Derramando (fibra) luz em poços

A Equinor utiliza fibra óptica em seu Johan Sverdrup e planeja usá-lo nos poços Martin Linge. (Foto: Equinor)

Aparentemente, a vigilância e o monitoramento no poço parecem uma coisa óbvia e benéfica a se fazer. Aprender sobre o que está acontecendo nos poços pode significar que os operadores podem fazê-los produzir mais, alterar injeção ou elevação de gás, metodologias, desbloquear poços fechados. Engenheiro Offshore analisa atividade recente.

A gama de ferramentas e os recursos dessas ferramentas vêm melhorando ano a ano com os dados que eles conseguem reunir crescendo rapidamente. Ao ouvir o que está acontecendo ou monitorar a temperatura em um poço, eles podem inferir, por exemplo, a localização exata da ruptura da água, se uma válvula fechou ou não ou mesmo o tipo e a quantidade de fluidos que fluem através de um poço. De qualquer forma, mais dados podem ser criados por essas tecnologias do que os operadores atualmente sabem o que fazer.

Algumas dessas tecnologias foram descritas no seminário de vigilância e monitoramento Inwell da SPE em Aberdeen, Reino Unido, no final do ano passado. Mas, também era um paradoxo; muito pouca vigilância está sendo realizada no Mar do Norte do Reino Unido, apesar das tecnologias disponíveis.

Glenn Brown, da Autoridade de Petróleo e Gás (OGA), apontou números de 2018, que mostraram que das 550 atividades de intervenção em todo o estoque de 2200 poços do Reino Unido, apenas 58 eram para vigilância (em 2017, o número total de intervenções foi de 627). Os números podem não contar a história toda; a vigilância usando ferramentas pré-instaladas no poço não é contada porque não é uma intervenção ou atividade de acesso ao poço. No entanto, Michael Hannan, ex-OGA, aponta para o conhecimento de três poços no Mar do Norte com tecnologia de monitoramento de fibra óptica instalada permanentemente (outras tecnologias de monitoramento estão disponíveis).

"Estamos em um lugar muito pobre", diz Brown. “Temos quase 2.500 poços ativos e, no ano passado, menos de 60 atividades de vigilância dentro dos poços. Nossa perspectiva é que isso parece errado.

“Se um poço é totalmente instrumentado, com bombas submersíveis elétricas e está sendo testado a cada duas semanas, o zero provavelmente está bom. Mas muitos campos não têm isso. É entender a oportunidade e seguir em frente. Eu esperaria taxas de vigilância de 20%. Por que você não faria isso? É baixa fruta pendurada. Estamos coçando a cabeça. Por que não estamos fazendo mais isso? ”

A falta de vigilância é talvez uma das razões pelas quais o número de poços fechados em 2018 permanece exatamente o mesmo que em 2017 - em 30% do total. Ninguém está olhando nesses poços para ver o que pode ser feito para restaurá-los.

Parte do problema são incentivos, diz Simon Strombeg, gerente de subsuperfície da EnQuest. Uma métrica que deveria ser um incentivo, a eficiência da produção (PE), está realmente desincentivando esse trabalho, diz ele. Observou-se que o PE melhorou, de 60% em 2012 para 74-75% em 2017-2018 (ainda aquém da meta de 80%). Mas “o valor da eficiência da produção no Mar do Norte não é real”, diz Strombeg. “É impulsionado pela necessidade de uma métrica. Mas, se eu disser que temos 92% de eficiência na produção, meu CEO acha que tenho 92% do que está disponível otimizado e produzido. Na realidade, isso não é verdade. Eu acho que a maioria das pessoas olha para a capacidade e coloca a produção sobre ela. ” Em vez disso, ele diz que deve ser qual a proporção do limite econômico. "Se for, posso ser sincero quanto ao potencial bloqueado", diz ele. “Isso significa que tenho oportunidade que deveria estar perseguindo. Isso significa que meu gerente deve se interessar por esse potencial bloqueado. ”

Strombeg tem um "modelo de estrangulamento" para enxergar essa oportunidade de maneira mais positiva. Ele analisa o que é possível no status atual, o que é possível com trabalho adicional e o que não é econômico com a tecnologia atual, com base na produção atual, capacidade atual e limite econômico, através do fluxo de produção, do reservatório aos poços, aos sistemas de coleta e assim por diante. em. "Tudo começa com a vigilância", diz ele, pois isso impulsiona tudo, mas a vigilância é necessária em todas as partes da cadeia de produção.

“A OGA deve repensar o benchmark de PE para que se torne uma ferramenta para impulsionar o investimento, não uma ferramenta para os diretores administrarem suas ações para que possam cumprir as metas de administração”, diz Strombeg. Outros incentivos também seriam úteis, como a colaboração entre os campos para ampliar as operações e a simplificação de ativos que, construídos para campos que produzem 100.000 barris de óleo equivalente por dia (boe / d) agora suportam apenas 5.000.

Bom senso
A empresa de tecnologia de Aberdeen, Well-SENSE, desenvolveu a FiberLine Intervention (FLI), uma tecnologia de sensor de fibra óptica sacrificial para vigilância de poços. Ele cai em um poço e retira a fibra nua. Uma vez na profundidade do poço, a fibra detecta vários parâmetros - ou seja, som (detecção acústica distribuída / DAS) e temperatura (detecção distribuída de temperatura / DTS), dependendo do que se deseja - e esses dados são transmitidos à superfície em tempo real.

Várias fibras podem ser colocadas em spool ao mesmo tempo e o sistema pode incluir sensores de ponto único para diferentes aplicações, como pressão e temperatura, localização do colar de revestimento, etc. Quando a operação é concluída, a sonda e a fibra podem permanecer no fundo do poço. critério do operador, onde se degrada.

A primeira rodada de implementações offshore da tecnologia foi realizada no ano passado (2019), realizando operações de DTS e DAS, na Malásia e no Mar do Norte. A próxima geração, que será lançada em breve, oferecerá medidas de resistência e resistividade, diz Craig Feherty, da Well-SENSE. Os dados podem ser usados para detectar vazamentos, fazer perfis de injeção, diagnósticos de elevação de gás, sísmica vertical e microssísmica e, também, planejados, pesquisas direcionais.

"O incrível da medição distribuída em fibra nua é o alto nível de sensibilidade", diz Feherty. “Mais importante, você pode procurar em tempo real por todo o comprimento da fibra no poço. O log do cabo de aço é demorado para ser obtido e você precisa chegar ao ponto certo na hora certa. Com a medição distribuída, estamos analisando tudo no momento certo, em tempo real e isso é poderoso, podendo fazer pesquisas rapidamente e identificar onde estão os problemas. ”

Uma sonda FLI e lançador de bom senso.
(Imagem: bom senso)

Silixa
A Silixa fabrica sistemas de detecção por fibra óptica para instalações permanentes de fundo de poço e para intervenções de cabos por cabo de aço ou cabo liso. Combinar DAS e DTS pode ser poderoso, permitindo dados quantificáveis, diz Vero Mahue, da Silixa. A fibra pode ser usada para detecção de vazamento de poço de exploração, perfil de produção e injeção e para aquisição de dados sísmicos, diz ela, juntamente com outras aplicações de medição de fundo de poço. O sistema Carina da Silixa, usando fibra de constelação projetada, é capaz de detectar o som 20 decibéis (dB) abaixo do DAS com base em fibras padrão, tornando-o sensível até a pequenos vazamentos em um poço. Medindo também a velocidade do som com a fibra e aplicando a análise de deslocamento Doppler, um perfil de velocidade de fluxo de todo o poço pode ser obtido, ela diz, oferecendo informações quantificáveis, não apenas qualitativas. Ao medir a velocidade do som, ele também pode determinar o que está fluindo através das interfaces poço e gás / óleo - líquido ou gás (conforme o som viaja mais rápido através do líquido que do gás).

Silixa usa fibra ótica para vigilância de poços.
(Imagem: Silixa)

OptaSense
A OptaSense, uma empresa QinetiQ, implementou a tecnologia DAS de fibra óptica para reunir dados de fluxo permanente, perfil sísmico e perfil sísmico vertical (VSP) para os clientes. É mais barato do que usar nós de fundo oceânico (OBN), além de oferecer um sensor de banda larga permanente no fundo do poço para pesquisas de lapso de tempo com as quais você pode medir outros processos no poço, como o impacto de inundações de água, válvulas de elevação de gás ou controle de fluxo, diz J.Andres Chavarria, da OptaSense. "A beleza da fibra é que você consegue ver toda a dinâmica em todo o poço", diz ele. “A fibra é sensível à acústica e à temperatura; O DAS é muito preciso com resolução espacial fina. Quando você associa isso às medições de velocidade de fluxo para cada ponto de injeção, começamos a construir um modelo de como a produção do reservatório é afetada, dependendo do projeto de conclusão. ”

Ele pode até detectar um terremoto de pequena magnitude, o que pode ser útil se um operador precisar mostrar que não veio do campo.

Chavarria diz que a tecnologia foi usada no exterior, incluindo poços com profundidade de 1 km no Golfo do México para testar zonas de conclusão e verificar um modelo de produção, construindo perfis de produção em todo o reservatório com diferentes zonas fluindo.

"A próxima fronteira são os poços submarinos", diz ele. "Até onde você pode chegar com esses sistemas, através de um longo cordão umbilical?" O significado disso é o desafio de manter a integridade dos dados que fluem através da fibra à medida que passam por vários conectores, incluindo conexões wetmate, antes de chegar a uma caixa de interrogação. O OptaSense adquiriu dados sísmicos para esta configuração usando um umbilical de 25 km, com uma seção ativa de 5 km no poço e 30.000 canais simultaneamente.

A OptaSense implementou a tecnologia DAS de fibra óptica para reunir dados de fluxo permanente, perfil sísmico e perfil sísmico vertical (VSP). (Imagem: OptaSense)

Resman Tracers
A Resman da Noruega desenvolveu uma tecnologia de rastreamento instalada na conclusão. Quando os fluidos de produção são amostrados, o operador saberá exatamente de onde vem o poço. Eles são projetados para liberar quando em contato com fluidos específicos, como a água, para identificar a localização dentro de um poço onde ocorre um evento de rompimento de água, diz Edurne Elguezabal. Sua detecção também pode ser usada para avaliar a integridade do equipamento de completação de poço, como válvulas, mangas e empacotadores.A tecnologia Resman foi instalada em mais de 200 campos em todo o mundo, incluindo todos os poços no campo Kraken da EnQuest no Mar do Norte, um membro da audiência observou, a fim de informar as operações de injeção de água.

Enquanto isso, a Metrol oferece sensores que podem ser instalados na tubulação, fora das conclusões e nas telas que, sem fio, enviam dados para a cabeça do poço com sinais eletromagnéticos, evitando problemas com os conectores de contato úmido, durante as operações de perfuração, fornecendo dados localizados nas seções difíceis de obter.

A tecnologia rastreadora da Resman é instalada na conclusão para fornecer informações sobre o fluxo do poço.
(Imagem: Resman)

Foto: Jan Arne Wold, Woldcam / Equinor Richard Tøndel, da empresa de energia Equinor, diz que a empresa possui mais de 50 poços com sistemas de fibra óptica implantados permanentemente. Eles estão todos acima do empacotador de produção, não na zona de produção e são usados principalmente para transmitir dados de sensores de fundo de poço. As instalações mais recentes terão sistemas de fibra que permitem a transferência de dados e a detecção distribuída, diz ele. Isso inclui oito poços no gigante campo de Johan Sverdrup, que entrou em operação em outubro de 2019, novamente, até o empacotador de produção. No entanto, isso também está mudando. “Durante 2020, esperamos instalar nosso primeiro cabo de fibra na seção do reservatório (em Johan Sverdrup) e pretendemos instalações de fibra ótica em poços submarinos a partir de 2022”, diz Tøndel. A partir de 2020, alguns poços de Martin Linge também terão fibra para monitoramento e dados. "Acreditamos que as fibras ópticas podem ser usadas para melhorar o monitoramento da integridade do poço, além de aumentar o seu conhecimento sobre como a produção e a injeção acontecem no poço", diz Tøndel. “O valor é convincente. Observações podem ser feitas quando algo acontece no poço, em poços adjacentes ou mesmo a longas distâncias. Quando você fecha e abre uma válvula, você pode ouvi-la. As instalações permanentes de fibra ótica permitem adquirir dados sem atrapalhar a produção. Você obtém maior repetibilidade e possibilidade de observar mudanças mais sutis. ” A Equinor está testando DTS e DAS desde 2010, diz Tøndel. Nos últimos dois anos, a Equinor também vem experimentando o DAS em tempo real continuamente em um poço, para aprender a fazer transferência, análise e visualização de dados em tempo real. Um dos principais desafios é lidar com a enorme quantidade potencial de dados e como mover, organizar e processar isso. Atualmente, a Equinor está desenvolvendo um sistema em Johan Sverdrup baseado em tecnologia de código aberto, diz Tøndel. A Equinor também planeja integrar o uso dos cabos de fibra ótica de fundo de poço com o sistema permanente de monitoramento de reservatórios que está sendo instalado no campo, ouvindo as aquisições sísmicas planejadas que ocorrem todos os anos.