DE19534696A1 - Verfahren zum Einbringen und Fahren von Meßsonden in stark geneigten und horizontalen Bohrlöchern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einbringen und Bewegen von geophysikalischen Meßsonden in stark geneigten und horizontal verlaufenden Bohrlöchern.

In der Erdöl- und Erdgasförderung werden immer mehr in der Lagerstätte horizontal verlaufende Bohrungen abgeteuft. Die Entwicklung dieser neuen Bohrtechnik hat dazu geführt, daß Bohrungen optimal in einer Lagerstätte angeordnet werden können. Unter anderem führt die horizontale bzw. stark geneigte Anordnung dieser Bohrlöcher dazu, daß die in der Lagerstätte befindliche Strecke der Bohrung wesentlich länger ist als bei vertikalen Bohrungen. Dies führt dann zu einer wesentlichen Steigerung der Produktivität von Horizontalbohrungen gegenüber konventionellen vertikalen Bohrungen.

Nach der Fertigstellung von Bohrungen oder Teilstrecken werden diese mit unterschiedlichsten Meßsonden zur Bestimmung der gesteinsphysikalischen und geologischen Daten vermessen. Dies geschieht einmal direkt nach dem Bohren und später mehr oder weniger häufig, nachdem die Bohrungen komplettiert wurden, d. h. nachdem Rohre, Filter oder ähnliche Installationen eingebaut wurden oder aber die Bohrung in bestimmten Teilen unverrohrt gelassen wurde.

Die Sonden zur Vermessung der Lagerstätten und Bohrungs­ parameter werden einzeln oder üblicherweise aus Gründen der Zeit- und Kostenersparnis in Kombination mehrerer Meßein­ richtungen an einem Meßkabel in die Bohrung eingefahren Die Meßeinrichtungen befinden sich hierbei in einem ca. 10 cm dicken Rohrgehäuse. Die Länge dieser Meßgeräte beträgt dabei ca. 5-15 m. Die Meßsonden werden durch Federkörbe (Centralizer), die an den Sonden angebracht sind in der Bohrung zentriert. Die Meßwerte werden über das Meßkabel zu einer obertägigen Erfassungseinheit geleitet.

Das Einbringen solcher Meßeinrichtungen in vertikale Bohrlöcher ist kein Problem. Üblicherweise werden sie von einem Meßwagen an einem Meßkabel, das sich auf einer Kabeltrommel befindet, unter Schwerkraft in die Bohrung eingelassen. Das Gewicht der gesamten Meßeinrichtung wird hierbei im Bedarfsfalle durch Anbringen von Schwerstangen erhöht.

Das Einfahren einer solchen Meßeinrichtung am Kabel in eine horizontale oder stark geneigte Bohrstrecke ist jedoch nicht ohne weiteres möglich.

Nach dem Stand der Technik geschieht dies dadurch, daß die Meßsonden am Ende eines Bohrgestänges angebracht werden und dann mit diesem in den horizontalen Bereich der Bohrung geschoben werden. Das Meßkabel wird hierbei in dem Bohrgestänge entsprechend nachgeführt. Wenn die Meßsonden das Ende der horizontalen Bohrstrecke erreicht haben, wird das Bohrgestänge zurückgezogen. Anschließend kann dann die Meßeinrichtung an dem Kabel mit der gewünschten Geschwindigkeit einmal über den zu vermessenden Bereich gezogen werden.

Als Ersatz für das Bohrgestänge, zu dessen Einsatz der Betrieb einer entsprechenden Bohranlage erforderlich ist, wird in immer größeren Umfang ein sogenannter "Coiled Tubing" eingesetzt. Hierbei handelt es sich um ein biegsames Rohr, das auf großen Trommeln aufgewickelt ist. Hiermit wird dann ebenfalls die Meßeinrichtung in das Bohrloch geschoben. Auch der Einsatz dieser Technik ist im Vergleich zur Vermessung vertikaler Bohrlöcher sehr aufwendig und damit kostenintensiv.

Man kann sich nun vorstellen, die Kombination von Meßsonden, im folgenden Meßstrang genannt, mit einem Antriebsmechanismus zu versehen. Hierbei könnte der Meßstrang mit einem Antrieb versehen im horizontalen Bereich vorwärts gezogen werden. Die Bewegung kann über Räder, Ketten oder auch hydraulisch (Rückstoß) oder über einen Propellerantrieb erfolgen. Der Antrieb kann durch einen Elektromotor (Stromversorgung über Meßkabel oder mitgeführter Batterie) oder aber durch einen Hydraulikmotor, der aus einem vorgespannten Druckgefäß mit Gas oder Flüssigkeit angetrieben wird oder durch ein mechanisches Federwerk erfolgen.

Der Nachteil solch einer Anordnung ist, daß der Meßstrang nur sehr schwer zu bewegen ist, da er relativ schwer ist und weiterhin die Reibung durch das Anliegen an der Bohrlochwand sowie auch die Reibung am Kabel überwunden werden muß. Ein Antrieb, wie er oben beschrieben ist, kann diese Kräfte nur sehr ungenügend aufbringen. Ein Räder- oder Kettenantrieb müßte hierzu außerdem sehr stark an die Bohrungswand angepreßt werden. Außerdem ist zu berücksichtigen, daß nur sehr wenig Platz für einen solchen Antrieb zur Verfügung steht. Aus diesem Grunde kommen solche Anordnungen, die naheliegend sind, auch nicht zum Einsatz.

Eine wesentliche Verbesserung solcher Technik wird im folgenden erfindungsgemäß beschrieben.

Anstatt den gesamten Meßstrang in der Bohrung mit Hilfe eines Antriebs zu bewegen, wird nur ein am vorderen Ende des Meßstranges angebrachtes kleines Fahrzeug bewegt. Dieses Fahrzeug wird bis zum Beginn der schwierigen Horizontalstrecke konventionell mit dem Meßstrang in die Bohrung eingebracht. Das Fahrzeug kann sich dann vom übrigen Meßstrang lösen. Es kann verhältnismäßig klein und leicht ausgelegt werden. Dieses Fahrzeug dient dazu, ein im Meßstrang auf einer Winde aufgewickeltes Kabel zum vorderen Ende der zu vermessenden horizontalen Strecke zu bringen. Dort kann sich das Fahrzeug auf einfache Art und Weise im Bohrloch fest verankern. Hierfür sind alle in der Industrie für verrohrte und unverrohrte Bohrungen bekannten Verfahren denkbar. Solche Verfahren werden z. B. zum Setzen von Packern oder Plugs verwendet. Nachdem das Fahrzeug fest verankert ist, kann dann der Meßstrang an dem vom Fahrzeug aus gebrachten Kabel beliebig oft in der Bohrung vorwärts bewegt werden. Die Bewegung zurück erfolgt über die obertägige Meßwinde, die Bewegung vorwärts über die im Meßstrang oder im Fahrzeug selbst angebrachte kleine Kabelwinde. Die Steuerung erfolgt über das Meßkabel von obertage.

Weiterhin können in verrohrten Bohrungen am Ende standardmäßig Einheiten angebracht werden, die das Verankern und Lösen des Fahrzeugs erleichtern.

Außerdem können mit diesem Verfahren alle sonstigen Arbeiten in bereits verrohrten horizontalen oder stark geneigten Bohrungen, wie Perforationen und genaues Setzen von Packern, erleichtert werden.

Claims (5)

1. Verfahren zum Anbringen eines zweiten Kabels am Ende eines Meßstranges, der zur geophysischen Vermessung von stark geneigten oder horizontalen Bohrlöchern dient.

2. Verbringung und Verankerung dieses Kabels an einer vor dem Meßstrang liegenden Stelle.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Winde auch in dem Fahrzeug zur Verbringung des Kabels untergebracht sein kann.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1-4, gekennzeichnet dadurch, daß das Verfahren auch in verrohrten Bohrlöchern für andere Arbeiten verwendet werden kann.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß in horizontalen oder entsprechenden Bohrungen standardmäßig eine Verankerungsvorrichtung für das Fahrzeug zur Verbringung des Zugkabels angebracht wird.