NO340942B1 - Apparat og fremgangsmåte for styring av en strømning av et fluid mellom en produksjonsstreng og en formasjon - Google Patents

Description

BAKGRUNN FOR OPPFINNELSEN

1. Området for oppfinnelsen

[0001]Oppfinnelsen angår generelt systemer og fremgangsmåter for selektiv styring av fluidstrømning mellom et brønnboringsrør slik som en produksjonsstreng og en underjordisk formasjon.

2. Beskrivelse av relatert teknikk

[0002]US 5706891 A omtaler en gruspakket vannflømmingsfluidinjeksjonsspindel som er anordnet for en vannflømmingsbrønn som innbefatter en sidelomme med strømningsstyringsanordning deri for injeksjon av pumpet vannflømmingsfluid fra spindelen inn i en underoverflateformasjon av interesse. Et gruspakkeskjerme-system er opplagret av spindelen og er posisjonert slik at injisert vannflømmings-fluid slippes ut ved hjelp av strømningsstyringsanordningen og vil strømme gjennom et perforert rørelement med en omgivende partikkelekstrusjonsskjerm. Gruspakkeskjermsystemet er også anordnet slik at tilbakestrømmende fluid som strømmer fra formasjonen etter avslutning av vannflømmingsoperasjoner vil bli filtrert for å ekskludere skadelig partikkelmateriale som kan medbringes i tilbake-strømningsfluidet. Strømningsstyringsanordningen til spindelen vil således være beskyttet mot erosjon eller annen skade ved hjelp av gruspakkeskjemsystemet som utelukker forutbestemt partikkelmateriale fra tilbakestrømningen av fluid.

[0003]US 2009/0065199 A1 omtaler en gjenvinnbar strømningsstyringsanordning som omfatter et hus konfigurert for tettende å kople med en kompletteringskompo-nent. Huset kan omfatte en første port og en andre port som etablerer en fluid-bane. Fluidbanen kan regulere en fluidstrømning ettersom fluidstrømningen pas-serer gjennom fluidbanen. Huset kan videre omfatte en koplingsmekanisme konfigurert for frigjørbart å kople med et tilhørende element i brønnboringskom-pletteringen. Brønnstrømningsstyringsanordningen kan være konfigurert for å være gjenvinnbar uavhengig av kompletteringskomponenten. Strømningsstyrings-anordningen kan omfatte en tilbakeslagsventil i fluidbanen for å vesentlig begrense fluidstrømningen til en enkel retning. I noen tilfeller kan strømningsstyrings-anordningen være konfigurert for å kople med en sidelomme. I andre tilfeller kan en konsentrisk strømningsstyringsanordning være konfigurert for å kople med et skjermbasisrør, rør eller stinger.

[0004]Hydrokarboner slik som olje og gass er gjenvunnet fra en underjordisk formasjon ved å benytte en brønnboring boret inn i formasjonen. Slike brønner er typisk komplettert ved å plassere et foringsrør langs brønnboringslengden og å perforere foringsrøret tilstøtende hver slik produksjonssone for å utvinne forma-sjonsfluidene (slik som hydrokarboner) inn i brønnboringen. Fluid fra hver produksjonssone som går inn i brønnboringen er trukket inn i et rør som går til overflaten. Det er ønskelig å ha vesentlig jevn drenering langs produksjonssonen. Ujevn drenering kan resultere i uønskede forhold slik som en invasiv gasskonus eller vannkonus. I tilfellet av en oljeproduserende brønn kan for eksempel en gasskonus forårsake innstrømning av gass inn i brønnen som betydelig kan redusere oljeproduksjonen. På samme måte kan en vannkonus forårsake en innstrømning av vann inn i den oljeproduserende strømning som reduserer mengden og kvaliteten av den produserte olje. Følgelig er det ønskelig å tilveiebringe styrt drenering over en produksjonssone og/eller evnen til selektiv å stenge av eller redusere innstrømning innen produksjonssoner som erfarer en uønskelig inn-strømning av vann og/eller gass. I tillegg kan det være ønskelig å injisere et fluid inn i formasjonen for å øke produksjonsmengdene eller dreneringsmønstre.

[0005]Den foreliggende oppfinnelse adresserer disse og andre behov innen den kjente teknikk.

SAMMENFATNING AV OPPFINNELSEN

[0006]Målene med foreliggende oppfinnelse oppnås ved et apparat for å styre en strømning av et fluid mellom en produksjonsstreng og en formasjon, kjennetegnet ved at det omfatter: et basisrør forbundet med produksjonsstrengen, produksjonsstrengen har en strømningsboring innrettet med en langsgående akse av produksjonsstrengen; en partikkelstyringsanordning pakket rundt og som kontakter et ikke-perforert parti av basisrøret, fluidet strømmer vesentlig aksialt gjennom partikkelstyringsanordningen i en retning innrettet med strømningsboringen av produksjonsstrengen, partikkelstyringsanordningen reduserer en mengde og størrelse av partikler i fluidet; og en strømningsstyringsanordning aksialt tilstøtende partikkelstyringsanordningen, strømningsstyringsanordningen innbefatter et gjenvinnbart strømningsbegrens-ningselement i fluidkommunikasjon med partikkelstyringsanordningen, det gjenvinnbare strømningsbegrensningselementet er posisjonert i en lomme radialt for-skjøvet fra strømningsboringen og konfigurert for å styre en strømningsparameter av fluidet som strømmer mellom partikkelstyringsanordningen og strømnings-boringen i produksjonsstrengen, hvori strømningsbegrensningselementet er konfigurert for å bli gjenvunnet gjennom strømningsboringen i produksjonsstrengen.

[0007]Foretrukne utførelsesformer av apparatet er videre utdypet i kravene 2 til og med 6.

[0008]Målene med foreliggende oppfinnelse oppnås også ved en fremgangsmåte for styring av en strømning av et fluid mellom en produksjonsstreng og en formasjon,

kjennetegnet ved at den omfatter:

å posisjonere produksjonsstrengen i en brønnboring som krysser formasjonen, produksjonsstrengen har en strømningsboring innrettet med en langsgående akse av produksjonsstrengen, produksjonsstrengen omfatter videre en strømningsstyr-ingsanordning og en partikkelstyringsanordning, strømningsstyringsanordningen er aksialt tilstøtende partikkelstyringsanordningen, partikkelstyringsanordningen er viklet rundt og kontakter et ikke-perforert parti av basisrøret til produksjonsstrengen;

å posisjonere et strømningsbegrensningselement i strømningsstyringsanordningen i en lomme radialt forskjøvet fra strømningsboringen i produksjonsstrengen, hvori strømningsbegrensningselementet kan gjenvinnes igjennom strømningsboringen i produksjonsstrengen,

å justere en strømningskarakteristikk til strømningsstyringsanordningen posisjonert i brønnboringen ved å benytte et setteverktøy transportert inn i brønn-boringen;

å transportere fluidet inn i brønnboringen via produksjonsstrengen; og å injisere fluidet inn i partikkelstyringsanordningen ved å benytte strømningsbe-grensningselementet, fluidet går inn i partikkelstyringselementet i en aksial retning.

[0009]Foretrukne utførelsesformer av fremgangsmåten er videre utdypet i kravene 8 til og med 15.

[0010]Det er i aspekter omtalt et apparat for å styre en strømning av et fluid mellom et brønnboringsrør og en formasjon. I én utførelse innbefatter apparatet en partikkelstyringsanordning posisjonert utvendig av brønnboringsrøret; og et gjenvinnbart strømningsstyringselement utformet for å styre en strømningsparameter av en fluid som strømmer mellom partikkelstyringsanordningen og en boring av brønnboringsrøret.

[0011]I videre aspekter er det omtalt fremgangsmåter for å styre en strømning av fluid mellom et brønnboringsrør og en formasjon. Fremgangsmåten kan innbefatte posisjonering av en strømningsstyringsanordning og en partikkelstyringsanordning i en brønnboring som krysser underoverflateformasjonen; justering av en strøm-ningskarakteristikk til strømningsstyringsanordningen i brønnboringen ved å benytte et setteverktøy transportert inn i brønnboringen; transportering av et fluid inn i brønnboringen via et brønnboringsrør; og injisering av fluider inn i partikkelstyringsanordningen ved å benytte strømningsstyringselementet.

[0012]I enda et annet aspekt er det omtalt en fremgangsmåte for å styre en strømning av fluid mellom et brønnboringsrør og en formasjon. Fremgangsmåten kan innbefatte injisering av et første fluid inn i formasjonen ved å benytte en strømningsstyringsanordning; justering av i det minste én strømningskarakteristikk til strømningsstyringsanordningen i brønnboringen ved å benytte en setteanordning transportert inn i brønnen; og injisering av et andre fluid inn i formasjonen ved å benytte strømningsstyringsanordningen.

[0013]Det skal forstås at eksempler på de mer viktige trekk i oppfinnelsen har blitt oppsummert bredt for at detaljert beskrivelse av denne som følger bedre skal forstås, og for at bidragene til teknikken skal forstås. Det er selvfølgelig ytterligere trekk med oppfinnelsen som vil beskrives heretter og som vil forme gjenstanden for kravene vedføyd hertil.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

[0014]Fordelene og ytterligere aspekter med oppfinnelsen vil lett forstås av de som er normalt faglært på området da det samme vil bedre forstås med referanse til den følgende detaljerte beskrivelse når betraktet i forbindelse med de vedføyde tegningene i hvilke like referansenummer angir like eller lignende elementer ut gjennom de flere figurer til tegningen og hvori: Figur 1 er et skjematisk elevasjonsriss av en eksemplifiserende multisone-brønnboring og produksjonssammenstilling som innbefatter et innstrømningsstyringssystem i henhold til en utførelse av den foreliggende oppfinnelse; Figur 2 er et skjematisk elevasjonsriss av en eksemplifiserende åpenhulls produksjonssammenstilling som innbefatter et innstrømningsstyringssystem i henhold til én utførelse av den foreliggende oppfinnelse; Figur 3 er et skjematisk tverrsnittsriss av en eksemplifiserende produksjonsstyringsanordning laget i henhold til én utførelse av den foreliggende oppfinnelse; Figur 4 er et skjematisk elevasjonsriss av eksemplifiserende produksjonsstyringsanordninger laget i henhold til én utførelse av den foreliggende oppfinnelse som er benyttet i to eller flere brønner.

DETALJERT BESKRIVELSE AV OPPFINNELSEN

[0015]Den foreliggende oppfinnelse angår anordninger og fremgangsmåter for å styre en strømning av fluid i en brønn. Den foreliggende oppfinnelse er mottakelig for utførelser med forskjellige former. Det er vist i tegningene, og vil heretter beskrives i detalj, spesifikke utførelser av den foreliggende oppfinnelse med den for-ståelse at den foreliggende oppfinnelse skal anses som en eksemplifisering av prinsippene i oppfinnelsen og er ikke ment å begrense oppfinnelsen til det som er illustrert og beskrevet heri.

[0016]Med referanse initielt til fig. 1, er det der vist en eksemplifiserende brønn-boring 10 som har blitt boret gjennom jorden 12 og inn i et par av formasjoner 14, 16 fra hvilke det er ønskelig å produsere hydrokarboner. Brønnboringen 10 er foret med metallforingsrør, som er kjent innen fagområdet, og et antall av perforeringer

18 penetrerer og strekker seg inn i formasjoner 14, 16 slik at produksjonsfluider kan strømme fra formasjonene 14, 16 inn i brønnboringen 10. Brønnboringen 10 håret avviket, eller vesentlig horisontalt ben 19. Brønnboringen 10 haren senfase produksjonssammenstilling, generelt indikert ved 20, anbrakt deri ved en rørstreng 22 som strekker seg nedover fra et brønnhode 24 ved overflaten 26 til brønnbor-ingen 10. Produksjonssammenstilling 20 danner en innvendig aksial strømnings- boring 28 langs en lengde. Et ringrom 30 er dannet mellom produksjonssammenstilling 20 og brønnboringsforingsrøret. Produksjonssammenstilling 20 har et avviket, generelt horisontalt parti 32 som strekker seg langs det awikede ben 19 til brønnboringen 10. Produksjonsanordningen 34 er posisjonert ved valgte punkter langs produksjonssammenstillingen 20. Valgfritt er hver produksjonsanordning 34 isolert innen brønnboringen 10 ved et par av pakningsanordninger 36. Selv om kun to produksjonsanordninger 34 er vist i fig. 1, kan det i virkeligheten være et stort antall av slike produksjonsanordninger anordnet i seriefasong langs det horisontale parti 32.

[0017]Hver produksjonsanordning 34 fremviser en produksjonsstyringsanordning 38 som er benyttet for å styre én eller flere aspekter av en strømning av én eller flere fluider inn i produksjonssammenstillingen 20. Som benyttet heri inkluderer betegnelsen "fluid" eller "fluider" væsker, gasser, hydrokarboner, multifase fluider, blandinger av to eller flere fluider, vann, saltoppløsning, konstruerte fluider slik som boreslam, fluider injisert fra overflaten slik som vann, og naturlig oppstående fluider slik som olje og gass. I tillegg skal referanser til vann betraktes til også å innbefatte vannbaserte fluider; f.eks. saltoppløsning eller saltvann. I henhold til utførelser av den foreliggende oppfinnelse kan produksjonsstyringsanordningen 38 har et antall av alternative konstruksjoner som sikrer selektiv operasjon og styrt fluidstrømning derigjennom.

[0018]Figur 2 illustrerer et eksemplifiserende åpenhulls brønnboringsarrangement 11 hvori produksjonsanordningene til den foreliggende oppfinnelse kan benyttes. Konstruksjon og operasjon av åpenhulls brønnboringene 11 er lik mer i det fleste henseende til brønnboringen 10 beskrevet tidligere. Brønnboringsarrangementet 11 har imidlertid et uforet borehull som er direkte åpen til formasjonene 14, 16. Produksjonsfluider strømmer derfor direkte fra formasjonene 14, 16, og inn i ringrommet 30 som er dannet mellom produksjonssammenstilling 21 og veggen til brønnboringen 11. Det er ingen perforeringer, og åpenhullspakninger 36 kan benyttes for å isolere produksjonsstyringsanordningene 38. Egenskapen til produksjonsstyringsanordningen er slik at fluidstrømningen er rettet fra formasjonen 16 direkte til den nærmeste produksjonsanordning 34, og således resulterer i en balansert strømning. I noen tilfeller kan kanskje pakninger utelates fra åpenhullskompletteringen.

[0019]Nå med referanse til fig. 3, er det der vist en utførelse av en produksjonsstyringsanordning 100 for å styre strømningen av fluider fra et reservoar inn i en produksjonsstreng, eller "innstrømning" og/eller styringen av strømning fra produksjonsstrengen inn i reservoaret, eller "injeksjon". Styreanordningene 100 kan for-deles langs en seksjon av en produksjonsbrønn for å tilveiebringe fluidstyring og/eller injeksjon ved flere steder. Eksemplifiserende produksjonsstyringsanordninger er omtalt heri nedenfor.

[0020]I én utførelse innbefatter produksjonsstyringsanordningen 100 en partikkelstyringsanordning 110 for å redusere mengden og størrelse av partikler medbrakt i fluidene og en strømningsstyringsanordning 120 som styrer én eller flere strøm-ningsparametere eller karakteristikker relatert til fluidstrømning mellom et ringrom 50 og en strømningsboring 52 til produksjonsstrengen 20. Eksemplifiserende strømningsparametere eller karakteristikker innbefatter, men er ikke begrenset til strømningsstyring, strømningsmengde, trykkdifferensial, grad av laminær strøm-ning eller turbulent strømning, etc. Partikkelstyringsanordningen 110 kan innbefatte en membran som er fluidpermeabel men impermeabel for partikkelmateriale. Illustrative anordninger kan innbefatte, men er ikke begrenset til, en trådforbindelse, sintrerte kuler, sandfiltre og tilhørende gruspakker, etc. I ett arrangement kan en trådduk 112 være viklet rundt et ikke-perforert basisrør 114.

[0021]I utførelser er strømningsstyringsanordningen 120 posisjonert aksialt tilstøt-ende partikkelstyringsanordningen 100 og kan innbefatte et hus 122 utformet for å motta et strømningsstyringselement 124. Huset 122 kan være formet som rørdel med en radialt forskjøvet lomme 126 som er formet for å motta strømningsbe-grensningselementet 124. Lommen 126 kan være et indre rom som tilveiebringer en bane forfluidkommunikasjon mellom ringrommet 50 til brønnboringen 10 og strømningsboringen 52 til produksjonssammenstilling 20. I ett arrangement kan huset 122 innbefatte et skjørtparti 128 som fører fluid mellom lommen 126 og partikkelstyringsanordningen 110. For eksempel kan skjørtpartiet 128 være en ring eller hylse som former en ringformet strømningsbane 132 rundt basisrøret 114. I ett arrangement kan fluidet strømme vesentlig aksialt gjennom partikkelstyringsanordningen 112, strømningsbanen 132 og strømningsstyringsanordningen 124.

[0022]I utførelser kan strømningsbegrensningselementet 124 være en anordning utformet for å tilveiebringe en spesifisert lokal strømningsmengde (hastighet) under én eller flere gitte forhold (f.eks. strømningsmengde, fluidviskositet, etc). For injeksjonsoperasjoner kan strømningsstyringselementet 124 tilveiebringe en spesifisert lokal fluidinjeksjonsmengde, eller et område av injeksjonsmengder, for et gitt trykkdifferensial eller overflateinjeksjonsfluidpumpemengde. Strømnings-styringselementet 124 kan være formet for å innføres inn i og gjenvinnes fra lommen 126 in situ, dvs. etter at produksjonsstyringsanordningen 100 har blitt posisjonert i brønnboringen. Med in situ menes det et sted i brønnboringen. Inn-føring og/eller uttrekking av strømningsstyringselementet 124 kan utføres ved et setteverktøy 140, som generelt kan refereres til som "kickover"-verktøy. En passende bærer 142, slik som vaierledning eller kveilet rør, kan benyttes for å transportere setteverktøyet 140 langs strømningsboringen 52.

[0023]Eksemplifiserende strømningsbegrensningselementer 124 kan innbefatte, men er ikke begrenset til, ventiler, strupeventiler, dyseplater, anordninger som benytter bukne strømningsbaner, etc. Strømningsbegrensningselementet 124 kan være fjernbart. Strømningsbegrensningselementet 124 kan således innbefatte et flertall av ombyttbare eller modulære elementer. For eksempel kan et første modulelement fullstendig blokkere strømning, et andre element kan delvis blokkere strømning, et tredje element kan tillate full strømning. Full strømning kan også oppnås ved enkelt å fjerne strømningsbegrensningselementet 124. Således kan visse utførelser tilveiebringe en variabel strømningsmengde; dvs. en strøm-ningsmengde som kan variere fra null til maksimal strømning og enhver mellom-liggende strømningsmengde. I noen utførelser forblir strømningsbegrensnings-elementet 124 på plass i strømningsstyringsanordningen 120 og innbefatter et flertall av forskjellige strømningsbaner, hver av hvilke tilveiebringer en forskjellig strømningskarakteristikk. For eksempel kan strømningsbegrensningselementet 124 være en skive med et flertall av forskjellige dimensjonerte dyser. Skiven kan roteres for å innrette en spesifikk dyse med en strømningsbane.

[0024]Illustrative sidelommespindler, setteverktøy, og tilhørende strømnings-styringselementer er beskrevet i US-patenter nr. 3891032, 3741299; 4031955, som herved er innlemmet med referanse for alle formål.

[0025]Det skal forstås at strømningsstyringsanordningen 120 er mottakelig for en varietet av konfigurasjoner, av hvilke bruken av en radialt forskjøvet lomme 126 er et ikke-begrensende eksempel. Foreksempel kan strømningsstyringselement 124 være posisjonert innen strømningsboringen 52. Dessuten kan strømningsstyrings-anordningen 120 være integral med produksjonssammenstillingen 20 eller en modulær eller komplett komponent.

[0026]Med generell referanse til fig. 1-3, kan reservoarene 14 og 16 i én utplasse-ringsmodus værekarakterisertvia passende testing og kjente reservoarkonstruk-sjonsteknikker for å beregne eller etablere ønskelig fluidfluks eller drenerings-mønstre. Det ønskede mønsteret(ene) kan oppnås ved passende å justere strøm-ningsstyringsanordningene 120 for å generere et spesifisert trykkfall. Trykkfallet kan være det samme eller forskjellig for hver av strømningsstyringsanordninger 120 posisjonert langs produksjonssammenstillingen 20. Før innføring i brønnbor-ingen 10, kan formasjonsevalueringsinformasjon, slik som formasjonstrykk, temperatur, fluidsammensetning, brønnboringsgeometri og lignende, benyttes for å beregne et ønsket trykkfall for hver strømningsstyringsanordning 140. Strøm-ningsstyringselementene 123 for hver anordning kan være valgt basert på slike beregninger og underliggende analyser.

[0027]Under en produksjonsoperasjonsmodus, strømmer fluid fra formasjonen 14, 16 inn i partikkelstyringsanordningen 110 og så aksialt gjennom skjørtpartiet 128 inn i strømningsstyringsanordningen 120. Ettersom fluidet strømmer gjennom lommen 126, genererer strømningsstyringselementet 124 et trykkfall som resulterer i en reduksjon av hastigheten til det strømmende fluid. Det vil forstås at fluidstrømningen er generelt innrettet med langaksen 152 til strømningsboringen. Det vil si at vesentlig fluidstrømning lateralt til den langsgående akse av strøm-ningsboringen skjer kun oppstrøms eller nedstrøms av strømningsstyrings-elementet 124. Således oppstår ikke lateral fluidstrømning ved stedet av det genererte trykkfall i fluidet.

[0028] I en injeksjonsoperasjonsmodus, er en spesiell seksjon eller sted i en formasjon valgt eller utpekt for å infiseres eller behandles med fluid. Injeksjons-modusen kan innbefatte å velge ut en forhåndsbestemt distanse for penetrasjon av fluidet inn i formasjonen. Under operasjon er fluidet pumpet gjennom produksjonssammenstilling 20 og over produksjonsstyringsanordningen 100. Ettersom fluidet strømmer gjennom strømningsstyringselementene 122, er et trykkfall generert som resulterer i en reduksjon av strømningshastigheten av fluidet som strømmer gjennom partikkelstyringsanordningen 110 og inn i ringrommet 50 (fig. 3). Igjen er fluidstrømning generelt innrettet med aksen til strømningsboringen eller basisrøret. Fluidet kan være tilstrekkelig trykksatt for å penetrere formasjonen. For eksempel kan fluidet være trykksatt til et trykk som er høyere enn et pore-trykk i formasjonen for å strømme inn i formasjonen en forhåndsbestemt eller ønsket distanse. Fluidet kan også være trykksatt til et trykk som er høyere enn et frakturtrykk til formasjonen for å generere frakturering i formasjonen for å forbedre eller øke formasjonspermeabilitet. Fluidet injisert i formasjonen kan således utføre ethvert antall av funksjoner. For eksempel kan fluid være et fraktureringsfluid som øker permeabiliteten til formasjonen ved å innføre fraktur i formasjonen. Fluider kan også innbefatte proppemidler som holder fraktur eller tunneler åpne for fluid-strømning. Fluidene kan også justere én eller flere materialer eller kjemiske egenskaper til formasjonen og/eller fluidene i formasjonen. Fluidene kan også innføre varmeenergi (f.eks. damp) for å øke mobiliteten av fluider i formasjonen eller danne vannfronter som skyver eller på annen måte bevirker hydrokarbon-avsetninger å migrere eller bevege seg på en ønsket måte. Fluidene kan være vesentlig en væske, vesentlig en gass, eller en blanding. Med vesentlig er det ment mer enn omkring femti prosent i volum.

[0029] Injeksjonsmodusene kan utnyttes i mange varianter. I én variant, kan en produksjonsstyringsanordning 100 være benyttet for både å drenere fluid fra en formasjon og å injisere fluid inn i en formasjon. Således kan for eksempel produksjonsstrengen 22 i fig. 1 benyttes for både injeksjon og produksjon. Nå med referanse til fig. 4, kan to eller flere brønner benyttes for produksjon av hydrokarboner. En første brønn 160 kan benyttes for å produsere fluider fra en formasjon 162 via et flertall av produksjonsanordninger 164 og en andre brønn 166 kan benyttes for å injisere fluider inn i formasjonen 162 via én eller flere produksjonsanordninger 168. For eksempel kan et fluid slik som vann eller saltoppløsning injiseres via produksjonsanordningene 168 for å forme en vannfront 170 som øker produksjo-nen fra den første brønn 160.

[0030]Det skal forstås at produksjon og injeksjonsmodusene kun er illustrative og den foreliggende oppfinnelse er ikke begrenset til noen spesiell operasjonsmodus.

[0031]Mange metodelærer kan anvendes ved installasjon av produksjonsstyringsanordningene 100 i brønnen. I én utførelse kan reservoarmodeller, historiske modeller, og/eller annen informasjon benyttes for å beregne eller etablere ønskede injeksjonsmengder for én eller flere produksjonsstyringsanordninger 100. Illustrative injeksjonsregimerfor én eller flere injeksjonsanordninger 100 kan innbefatte en minimums injeksjonsmengde, en enhetlig injeksjonsmengde, injeksjonsmengder som varierer i henhold til det fysiske sted (f.eks. en "hel" av brønnen, en "tå" eller avslutningsende av brønnen, etc), etc. I ett arrangement er strømnings-styringselementet 124 til hver strømningsstyringsanordning 120 installert ved overflaten og produksjonsstrengen er deretter installert i brønnen.

[0032]I andre arrangementer er de lokale injeksjonsmengder langs produksjonsstrengen utformet etter at rørstrengen 22 er installert i brønnen. Denne konfigurasjon kan styres av personell ved overflaten. For eksempel kan et "dummy" strømningsstyringselement som blokkerer strømning over en lomme 126 være installert i én eller flere av produksjonsstyringsanordningene 100. Etter at produksjonsstrengen 20 er satt i brønnboringen, kan personell transportere setteverk-tøyet 140 inn i brønnboringen for å gjenvinne "dummy" strømningsstyringselemen-tet og installere et operasjonsstrømningsstyringselement som tilveiebringer en spesifisert injeksjonsoppførsel. I arrangementer, kan brønntester utføres før eller etter at "dummy" strømningsstyringselementet er fjernet for å velge et strømnings-styringselement med de passende strømningskarakteristikker.

[0033]I enda andre arrangementer kan de lokale injeksjonsmengder langs rør-strengen 22 rekonfigureres etter at rørstrengen 22 er installert i brønnen. For eksempel kan forandringer i lokale reservoarparameter eller forhold nødvendiggjøre en forandring i en injeksjonsmengde for én eller flere produksjonsstyringsanordninger 100. I slike situasjoner kan setteverktøyet 140 transporteres inn i brønn-boringen for å gjenvinne en operasjonsoppførsel (opptreden) og deretter installere et annet strømningsstyringselement som tilveiebringer en annen injeksjons-opptreden. Det nylig installerte strømningsstyringselement kan være et "dummy" strømningsstyringselement. Konfigurasjonsprosessen kan således initieres eller på annen måte styres fra overflaten.

[0034]Fra det som er omtalt ovenfor vil det forstås at det som har blitt beskrevet innbefatter delvis et apparat for å styre en strømning av et fluid mellom et brønn-boringsrør og en formasjon. I én utførelse innbefatter apparatet en partikkelstyringsanordning posisjonert utvendig av brønnboringsrøret; og et gjenvinnbart strømningsstyringselement som styrer en strømningsparameter av et fluid som strømmer mellom partikkelstyringsanordningen og en boring til brønnboringsrøret. Et hus med et indre rom kan motta strømningsstyringselementet. Det innvendige rom kan forme en strømningsbane som er innrettet med en langsgående akse til brønnboringsrøret. I visse implementasjoner kan strømningsstyringselementet strømme hovedsakelig en væske.

[0035]Fra det som er omtalt ovenfor vil det forstås at det som har blitt beskrevet også innbefatter en delvis fremgangsmåte for styring av en strøm av et fluid mellom et brønnboringsrør og en formasjon. Fremgangsmåten kan innbefatte posisjonering av en strømningsstyringsanordning og en partikkelstyringsanordning i en brønnboring som krysser underoverflateformasjonen; justering av en strøm-ningskarakteristikk til strømningsstyringsanordningen i brønnboringen ved å benytte et setteverktøy transportert inn i brønnboringen; transportering av fluid inn i brønnboringen via et brønnboringsrør; og injisering av fluider inn i partikkelstyringsanordningen ved å benytte strømningsstyringselementet. I et arrangement kan fremgangsmåten innbefatte trykksetting av fluider slik at fluidet penetrerer en forhåndsbestemt distanse inn i en formasjon. Fluidet kan også være hovedsakelig en væske. Ett illustrerende fluid kan være en fraktureringsvæske konstruert for å forandre en permeabilitet til formasjonen.

[0036]I implementasjoner kan fremgangsmåten innbefatte generering av en vannfront i formasjonen ved å benytte fluidet. Fremgangsmåten kan videre innbefatte styring av den i det minst ene stemningskarakteristikk ved å benytte et strømningsstyringselement forbundet med strømningsstyringsanordningen; og å erstatte strømningsstyringselementet for å justere den i det minste ene strøm-ningskarakteristikk. I tillegg kan fremgangsmåten innbefatte: gjenvinning av strømningsstyringselementet; installering av et andre strømningsstyringselement i brønnboringen, det andre strømningsstyringselement har i det minste en stemningskarakteristikk som er forskjellig fra det gjenvunnede strømningsstyrings-element; og injisering av et fluid inn i formasjonen ved å benytte det andre strøm-ningsstyringselement. I arrangementer kan fremgangsmåten innbefatte strømning av et reservoarfluid gjennom strømningsstyringselementet. I andre arrangementer kan fremgangsmåten innbefatte posisjonering av et flertall av strømningsstyrings-anordninger og tilhørende partikkelstyringsanordninger i brønnboringen; og utjevning av en fluks av produserte fluider langs i det minste et parti av brønn-boringen ved å justere en strømningskarakteristikk til i det minste én strømnings-styringsanordning til flertallet strømningsstyringsanordninger ved å benytte et setteverktøy transportert inn i brønnboringen.

[0037]Fra det som er omtalt ovenfor vil det forstås at det som har blitt beskrevet videre innbefatter delvis en fremgangsmåte for styring av en strømning av et fluid mellom et brønnboringsrør og en formasjon. Fremgangsmåten kan innbefatte injisering av et første fluid inn i formasjonen ved å benytte en strømningsstyrings-anordning; justering av i det minste én strømningskarakteristikk til strømnings-styringsanordning in situ ved å benytte en setteanordning transportert inn i brønnen; og injisering av et andre fluid inn i formasjonen ved å benytte strøm-ningsstyringsanordningen. I utførelser kan fremgangsmåten innbefatte strømning av et reservoarfluid gjennom strømningsstyringselementet. Fremgangsmåten kan også innbefatte økning av en permeabilitet til formasjonen ved å benytte i det minste en av: (i) det første fluid, og (ii) det andre fluid. Fremgangsmåten kan også innbefatte generering av en vannfront i formasjonen ved å benytte fluid og/eller utjevning av en fluks til produserte fluider langs i det minste et parti av brønn-boringen ved å justere den i det minste ene strømningskarakteristikk.

[0038]Det skal forstås at fig. 1 og 2 er ment å kun være illustrative for produk-sjonssystemene hvor lærene til den foreliggende oppfinnelse kan anvendes. For eksempel kan brønnboringer 10, 11 i visse produksjonssystemer benytte kun et foringsrør eller foring for å transportere produksjonsfluider til overflaten. Lærene i foreliggende oppfinnelse kan anvendes for å styre strømningen inn i disse og andre brønnboringsrør.

[0039]For klarhets og korthets skyld, er beskrivelser av de fleste gjengede for-bindelser mellom rørelementer, elastomertetninger, slik som o-ringer, og andre godt forståtte teknikker utelatt i beskrivelsen ovenfor. Videre er betegnelser slik som "ventil" benyttet i deres bredeste betydning og er ikke begrenset til noen spesiell type eller konfigurasjon. Den foregående beskrivelse er rettet mot spesielle utførelser av foreliggende oppfinnelse for illustrasjon og forklarings-formål. Det vil imidlertid være åpenbart for de som er faglært på området at mange modifikasjoner og forandringer av de ovenfor omtalte utførelser er mulige uten å avvike fra omfanget av oppfinnelsen.

Claims (15)

1. Apparat for å styre en strømning av et fluid mellom en produksjonsstreng (20) og en formasjon (14,16), karakterisert vedat det omfatter: et basisrør (114) forbundet med produksjonsstrengen (20), produksjonsstrengen (20) har en strømningsboring (52) innrettet med en langsgående akse av produksjonsstrengen (20); en partikkelstyringsanordning (110) pakket rundt og som kontakter et ikke-perforert parti av basisrøret (114), fluidet strømmer vesentlig aksialt gjennom partikkelstyringsanordningen (110) i en retning innrettet med strømningsboringen (52) av produksjonsstrengen (20), partikkelstyringsanordningen (110) reduserer en mengde og størrelse av partikler i fluidet; og en strømningsstyringsanordning (120) aksialt tilstøtende partikkelstyringsanordningen (110), strømningsstyringsanordningen (120) innbefatter et gjenvinnbart strømningsbegrensningselement (124) i fluidkommunikasjon med partikkelstyringsanordningen (110), det gjenvinnbare strømningsbegrensningselementet (124) er posisjonert i en lomme (126) radialt forskjøvet fra strømningsboringen (52) og konfigurert for å styre en strømningsparameter av fluidet som strømmer mellom partikkelstyringsanordningen (110) og strømningsboringen (52) i produksjonsstrengen (20), hvori strømningsbegrensningselementet (124) er konfigurert for å bli gjenvunnet gjennom strømningsboringen (52) i produksjonsstrengen (20).

2. Apparat ifølge krav 1, karakterisert vedat lommen (126) danner et indre rom konfigurert for å motta strømningsbegrensningselementet (124), og videre omfatter et sette-verktøy konfigurert for å gjenvinne strømningsbegrensningselementet (124) fra det indre rom.

3. Apparat ifølge krav 2, karakterisert vedat det indre rom danner en strømningsbane (132) som er innrettet med en langsgående akse av produksjonsstrengen (20) slik at fluidet strømmer aksialt fra partikkelstyringsanordningen (110) inn i strømnings-styringsanordningen (120)..

4. Apparat ifølge krav 1, karakterisert vedat strømningsbegrensningselementet (124) er konfigurert for strømning av en væske.

5. Apparat ifølge krav 1, karakterisert vedat partikkelstyringsanordningen (110) er posisjonert for å redusere mengden og størrelsen av partiklene ettersom fluidet strømmer aksialt gjennom partikkelstyringsanordningen (110).

6. Apparat ifølge krav 1, karakterisert vedat partikkelstyringsanordningen (110) er en av: (i) en permeabel membran, (ii) en trådforbindelse, (iii) sintrerte kuler, (iv) en trådduk og (v) et sandfilter.

7. Fremgangsmåte for styring av en strømning av et fluid mellom en produksjonsstreng (20) og en formasjon (14, 16), karakterisert vedat den omfatter: å posisjonere produksjonsstrengen (20) i en brønnboring (10) som krysser formasjonen (14, 16), produksjonsstrengen (20) har en strømningsboring (52) innrettet med en langsgående akse av produksjonsstrengen (20), produksjonsstrengen (20) omfatter videre en strømningsstyringsanordning (120) og en partikkelstyringsanordning (110), strømningsstyringsanordningen (120) er aksialt tilstøt-ende partikkelstyringsanordningen (110), partikkelstyringsanordningen (110) er viklet rundt og kontakter et ikke-perforert parti av basisrøret (114) til produksjonsstrengen (20); å posisjonere et strømningsbegrensningselement (124) i strømningsstyr-ingsanordningen (120) i en lomme (126) radialt forskjøvet fra strømningsboringen (52) i produksjonsstrengen (20), hvori strømningsbegrensningselementet (124) kan gjenvinnes igjennom strømningsboringen (52) i produksjonsstrengen (20), å justere en strømningskarakteristikk til strømningsstyringsanordningen (120) posisjonert i brønnboringen (10) ved å benytte et setteverktøy transportert inn i brønnboringen (10); å transportere fluidet inn i brønnboringen (10) via produksjonsstrengen (20); og å injisere fluidet inn i partikkelstyringsanordningen (110) ved å benytte strømningsbegrensningselementet (124), fluidet går inn i partikkelstyringselementet (110) i en aksial retning.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert vedat fluidet trykksettes slik at fluidet penetrerer en forhåndsbestemt distanse inn i formasjonen (14, 16).

9. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert vedat fluidet er en væske.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert vedat fluidet innbefatter en fraktureringsvæske konstruert for å forandre en permeabilitet til formasjonen.

11. Fremgangsmåte ifølge krav7, karakterisert vedat den videre omfatter å generere en vannfront i formasjonen ved å benytte fluidet.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert vedat den videre omfatter å styre den i det minste ene strømningskarakteristikk ved å benytte strømningsbegrensningselementet (124), og å gjenvinne strømningsbegrensningselementet (124).

13. Fremgangsmåte ifølge krav 12, karakterisert vedat den videre omfatter: å installere et andre strøm-ningsbegrensningselement (124) i brønnboringen (10), det andre strømnings-begrensningselementet (124) har i det minste en strømningskarakteristikk som er forskjellig fra det gjenvunnede strømningsstyringselementet; og å injisere et andre fluid inn i formasjonen (14, 16) ved å benytte det andre strømningsbegrensnings-elementet(124).

14. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert vedat den videre omfatter strømning av et reservoarfluid gjennom strømningsbegrensningselementet (124).

15. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert vedat den videre omfatter å posisjonere et flertall av strømningsstyringsanordninger (120) og tilhørende partikkelstyringsanordninger (110) i brønnboringen (10); og å utjevne en fluks av produserte fluider langs i det minste et parti av brønnboringen (10) ved å justere en strømningskarakteristikk til i det minste én strømningsstyringsanordning (120) til flertallet av strømnings-styringsanordninger (120) ved å benytte et setteverktøy transportert inn i brønn-boringen (10).