode ser conectada a uma saída da bomba de lama 30d e uma extremidade superior de uma mangueira Kelly pode ser conectada a uma entrada do unidade superior 5. O sensor de pressão de suprimento 35d e o medidor de fluxo de suprimento 34d podem ser montados como parte de uma linha de suprimento (tubo bengala e mangueira Kelly).

O carretel de desgaseificação 230 pode incluir válvulas de corte automatizadas em cada extremidade, um separador de lama-gás (MGS) 232, e um detector de gás 231. Uma primeira extremidade do carretel de desgaseificação pode ser conectada ao carretel de retorno entre o medidor de fluxo de retornos 34r e a peneira de lama 33 e uma segunda extremidade do carretel desgaseificador pode ser conectada a uma entrada da peneira de lama. O detector de gás 231 pode incluir uma sonda apresentando uma membrana para amostrar o gás dos retornos 130r, um cromatógrafo de gás, e um sistema transportador para dispensar a mostra de gás no cromatógra- fo. O MGS 231 pode incluir uma entrada e uma saída de líquido montadas como parte do carretel de desgaseificação e uma saída de gás conectada a um alargamento (não mostrado) ou a um recipiente de armazenamento de gás.

A figura 7D ilustra um teste de integridade de formação dinâmica (DFIT) executado usando o sistema de perfuração 201. Durante a perfuração da formação inferior 104b, o PLC 25 pode periodicamente aumentar a BHP a partir da BHP alvo até uma pressão correspondendo a uma pressão esperada que será exercida sobre a formação inferior durante a operação de cimentação O PLCV 25 pode aumentar a BHP para a pressão esperada com a compressão do estrangulamento 23. A pressão esperada pode ser ligeiramente menor do que a pressão de fratura da formação inferior 104b. A pressão esperada pode ser mantida por uma profundidade desejada e/ou período de tempo. No caso de a formação inferior 104b suportar a pressão esperada,então, a operação de cimentação poderá proceder, conforme planejado. No caso de retornos 130r vazarem para a formação durante o DFIT, então, a operação de cimentação poderá ter que ser modificada, tal como acrescentando a bomba de retornos 270 (ou alternativas discutidas abaixo) ou modificando as propriedades da pasta de cimento 130c para diminuir a pressão esperada.

As figuras 7E e 7F ilustram o monitoramento da cura do cimento de uma operação de cimentação de revestimento submarino conduzida usando o sistema de perfuração 201. Uma vez que o poço 200 tenha sido perfurado no reservatório inferior 104b até uma profundidade desejada, a coluna de perfuração 207 poderá ser recuperada do poço 200 e uma coluna de revestimento interna 205 poderá ser desdobrada no poço 200. A coluna de revestimento interna 205 pode incluir as junções de revestimento 106, os centralizadores 107, o colar de flutuação 108, a sapata de guia 109, e um suspensor de revestimento 224. O suspensor de revestimento 224 pode incluir um corpo 224b, uma âncora 224a, e um empanque 224p.

A coluna de revestimento interna 205 pode ser desdobrada no poço 200 usando uma coluna de trabalho 257. A coluna de trabalho 257 pode incluir junções de tubos, tal como um tubo de perfuração 57p, conectadas entre si, tal como por conexões roscadas, uma cabeça de vedação 257hg, e uma ferramenta de ajustamento 257s. Um limpador superior 175u e um limpador inferior 175b, cada qual similar ao limpador de camisa 175, podem ser conectados a um fundo da ferramenta de ajustamento. A ferramenta de ajustamento 257s pode conectar a coluna de revestimento interna 205 à coluna de trabalho 257. A coluna de trabalho 257 pode ser também conectada a uma cabeça de cimentação submarina (não mostrada). A cabeça de cimen- tação submarina pode ser similar à cabeça de cimentação de camisa 50 exceto pelo fato de a cabeça de cimentação submarina poder incluir um dardo superior 75u e um dardo inferior 75b para engatar o limpador superior 175u e o limpador inferior 175b, respectivamente, e as cabeças de injeção podem ou não ser omitidos. A cabeça de cimentação submarina pode ser também conectada à válvula Kelly 11.

A âncora 224a pode incluir um came e um ou mais prendedores. A âncora pode ser colocada em um ressalto formado em uma superfície interna do alojamento de cabeça de poço. O alojamento de cabeça de poço pode ter também um perfil de travamento (não mostrado) formado em uma superfície interna do mesmo para receber os prendedores de âncora. A âncora pode ser operável para estender os prendedores de âncora para o engate com o perfil de travamento de cabeça de poço, conectando longitudinalmente assim o suspensor de revestimento à cabeça de poço 221. O came de âncora pode ser operado por articulação da coluna de trabalho 257, tal como pelo ajuste do peso na âncora 224a ou rotação da coluna de trabalho. A âncora 224a pode adicionalmente incluir passagens de fluxo formadas através da mesma para permitir o fluxo de retornos de fluido proveniente da operação de cimentação.

O empanque 224p pode ser operável para ser radialmente expandido para o engate com uma superfície interna do alojamento de cabeça de poço, isolando assim a interface de revestimento-cabeça de poço. A ferramenta de ajustamento 257s pode ser operável para ajustar a âncora 224a e o empanque 224 independentemente. O empanque 224p pode ser ajustado pela articulação adicional da coluna de trabalho 257. Alternativamente, a ferramenta de ajustamento pode ser operada para ajustar a âncora e/ou o empanque hidraulicamente, conforme discutido acima para a ferramenta de ajustamento de camisa 57s. A ferramenta de ajustamento 257s pode ser liberada do suspensor de revestimento 224 por articulação da coluna de trabalho 257 ou hidraulicamente.

Para cimentar a coluna de revestimento interna 205, o condicionador 130w pode ser circulado pela bomba de cimento 30c através da válvula 59 ou pela bomba de lama 30m via a unidade superior 12 para preparar para o bombeamento da pasta de cimento 130c. A âncora 224a pode ser então ajustada e a ferramenta de ajustamento 157s é liberada do suspensor de revestimento 22. O dardo inferior 75b pode ser liberado da cabeça de cimentação submarina. A pasta de cimento 130c pode ser bombeada do misturador 36 na cabeça de cimentação submarina via a válvula 59 pela bomba de cimento 30c. A pasta de cimento 130c pode fluir para o lançador e ser desviada além do dardo superior via o desviador e as passagens de desvio. A pasta de cimento 130c pode impelir o dardo inferior 75b através do furo da coluna de trabalho.

Uma vez que a quantidade desejada de pasta de cimento 130c tenha sido bombeada, o dardo superior 75u poderá ser liberado do lançador pelo PLC 25. Dependendo do comprimento do revestimento interno 205 e da profundidade da cabeça de poço 221, o dardo inferior 75b pode ser colocado no limpador inferior 175b antes ou depois de o bombeamento de a pasta de cimento 130c ter terminado. O fluido de deslocamento 130d pode ser bombeado para a cabeça de cimentação submarina via a válvula 59 pela bomba de cimento 30c. O fluido de deslocamento 130d pode fluir para o lançador e ser forçado atrás do dardo inferior 75u, impelindo assim o dardo superior para o furo da coluna de trabalho. O bombeamento do fluido de deslocamento 130d pela bomba de cimento 30c pode continuar até que cimento residual no conduto de descarga tenha sido purgado. O bombeamento do fluido de deslocamento 130d pode ser então transferido para a bomba de lama 30m com o fechamento da válvula 59 e com a abertura da válvula Kelly 11.

O dardo superior 75u pode ser acionado através do furo da co luna de trabalho pelo fluido de deslocamento 130d (enquanto do acionamento do dardo inferior e do limpador 175b combinados através do furo de re-vestimento)até que o dardo superior 75u seja colocado no limpador superior 175u e o dardo inferior e o limpador sejam colocados no colar de flutuação 108. Um diafragma (não mostrado) do dardo inferior 75b pode se romper e a pasta de cimento 130c pode ser acionada através do colar de flutuação 108 e da sapata de guia 109 e para a coroa anular 210c. O bombeamento do fluido de deslocamento 130d pode continuar até que o dardo superior 75u e o limpador 175u combinados sejam colocados no colar de flutuação 108. A colocação do dardo superior 75u e do dardo 175u combinados pode aumentar a pressão no furo de revestimento e da coluna de trabalho e ser detectada pelo PLC 25 que monitora a pressão do tubo bengala. Uma vez que a colocação tenha sido detectada, o bombeamento do fluido de deslocamento 130d poderá ser detido. A pressão no furo da coluna de trabalho e do revestimento pode ser sangrada. A válvula de flutuação 108 pode se fechar, impedindo assim que a pasta de cimento 130c flua de volta para o furo de revestimento.

Durante a operação de cimentação, o PLC 25 pode ser programado para operar o estrangulamento 23 de modo que a pressão de fundo de poço (BHP) alvo seja mantida na coroa anular 210c durante a operação de cimentação e o PLC 25 possa executar uma simulação em tempo real da operação de cimentação a fim de prever a BHP efetiva dos dados medidos (conforme discutido acima para a operação de cimentação de revestimento). O PLC 25 pode então comparar a BHP prevista com a BHP alvo e ajustar o estrangulamento 23 de acordo. O PLC 25 pode também executar o equilíbrio de massa e ajustar o alvo de acordo. O PLC 25 pode também determinar o nível de cimento na coroa anular 210c.

Uma vez que o furo de revestimento tenha sido sangrado, a bomba da coroa anular 30a poderá ser operada para bombear fluido indicador 130i para o cruzamento de fluxo inferior 223b via a linha de interrupção 229k. O fluido indicador 130i pode fluir radialmente através da cabeça de poço 221 e sair da cabeça de poço para a linha de estrangulamento 229c.

Na medida em que o empanque 224p não foi ajustado, o percurso de fluido indicador pode estar em comunicação de fluido com a coroa anular 210c, formando assim um T apresentando a coroa anular como uma ramificação estagnante. O fluido indicador 130i pode continuar através do estrangulamento 23, do medidor de fluxo de retornos 34r, e da peneira de lama 33. A circulação do fluido indicador 130i pode ser mantida durante o período de cura. Na medida em que o fluido indicador 130i está sendo circulado, o PLC 25 pode executar um equilíbrio de massa entre a entrada e a saída do fluido indicador para/da cabeça de poço 21 para monitorar o fluido de formação 130f que entra na coroa anular 210c ou a pasta de cimento 130c que entra na formação 104b usando os medidores de fluxo 34a,r. O PLC 25 pode comprimir o estrangulamento 23 em resposta à detecção de fluido de formação 130f que entra na coroa anular 210c e relaxar o estrangulamento 23 em resposta à entrada da pasta de cimento 130c na formação 104b.

O compensador de condutor 240 pode ser operado durante a operação de cimentação e de cura para anular o efeito do içamento sobre o equilíbrio de massa. Alternativamente, o PCL 25 pode incluir um ou mais sensores (não mostrados) para ajustar o equilíbrio de massa durante a cura para explicar o içamento, tal como um acelerômetro e/o um altímetro. Alternativamente, o PLC 25 pode estar em comunicação de dados com o sistema de posicionamento dinâmico da MODU e/ou o tensionador e receber dados de içamento necessários dos mesmos. O PLC 25 pode também ajustar o estrangulamento 23 para manter a paridade das BHPs efetiva e alvo durante a cimentação e/ou a cura em resposta ao içamento da MODU. Uma vez que a cura esteja completa, a ferramenta de ajustamento 257s poderá ser operada para ajustar o empanque 224p.

Alternativamente, o empanque 224p pode ser ajustado depois que a operação de cimentação (antes da cura) e o monitoramento da cura possam ser omitidos. Alternativamente, o empanque 224p pode ser ajustado depois que a operação de cimentação (antes da cura) e a coluna de revestimento interno 205 possam incluir qualquer dos sensores de cimento 161a-f, o cabo de dados 163, e o acoplamento de dados sem fio 162i. O acoplamen- to de dados sem fio 162o pode ser disposto na cabeça de poço 221 e a cabeça de poço pode incluir um segundo acoplamento de dados sem fio (não mostrado) conectado ao acoplamento externo pelo fio de chumbo que pode ficar em interface com um segundo acoplamento de dados sem fio correspondente disposto no adaptador de cabeça de poço 226b que pode estar em comunicação de dados com a cápsula 225 via uma ligação direta. O PLC 25 pode então receber medições dos sensores de cimento 161a-f para monitorar a operação de cura (e cimentação).

A figura 8A ilustra o monitoramento da cura de cimento de uma operação de cimentação de revestimento submarino conduzida usando um segundo sistema de perfuração offshore, de acordo com outra concretização da presente invenção. O segundo sistema de perfuração pode incluir a MO- DU 201m, o equipamento de perfuração 1r, o sistema de controle de fluido 201f, o sistema de transporte de fluido 201t, e uma montagem de controle de pressão (PCA) 261p. A PCA 261p pode incluir o adaptador de cabeça de poço 226b, os cruzamentos de fluxo 223u, m,b, os sistemas de segurança contra estouros (BOPs) 220a,u,b, o LMRP, os acumuladores 211, o receptor 227, a linha de estrangulamento 229c, a linha de interrupção 229k, um segundo RCD 265, e um medidor de fluxo submarino 234.

O segundo RCD 265 pode ser similar ao RCD 255. Com referência também à figura 8B, o segundo RCD 265 pode incluir uma saída 265o, uma interface 265a, o alojamento 265h, um engate 265c, e um acessório de reforço interno 265r. O alojamento 265h pode ser tubular e incluir uma ou mais seções conectadas entre si, tal como por conexões providas de flange. O alojamento 265h pode adicionalmente incluir um flange superior conectado a uma seção de alojamento superior, tal como por soldagem, e um flange inferior conectado a uma seção de alojamento inferior, tal como por soldagem.

O engate 265c pode incluir um atuador hidráulico, tal como um pistão, um ou mais prendedores, tais como grampos, e um corpo. O corpo do engate pode ser conectado ao alojamento 265h, tal como por uma conexão roscada. Uma câmara de pistão pode ser formada entre o corpo de en- gate e uma seção de alojamento intermediária. O corpo de engate pode ter orifícios formados através de uma parede do mesmo para receber os respectivos grampos. O pistão de engate pode ser disposto na câmara e pode conduzir vedações que isolam uma porção superior da câmara de uma porção inferior da câmara. Uma superfície de came pode ser formada em uma superfície interna do pistão para radialmente deslocar os grampos. Os orifí-cioshidráulicos (não mostrados) podem ser formados através da seção de alojamento intermediária e podem prover a comunicação de fluido entre a interface 265a e as respectivas porções da câmara hidráulica para a seletiva operação do pistão de engate. Um jumper pode ter condutos hidráulicos e pode prover a comunicação de fluido entre a interface RCD 265a e a cápsula de controle 225.

O acessório de reforço interno 265r pode incluir uma montagem de mancal 265b, uma montagem de vedação de alojamento, um ou mais extratores, e uma luva de captura. A montagem de mancal 265b pode sustentar os extratores da luva de tal modo que os extratores possam girar com relação ao alojamento 255h (e à luva). A montagem de mancal 265b pode incluir um ou mais mancais radiais, um ou mais mancais de empuxo, e um sistema lubrificante autocontido. O sistema lubrificante pode incluir um reservatório apresentando um lubrificante, tal como óleo de mancal, e um pistão de equilíbrio em comunicação o fluido de retorno 130i,r,w (dependendo da operação comum que é executada) para manter a pressão do óleo no reservatório em uma pressão igual ou ligeiramente maior do que a pressão de fluido de retorno. A montagem de mancal 265b pode ser disposta entre os extratores e ser alojada na luva de captura e conectada à mesma, tal como por uma conexão roscada e/ou prendedores.

O acessório de reforço interno 265r pode ser seletivamente conectado longitudinalmente ao alojamento 265h por engate do fecho 265c com a luva de captura. A montagem de vedação de alojamento pode incluir um corpo que conduz uma ou mais vedações, tais como anéis em O, e um retentor. O retentor pode ser conectado à luva de captura, tal como por uma conexão roscada (não mostrada), e o corpo de vedação pode ser aprisiona- do entre um ressalto da luva e o retentor. As vedações de alojamento podem isolar uma coroa anular formada entre o alojamento 265h e o acessório de reforço interno 265r. A luva de captura pode ser torsionalmente acoplada ao alojamento 265h, tal como por atrito de vedação ou perfis de antirrotação correspondentes.

O extrator superior pode incluir a caixa de empanque e uma vedação. A caixa de empanque pode incluir uma ou mais seções, tal como uma primeira seção e uma segunda seção, conectadas, tal como por uma conexão roscada. A vedação extraível superior pode ser conectada à primeiraseção, tal como por prendedores (não mostrados), de tal modo que a ve-dação extraível superior seja longitudinal e torsionalmente acoplada à mesma. A segunda seção pode ser conectada a um mandril de rotação da montagem de mancal, tal como por uma conexão roscada, de tal modo que a caixa de empanque seja longitudinal e torsionalmente acoplada à mesma. O extrator inferior pode incluir um retentor e uma vedação. A vedação extraível inferior pode ser conectada ao retentor de extrator, tal como por prendedores (não mostrados), de tal modo que a vedação extraível seja longitudinal e torsionalmente acoplada à mesma. O retentor de extrator pode ser conectado ao mandril rotativo, tal como por uma conexão roscada, de tal modo que o retentor seja longitudinal e torsionalmente acoplado ao mesmo.

Cada vedação extraível pode ser direcional e orientada para vedar contra o tubo de perfuração 57p em reposta à pressão mais alta na cabeça de poço 221 do que o condutor 250. Cada vedação extraível pode ter uma forma cônica para que a pressão de fluido atue contra uma respectiva superfície cônica, gerando a pressão de vedação contra o tubo de perfuração 57p. Cada vedação extraível pode ter um diâmetro interno ligeiramente menor do que um diâmetro do tubo de perfuração 57p para formar um ajuste forçado entre os mesmos. Cada vedação extraível pode ser formada a partir de um polímero, tal como um termoplástico, elastômero, ou copolímero, flexível o suficiente para acomodar a vedação contra os acoplamentos roscados do tubo de perfuração 57p apresentando um diâmetro de junta de ferramenta maior. A vedação extraível inferior pode ser exposta ao fluido de re- torno 130i,r,w para servir como a vedação primária. A vedação extraível superior pode estar inativa, contanto que a vedação extraível inferior esteja funcionando. No caso de a vedação extraível inferior falhar, os retornos 130r podem vazar através da mesma e exercer pressão na vedação extraível superior via uma passagem de fluido anular formada entre o mandril de mancal e o tubo de perfuração 57p. O tubo de perfuração 57p pode ser recebido através de um furo do acessório de reforço interno 255r de modo que as vedações extraíveis possam engatar o tubo de perfuração. As vedações extra- íveis podem prover uma barreira no condutor 250 ou quando o tubo de perfuração 57p for estacionário ou rotativo.

Alternativamente, o acessório de reforço interno pode ser conectadonão liberavelmente ao alojamento. Alternativamente, pode ser usado um RCD de vedação ativa. A RCD de vedação ativa pode incluir uma ou mais bexigas (não mostradas) em vez das vedações extraíveis e podem ser infladas para vedar contra o tubo de perfuração por injeção do fluido de inflação. O acessório de reforço interno do RCD de vedação ativa pode tam-bém servir como uma cabeça de injeção hidráulica para facilitar a inflação das bexigas. Alternativamente, a RCD de vedação ativa pode incluir um ou mais empanques operados por um ou mais pistões do acessório de reforço interno. Alternativamente, pode ser usada uma montagem obturadora lubrificada.

Uma extremidade inferior do segundo alojamento RCD 265h pode ser conectada ao BOP anular 220a e uma extremidade superior do segundo alojamento RCD pode ser conectada ao cruzamento de fluxo superior 223u, tal como por conexões providas de flange. Um sensor de pressão 265p pode ser conectado a uma seção de alojamento superior do segundo RCD 265 acima do acessório de reforço interno 265r. O sensor de pressão 256p pode estar em comunicação de dados com a cápsula de controle 225 e o segundo pistão de fecho RCD pode estar em comunicação de fluido com a cápsula de controle via a interface 265a do segundo RCD 265.

Uma extremidade inferior de um carretel de desvio submarino 262 pode ser conectada à segunda saída RCD 265o e uma extremidade do carretel pode ser conectada ao cruzamento do fluxo superior 223u. O carretel de desvio 262 pode ter uma primeira 209a e uma segunda 209b válvulas de corte e o medidor de fluxo submarinho 234 montados como uma parte do mesmo. Cada válvula de corte 209a,b,b pode ser automatizada e ter um atuador hidráulico (não mostrado) operável pela cápsula de controle 225 via a comunicação de fluido com um respectivo conduto umbilical ou os acumuladores LMRP 211. O medidor de fluxo submarino 234 pode ser um medidor de fluxo de massa, tal como um medidor de fluxo Coriolis, e pode estar em comunicação de dados com o PLC 25 via a cápsula 225 e a linha umbilical 206. Alternativamente, um medidor de fluxo volumétrico submarino pode ser usado em vez do medidor de fluxo de massa.

O fluido de retorno 130i,r,w pode fluir através da coroa anular 210c para a cabeça de poço 221. O fluido 130i,r,w pode continuar da cabeça de poço 221 para o segundo RCD 265 via os BOPs 220a,u,b. O fluido de retorno 130i,r,w pode ser desviado pelo segundo RCD 265 para o carretel de desvio submarino 262 por meio da saída do segundo RCD 265o. O fluido de retorno 130i,r,w pode fluir através da segunda válvula de corte aberta 209, do medidor de fluxo submarino 234, e da primeira válvula de corte 209a para uma ramificação do cruzamento de fluxo superior 223u. O fluido de retorno 130i,r,w pode fluir para o condutor 250 via o cruzamento de fluxo superior 223u, o receptor 227, e o LMPR. O fluido de retorno 130i,r,w pode fluir até o condutor 250 para o primeiro RCD 255. O fluido de retorno 130i,r,w pode ser desviado pelo primeiro RDC 255 para a linha de retorno 229 via a saída do primeiro RCD. O fluido de retorno 130i,r,w pode continuar da linha de retorno 29 e para o carretel de retorno. O fluido de retorno 130i,r,w pode fluir através do estrangulamento 36 e do medidor de fluxo de retornos 34r para a peneira de lama 33.

Durante a operação de perfuração, de cimentação e de cura, o PLC 25 pode contar com o medidor de fluxo submarino 234 em vez do medidor de fluxo de superfície 34r para executar o controle BHP e o equilíbrio de massa. O medidor de fluxo de superfície 34r pode ser usado como um sobressalente ao medidor de fluxo submarino 234 no caso de falha do medi- dor de fluxo submarino.

As figuras 8B e 8C ilustram uma operação de cimentação de revestimento submarino conduzida usando um terceiro sistema de perfuração offshore, de acordo com outra concretização da presente invenção. O terceiro sistema de perfuração pode incluir a MODU 201m, o equipamento de perfuração 1r, o sistema de controle de fluido 201f, e uma montagem de controle de pressão (PCA) sem pressão 271p. A PCA sem condutor 271p pode incluir o adaptador de cabeça de poço 226b, os cruzamentos de fluxo 223m,b, os sistemas de segurança contra estouros (BOPs) 220a,u,b, os acumuladores 211, o receptor 227, a linha de interrupção 229k, a linha de estrangulamento 229c, o segundo RCD 265, uma linha de retorno 275, e uma bomba de retornos 270. O poço submarino 200 pode ser também perfurado sem condutor usando o terceiro sistema de perfuração. A linha de retorno 275 pode incluir um carretel de desvio (não mostrado) em torno da bomba de retornos 270 de tal modo que a bomba de retornos 270 possa ser seletivamente empregada.

Uma extremidade inferior da linha de retorno 275 pode ser conectadaà saída do segundo RCD 265o e a uma extremidade superior da linha de retorno 275 pode ser conectada ao carretel de retorno. A bomba de retornos 270 pode ser montada como parte da linha de retorno 275 e pode incluir um motor elétrico submersível 270m e um estágio de bomba centrífuga 270p. A bomba de retornos 270 pode adicionalmente incluir uma armação de gaiola (não mostrada) apresentando uma esteira de lama para se apoiar no fundo do mar. Um eixo do motor 270m pode ser torsionalmente conectado a um eixo do estágio de bomba 270p via uma caixa de engrenagem ou diretamente (sem engrenagem). Uma extremidade inferior de um cabo de força 272 pode ser conectada ao motor 270m e uma extremidade superior do cabo de força 272 pode ser conectada a um acionamento motor (não mostrado) a bordo da MODU 201m e em comunicação de dados com o PLC 25. O acionamento motor pode ser um acionamento de velocidade variável e o PLC 25 pode controlar a operação da bomba de retornos 270 com a variação de uma velocidade rotacional do motor 270m. A linha de retorno 275 pode adicionalmente incluir um sensor de pressão de descarga 273 em comunicação de dados com a cápsula de controle 225 e o PLC pode monitorar a operação da bomba de retornos usando o sensor de pressão de descarga e um dos sensores de pressão 235b,c como um sensor de pressão de admissão. Alternativamente, o estrangulamento 23 pode ser usado para controlar a bomba de retornos 270.

Adicionalmente, o estágio da bomba 270p pode ser capaz de acomodar os cascalhos ou a bomba de retornos 270 pode adicionalmente incluir um coletor de cascalhos e/ou pulverizador (não mostrado). Alternativamente, o PLC 25 pode determinar as pressões de entrada e de descarga do estágio de bomba com o monitoramento do consumo de energia do motor 270m. Alternativamente, o estágio da bomba 270p pode ser deslocamento positivo e/ou a bomba de retornos pode incluir múltiplos estágios. Alternativamente, o motor 270m pode ser hidráulico ou pneumático. Caso seja hidráulico, o motor 270m poderá ser acionado por um fluido de força, tal como água do mar ou óleo hidráulico.

Com referência à figura 8C, um ECD Wd do condicionador 130w pode corresponder a um gradiente de pressão limite da formação inferior, tal como gradiente de pressão de poros, gradiente de pressão de fratura, ou uma média dos dois gradientes. Contudo, devido ao fato de o efeito de gradiente duplo causado por uma densidade substancialmente mais baixa SS do mar 204, o condicionador 130w pode de outro modo fraturar a formação inferior 104b, se não para operação da bomba de retornos 270 (Delta da Bomba). A bomba de retornos 270 pode compensar o efeito de gradiente duplo efetivamente criando um efeito de gradiente duplo correspondente de modo que o condicionador 130w não frature a formação inferior 104 durante o condicionamento. Uma densidade estática (apenas EDC mostrado) do cimento 130c pode também corresponder ao gradiente de pressão limite.

Visto que o cimento 130c flui para a coroa anular 210c, a BHP efetiva pode começar a ser influenciada pela ECD Wd de cimento. O PLC 25 pode antecipar o efeito de gradiente duplo na BHP prevista e aumentar a velocidade rotacional da bomba, aumentando assim o delta da bomba. O PLC 25 pode continuar a aumentar a velocidade da bomba (aumentando assim o delta da bomba) na medida em que um nível CL do cimento 130c na coroa anular 210c é elevado e a influência da ECD Wd na BHP aumenta para manter a paridade da BHP efetiva/prevista com a BHP alvo. Durante a operação de cimentação, o PLC 25 pode trilhar o nível de cimento CL na coroa anular 210c e pode também executar o equilíbrio de massa e ajustar o alvo de acordo, conforme discutido acima.

Uma vez que o bombeamento de cimento 130c esteja completo, o furo de revestimento poderá ser sangrado, e o fluido indicador 130i poderá ser suprido para o cruzamento de fluxo 223b via a linha de interrupção 225k para circulação através da cabeça de poço 221 usando a bomba de retornos 270 para manter a paridade entre as BHPs efetiva e alvo enquanto o PLC 25 monitora o ingresso/egresso de fluido. No caso de o PLC 25 detectar o ingresso, o PLC pode reduzir a velocidade da bomba de retornos 270, e no caso de o PLC detectar o egresso, o PLC pode aumentar a velocidade da bomba. No caso de o PLC 25 detectar um severo ingresso durante a cimen- tação ou a cura, o PLC pode fechar e desviar a bomba de retornos 270.

Alternativamente, a linha de retorno 275 pode ser presa, e o fluido indicador 130i pode ser circulado através da cabeça de poço 221 com a operação da bomba de coroa anular 30a para bombear o fluido indicador 130i para o cruzamento de fluxo 223b via a linha de interrupção 225k. O fluido indicador 130i pode então retornar para a MODU 201m via a linha de estrangulamento 229c. O controle da pressão pode ser mantido sobre o cimento de cura 130c pelo estrangulamento 23. Alternativamente, o condicionador ECD pode ser menor do que o gradiente de pressão de poro e a bomba de coroa anular 30a e o estrangulamento 23 pode ser usado para controlar a BHP durante o condicionamento e então o controle de BHP pode ser deslocado para a bomba de retornos 270 para/durante a cimentação.

Alternativamente, um fluido flutuante, tal como óleo de base ou nitrogênio, pode ser injetado na entrada RCD 265i em vez de usar a bomba de retornos 270, misturando assim com o fluido de retorno 130i,r,w e formando uma mistura de retorno apresentando uma densidade substancial- mente menor do que uma densidade do fluido de retorno, tal como uma densidade correspondendo à água do mar. Alternativamente, a bomba de retornos 270 pode ser acrescentada ao carretel de desvio 262 além ou em vez do medidor de fluxo submarino 234. Alternativamente, o medidor de fluxo submarino 234 pode ser usado na PCA sem condutor 271p em vez ou além da bomba de retornos 270.

As figuras 9A e 9B ilustram o monitoramento da cura do cimento de uma operação de cimentação de revestimento submarino conduzida usando um quarto sistema de perfuração offshore, de acordo com outra concretização da presente invenção. As figuras 9C e 9E ilustram um sub de sensor de cimento sem fio 282a de uma coluna de revestimento interna alternativa 295 que é cimentada. A figura 9D ilustra uma etiqueta de identificação de radiofrequência (RFID) 280a-c para comunicação com o sub de sensor 282a. A figura 9F ilustra o sistema de controle de fluido 281f do sistema de perfuração. O quarto sistema de perfuração pode incluir a MODU 201m, o equipamento de perfuração 1r, o sistema de controle defluido 281f, o sistema de transporte de fluido 201t, e a montagem de controle de pressão (PCA) 201p.

Uma vez que o poço 200 tenha sido perfurado no reservatório inferior 104b na profundidade desejada, a coluna de perfuração 207 poderá ser recuperada do poço 200 e a coluna de revestimento interna 295 poderá ser desdobrada no poço 200 usando a coluna de trabalho 257. A coluna de trabalho interna 295 pode incluir as juntas de revestimento 106, os centralizadores 107, o colar de flutuação 108, a sapata de guia 109, o suspensor de revestimento 224, e um ou mais subs de sensor de cimento sem fio 282a-f. Um sub de sensor inferior 282 pode ser montado adjacente à sapata de guia 109 e/ou o colar de flutuação 108. O restante dos subs de sensor 282a,c-f pode ser espaçado ao longo de uma porção da coluna de revestimento 295 acima do dardo superior 75u.

Cada sub de sensor 282a-f pode incluir um alojamento 287, um ou mais sensores de cimento 283p,t, um acondicionamento de eletrônica 284, uma ou mais antenas 285r,t, e uma fonte de energia. Os sensores de cimento 283p,t podem incluir um sensor de pressão 283p e/ou sensor de temperatura 283t. Os respectivos componentes de cada sub de sensor 282a-f podem estar em comunicação elétrica entre si por condutores ou uma barra. A fonte de energia pode ser uma bateria 286 ou um capacitor (não mostrado). As antenas 285r,t podem incluir uma antena externa 285r e uma antena interna 285t. O sub de sensor inferior 282b pode não precisar da antena interna 285t e os subs de sensor 282c-f podem não precisar da antena externa 285r.

O alojamento 287 pode incluir duas ou mais seções tubulares 287u,b conectadas entre si, tal como por conexões roscadas. O alojamento 287 pode ter acoplamentos, tais como acoplamentos roscados, formados em um topo e uma base do mesmo para conexão a outro componente da coluna de revestimento 295. O alojamento 287 pode ter um receptáculo formado entre as seções 287u,b do mesmo para receber o acondicionamento de eletrônica 284, a bateria 286, e a antena interna 285t. Para impedir a interferência com as antenas 285r,t, o alojamento 287 pode ser formado a partir de um metal diamagnético ou paramagnético ou liga, tal como aço inoxidável autêntico ou alumínio. O alojamento 287 pode ter um ou mais orifícios radiais formadosatravés de uma parede do mesmo para receber os respectivos sensores 283p,t de tal modo que os sensores estejam em comunicação de fluido com a coroa anular 210c.

O acondicionamento de eletrônica 284 pode incluir um circuito de controle 284c, um circuito de transmissor 284t, e um circuito de receptor 284r. O circuito de controle 284c pode incluir um controlador de microprocessador (MPC), um gravador de dados (MEM), um relógio (RTC), e um conversor do analógico para o digital (ADC). O gravador de dados pode ser uma unidade de estado sólido. O circuito de transmissor 284t pode incluir um amplificador (AMP), um modulador (MOD), e um oscilador (OSC). O circuito de receptor 284r pode incluir o amplificador (AMP), um desmodulador (MOD), e um filtro (FIL). Alternativamente, os circuitos de transmissor 284t e de receptor 284r podem ser combinados em um circuito de transceptor.

Uma vez que a coluna de revestimento 295 tenha sido desdo- brada, os subs de sensor 282a,c-f poderão dar início à operação. Sinais brutos dos respectivos sensores 283p,t podem ser recebidos pelo respectivo conversor, convertidos, e supridos para o controlador. O controlador pode processar os sinais convertidos para determinar os respectivos parâmetros, os parâmetros de carimbo de data/hora e de destinatário, e enviar os dados processados para o respectivo gravador para armazenamento durante a la- tência da etiqueta. O controlador pode também multiplexar os dados processados e suprir os dados multiplexados para o respectivo transmissor 284t. O transmissor 284t pode então condicionar os dados multiplexados e suprir o sinal condicionado para a antena 285t para a transmissão eletromagnética, tal como em radiofrequência. Cada sub de sensor 282c-f pode transmitir parâmetros correntes e alguns parâmetros passados correspondendo a uma capacidade de dados de uma janela de comunicação entre os subs de sensor e as etiquetas 280a-c. Uma vez que o sub de sensor inferior 282b esteja inacessível às etiquetas 280a-c devido ao dardo superior 75u e ao limpador superior 175u, o sub de sensor inferior poderá transmitir seus dados para o sub de sensor 282a via seu circuito de transmissor e a antena externa e o sub de sensor 282a poderá receber os dados inferiores via sua antena externa 285r e o circuito de receptor 284r. O sub de sensor 282a pode então transmitir seus dados e os dados inferiores para o recebimento pelas etiquetas 280a-c.

A cimentação da coluna de revestimento interna 295 pode ser realizada da mesma maneira que a cimentação da coluna de revestimento interna 295. Em vez de manter a coluna de trabalho 257 desdobrada e o empanque 224p não fixado para a circulação do fluido indicador 130i durante a cura, o empanque pode ser imediatamente ajustado depois do bombea- mento da pasta de cimento 130c. A coluna de trabalho 257 pode ser recuperada para a MODU 201m. Uma coluna de perfuração 297 pode ser então desdobrada até uma profundidade adjacente ao dardo superior 75u. A coluna de perfuração 297 pode incluir uma montagem de fundo de poço (BHA) 297h e juntas do tubo de perfuração 57p conectadas entre si, tal como por acoplamentos roscados. A BHA 297h pode ser conectada ao tubo de perfu- ração 57p, tal como por uma conexão roscada, e incluir uma broca 297b e um ou mais comandos de perfuração 297c conectados à mesma, tal como por uma conexão roscada.

O sistema de controle de fluido 281f pode incluir as bombas 30c,a,c, a peneira de lama 33, os medidores de fluxo 34c,a,m,r, os sensores de pressão 35c,a,m,r, o estrangulamento 23, o carretel de desgaseificação 230, uma leitora de etiqueta 290, e um lançador de etiqueta 291. O lançador de etiqueta 291 pode ser montado como parte da linha de suprimento de fluido. O lançador de etiqueta 291 pode incluir um alojamento, um êmbolo, um atuador, e um depósito apresentando uma pluralidade de etiquetas RFID 280a-c-f. O êmbolo pode ser móvel com relação ao alojamento entre uma posição de captura e uma posição de soltura. O êmbolo pode ser movido entre as posições pelo atuador. O atuador pode ser hidráulico, tal como uma montagem de pistão e cilindro e pode estar em comunicação com a HPU do PLC. Alternativamente, o atuador pode ser elétrico ou pneumático. Alternativamente, o atuador pode ser manual, tal como um volante.

Cada etiqueta RFD 280a-c, pode ser uma etiqueta RFID de plataforma de identificação e de detecção sem fio (WISP). Cada etiqueta 280a- c pode incluir um acondicionamento de eletrônica e uma ou mais antenas alojadas em uma encapsulação 288. Os respectivos componentes de cada etiqueta 280a-c podem estar em comunicação elétrica entre si por condutores ou uma barra. O acondicionamento de eletrônica pode incluir um circuito de controle, um circuito de transmissor, e um circuito de receptor. O circuito de controle pode incluir um microcontrolador (MCU), o gravador de dados (MEM), e um gerador de força RF. Alternativamente, cada etiqueta 280a-c pode ter uma bateria em vez do gerador de força RF.

Uma vez que a coluna de perfuração 295 tenha sido desdobrada, o PLC 25 poderá lançar a etiqueta encerrada com a operação da HPU para suprir fluido hidráulico para o atuador de lançador. O atuador pode então mover o êmbolo para a posição de soltura (não mostrada). A etiqueta portadora e encerrada pode então ser movida para a linha de suprimento. O fluido de transporte 130t descarregado pela bomba de lama 30m pode então conduzir a etiqueta encerrada do lançador 291 para a coluna de perfuração 297 via o unidade superior 12 e a válvula Kelly 11. Uma vez que a etiqueta encerrada tenha sido lançada, o atuador poderá mover o êmbolo de volta para a posição de captura e o êmbolo poderá carregar outra etiqueta do depósito durante o movimento. O PLC 25 pode lançar etiquetas 280a-c em uma frequência desejada.

Uma vez que a etiqueta 280a tenha sido circulada através da coluna de perfuração 297, a etiqueta poderá sair da broca 297b nas proximidades do sub de sensor 282a. A etiqueta 280a pode receber o sinal de dados transmitido pelo sub de sensor 282a, converter o sinal em eletricidade, filtrar, desmodular, e registrar os parâmetros. Na medida em que a etiqueta 280a percorre até a coroa anular, a etiqueta 280a pode se comunicar com os outros subs de sensor 282c-f e registrar os dados a partir daí. A etiqueta 280c pode continuar através da cabeça de poço 221, da PCA 201p, e do condutor 250 para o RCD 255. A etiqueta 280a pode ser desviada pelo RCD 255 para a linha de retorno 229r. A etiqueta 280a pode continuar da linha de retorno 229r para a leitora de etiqueta 290.

A leitora de etiqueta 290 pode ser montada como parte do carretel de retorno. A leitora de etiqueta pode incluir um alojamento, um circuito de transmissor, um circuito de receptor, uma antena de transmissor, e uma antena de receptor. O alojamento pode ser tubular e apresentar extremidades providas de flange para conexão a outros membros do carretel de retorno e/ou a linha de retorno 229r. Os circuitos de transmissor e de receptor podem ser similares àqueles do sub de sensor 282a. Alternativamente, a leitora de etiqueta 290 pode incluir um circuito de transceptor combinado e/ou uma antena de transceptor combinada. A leitora de etiqueta 290 pode transmitir um sinal de instrução para a etiqueta 280a para transmitir os dados armazenados do mesmo. A etiqueta 280a pode transmitir então os dados para a leitora de etiqueta 290. A leitora de etiqueta 290 pode ser dimen-sionada para ter uma janela de comunicações, de tal modo que os dados cumulativos recebidos dos subs de sensor 282a-f possam ser comunicados enquanto a etiqueta 280a está fluindo através da leitora de etiqueta 290.A leitora de etiqueta 290 pode então retransmitir os dados cumulativos para o PLC 25. O OLC 25 pode então monitorar a cura do cimento 130c e/ou exibir os dados para que um operador possa fazê-lo. As etiquetas 280a-c podem ser recuperadas da peneira de lama 33 e reutilizadas ou podem ser descartadas. A circulação de etiquetas 280a-c pode continuar durante a cura do cimento 130c até a completação.

Alternativamente, as etiquetas 280a-c podem ser recuperadas da peneira de lama 33 e fisicamente transportadas para uma leitora de etiquetaautônoma. As etiquetas 280a-c podem incluir um núcleo magnético para facilitar a recuperação da peneira de lama. Alternativamente, um separador de sólidos apresentando uma leitora de etiqueta pode ser usado no lugar da peneira de lama 33. Um separador de transportador a vácuo (não mostrado) pode ser adequado para ter uma leitora de etiqueta posicionada sobre a correia de filtro para ler a etiqueta na medida em que ela é separada do fluido de transporte 130t. Alternativamente, a leitora de etiqueta 290 pode ser localizada submarina na PCCA 201p ou a PCA sem condutor 271p e pode retransmitir os dados para a PCA via a linha umbilical 206. Alternativamente, a leitora de etiqueta 290 pode ser localizada no carretel de desvio 262 da PCA 261p.

Uma vez que o cimento 130c tenha sido curado, a coluna de perfuração 297 poderá ser operada para perfurar os dardos 75u,n, os limpadores 175u,b, o colar 108 e a sapata 109 em preparação para uma operação de conclusão ou para adicionalmente estender o poço 200 para a formação inferior 104b ou outra formação adjacente à formação inferior.

As figuras 10A-10C ilustram uma operação de cimentação corretiva que é executada usando uma coluna de revestimento alternativa 305, de acordo com outra concretização da presente invenção. A coluna de revestimento 305 pode ser similar à coluna de revestimento 10t, exceto para a adição de um ou mais colares de estágio 300u,m,b. Alternativamente, a coluna de camisa 155 e/ou as colunas de revestimento submarinas 205, 295 podem ser modificadas para incluir os colares de estágio 300u,m,b. Cada colar de estágio 300u,m, pode incluir um alojamento 310, um abridor 311o, um fe- chador 311c, uma passagem de fluxo 312, um membro de fechamento, tal como um disco de ruptura 313, e uma vedação expansível, tal como uma bexiga 314. A passagem de fluxo 312 pode ser formada em uma parede do alojamento 310. A passagem de fluxo 312 pode se estender de uma entrada em comunicação de fluido seletiva com um furo do alojamento 310 para uma câmara de inflação da bexiga 314 e apresentar uma ramificação de saída em comunicação seletiva com a coroa anular 110. O disco de ruptura 313 pode ser configurado para operar em uma pressão ajustada correspondendo a uma pressão de inflação da bexiga 314.

Os colares de estágio 300u,m,b podem ser dispostos ao longo da coluna de revestimento 305, de tal modo que um colar superior 300u localizadopróximo ao suspensor de revestimento, um colar inferior 300b localizadopróximo ao colar de flutuação, e um colar intermediário 300m localizado entre os colares superior e inferior. Os colares de estágio intermediário 300m e inferior 300b podem ser orientados para uma operação de cimenta- ção corretiva e o colar de estágio superior 300u pode ser orientado para uma operação de compressão de vedador (isto é, de cabeça para baixo com relação aos colares intermediário e inferior).

Os colares de estágio 300u,m,b podem ser seletivamente operados no caso de a operação de cimentação e de cura falhar para produzir um resultado aceitável. Conforme mostrado, o nível de cimento final 320a está substancialmente abaixo do nível de cimento pretendido 320i, formando assim um vazio na coroa anular 110. O vazio pode ser devido à saída da pasta de cimento 130c para a formação inferior 104b (vide figuras 3D e 3G). Embora falhando, o PLC 25 pode ter pelo menos determinado o verdadeiro nível de cimento final 320a e indicado que o cimento curado 130c é inaceitável. O PLC 25 pode também determinar uma quantidade de cimento corretiva 330c necessária para encher o vazio. Depois da cura da pasta de cimento 130c, uma coluna de trabalho 357 pode ser desdobrada no poço. A coluna de trabalho 357 pode incluir uma ferramenta de deslocamento 357s, uma cabeça de vedação 357h, e uma coluna tubular, tal como tubos espiralados 357p ou tubo de perfuração (não mostrado). Alternativamente, os colares de estágio 300u,m.b podem ser operados por cabo de perfilagem ou cabo. Alternativamente, para o camisa 155 e os revestimentos submarinos 205, 295, as respectivas colunas de perfuração/trabalho 57, 257, 297 podem incluir a ferramenta de deslocamento de modo que a operação de cimentação corretiva possa ser executada sem manobras.

A coluna de trabalho 357 pode ser desdobrada até que a ferramenta de deslocamento 357s fique adjacente ao colar de estágio intermediário 300m na medida em que o colar de estágio inferior 300u pode ser consideradoinoperável pelo envolvimento no cimento curado 130c. A ferramenta de deslocamento 357s pode ser estendida para engatar um perfil do fecha- dor intermediário 311o. A ferramenta de deslocamento 357s pode mover então longitudinalmente o fechador intermediário 311o para uma posição aberta, expondo assim a passagem de entrada. O fluido de inflação (não mostrado), tal como o condicionador 130w, pode ser bombeado através da coluna de trabalho 357 e pode ser descarregado através de orifícios da ferramenta de deslocamento 357s para a entrada de passagem intermediária e ao longo da passagem intermediária 312 para a câmara de bexiga, inflando assim a bexiga 314. Uma vez que a bexiga 314 tenha sido inflada, o disco de ruptura 313 poderá fraturar, abrindo assim o orifício de saída. O fluido de inflação pode continuar a ser bombeado até totalmente circulado através de uma porção aberta da coroa anular 110. Uma vez circulado, o cimento corretivo 330c pode ser bombeado através da coluna de trabalho 357 e para a coroa anular 110 via o colar de estágio intermediário 300m. O cimento corretivo 330c pode ser bombeado até que um nível de cimento corretivo alcance o nível de cimento pretendido 320i. Uma vez que o cimento corretivo 330c tenha sido bombeado, a ferramenta de deslocamento 357s poderá ser operada para engatar o fechador 311c e mover o fechador longitudinalmente (não mostrado), fechando assim a passagem intermediária para impedir o contrafluxo da pasta de cimento corretivo 330c.

Durante a operação de cimentação corretiva, o PLC 25 pode monitorar e controlar o condicionamento e o bombeamento de pasta de cimento corretivo 330c, conforme discutido acima para a operação de cimen- tação primária. O PLC 25 pode também monitorar e controlar a cura, conforme discutido acima. Alternativamente, a pasta de cimento corretiva pode ser usada para inflar a bexiga, impedindo assim a etapa de condicionamento.

As figuras 11A-11C ilustram uma operação de compressão corretiva que é executada usando a coluna de revestimento alternativa 305, de acordo com outra concretização da presente invenção. Conforme mostrado, o cimento curado 130c apresenta canais 325 formandos no mesmo. A formação de canal pode se dar devido à infiltração de fluido de formação 130f da formação inferior 104b (vide figuras 3C e 3F). Embora falhando, o PLC 25 pode pelo menos ter determinado a infiltração e indicado que o cimento curado 130c é inaceitável. O PLC 25 pode também determinar a quantidade de vedador 330s necessária para encher os canais 325.

Depois da cura da pasta de cimento 130c, a coluna de trabalho 357 pode ser desdobrada no poço 100. A coluna de trabalho 357 pode ser desdobrada até que a ferramenta de deslocamento 357s fique adjacente ao colar de estágio superior 300u. A ferramenta de deslocamento 357s pode ser operada para abrir o colar de estágio superior 300u. O vedador 330s pode ser bombeado através da coluna de trabalho 357, inflando assim a bexiga superior 314 e abrindo a saída. O vedador 330s pode continuar a ser bombeado para a coroa anular 110 via o colar de estágio superior 300u até que a porção canalizada do cimento 130c tenha sido impregnada pelo vedador 330s. O colar de estágio superior 300u pode ser então fechado e o vedador 300s pode ser curado (polimerizado), enchendo assim os canais 325.

O vedador 330s pode ser bombeado como uma mistura líquida, tal como uma solução. A solução pode incluir um monômero, tal como um éster, um diluente, tal como água ou água do mar e/ou álcool, e um catalisador, tal como um peróxido ou um persulfato. Alternativamente, o vedador pode ser bombeado como uma pasta, tal como reboco ou argamassa.

Adicionalmente, para qualquer das concretizações discutidas acima, o PLC 25 pode detectar e ajustar o estrangulamento para quaisquer efeitos transitórios, tal como a colocação do limpador inferior (ou combina- ção de dardo e limpador) no colar de flutuação ou a colocação do dardo inferior no limpador inferior.

Adicionalmente, para qualquer das concretizações discutidas acima, o PLC 25 pode operar o equilíbrio de massa e o controle de estrangulamento durante o desdobramento dos revestimentos ou do camisa no poço. Para as concretizações de revestimento e de camisa submarinos, o PLC 25 pode adicionalmente operar o equilíbrio de massa e o controle de estrangulamento durante a recuperação da coluna de trabalho para o equipamento de perfuração (incluindo a lavagem do excesso de cimento para a concretização de camisa).

Adicionalmente, para qualquer das concretizações discutidas acima, depois da perfuração do poço e antes da remoção da coluna de perfuração, uma pílula equilibrada (não mostrada), tal como uma quantidade de lama pesada, pode ser bombeada (também conhecida como salpicada) antes do sistema de perfuração ser configurado para a operação de cimenta- ção. A pílula pode ser então circulada enquanto do desdobramento do camisa /revestimento no poço. Uma segunda pílula pode ficar então salpicada depois da cura para as operações de revestimento ou depois do ajustamento do empanque para a operação de camisa.

Adicionalmente, para qualquer das concretizações discutidas acima, depois da cura do cimento, pode ser executado um teste de integridade. Para as concretizações de revestimento, a coroa anular pode ser pressurizada usando a bomba de coroa anular, podendo então a coroa anular ficar presa e a pressão monitorada. Para a concretização de camisa, a coluna de trabalho pode ser desdobrada com um obturador, o obturador ajustado para isolar o camisa, e o camisa pode ser pressurizado e a pressão monitorada.

Adicionalmente, qualquer das concretizações discutidas acima pode ser usada durante uma operação de obstrução e abandono para formartampões de cimento em um furo de uma coluna de revestimento ou para cimentar uma coroa anular de uma coluna de revestimento depois que a coroa anular tenha sido aberta usando um laminador de perfil.

Enquanto o antecedente é dirigido às concretizações da presente invenção, outras concretizações adicionais da invenção poderão ser desenvolvidas sem se afastar do escopo básico da mesma, o escopo da mesma sendo determinado pelas reivindicações apresentadas a seguir.

Claims

1. Método de cimentar uma coluna tubular em um poço, caracterizado pelo fato de que compreende: posicionar a coluna tubular (105) no poço; bombear a pasta de cimento (130c) para a coluna tubular; lançar um tampão de cimento (125u) depois do bombeamento da pasta de cimento (130c); impelir o tampão de cimento através da coluna tubular, bombeando assim a pasta de cimento (130c) através da coluna tubular e para uma coroa anular formada entre a coluna tubular e o poço; e controlar o fluxo de fluido deslocado do poço pela pasta de cimento (130c) para controlar a pressão da coroa anular; e depois da pasta de cimento (130c) ter sido bombeada na coroa anular: circular fluido indicador (130i) ao longo de um percurso, o percurso estando em comunicação de fluido com a coroa anular; e monitorar um parâmetro do fluido indicador durante a circulação do mesmo.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o fluxo de fluido deslocado é controlado por estrangulamento.

3. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que:a pressão da coroa anular é a pressão de fundo do poço, e o estrangulamento é ajustado para manter uma pressão de fundo de poço na medida em que a pasta de cimento (130c) é bombeada para a coroa anular.

4. Método de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o estrangulamento é relaxado na medida em que a pasta de cimento (130c) é bombeada para a coroa anular.

5. Método de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que: o estrangulamento é afrouxado na medida em que a pasta de cimento (130c) é bombeada para uma primeira porção da coroa anular, e o estrangulamento é apertado na medida em que a pasta de cimento (130c) é bombeada para uma segunda porção da coroa anular.

6. Método de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende exercer contrapressão sobre a coroa anular enquanto do ajuste de um empanque (160p) da coluna tubular.

7. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o fluxo de fluido deslocado é controlado por bombeamento.

8. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o fluxo de fluido deslocado é controlado pela mistura de um fluido menos denso no mesmo.

9. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que:o percurso tem uma ramificação estagnante em comunicação de fluido com a coroa anular, ea circulação do fluido indicador é mantida durante a cura da pasta de cimento (130c).

10. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que:o percurso é através da cabeça de poço (221), eo parâmetro é monitorado com a comparação de uma taxa de fluxo de fluido indicador para a cabeça de poço com uma taxa de fluxo de fluido indicador (130i) da cabeça de poço (221).

11. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende o estrangulamento do fluxo do fluido indicador (130i) da cabeça de poço (221).

12. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende o ajuste do estrangulamento do fluido indicador (130i) em resposta à comparação da taxa de fluxo.

13. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que: o tampão de cimentação (125u) é impelido por um fluido de deslocamento (130d), o método compreende adicionalmente: medir uma taxa de fluxo do fluido de deslocamento; e medir uma taxa de fluxo do fluido deslocado, e o fluxo de fluido deslocado é controlado com o uso das taxas de fluxo medidas.

14. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que: o poço é um poço submarino, e uma cabeça de poço (221) submarina é localizada adjacente ao poço submarino.

15. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a taxa de fluxo de fluido deslocado é medida com o desvio do fluido deslocado de um orifício de uma montagem de controle de pressão (264p) conectada à cabeça de poço (221) submarina através de um medidor de fluxo (234) submarino da montagem de controle de pressão.

16. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o método é executado sem condutor.

17. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que: a coluna tubular (305) compreende um ou mais colares de estágio (300u, m, b), e o método compreende adicionalmente: posicionar uma coluna de trabalho na coluna (357) tubular; abrir um dos um ou mais colares de estágio (300u, m, b) usando a coluna de trabalho; e bombear a pasta de cimento (130c) ou vedador (330s) para a coroa anular por meio do colar de estágio aberto.

18. Método de cimentar uma coluna tubular em um poço, caracterizado pelo fato de que compreende: posicionar a coluna tubular no poço, a coluna tubular compreendendo um ou mais sensores de cimento (161a-f); antes do bombeamento da pasta de cimento (130c), estabelecer uma comunicação entre os sensores de cimento (161a-f) e uma cabeça de amostragem (164) localizada na superfície; bombear a pasta de cimento (130c) na coluna tubular; lançar um tampão de cimentação depois do bombeamento da pasta de cimento (130c); impelir o tampão de cimento através da coluna tubular, bombeando assim a pasta de cimento (130c) através da coluna tubular e para uma coroa anular formada entre a coluna tubular e o poço; e analisar os dados dos sensores de cimento (161a-f) durante o bombeamento da pasta de cimento (130c) para a coroa anular; e analisar os dados dos sensores de cimento durante a cura da pasta de cimento (130c).

19. Método de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de adicionalmente compreender suprir um pulso da cabeça de amostragem para os sensores (161a-f), em que os sensores compreendem sensores de capacitância para refletir um pulso de retorno (164r).

20. Método de cimentar uma coluna tubular em um poço submarino, caracterizado pelo fato de que compreende: posicionar a coluna tubular no poço submarino; bombear a pasta de cimento (130c) para a coluna tubular; lançar um tampão de cimentação depois do bombeamento da pasta de cimento (130c); impelir o tampão de cimentação através da coluna tubular usando um fluido de deslocamento (130d), bombeando assim a pasta de cimento (130c) através da coluna tubular e para uma coroa anular formada entre a coluna tubular e o poço submarino; medir uma taxa de fluxo do fluido de deslocamento (130d); medir uma taxa de fluxo de massa do fluido deslocado do poço submarino pelo desvio do fluido deslocado de um orifício de uma montagem de controle de pressão (201p) conectada a uma cabeça de poço submarina (221) do poço submarino através de um medidor de fluxo de massa submarino (234) da montagem de controle de pressão (201p); executar um equilíbrio de massa usando as taxas de fluxo medidas; e pelo uso do equilíbrio de massa, controlar um fluxo de fluido deslocado do poço pela pasta de cimento (130c) para controlar a pressão da coroa anular.

21. Método de cimentar uma coluna tubular em um poço que se estende de uma cabeça de poço, caracterizadopelo fato de que compreende: posicionar a coluna tubular (105) no poço; bombear a pasta de cimento (130c) para a coluna tubular; lançar um tampão de cimentação depois do bombeamento da pasta de cimento (130c); impelir o tampão de cimentação através da coluna tubular, bombeando assim a pasta de cimento (130c) através da coluna tubular e para uma coroa anular formada entre a coluna tubular e o poço; controlar o fluxo de fluido deslocado do poço pela pasta de cimento (130c) para controlar a pressão da coroa anular; e monitorar a cura da pasta de cimento (130c), em que a cura e monitorada pela circulação do fluido indicador (130i) através da cabeça de poço e a comparação de uma taxa de fluxo do fluido indicador para a cabeça de poço com uma taxa de fluxo de fluido indicador da cabeça de poço.

22. Método de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende o estrangulamento do fluxo do fluido indicador (130i) da cabeça de poço.

23. Método de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende o ajuste do estrangulamento do fluido indicador (130i) em resposta à comparação da taxa de fluxo.

24. Método de cimentar uma coluna tubular em um poço, caracterizadopelo fato de que compreende: posicionar a coluna tubular no poço; bombear a pasta de cimento (130c) para a coluna tubular; lançar um tampão de cimento depois do bombeamento da pasta de cimento (130c); impelir o tampão de cimento através da coluna tubular, bombeando assim a pasta de cimento (130c) através da coluna tubular e para uma coroa anular formada entre a coluna tubular e o poço; e controlar o fluxo de fluido deslocado do poço pela pasta de cimento (130c) para controlar a pressão da coroa anular; monitorar a cura da pasta de cimento (130c), em que: a coluna tubular compreende um ou mais sensores de cimento (283p,t), e a cura é monitorada com a análise dos dados dos sensores de cimento; posicionar uma coluna de perfuração no poço depois do bombeamento da pasta de cimento (130c); e bombear uma etiqueta RFID (280a-c) através da coluna de perfuração e para uma segunda coroa anular formada entre a coluna de perfuração e a coluna tubular, onde a etiqueta RFID (280a-c) se comunica com os sensores de cimento (283p,t) enquanto do retorno através da segunda coroa anular.

25. Método de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que: a coluna tubular compreende um sub de sensor inferior (282b) e um segundo sub de sensor (282a) localizado acima de uma posição de pouso do tampão de cimentação, o sub de sensor inferior (282b) transmite dados para o segundo sub de sensor (282a), e o segundo sub de sensor (282a) retransmite os dados para a etiqueta RFID.