DE102005060008A1

DE102005060008A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Verwendung in einem Bohrloch mit mehreren Bohrungszonen

Info

Publication number: DE102005060008A1
Application number: DE102005060008A
Authority: DE
Inventors: Jorge Sugar Land Lopez de Cardenas; Gary L. League City Rytlewski; Matthew R. Bartlesville Hackworth
Original assignee: Schlumberger Technology BV
Current assignee: Schlumberger Technology BV
Priority date: 2004-12-14
Filing date: 2005-12-14
Publication date: 2006-06-22
Also published as: US7387165B2; CA2529962C; RU2005138841A; RU2316643C2; US20070272411A1; US7325616B2; US20110056692A1; CA2529962A1; US20060124310A1; US8276674B2; US20060124311A1

Abstract

Vorrichtung zur Verwendung in einem Bohrloch (10) mit mehreren Bohrzonen (12A, 12B, 12C), umfassend eine in das Bohrloch (10) einsetzbare Verrohrung (20), wobei mehrere mit der Verrohrung (20) verbundene Ventile (25A, 25B, 25C), wobei jedes Ventil (25A, 25B, 25C) zum Bilden einer Verbindung zwischen der Verrohrung (20) und einer Bohrzone (12A, 12B, 12C) vorgesehen ist und die Verrohrung (20) in dem Bohrloch (10) durch Zement fixiert ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verwendung in einem Bohrloch mit mehreren Bohrungszonen nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1, 25 und 28 bzw. ein Verfahren zum Verwenden in einem Bohrloch mit mehreren Bohrungszonen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 18.

Bei der Gewinnung von Kohlenwasserstoffen aus unterirdischen Formationen werden Behandlungsfluide den Bohrungen mit mehreren Förderzonen zugeführt. In typischen Bohrlochvorgängen können verschiedene Behandlungsfluide in die Bohrung bzw. das Bohrloch und schließlich in die Formation gepumpt werden, um die Produktivität bzw. Ergiebigkeit der Quelle bzw. Bohrung wieder herzustellen oder zu verbessern. Beispielsweise kann ein nicht-reaktives "Zerklüftungsfluid" oder ein "Bruchfluid" in das Bohrloch gepumpt werden, um Brüche in der Formation in Gang zu bringen und voranzutreiben, wodurch Fließkanäle geschaffen werden, um die Bewegung von Kohlenwasserstoffen zu dem Bohrloch zu ermöglichen, so dass die Kohlenwasserstoffe von der Bohrung gepumpt werden können. In solchen Zerklüftungsvorgängen wird das Zerklüftungsfluid hydraulisch in ein die unterirdische Formation durchdringendes Bohrloch eingeleitet und durch Druck gegen die Formationsschicht gezwungen. Die Formationsschicht wird gezwungen zu reißen und zu zerklüften, und ein Abstützungsmittel wird in dem Bruch bzw. der Zerklüftung platziert durch ein Bewegen einer das Abstützungsmittel enthaltenden viskosen Flüssigkeit in den Riss in dem Gestein. Die resultierende Zerklüftung mit dem platzierten Abstützungsmittel schafft einen verbesserten Fluss des gewinnbaren Fluids (d.h. Öl, Gas oder Wasser) in das Bohrloch. In einem anderen Beispiel kann ein reaktives Anregungsfluid oder eine "Säure" in die Formation eingeleitet werden. Eine Säurebehandlung der Formation schafft ein Herauslösen von Materialien aus den Porenräumen der Formation, um den Förderfluss zu erhöhen.

Zurzeit kann es in Bohrungen mit mehreren Produktionszonen notwendig sein, verschiedene Formationen in einem mehrstufigen Vorgang zu behandeln, was viele untertägige Bohrtouren erfordert. Jede Bohrtour besteht im Allgemeinen in einem Isolieren einer einzelnen Produktionszone und dann dem Zuliefern des Behandlungsfluids zu der isolierten Zone. Da mehrere untertägige Bohrtouren notwendig sind, um jede Zone zu isolieren und zu behandeln, kann der gesamte Vorgang sehr zeitaufwendig und teuer sein.

Daher existiert eine Notwendigkeit für Vorrichtungen und Verfahren zum Zuliefern von Behandlungsfluiden zu mehreren Zonen einer Bohrung in einer einzigen untertägigen Bohrtour.

Die vorliegende Erfindung schafft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Zuliefern von Behandlungsfluid zu einer Bohrung mit mehreren Produktionszonen gemäß den Ansprüchen 1 bzw. 18. Gemäß einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung wird eine Bohrungskomplettierungsvorrichtung mit einem oder mehreren Zonenverbindungsventilen in einem Bohrloch installiert und/oder eingesetzt, um eine Zonenisolierung zu schaffen und eine hydraulische Verbindung mit jeder einzelnen Bohrlochzone zu bilden, um die Zulieferung von Bearbeitungsfluid zu ermöglichen.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
1 stellt eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer mehrere Zonen aufweisenden Bohrungskomplettierungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung dar, die Zonenverbindungsventile aufweist und in einem Bohrloch installiert/eingesetzt ist.
2A bis 2B stellen Seiten- und Querschnittsansichten eines eine Schiebehülse aufweisenden Zonenverbindungsventils der vorliegenden Erfindung dar.
3 zeigt eine Querschnittsansicht eines Ausführungsbeispiels eines Betätigungspfeils zum Verwenden der Betätigung der Schiebehülse des Zonenverbindungsventils.
4A bis 4E zeigen eine Querschnittsansicht eines Ausführungsbeispiels des eine Schiebehülse aufweisenden Zonenverbindungsventils, das durch einen Pfeil unter Verwendung von Hochfrequenz-Empfängern/-Sendern betätigt wird.
5A zeigt eine Querschnittsansicht eines Ausführungsbeispiels eines Zonenverbindungsventils mit einem einstückigen axialen Kolben zum Betätigen der Hülse.
5B zeigt eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels der Bohrungskomplettierungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung mit einem Steuerleitungsnetzwerk zum Betätigen eines oder mehrerer Zonenverbindungsventile.
6 zeigt eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels der mehrere Zonen aufweisenden Bohrungskomplettierungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung mit Zonenverbindungsventilen, die durch einen oder mehrere Fallkugeln betätigt werden.
7 zeigt eine Querschnittsansicht eines eine Schiebehülse aufweisenden Zonenverbindungsventils mit einer zusätzlichen Filterposition.
8A bis 8D zeigen Querschnittsansichten verschiedener Ausführungsbeispiele von ausgepumpten Kolbendurchlässen eines Zonenverbindungsventils.
9A bis 9H zeigen Querschnittsansichten eines Ausführungsbeispiels eines eine Schiebehülse aufweisenden Zonenverbindungsventils, das in einem Bohrloch installiert ist.
10A bis 10C zeigen Seitenansichten eines Ausführungsbeispiels der Bohrungskomplettierungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung, die in ein offenes oder unverrohrtes Loch eingesetzt ist.
11A bis 11E zeigen Seitenansichten eines Ausführungsbeispiels mehrerer eine Schiebehülse aufweisender Zonenverbindungsventile, die durch einen Verriegelungsmechanismus betätigt sind, der an einem Arbeitsstrang hängt.
In der Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen werden die Begriffe "verbinden", "Verbindung", "verbunden", "in Verbindung mit" und "Verbingungs-" im Sinne von "indirekter Verbindung mit" oder "in Verbindung durch ein anderes Element" verwendet; und der Begriff "Satz" ist im Sinne von "einem Element" oder "mehr als ein Element" verwendet. So wie sie hier verwendet werden, werden die Begriffe "oben" und "unten", "oberer" und "unterer, "aufwärts" und "abwärts", "stromaufwärts" und "stromabwärts", "über" und "unter" und derartige Begriffe, die relative Positionen über oder unter einem gegebenen Punkt oder Element angeben, in dieser Beschreibung verwendet, um einige Ausführungsbeispiele der Erfindung genauer zu beschreiben. Außerdem beinhaltet der Begriff "Dichtungsmechanismus": Dichtungen (Packer), Brückenstopfen, Untertage-Ventile, Schiebehülsen, Platten-Stopfen-Kombinationen, polierte Bohraufnahmen (polished bore receptable = PBR)-Dichtungen und alle anderen Verfahren und Vorrichtungen zum zeitweisen Blockieren des Flusses von Fluiden durch das Bohrloch. Ferner beinhaltet der Begriff "Behandlungsfluid" jedes Fluid, das zu einer Formation geliefert wird, um die Produktion anzuregen einschließlich, aber nicht beschränkt auf, Bearbeitungsfluid, -säure, -gel, -schaum oder jedes andere Anregungsfluid.
Im Allgemeinen betrifft die Erfindung ein System und ein Verfahren zum Komplettieren von Mehrzonenbohrungen durch Zuführen eines Behandlungsfluids, um die Förderung zu erreichen. Typisch werden solche Bohrungen in Stufen komplettiert, was sehr lange Komplettierungszeiten ergibt (beispielsweise in der Größenordnung von vier bis sechs Wochen). Die vorliegende Erfindung kann solche Komplettierungszeiten reduzieren (beispielsweise zu einigen Tagen), indem ermöglicht wird, dass mehrere Vorgänge, die vormals in je einer Bohrtour von mehreren Bohrtouren verrichtet wurden, in einer einzigen Bohrtour verrichtet werden.
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Bohrungskomplettierungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung zur Verwendung in einem Bohrloch 10. Das Bohrloch 10 kann mehrere Bohrungszonen 12A, 12B (beispielsweise Formations-, Produktions-, Einleitungs-, Kohlenwasserstoff-, Öl-, Gas- oder Wasserzonen oder -intervalle) umfassen. Die Komplettierungsvorrichtung beinhaltet eine Verrohrung 20 mit einem oder mehreren Zonenverbindungs ventilen 25A, 25B, die entsprechend jeder Formationszone 12A, 12B angeordnet sind. Die Zonenverbindungsventile 25A, 25B arbeiten, um eine hydraulische Verbindung zwischen der axialen Bohrung der Verrohrung 20 und der entsprechenden Formationszone 12A, 12B zu regulieren. Beispielsweise wird das Ventil 25B geöffnet und das Ventil 25A geschlossen, wenn ein Behandlungsfluid zur Formationszone 12B geleitet wird. Daher wird jedes Behandlungsfluid, das in die Verrohrung 20 von der Oberfläche eingeleitet wird, zur Zone 12B geleitet und fließt an der Zone 12A vorbei. Die Ventile 25A, 25B der Bohrungskomplettierungsvorrichtung können jeden Typen von Ventil oder verschiedene Kombinationen von Ventilen beinhalten einschließlich, aber nicht beschränkt auf, Schiebe- oder Drehhülsenventile, Kegelventile, Klappenventile und andere Ventile. Ferner kann in anderen Ausführungsbeispielen jeder röhrenförmige Strang verwendet werden einschließlich einer Verrohrung, eines Futterrohres, einer Hülse, eines Rohres oder eines anderen röhrenförmigen Elements.
Hinsichtlich der Verwendung der Bohrungskomplettierungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung können einige Ausführungsbeispiele in einem Bohrloch (beispielsweise einem offenen oder unverrohrten Loch) als eine zeitweilige Komplettierung eingesetzt werden. In solchen Ausführungsbeispielen können die Dichtungsmechanismen zwischen jedem Ventil und innerhalb des Ringraums, der durch den rohrförmigen Strang und dem Bohrloch definiert ist, betätigt werden, um die Formationszonen, die mit einem Behandlungsfluid behandelt werden sollen, zu isolieren. In anderen Ausführungsbeispielen jedoch können die Ventile und die Verrohrung der Komplettierungsvorrichtung an Ort und Stelle als eine permanente Komplettierung zementiert werden. In solchen Ausführungsbeispielen dient der Zement dazu, jede Formationszone zu isolieren.
2A und 2B zeigen ein Ausführungsbeispiel eines Zonenverbindungsventils 25. Das Ventil 25 beinhaltet ein äußeres Gehäuse 30 mit einer durchgehenden axialen Bohrung, das mit einer Verrohrung 20 (oder einem anderen rohrförmigen Strang) verbunden oder einstückig mit diesem geformt ist. Das Gehäuse 30 hat einen Satz von darin geformten Gehäusedurchlässen 32, um eine Verbindung zwischen dem Bohrloch 10 und der axialen Bohrung des Gehäuses 30 zu bilden. In einigen Ausführungsbeispielen beinhaltet das Gehäuse 30 auch einen Satz von "Erhöhungen" oder vorstehenden Elementen 34, durch die die Durchlässe 32 gebildet sind. Jede Erhöhung 34 steht radial auswärts vor, um den Zwischenraum 14 zwischen dem Ventil 25 und dem Bohrloch 10 (wie in 1 gezeigt) zu verringern, jedoch kann immer noch Zement durch die Ausnehmungen zwischen den Erhöhungen 34 während des Zementierens der Verrohrung 20 fließen. Durch das Verringern des Zwischenraums 14 zwischen den Erhöhungen 34 und der Formation wird die Menge an Zement, die in Verbindung mit den Durchlässen 32 dazwischentritt, ebenfalls verringert. Eine Hülse 36 ist innerhalb der axialen Bohrung des Gehäuses 30 angeordnet. Die Hülse 36 ist bewegbar zwischen: (1) einer "offenen Durchlassposition", in der ein Fließpfad zwischen dem Bohrloch 10 und der axialen Bohrung des Gehäuses 30 durch den Satz von Durchlässen 32 aufrecht erhalten wird, und (2) einer "geschlossenen Durchlassposition", in der der Fließpfad zwischen dem Bohrloch 10 und der axialen Bohrung des Gehäuses 30 durch den Satz von Durchlässen 32 durch die Hülse 36 versperrt wird. In einigen Ausführungsbeispielen beinhaltet die Hülse 36 einen Satz von Hülsendurchlässen 38, die in der offenen Durchlassposition mit dem Satz der Durchlässe 32 des Gehäuses 30 ausgerichtet ist und in der geschlossenen Durchlassposition mit dem Satz von Durchlässen 32 des Gehäuses 30 nicht ausgerichtet ist. In anderen Ausführungsbeispielen beinhaltet die Hülse 36 keine Durchlässe, und das Ventil 25 wird zwischen der offenen Durchlassposition und der geschlossenen Durchlassposition durch Bewegen der Hülse 36 aus der Nähe des Satzes der Durchlässe 32 und Bewegen der Hülse 36 zum Bedecken des Satzes der Durchlässe 32 entsprechend bewegt. Obwohl in diesem Ausführungsbeispiel die Hülse 36 zwischen der offenen Durchlassposition und der geschlossenen Durchlassposition durch Schieben oder axiales Ausrichten bewegt wird, kann die Hülse in anderen Ausführungsbeispielen zwischen der offenen Durchlassposition und der geschlossenen Durchlassposition durch Drehen der Hülse um die Mittelachse des Gehäuses 30 bewegt werden. Ferner kann die Hülse 36 in einem alternativen Ausführungsbeispiel extern zum Gehäuse 30 angeordnet sein, obwohl das Ausführungsbeispiel des Ventils 25 gemäß 2A und 2B eine in dem Gehäuse 30 angeordnete Hülse 36 umfasst.
Die Betätigung des Zonenverbindungsventils kann durch eine Vielzahl von verschiedenen Mechanismen erreicht werden einschließlich, aber nicht beschränkt auf, Pfeile, Werkzeugstränge, Steuerlinien und Fallkugeln. Außerdem können Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung eine kabellose Betätigung des Zonenverbindungsventils beispielsweise durch Druckpuls, elektromagnetische Strahlungswellen, seismische Wellen, akustische Signale und andere kabellose Signale aufweisen. 3 stellt ein Ausführungsbeispiel eines Betätigungs mechanismus zum wahlweisen Betätigen der Ventile der Bohrungskomplettierungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung dar. Ein Pfeil 100 mit einem Verriegelungsmechanismus 110 (beispielsweise ein Kragen, eine Konushülse oder eine Spannpatrone) kann in den Verrohrungsstrang 20 entriegelt und untertägig gepumpt werden, um in ein zusammenpassendes in der Schiebehülse 36 des Ventils 25 geformtes Profil 37 einzugreifen. Wenn der Eingriff mit der Schiebehülse 36 vorliegt, kann der hydraulische Druck auf ein vorbestimmtes Maß hinter dem Pfeil 100 erhöht werden, um die Hülse 36 zwischen der offenen Durchlassposition und der geschlossenen Durchlassposition zu verstellen. Einige Ausführungsbeispiele des Pfeils 100 können einen Zentralisierer 115 (beispielsweise Führungsrippen) beinhalten.
In einigen Ausführungsbeispielen des Pfeils 100 der vorliegenden Erfindung ist der Verriegelungsmechanismus 110 statisch, so dass der Verriegelungsmechanismus 110 radial auswärts vorgespannt ist, um mit dem zusammenpassenden Profil 37 der Hülse 36 des ersten angetroffenen Ventils 25 in Eingriff zu sein (siehe 3). In anderen Ausführungsbeispielen ist der Verriegelungsmechanismus 110 dynamisch, so dass der Pfeil 100 anfänglich mit dem zusammengeklappten Verriegelungsmechanismus 110 untertägig läuft (wie in 4A gezeigt) und wird programmiert, radial auswärts vorzuspannen, wenn er in die Nähe eines vorbestimmten Ventils 25A, 25B, 25C kommt (siehe 4B). Auf diese Weise kann das Ventil 25 eines speziellen Formationsintervalls zum Öffnen ausgewählt werden, um ein Behandlungsfluid zu der tiefer liegenden Formation zu leiten. Mit Bezug auf 4A, beinhaltet jedes Ventil 25A, 25B, 25C beispielsweise eine Sendevorrichtung 120A, 120B, 120C zum Senden eines speziellen Signals (beispielsweise eines Hochfrequenz"HF"-Signals, eines akustischen Signals, eines radioaktiven Signals, eines magnetischen Signals oder eines anderen Signals). Jeder Sender 120A, 120B, 120C eines jeden Ventils 25A, 25B, 25C kann ein eindeutiges HF-Signal aussenden. Ein Pfeil 100 mit einem Kragen 110 (oder einem anderen Verriegelungsmechanismus), der in einer zusammengeklappten Position angeordnet ist (d.h. nicht radial vorgespannt), wird untertägig von der Oberfläche gepumpt. Der Pfeil 100 beinhaltet einen Empfänger 125 zum Empfangen eines speziellen Ziel-HF-Signals. Wenn der Pfeil 100 an den ein verschiedenes HF-Signal aussendenden Ventilen 25A, 25B vorbeigleitet, verbleibt der Kragen 110 zusammengefaltet. In Bezug auf 4B wird gezeigt, dass der Kragen 110 in eine radial auswärtige vorgespannte Position springt, wenn der Pfeil 100 in die Nähe des das Ziel-HF-Signal aussendenden Ventils 25C kommt. In 4C ist gezeigt, dass der vorgespannte Kragen 110 des Pfeils 100 mit dem zusammenpassenden Profil 37C des Ventils 25C der Hülse 36C verriegelt. Der Pfeil 100 und die Hülse 36C können dann untertägig gepumpt werden, bis das Ventil 36C in die offene Durchlassposition bewegt ist, wodurch erreicht wird, dass ein Behandlungsfluid zu dem Formationsintervall 12C zuleitbar ist.
In einigen Ausführungsbeispielen kann der Pfeil einen Dichtungs mechanismus beinhalten, um zu verhindern, dass Behandlungsfluid unter den Pfeil gelangt, wenn dieser mit der Schiebehülse des Ventils verriegelt ist. In Bezug auf 4D kann in diesen Ausführungsbeispielen ein weiterer Pfeil 200 in den Verrohrungsstrang 20 abgesetzt und untertägig gepumpt werden. Wie mit dem vorherigen Pfeil 100, verbleibt der Kragen 210 des Pfeils 200 in einer zusammengeklappten Position, bis der Pfeil 200 in die Nähe des Senders 120B des das Ziel-HF-Signal entsprechend dem Empfänger 225 des Pfeils 200 aussendenden Ventils 25 gelangt. In 4E ist gezeigt, dass, wenn das Signal empfangen wird, der Kragen 210 radial auswärts in eine vorgespannte Position springt, um mit dem zusammenpassenden Profil 37B der Hülse 36B des Ventils 25B zu verriegeln und zu dichten. Der Pfeil 200 und die Hülse 36B können dann nach unten gepumpt werden, bis das Ventil 25B in die offene Durchlassposition bewegt wurde und wodurch das Ventil 25B von den Ventilen 25A und 25C isoliert ist. Auf diese Weise kann ein Behandlungsfluid dem Formationsintervall 12B zugeführt werden. In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung können die Pfeile ein Verlaschungsprofil beinhalten, so dass die Pfeile nach dem Einleiten des Behandlungsfluids und bevor das Bohrloch produziert wieder hervorgeholt werden können.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Bohrungskomplettierungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung wird in Bezug auf die 11A bis 11E gezeigt, dass statt eines untertägigen Pumpens eines Verriegelungsmechanismusses an einem Pfeil, ein Verriegelungsmechanismus 700 (beispielsweise ein Kragen oder eine Spannpatrone) an einem Arbeitsstrang 705 (beispielsweise ein Coiled Tubing, eine Schlammleitung, ein Bohrrohr oder eine Wireline) untertägig gebracht werden kann. Der Verriegelungsmechanismus 700 wird verwendet, um mit den Hülsen 36A, 36B, 36C in Eingriff gebracht zu werden, um ein Bewegen der Hülse 36A, 36B, 36C zwischen der offenen Durchlassposition und der geschlossenen Durchlassposition zu erreichen. In Bohrungsstimulationsvorgängen kann der Verriegelungsmechanismus 700 verwendet werden, um das entsprechende Ventil 25A, 25B, 25C des zum Empfang eines Behandlungsfluids ausgewählten Formationsintervalls 12A, 12B, 12C zu öffnen. Auf diese Weise wird das ausgewählte Formationsintervall 12A, 12B, 12C von jedem anderen Formationsintervall 12A, 12B, 12C während des Stimulationsvorgangs isoliert. Beispielsweise kann ein Verriegelungswerkzeug 700 mit einer Spannpatrone 710 an einer Schlammleitung 705 untertägig laufen. Der Kragen 710 beinhaltet mehrere vorstehende Finger 712 aufweisende Elemente 714, die an jedem Ende zum Eingreifen in ein zusammenpassendes Profil 39A, 39B, 39C, das an der inneren Oberfläche der Schiebehülse 36A, 36B, 36C von jedem Ventil 25A, 25B, 25C ausgebildet ist, ausgebildet sind. Der Kragen 710 kann zwischen einer ersten Position, in der die Finger 712 eingezogen sind (siehe 11A) und einer zweiten Position, in der die Finger 712 bewegt wurden, um sich radial auswärts auszubreiten (siehe 11B), betätigt werden. Der Kragen 710 kann durch einen Druckpuls, der von der Oberfläche zum Empfangen durch eine in dem Verriegelungswerkzeug 700 enthaltene Steuerung betätigt werden. Alternativ kann das Verriegelungswerkzeug 700 auch einen Spannungswandler beinhalten, so dass Signale zu der Steuerung des Verriegelungswerkzeugs 700 durch vertikale Bewegung in der Schlammlinie 705 zugeführt werden können (beispielsweise Ziehen an der Schlammleitung von der Oberfläche). Im Betrieb wird das Verriegelungswerkzeug 700 zu dem untersten Ventil 25C mit dem Kragen 710 in der ersten zurückgezogenen Position bewegt. Wenn das Verriegelungswerkzeug 700 die Zieltiefe nahe des Formationsintervalls 12C erreicht, wird der Kragen 710 von der Oberfläche betätigt, um die Finger 712 radial auswärts auszufahren, so dass die Elemente 714 in Eingriff mit dem zusammenpassenden Profil 39C der Schiebehülse 36C ist. Das Verriegelungswerkzeug 700 wird axial aufwärts an der Schlammleitung 705 gezogen, um die Schiebehülse 36C von der geschlossenen Durchlassposition zu der offenen Durchlassposition zu schieben, wodurch erlaubt wird, dass ein Behandlungsfluid dem tiefer liegenden Formationsintervall 12C zugeleitet werden kann. Nach Behandeln des Formationsintervalls 12C wird das Verriegelungswerkzeug 700 wieder axial aufwärts an der Schlammleitung 705 gezogen, um die Schiebehülse 36C von der offenen Durchlassposition zu der geschlossenen Durchlassposition zu schieben. Der Kragen 710 wird dann wieder betätigt, um die mehreren Finger 712 zurückzuziehen und außer Eingriff mit der Schiebehülse 36C zu bringen. Der Verriegelungsmechanismus 700 kann dann aufwärts zu dem nächsten Ventil 25B bewegt werden, so dass das Ventil 25B geöffnet werden kann, ein Behandlungsfluid zu dem Formationsintervall 12B zugeführt und dann das Ventil 25B wieder geschlossen werden kann. Dieser Vorgang kann für jedes Ventil 25A, 25B, 25C in der Bohrungskomplettierungsvorrichtung wiederholt werden.
In weiteren Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung können die Ventile der Bohrungskomplettierungsvorrichtung durch ein Netzwerk von Steuerleitungen (beispielsweise hydraulische, elektrische, Glasfasern oder Kombinationen davon) betätigt werden. Das Netzwerk von Steuerleitungen kann jedes der Ventile mit einer Steuerung an der Oberfläche verbinden, um die Position des Ventils zu steuern. Mit Bezug auf die 5A bis 5B beinhaltet jedes Ventil 25A, 25B, 25C einen einstückigen axialen Kolben 60 zum Verschieben der Hülse 36 zwischen der offenen Durchlassposition und der geschlossenen Durchlassposition und einen Solenoid 62A, 62B, 62C zum Anregen des Kolbens 60 für jedes Ventil 25A, 25B, 25C. Ein Ausführungsbeispiel des Netzwerks kann eine individuelle Steuerleitung für jedes Ventil 25 beinhalten, die zur Oberfläche läuft, oder es ist eine einzelne elektrische Steuerleitung 64 und eine hydraulische Versorgungsleitung 66 vorgesehen. Hinsichtlich des die einzelne elektrische Steuerleitung 64 beinhaltenden Ausführungsbeispiels wird ein eindeutiges elektrisches Signal zu einem adressierbaren Schalter 68A, 68B, 68C gesendet, der mit dem Solenoid 62A, 62B, 62C elektrisch verbunden ist. Jeder adressierbare Schalter 68A, 68B, 68C erkennt eine eindeutige elektrische Adresse und führt elektrische Energie an das entsprechende Solenoid 62A, 62B, 62C nur dann, wenn das eindeutige Signal empfangen wird. Jeder Solenoid 62A, 62B, 62C lässt hydraulischen Druck von der Versorgungsleitung 66 durch oder versorgt die Formation, das Gehäuse oder zurück zur Oberfläche mit hydraulischen Druck. Wenn sie aktiviert sind, bewegt jedes Solenoid 62A, 62B, 62C die Hülse 36 zwischen der offenen Durchlassposition und der geschlossenen Durchlassposition.
In weiteren Ausführungsbeispielen der Bohrungskomplettierungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung kann der Betätigungsmechanismus zum Betätigen der Ventile einen Satz von Fallkugeln beinhalten. In Bezug auf 6 können die Ventile 25A, 25B, 25C jeder einen Fallkugelsitz 300A, 300B, 300C zum Landen einer Fallkugel in der Hülse 36A, 36B, 36C und zum Abdichten der axialen hindurchgehenden Bohrung beinhalten. Druck kann dann von der Oberfläche hinter der Fallkugel aufgewendet werden, um jede Hülse 36A, 36B, 36C zwischen der offenen Durchlassposition und der geschlossenen Durchlassposition zu verschieben. In einem Ausführungsbeispiel kann jedes Ventil 25A, 25B, 25C einen Sitz 300A, 300B, 300C aufweisen, der zum Auffangen einer Kugel eine spezielle Größe aufweist. Beispielsweise kann der Sitz 300B eines oberen Ventils 25B eine durchgehende axiale Bohrung mit einem größeren Durchmesser als die des Sitzes 300C eines niedrigeren Ventils 25C aufweisen, so dass die Fallkugel 310C zum Betätigen des niedrigeren Ventils 25C durch die axiale Bohrung des Sitzes 300B des oberen Ventils 25B geht. Dies erlaubt ein Öffnen des niedrigeren Ventils 25C zuerst, Behandeln der Formation 12C, Öffnen des oberen Ventils 25B mit Fallkugel 310B und Behandeln der Formation 12B. So wie mit den Pfeilen, können die Kugeln mit den Sitzen abdichten, um die niedrigeren Ventile während des Zuführens eines Behandlungsfluids zu isolieren.
7 stellt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Zonenverbindungsventils 25 zur Verwendung mit der Bohrungskomplettierungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung dar. So wie das in 2 gezeigte Ausführungsbeispiel, beinhaltet das Ventil 25 ein Gehäuse 30 mit einem Satz darin geformter Gehäusedurchlässe 32 und einer Schiebehülse 36 mit einem darin angeordneten Satz von entsprechenden Hülsendurchlässen 38. In diesem Ausführungsbeispiel beinhaltet die Hülse 36 auch einen darin ausgebildeten Filter 400. Wenn der Filter 400 mit dem Satz von Gehäusedurchlässen 32 des Gehäuses 30 ausgerichtet ist, schafft der Filter 400 der Hülse 36 eine dritte Position, in der das Ventil 25 betrieben werden kann. In Bohrungsvorgängen beinhaltet ein Ausführungsbeispiel des Ventils 25 drei Positionen: (1) geschlossen, (2) vollständig geöffnet, um ein Behandlungsfluid zu liefern und (3) geöffnet durch den Filter 400. Die "Filterposition" kann ausgewählt werden, um Abstützungsmittel zu verhindern oder alternativ zur herkömmlichen Sandsteuerung (d.h. zum Verhindern eines Flusses von produziertem Sand in das Bohrloch). Der Filter 400 kann wie jedes herkömmliche Sandsteuerungssieb einschließlich, aber nicht eingeschränkt, geschlitzte Liner, umwickelter Draht, mit Stoff bespannter Draht und gesintertes Laminat als Medium der Sandsteuerung beinhalten.
8A bis 8C stellen ein weiteres Ausführungsbeispiel des Zonenverbindungsventils 25 zum Verwenden mit der zementierten Bohrungskomplettierungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung dar. In diesem Ausführungsbeispiel beinhaltet jeder Durchlass 32 des Gehäuses 30 einen ausfahrbaren Kolben 500, der eine durchgehende axiale Bohrung zum Definieren eines Fließpfades zwischen der Formation und der axialen Bohrung des Ventils 25 aufweist. Jeder Kolben 500 kann ausgefahren werden, um in Eingriff mit der Formation zu gelangen und zum Abdichten gegen ein Eindringen von Zement während des Zementierens der Verrohrung, wodurch erlaubt wird, daß Zement um die ausgefahrenen Kolben 500 fließt. Im Allgemeinen wird jedes Ventil 25 untertägig mit der Verrohrung gefahren, das die Kolben 500 in einer zurückgezogenen Position aufweist. Wenn die Zieltiefe der Verrohrung erreicht wird, können die Kolben 500 mit Druck beaufschlagt werden, um radial nach außen auszufahren und in Eingriff mit der Formation zu gelangen und/oder mit der Formation abzudichten. In einigen Ausführungsbeispielen beinhaltet jeder Kolben 500 eine brechbare Dichtung 505 (beispielsweise eine Bruchplatte), die darin angeordnet ist, um zu verhindern, dass Zement in den Kolben 500 fließt. Wenn der Zement ausgehärtet ist, kann das Ventil 25 mit Druck beaufschlagt werden, um die Dichtung 505 zu brechen und eine hydraulische Verbindung mit der Formation herzustellen. Behandlungsfluid kann dann zu der Formation über die ausgefahrenen Kolben 500 geliefert werden. Alternativ kann eine dünne Metallklappe an dem Gehäuse befestigt werden, um die Durchlässe zu bedecken und jeglichen Fluss von Zement in das Ventil zu blockieren. In diesem Ausführungsbeispiel kann die Klappe von dem Gehäuse durch den Druck des Behandlungsfluids während der Anregung des tieferliegenden Intervalls gerissen werden. In einem alternativen Ausführungsbeispiel der Kolben 500, das in 8D gezeigt ist, kann jeder Kolben 500 mit einem scharfen Ende 510 ausgestattet sein, um einen Auslösungspunkt zum Liefern eines Behandlungsfluids zu schaffen, wenn sie ausgefahren sind, um in Eingriff mit der Formation zu sein. Diese alternativen Kolben 500 können ein offenes Ende mit einer brechbaren Dichtung 505 aufweisen oder ein geschlossenes Ende mit einer nicht brechbaren Dichtung (nicht gezeigt). Im Falle eines geschlossenen Endes bricht das scharte, angespitzte Ende 510 des Kolbens 500 unter dem Druck, um eine hydraulische Verbindung mit der Formation zu erlauben.
Mit Bezug auf die 9A bis 9H wird ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Installieren der Bohrungskomplettierungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung geschaffen. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Bohrungskomplettierungsvorrichtung einstückig mit einem Verrohrungsstrang und in dem Bohrloch als eine permanente Komplettierung zementiert. Der Zement schafft eine Zonenisolation, die eine mechanische Zonenisoliervorrichtung (äußere Verrohrungspacker, aufquellende Elastomerpacker usw.) unnötig macht. Zuerst wird ein Verrohrungsstrang mit einem oder mehreren Zonenverbindungsventilen 25 in einem Bohrloch bis zu einer Zieltiefe eingefahren, in der jedes Ventil 25 benachbart zu einer entsprechenden Zielformationszone 12 ist (9A). Ein Verrohrungsstrang 600 wird durch die axiale Bohrung von der Verrohrung zu dem Boden der Verrohrung gefahren (9B) und erzeugt eine Dichtung zwischen der Verrohrung und dem Verrohrungsarbeitsstrang 600 (beispielsweise durch Einfahren in eine Abdichtungsbohrung). Hydraulikdruck wird von der Oberfläche um den Verrohrungsstrang 600 zu jedem Ventil 25 geführt, um den Satz von Kolben 500 in jedem Durchlass 32 zu betätigen und die Kolben 500 radial auswärts auszufahren, um mit der Zielformation 12 in Eingriff zu gelangen (9C und 9D). In einigen Ausführungsbeispielen können die hydraulischen Gehäusedurchlässe 32 mit Schmierstoff, Wachs oder einem anderen nicht mischbaren Fluid/einer anderen nicht mischbaren Substanz abgedichtet sein, um die Chance zu erhöhen, daß der Tunnel während des Zementierungsvorgangs offen verbleibt. In alternativen Ausführungsbeispielen wird die Bohrungskomplettierungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung mit einem Satz von Kolben 500 in den Durchlässen 32 untertägig gefahren. Ferner ist in einigen Ausführungsbeispielen ein ausfahrbares Element 610 um den Satz von Durchlässen 32 angeordnet, das aus einem aufquellbaren Material gebildet sein kann (beispielsweise eine aufquellbare Elastomermischung, aufquellbarer Gummi oder ein aufquellbares Hydrogel). Dieses aufquellbare Material kann mit Wasser, Öl und/oder einer anderen Flüssigkeit in dem Bohrloch reagieren, wodurch das Material nach außen expandiert, um eine Dichtung mit der Formation 12 zu bilden (9E). In einigen Ausführungsbeispielen kann das aufquellbare Material nach dem Zementiervorgang vollständig auflösbar sein. In alternativen Ausführungsbeispielen kann ein brechbares Material, durchlässiger Zement oder eine andere Vorrichtung verwendet werden, um zu verhindern, daß Zement von der Bohrlochringraumseite in das Ventil 25 gelangt. Diese Vorrichtungen können mit dem aufquellbaren Material verwendet werden, welches auch hilft, den Zement vom Eindringen in das Ventil 25 abzuhalten, oder die Vorrichtungen können in Verbindung mit anderen Vorrichtungen oder alleine verwendet werden. Nachdem der Satz von Kolben 500 für jedes Ventil 25 ausgefahren wurde, wird Zement 620 untertägig von der Oberfläche – zum Boden der Verrohrung durch den Verrohrungsstrang 600 gepumpt und aufwärts in den Ringraum zwischen die Verrohrung und das Bohrloch (9F und 9G). In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann dann, wenn die Zementierung der Verrohrung abgeschlossen wurde, eine Flüssigkeit in die Verrohrung gepumpt werden, um den Zement von dem Satz von Durchlässen 500 (9H) zu waschen. Alternativ kann in den Zement durch den Satz von Durchlässen 500 ein Verzögerungsmittel eingeleitet werden, so dass das Behandlungsfluid den Satz von Durchlässen 500 durchspült und in Eingriff mit dem Formationsintervall 12 gelangt. Ferner kann in einigen Ausführungsbeispielen die äußere Oberfläche des Ventilgehäuses 30 mit einem gleitenden oder nicht klebenden Material wie beispielsweise Teflon^®, Xylan^®, Kynar^®, PTFE, FEP, PVDF, PFA, ECTFE oder einem anderen Fluorpolymer-Beschichtungsmaterial beschichtet sein.
Mit Bezug auf die 10A bis 10C wird ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zum Einsetzen der Bohrungskomplettierungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung geschaffen. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Bohrungskomplettierungsvorrichtung Teil eines rohrförmigen Strangs, welcher einen oder mehrere Dichtungsmechanismen zum Schaffen von Zonenisolation beinhaltet. Im Betrieb wird die Komplettierungsvorrichtung in das Loch bis zu einer Zieltiefe abgesenkt, in der die Abdichtungsmechanismen angeregt werden. Die Abdichtungsmechanismen können entweder durch Druckbeaufschlagung des gesamten Verrohrungsstrangs oder durch Laufen eines separaten Rüstwerkzeugs durch jede Zonenisoliervorrichtung gesetzt werden. Wenn jede Produktionszone von der nächsten isoliert ist, kann ein Service-Werkzeug in dem Loch zum Behandeln jeder Zone laufen.

Claims

Vorrichtung zur Verwendung in einem Bohrloch (10) mit mehreren Bohrzonen (12A, 12B, 12C), umfassend eine in das Bohrloch (10) einsetzbare Verrohrung (20), gekennzeichnet durch mehrere mit der Verrohrung (20) verbundene Ventile (25A, 25B, 25C), wobei jedes Ventil (25A, 25B, 25C) zum Bilden einer Verbindung zwischen der Verrohrung (20) und einer Bohrzone (12A, 12B, 12C) vorgesehen ist und die Verrohrung (20) in dem Bohrloch (10) durch Zement fixiert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Ventil (25A, 25B, 25C) ein Gehäuse (30) mit einer darin verlaufenden axialen Bohrung, wobei das Gehäuse (30) zumindest einen darin gebildeten Durchlass (32) zum Ausbilden einer Verbindung zwischen der axialen Bohrung des Gehäuses (30) und einer Bohrzone (12A, 12B, 12C) aufweist, und eine in dem Gehäuse (30) angeordnete Schiebehülse (36), wobei die Hülse (36) beweglich zwischen einer offenen Durchlassposition, in der ein Fließpfad zwischen der axialen Bohrung des Gehäuses (30) und einer Bohrungszone (12A, 12B, 12C) existiert, und einer geschlossenen Durchlassposition, in der der Fließpfad unterbrochen ist, umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiebehülse (36) mindestens einen in ihr gebildeten Durchlass (32) umfasst, wobei der mindestens eine Durchlass (38) der Hülse (36) mit dem mindestens einen Durchlass (32) des Gehäuses (30) ausgerichtet ist, wenn die Hülse (36) in der offenen Durchlassposition ist, und der mindestens eine Durchlass (38) der Hülse (36) mit dem mindestens einen Durchlass (32) des Gehäuses (30) nicht ausgerichtet ist, wenn die Hülse (36) in der geschlossenen Durchlassposition ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (36) ferner einen darin ausgebildeten Filter (400) umfasst, wobei die Hülse (36) in eine Filterposition bewegbar ist, in der der Filter (400) mit dem wenigstens einen Durchlass (32) des Gehäuses (30) ausgerichtet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Pfeil (100, 200) vorgesehen ist, der zum Verschieben der Schiebehülse (36) zwischen der offenen Durchlassposition und der geschlossenen Durchlassposition ausgestaltet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit mindestens einem der mehreren Ventile (25A, 25B, 25C) verbundener Sender (120A, 120B, 120C), der zum Aussenden eines vorbestimmten Signals ausgestaltet ist, und ein mit einem Pfeil (100, 200) verbundener Empfänger (125), der zum Detektieren des vorbestimmten von dem Sender (120A, 120B, 120C) ausgesandten Signals gestaltet ist, vorgesehen sind, wobei der Pfeil (100, 200) zum Bewegen der Schiebehülse (36) des Ventils (25A, 25B, 25C) zwischen der offenen Durchlassposition und der geschlossenen Durchlassposition beim Detektieren des vorbestimmten Signals vom Sender (120A, 120B, 120C) ausgestaltet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal ein Hochfrequenzsignal, ein akustisches Signal, ein radioaktives Signal oder ein magnetisches Signal ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung, ein innerhalb des Gehäuses (30) für jedes Ventil (25A, 25B, 25C) zum Verbinden mit der Schiebehülse (36) angeordneter Kolben (500), ein mit dem Kolben (500) eines jeden Ventils (25A, 25B, 25C) verbundener Solenoid (62A, 62B, 62C), wobei der Solenoid (62A, 62B, 62C) zum Bewegen der Hülse (36) zwischen der offenen Durchlassposition und der geschlossenen Durchlassposition gestaltet ist, und ein Netzwerk von Steuerleitungen zum Verbinden der Steuerung mit wenigstens einem der mehreren Ventile (25A, 25B, 25C) vorgesehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein zwischen der Steuerung und jedem Ventil (25A, 25B, 25C) über das Netzwerk von Steuerleitungen elektrisch verbundener adressierbarer Schalter (68A, 68B, 68C) vorgesehen ist, wobei das Netzwerk von Steuerleitungen mindestens eine hydraulische Steuerleitung (66) und mindestens eine elektrische Steuerleitung (64) umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fallkugel (310B, 310C) mit einem vorbestimmten Durchmesser und ein mit der Hülse (36) verbundener Sitz (300A, 300B, 300C), der eine durchgehende axiale Bohrung aufweist, wobei die axiale Bohrung des Sitzes (300A, 300B, 300C) einen kleineren Durchmesser als der Durchmesser der Fallkugel (310B, 310C) aufweist, vorgesehen sind, wobei die Fallkugel (310B, 310C) ausgestaltet ist, um in Eingriff mit dem Sitz (300A, 300B, 300C) die Schiebehülse (36) zwischen der offenen Durchlassposition und der geschlossenen Durchlassposition zu schieben.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Laufwerkzeug und ein Arbeitsstrang vorgesehen sind, wobei das Laufwerkzeug einen Körper und einen daran befestigten Verriegelungsmechanismus aufweist, wobei der Verriegelungsmechanismus mehrere Finger (712) aufweist, die mit einem Ende an dem Körper des Laufwerkzeugs befestigt sind und an dem anderen Ende ein daran angeformtes vorstehendes Element (714) aufweisen, wobei der Verriegelungsmechanismus zwischen einer ersten Position, in der die mehreren Finger (712) zurückgezogen sind, und einer zweiten Position, in der die mehreren Finger (712) radial nach außen ausgefahren sind, bewegbar ist, und der Arbeitsstrang zum Aufhängen des Laufwerkzeugs in dem Bohrloch (10) vorgesehen ist, wobei die Hülse (36) jedes Ventils (25A, 25B, 25C) ein zusammenpassendes Profil (39A, 39B, 39C) beinhaltet, das zum Aufnehmen des vorstehenden Elements (714) der mehreren Finger (712) des Verriegelungsmechanismus ausgestaltet ist, wenn der Verriegelungsmechanismus in der zweiten Position ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Durchlass (32) durch ein vorstehendes Element an dem Gehäuse (30) gebildet ist, wobei sich das Element radial auswärtig in das Bohrloch (10) erweitert.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein rohrförmiger Kolben (500) an jedem der Durchlässe (32) des Gehäuses (30) gebildet ist, der ausgestaltet ist, um radial auswärts von dem Gehäuse (30) auszufahren, um in Eingriff mit dem Bohrloch (10) zu sein, und eine Verbindung zwischen der axialen Bohrung des Gehäuses (30) und der Bohrungszone (12A, 12B, 12C) auszubilden.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein brechbares Element (505) innerhalb des rohrförmigen Kolbens (500) gebildet ist, wobei das brechbare Element (505) ausgestaltet ist, um die axiale Bohrung des Gehäuses (30) gegenüber dem Bohrloch (10) abzudichten.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der rohrförmige Kolben (500) ein ausgespitztes Ende aufweist, das radial auswärts zum Eingriff mit der Bohrungszone (12A, 12B, 12C) vorgespannt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein expandierbares Element um jeden Durchlass (32) des Gehäuses (30) gebildet ist, das zur Verhinderung des Eintritts von Zement in den Durchlass (32) bei Aktivierung ausgestaltet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das expandierbare Element ein aufquellbarer Gummi, aufquellbares Hydrogel oder eine aufquellbare Elastomermischung ist.
Verfahren zum Verwenden in einem Bohrloch (10) mit mehreren Bohrzonen (12A, 12B, 12C), gekennzeichnet durch Laufen einer Verrohrung (20) mit mehreren darin ausgebildeten Ventilen (25A, 25B, 25C) von einer Oberfläche runter in das Bohrloch (10), so dass jedes Ventil (25A, 25B, 25C) in der Nähe einer Bohrzone (12A, 12B, 12C) ist, Zementieren der Verrohrung (20) in dem Bohrloch (10) und Öffnen eines Ventils (25A, 25B, 25C), um eine Verbindung zwischen der Oberfläche und dem Bohrloch (10) zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 18, ferner umfassend ein Liefern eines Behandlungsfluids zu einer Bohrungszone (12A, 12B, 12C) durch das geöffnete Ventil (25A, 25B, 25C).
Verfahren nach Anspruch 18, wobei das Öffnen des Ventils (25A, 25B, 25C) das Pumpen eines Pfeils (100) von der Oberfläche in die Verrohrung (20) umfasst, um eine Hülse (36) in dem Ventil (25A, 25B, 25C) zu bewegen.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Öffnen des Ventils (25A, 25B, 25C) ein Fallenlassen einer Fallkugel (310B, 310C) von der Oberfläche in die Verrohrung (20), um in einem Sitz (300A, 300B, 300C) des Ventils (25A, 25B, 25C) zu landen, und ein Erhöhen eines hydraulischen Drucks über der Fallkugel (310B, 310C), um die Hülse (36) zu bewegen, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei das Öffnen des Ventils (25A, 25B, 25C) ein Senden eines elektrischen Signals zu einem Solenoid (62A, 62B, 62C) eines Ventils (25A, 25B, 25C) über eine Steuerleitung, und ein Anregen eines Kolbens zum Bewegen einer Schiebehülse (36) innerhalb des Ventils (25A, 25B, 25C) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch ein Bewegen mindestens eines rohrförmigen Kolbens (500) radial nach außen, um eine Verbindung zwischen der Bohrungszone (12A, 12B, 12C) und dem Ventil (25A, 25B, 25C) zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 23, gekennzeichnet durch ein Aktivieren eines expandierbaren Elements (610), um zu verhindern, dass Zement die Verbindung über den wenigstens einen rohrförmigen Kolben (500) unterbricht.
Vorrichtung zur Verwendung in einem Bohrloch (10) mit mehreren Bohrungszonen (12A, 12B, 12C), dadurch gekennzeichnet, dass eine Verrohrung (20) an dem Bohrloch (10) durch Zement fixiert ist, mehrere Ventile (25A, 25B, 25C) mit der Verrohrung (20) verbunden sind, wobei jedes Ventil (25A, 25B, 25C) umfasst: (i) einen Fließpfad zum Bilden einer Verbindung zwischen der Verrohrung (20) und einem der Bohrungszonen (12A, 12B, 12C) und (ii) eine darin angeordnete Schiebehülse (36) zum Regulieren der Verbindung durch den Fließpfad, wobei die Schiebehülse (36) eine durchgehende axiale Bohrung mit einem passenden Profil (37) aufweist, ein Betätigungswerkzeug einen Kragen (710) umfasst, der zum wahlweisen Eingriff mit dem entsprechenden Profil der Schiebehülse (36) für jedes der mehreren Ventile (25A, 25B, 25C) ausgestaltet ist, und ein Arbeitsstrang mit dem Betätigungswerkzeug verbunden ist, wobei der Arbeitsstrang zum axialen Bewegen des Betätigungswerkzeugs in dem Bohrloch (10) ausgestaltet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass eine Beschichtung auf das Gehäuse (30) von jedem der mehreren Ventile (25A, 25B, 25C) aufgetragen ist, wobei die Beschichtung zum Verringern der Bindung des Zements an dem Gehäuse (30) ausgestaltet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass eine Erhöhung (34) an dem Gehäuse an jedem der mehreren Ventile (25A, 25B, 25C) gebildet ist, wobei jede Erhöhung (34) radial auswärts in das Bohrloch (10) vorsteht, um das Volumen an Zement, das sich in einem durch das Gehäuse (30) und das Bohrloch (10) definierten Ringraum befindet, zu verringern, wobei zwischen jedem von zwei benachbarten Erhöhungen (34) eine Aussparung definiert ist, um zu erlauben, dass Zement durch den Ringraum während Zementierungsvorgängen fließt.
Vorrichtung zur Verwendung in einem Bohrloch (10) mit einer Bohrungszone (12A, 12B, 12C), dadurch gekennzeichnet, dass eine Verrohrung (20) in dem Bohrloch (10) eingesetzt ist, wobei die Verrohrung (20) eine axiale durchgehende Bohrung aufweist, und ein Ventil (25A, 25B, 25C) mit der Verrohrung (20) zum Bilden einer Verbindung zwischen der Verrohrung (20) und der Bohrungszone (12A, 12B, 12C) verbunden ist, wobei das Ventil (25A, 25B, 25C) zwischen einer offenen Position, in der ein Fließpfad zwischen der axialen Bohrung der Verrohrung (20) und der Bohrungszone (12A, 12B, 12C) existiert, und einer geschlossenen Durchlassposition, in der der Fließpfad unterbrochen ist, wobei die Verrohrung (20) an dem Bohrloch (10) durch Zement fixiert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (25A, 25B, 25C) einen zwischen der Bohrungszone (12A, 12B, 12C) und der Verrohrung (20) angeordneten Filter (400) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass ein Pfeil (100, 200) vorgesehen ist, der zum Betätigen des Ventils (25A, 25B, 25C) zwischen der offenen Position und der geschlossenen Position ausgestaltet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung, ein mit dem Ventil (25A, 25B, 25C) verbundener Kolben (60), ein mit dem Kolben (60) des Ventils (25A, 25B, 25C) verbundenes Solenoid (62A, 62B, 62C), das zum Bewegen des Kolbens (60) zum Betätigen des Ventils (25A, 25B, 25C) zwischen der offenen Position und der geschlossenen Position ausgestaltet ist, und eine Steuerungslinie zum Verbinden der Steuerung mit dem Ventil (25A, 25B, 25C) vorgesehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fallkugel (310B, 310C) vorgesehen ist, die zum Betätigen des Ventils (25A, 25B, 25C) zwischen der offenen Position und der geschlossenen Position ausgestaltet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass ein Laufwerkzeug und ein Arbeitsstrang vorgesehen sind, wobei das Laufwerkzeug einen Körper und einen daran befestigten Verriegelungsmechanismus aufweist, wobei das Laufwerkzeug zum Betätigen des Ventils (25A, 25B, 25C) zwischen der offenen Position und der geschlossenen Position ausgestaltet ist, und der Arbeitsstrang zum Aussetzen des Laufwerkzeugs in das Bohrloch (10) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass ein expandierbares Element (610) um das Ventil (25A, 25B, 25C) gebildet ist, wobei das expandierbare Element (610) ausgestaltet ist, um das Eintreten von Zement in das Ventil (25A, 25B, 25C) zu verhindern, wenn das Ventil (25A, 25B, 25C) in der offenen Position ist.