DE60106634T2 - Verfahren und bohrlochwerkzeug zum herstellen einer kiespackung in einem brunnen unter verwendung niedrig-viskoser flüssigkeiten - Google Patents

Verfahren und bohrlochwerkzeug zum herstellen einer kiespackung in einem brunnen unter verwendung niedrig-viskoser flüssigkeiten Download PDF

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Description

  • HINTERGRUND
  • Die vorliegende Erfindung betrifft die Kiesaufschüttung einer Bohrlochbohrung und in einem ihrer Aspekte ein Verfahren und Bohrlochwerkzeug zur Kiesaufschüttung eines langen Intervalls innerhalb einer Bohrlochbohrung unter Verwendung eines Fluids mit niedriger Viskosität, wobei über das gesamte Intervall eine gute Kiesverteilung erhalten wird.
  • Bei der Produktion von Kohlenwasserstoffen oder dergleichen aus lose konsolidierten und/oder gebrochenen unterirdischen Formationen ist es nicht ungewöhnlich, zusammen mit den Fluids der Formation große Volumina an teilchenförmigem Material (z. B. Sand) zu produzieren. Wie wohl bekannt ist, führen diese teilchenförmigen Materialien routinemäßig zu vielen Problemen und müssen kontrolliert werden, damit die Produktion wirtschaftlich bleibt. Die wahrscheinlich beliebteste Technik, die zum Kontrollieren der Produktion von Sand aus einer produzierenden Formation verwendet wird, ist eine, die üblicherweise als "Kiesaufschüttung" bekannt ist.
  • In einer typischen Kiesaufschüttungsverrohrung wird ein Sieb oder dergleichen in die Bohrlochbohrung abgesenkt und neben dem Intervall des Bohrlochs angeordnet, das verrohrt werden soll. Teilchenförmiges Material, das kollektiv als "Kies" bezeichnet wird, wird dann als Aufschlämmung einen Arbeitsstrang hinuntergepumpt und tritt oberhalb des Siebs durch einen "Übergang" oder dergleichen in den Bohrlochringraum um das Sieb herum aus. Die Flüssigkeit in der Aufschlämmung geht in die Formation und/oder durch die Öffnungen in dem Sieb verloren, was dazu führt, dass der Kies in dem Ringraum um das Sieb herum abgesetzt oder "ausgesiebt" wird. Der Kies ist so bemessen, dass er eine durchlässige Masse oder "Aufschüttung" zwischen dem Sieb und der produzierenden Formation liefert, was wiederum den Fluss der produzierten Fluids hindurch und in das Sieb hinein ermöglicht, während der Durchfluss von jeglichem teilchenförmigem Material im Wesentlichen blockiert wird.
  • Das mit Kiesaufschüttung verbundene Hauptproblem, insbesondere bei der Verrohrung dicker oder geneigter Produktionsintervalle, ist die Gewährleistung von guter Kiesverteilung über das Verrohrungsintervall. Wenn Kies nicht über das gesamte Verrohrungsintervall verteilt wird, ist die Kiesaufschüttung daher im Wesentlichen nicht gleichförmig und weist darin Hohlräume auf, die seine Effizienz verringern. Schlechte Verteilung von Kies über ein Intervall wird oft durch den vorzeitigen Verlust von Flüssigkeit aus der Kiesaufschlämmung in die Formation hinein verursacht, wenn der Kies platziert wird. Dieser Fluidverlust kann zur Bildung von "Sandbrücken" in dem Ringraum führen, bevor der gesamte Kies innerhalb des Ringraums verteilt worden ist. Diese Brücken blockieren den weiteren Fluss der Aufschlämmung durch den Bohrlochringraum, wodurch das Platzieren von ausreichend Kies (a) unter der Brücke bei Aufschüttungsoperationen von oben nach unten (top-to-bottom) oder (b) oberhalb der Brücke für Aufschüttungsoperationen von unten nach oben (bottom-to-top) verhindert wird.
  • In letzter Zeit sind Bohrlochwerkzeuge entwickelt worden, die gute Verteilung von Kies über das gewünschte Intervall liefern, selbst wenn sich Sandbrücken in dem Ringraum bilden, bevor der gesamte Kies abgesetzt worden ist. Diese Werkzeuge (z. B. Bohrlochsiebe) schließen eine Vielzahl "alternativer Durchflusswege" (d. h. Zweigleitungen oder perforierte Rohrleitungen) ein, die sich entlang des Siebs erstrecken und Kiesaufschlämmung aufnehmen, wenn sie in den Bohrlochbohrungsringraum eintritt. Falls sich eine Sandbrücke bildet, bevor der gesamte Kies platziert ist, wird die Aufschlämmung die Sandbrücke umgehen und durch die Zweigrohrleitungen in unterschiedliche Höhen innerhalb des Ringraums fließen, um dadurch die Kiesaufschüttung des Ringraums oberhalb und/oder unterhalb der Brücke zu vervollständigen. Für vollständige Details über solche Bohrlochwerkzeuge siehe US-A-4 945 991, US-A-5 082 052, US-A-5 113 935, US-A-5 515 915 und US-A-6 059 032.
  • Bohrlochwerkzeuge mit alternativen Durchflusswegen wie die oben beschriebenen haben sich als erfolgreich bei der Verrohrung relativ dicker Bohrlochbohrungsintervalle (d. h. 30,5 m (100 ft) oder mehr) in einer einzigen Operation erwiesen. In solchen Operationen ist das Trägerfluid in der Kiesaufschlämmung in der Regel aus hochviskosem Gel zusammengesetzt. Es ist jedoch oft vorteilhaft, Fluids mit niedriger Viskosität (z. B. Wasser, dünne Gele oder dergleichen) als Trägerfluids für die Kiesaufschlämmung zu verwenden, da solche Aufschlämmungen preisgünstiger sind, die produzierende Formation weniger beschädigen, den Kies leichter abgeben als jene Aufschlämmungen, die mit viskoseren Gelen gebildet sind, usw.
  • Die Verwendung von Aufschlämmungen mit niedriger Viskosität führt jedoch leider zu einigen Problemen, wenn sie zusammen mit Sieben mit "alternativem Weg" für Kiesaufschüttung langer Intervalle einer Bohrlochbohrung verwendet wird. Das liegt hauptsächlich daran, dass das Trägerfluid mit niedriger Viskosität vorzeitig durch die beabstandeten Auslässe (d. h. Rohre) selbst) verloren geht, wodurch der weitere Fluss von Aufschlämmung durch das blockierte Zweigrohr blockiert wird. Wenn dies auftritt, kann nicht gewährleistet werden, dass Aufschlämmung an alle Höhen innerhalb des mit Kies aufzuschüttenden Intervalls abgegeben wird.
  • WO 01/44619, die vor der vorliegenden Anmeldung eingereicht, jedoch nach ihr veröffentlicht wurde, offenbart eine Vorrichtung zur Verwendung in einer Bohrlochbohrung, die eine Hauptleitung, eine Zweigleitung und eine Flusssteuerungsvorrichtung umfasst, die in der Zweigleitung angeordnet ist, um den Fluss durch die Leitung zu steuern, die ein Ventil einschließen kann.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung liefert ein Verfahren und ein Bohrlochwerkzeug zur Kiesaufschüttung eines Verrohrungsintervalls innerhalb einer Bohrlochbohrung, die gute Verteilung von Kies über das Intervall liefert, während eine Kiesaufschlämmung mit Trägerfluid mit niedriger Viskosität, z. B. Wasser, verwendet wird. Das erfindungsgemäße Kiesaufschüttwerkzeug ist im Grunde aus einem Bohrlochsieb zusammengesetzt, das mindestens einen alternativen Durchflussweg aufweist, der sich entlang des Siebs erstreckt. Der alternative Durchflussweg wird anfangs für den Durchfluss durch ein Ventilmittel geschlossen, das angepasst ist, um sich bei einem festgelegten Druck zu öffnen. Wenn sich in dem Ringraum neben dem Verrohrungsintervall eine Sandbrücke bildet, nimmt der Druck auf die gepumpte Aufschlämmung zu, so dass sich das Ventilmittel öffnet, um es dadurch der Aufschlämmung zu ermöglichen, durch den alternativen Durchflussweg zu fließen, um die Kiesaufschüttung des Verrohrungsintervalls zu vollenden.
  • Das Kiesaufschüttwerkzeug ist speziell aus einem Sieb zusammengesetzt, das durch einen Arbeitsstrang neben dem Verrohrungsintervall angeordnet wird. Vorzugsweise werden mehrere alternative Durchflusswege (d. h. unperforierte oder ungelochte Zweigrohre) mit unterschiedlichen Längen entlang des Siebs angeordnet. Jedes der Rohre ist an seinem oberen Ende offen, um einen Einlass zu bilden, und ist an seinem unteren Ende offen, um einen Auslass zu bilden. Ein Ventilmittel, z. B. Reißscheibe, Rückschlagventil, usw., ist am Einlass jedes Rohrs angeordnet, um am Anfang den Durchfluss durch dieses zu bloc kieren. Jedes der Ventilmittel ist angepasst, um sich bei einem anderen Druck zu öffnen, so dass die Rohre sich sequentiell öffnen, wenn aufeinanderfolgende Sandbrücken in dem Ringraum gebildet werden, was wiederum dazu führt, dass der Druck auf die gepumpte Aufschlämmung in dem Ringraum ansteigt.
  • Durch Bereitstellung von Zweigrohren mit unterschiedlichen Längen und nur einem Auslass (d. h. offenes unteres Ende) können ungelochte Zweigrohre (d. h. entlang ihren Längen unperforiert) verwendet werden, um Aufschlämmung an unterschiedliche Höhen innerhalb des Verrohrungsintervalls abzugeben. Indem ungelochte Zweigrohre verwendet werden können, wird das Risiko, dass ein spezielles Rohr an einem beabstandeten Auslass entlang seiner Länge "aussandet", verringert. Indem jedes Rohr am Anfang für den Durchfluss geschlossen wird, tritt Durchfluss des Fluids mit niedriger Viskosität durch ein spezielles Zweigrohr nur auf, nachdem sich eine Sandbrücke in dem Ringraum gebildet hat und der Druck der Aufschlämmung in dem Ringraum deutlich zugenommen hat. Dies führt zu einer höheren Durchflussrate durch das nun geöffnete Zweigrohr, was sehr günstig ist, um den Kies in dem Trägerfluid mit niedriger Viskosität suspendiert zu halten, wenn die Aufschlämmung durch das Rohr fließt.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die tatsächliche Konstruktion, der tatsächliche Betrieb sowie die offensichtlichen Vorteile der vorliegenden Erfindung werden in Bezug auf die Zeichnungen besser verständlich, die nicht notwendigerweise maßstabgetreu sind und in denen ähnliche Ziffern ähnliche Teile angeben, und in denen
  • 1 eine Schnittansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer betriebsfähigen Position innerhalb einer Bohrlochbohrung ist und sich neben einem Intervall befindet, in das erfindungsgemäß Kies aufgeschüttet werden soll;
  • 2 eine Querschnittansicht ist, die entlang Linie 2-2 von 1 genommen ist;
  • 3 eine Teilschnittansicht des oberen Endes eines Zweigrohrs der Vorrichtung von 1 ist, die einen Typ von Ventilmittel illustriert, der in der vorliegenden Erfindung verwendet wird; und
  • 4 eine Teilschnittansicht des oberen Endes eines anderen Zweigrohrs der Vorrichtung von 1 ist, die einen weiteren Typ von Ventilmittel illustriert, der in der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
  • Obwohl die Erfindung im Zusammenhang mit ihren bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wird, sei darauf hingewiesen, dass diese Erfindung nicht darauf begrenzt ist. Im Gegenteil soll die Erfindung alle Alternativen, Modifikationen und Äquivalente abdecken, die in den Geist und Schutzumfang der Erfindung eingeschlossen sein können, wie durch die angefügten Ansprüche definiert wird.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Speziell in Bezug auf die Zeichnungen illustriert 1 einen unteren Abschnitt eines Produktions/Injektions-Bohrlochs 10 mit einer Bohrlochbohrung 11, die sich von der Oberfläche (nicht gezeigt) durch eine Produktions/Injektions-Formation 12 hindurch erstreckt. Wie gezeigt steckt Bohrlochbohrung 11 in einer Umhüllung 13 und Zement 14, die wiederum Perforationen 15 aufweisen, um für Fluidkommunikation zwischen Formation 12 und der Innenseite der Umhüllung 13 zu sorgen. Obwohl Bohrloch 10 in 1 als mit einer im Wesentlichen vertikalen, umhüllten Bohrlochbohrung gezeigt ist, sollte erkannt werden, dass die vorliegende Erfindung in gleichem Maße in Verrohrungen mit offenem Loch und/oder nachgebohrten Verrohrungen sowie in geneigten und/oder horizontalen Bohrlochbohrungen verwendet werden kann.
  • Das erfindungsgemäße Kiesaufschüttwerkzeug 20 wird innerhalb von Bohrlochbohrung 11 neben einem Verrohrungsintervall von Formation 12 angeordnet und bildet Ringraum 19 mit der Umhüllung 13. Werkzeug 20 ist aus einem Sieb 21 zusammengesetzt, das einen "Übergang"-Unterabschnitt 22 aufweist, der an sein oberes Ende angeschlossen ist, der wiederum von der Oberfläche eines Rohrmaterials oder eines Arbeitsstrangs (nicht gezeigt) herabhängt. Der Begriff "Sieb" soll sich in der vorliegenden Beschreibung und den Ansprüchen auf jeden und beliebigen Typ von permeablen Strukturen beziehen, die üblicherweise von der Industrie in Kiesaufschüttoperationen verwendet werden, die den Durchfluss von Fluids ermöglichen, während der Durchfluss von teilchenförmigen Materialien blockiert wird (z. B. kommerziell erhältliche Siebe, geschlitzte oder perforierte Auskleidungen oder Leitungen, mit Sieben versehene Leitungen, mit Draht umwickelte Basisleitungen, vorgepackte Siebe und/oder Auskleidungen oder Kombinationen davon). Sieb 21 kann eines mit kontinuierlicher Länge sein, oder es kann aus Abschnitten zusammengesetzt sein (z. B. 9,1 m (30 ft) Abschnitte), die durch Unterabschnitte und/oder ungelochte Abschnitte verbunden sind.
  • Alternatives Wegemittel 25 wird entlang der Länge von Werkzeug 20 bereitgestellt und ist, wie in 1 und 2 gezeigt, aus einer Vielzahl ungelochter Leitungen mit relativ kleinem Durchmesser (d. h. 2,5 bis 3,8 cm (1 bis 1 1/2 Zoll) oder kleiner) zusammengesetzt, d. h. unperforierten Zweigrohren 25a bis d mit unterschiedlichen Längen, die um das Werkzeug 20 radial beabstandet sind und sich in Längsrichtung entlang von dessen Länge erstrecken. Diese Zweigrohre können einen runden Querschnitt haben (z. B. 25a, 25c) oder andere Querschnittformen haben (z. B. im Wesentlichen rechteckig 25b, 25d, 2). Jedes Zweigrohr ist an seinem oberen Ende offen, um einen Einlass zur Aufnahme von Kiesaufschlämmung zu liefern, wie nachfolgend erklärt wird, und ist an seinem unteren Ende offen, um einen Auslass davon zu liefern. Zweigrohre 25a bis d können ferner auf der Außenseite von Sieb 21 angeordnet sein, wie gezeigt, oder sie können innerhalb des Siebes angeordnet sein, wie in US-A-5 515 915 gezeigt ist.
  • Durch Variieren der Längen der Zweigrohre 25a bis d wird Kiesaufschlämmung, die durch ein jeweiliges Zweigrohr fließt, während der Kiesaufschüttoperation an unterschiedliche Höhen innerhalb von Ringraum 19 abgegeben. Wenn das Kiesaufschüttungsintervall innerhalb einer horizontalen Bohrlochbohrung oder dergleichen liegt, soll sich der Begriff "Höhe" stattdessen auf die relativen lateralen Positionen innerhalb der Bohrlochbohrung beziehen.
  • Werkzeug 20 ist, wie bis zu diesem Punkt beschrieben, sowohl in Konstruktion als auch in Betrieb dem Stand der Technik ähnlich, siehe für Siebe mit alternativem Weg dieses Typs US-A-5 113 935. Bei diesem Typ von Werkzeugen sind die Zweigrohre normalerweise entlang ihrer Längen perforiert, um beabstandete Auslässe zu liefern, durch die die Aufschlämmung an unterschiedliche Höhen innerhalb des Kiesaufschüttungsintervalls abgegeben wird. Diese Werkzeuge werden in der Regel verwendet, um Aufschlämmungen zu verteilen, die relativ hochviskose Gele als Trägerfluid verwenden, und haben sich bei dieser Verwendung als sehr erfolgreich erwiesen.
  • Es kann jedoch zu Problemen kommen, wenn diese Werkzeuge des Standes der Technik zur Verteilung von Aufschlämmungen verwendet werden, die mit Trägerfluids mit niedriger Viskosität gebildet sind. "Niedrige Viskosität" soll hier Fluids abdecken, die üblicherweise zu diesem Zweck verwendet werden und die eine Viskosität von 10–3 Pa·s (30 centipoise) oder weniger haben (z. B. Wasser, Gele mit niedriger Viskosität, usw.). Infolge seiner niedrigen Viskosität kann das Trägerfluid an ei ner oder mehreren der beabstandeten Perforationen in den Zweigrohren der Werkzeuge des Standes der Technik rasch verloren gehen, wenn die Aufschlämmung durch die Rohre fließt. Dieser rasche Verlust des Trägerfluids mit niedriger Viskosität auf der Aufschlämmung stellt eine echte Bedrohung dar, da ein oder mehrere der Rohre an diesen Perforationen rasch "aussanden" können, wo das Fluid rasch verloren geht, wodurch weiterer Durchfluss von Aufschlämmung durch jenes Rohr blockiert wird. Da der Bohrlochringraum bereits durch eine Sandbrücke blockiert sein kann, verhindern ein oder mehrere blockierte Zweigrohr(e) weitere Abgabe von Aufschlämmung an die verschiedenen Höhen innerhalb des Ringraums, was zu einem schlecht aufgeschütteten Verrohrungsintervall führt.
  • Das erfindungsgemäße Werkzeug 20 ist in der Lage, selbst dann gute Verteilung von Kies über ein langes und/oder geneigtes und/oder horizontales Verrohrungsintervall zu liefern, wenn ein Trägerfluid mit niedriger Viskosität zur Bildung der Kiesaufschlämmung verwendet wird. Hierfür wird der Durchfluss am Anfang durch jedes der Zweigrohre 25a bis d durch ein Ventilmittel 31 blockiert, das am oder nahe dem oberen Bereich von jedem jeweiligen Zweigrohr angeordnet ist. Ventilmittel 31 kann jeder Typ von Ventil sein, das Durchfluss blockiert, wenn es in der geschlossenen Position ist, und das sich bei einem festgelegten Druck öffnet. Ventil 31 kann beispielsweise aus einer Scheibe 31a (3) zusammengesetzt sein, die innerhalb des Einlasses von Zweigrohr 25b angeordnet ist und bei einem festgelegten Druck reißt, um das Zweigrohr für den Durchfluss zu öffnen.
  • Ein weiteres Beispiel für ein Ventilmittel 31 ist Rückschlagventil 31b, das innerhalb des Einlasses von Zweigrohr 25a angeordnet ist (4). Ventil 31b ist aus einem Kugelelement 33 zusammengesetzt, das normalerweise durch Feder 35 auf Sitz 34 zu einer geschlossenen Position vorgespannt ist, welche wiederum bemessen ist, um den Druck zu steuern, bei dem sich das Ventil öffnet. Ventilmittel 31 werden vorzugsweise als separate Komponenten hergestellt, die dann wiederum an den oberen Bereichen der jeweiligen Zweigrohre durch jedes geeignete Mittel befestigt werden, z. B. Schweißungen 36 (4), Gewinde (nicht gezeigt), usw.
  • Vorzugsweise wird jedes Ventilmittel 31 so eingestellt, dass es sich bei einem anderen Druck als die anderen öffnet. Das heißt, dass sich Ventilmittel 31 auf dem kürzesten Zweigrohr (z. B. Rohr 25a in 1) bei dem niedrigsten jeweiligen Öffnungsdruck öffnet, Ventilmittel 31 auf dem nächstkürzeren Rohr 25c sich bei einem höheren Öffnungsdruck öffnet, und so weiter, wobei sich Ventilmittel 31 an dem längsten Rohr 25b an dem höchsten jeweiligen Öffnungsdruck öffnet. Der Grund hierfür wird nachfolgend erklärt.
  • Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird Kiesaufschüttungswerkzeug 20 in Bohrlochbohrung 11 abgesenkt und neben Intervall 12 angeordnet. Aufschütter 30 wird so eingestellt, wie es Fachleute kennen. Alle Zweigrohre 25 sind an ihren jeweiligen oberen Enden durch jeweilige Ventilmittel 31 für den Durchfluss geschlossen. Eine Aufschlämmung (dicke Pfeile 40 in 1), die aus Trägerfluid mit niedriger Viskosität und "Kies" (z. B. teilchenförmigem Material wie Sand, usw.) zusammengesetzt ist, wird durch Auslässe 28 in Übergang 22 den Arbeitsstrang hinunter und in das obere Ende von Ringraum 19 gepumpt, der Werkzeug 20 während des gesamten Verrohrungsintervalls umgibt. "Niedrige Viskosität" soll hier wiederum Fluids abdecken, die üblicherweise als Trägerfluids verwendet werden und eine Viskosität von 10–3 Pa·s (30 centipoise) oder weniger haben (z. B. Wasser, Gele mit niedriger Viskosität, usw.).
  • Wenn Aufschlämmung 40 durch Ringraum 19 fließt, geht das Trägerfluid von der Aufschlämmung durch Perforationen 15 in die Formation 12 und auch durch Sieb 21 "verloren". Wenn dies passiert, trennt sich der Kies von der Aufschlämmung und reichert sich innerhalb des Ringraums 19 unter Bildung der gewünschten "Kiesaufschüttung" um Sieb 21 herum an. Wenn das Trägerfluid jedoch zu rasch aus der Aufschlämmung verloren geht, wird/werden sich innerhalb des Ringraums eine oder mehrere Sandbrücke(n) 26 bilden, die weiteren Durchfluss der Aufschlämmung durch diesen blockieren. Bei der vorliegenden Erfindung nimmt der Druck der Aufschlämmung, die in den oberen Bereich von Ringraum 19 gepumpt wird, wenn dies passiert, weiter zu, bis jener Druck erreicht ist, der erforderlich ist, um Ventilmittel 31 auf dem kürzesten Rohr 25a zu öffnen, d. h. Scheibe 31a wird reißen, Rückschlagventil 31b wird sich öffnen, usw., was von dem verwendeten Typ des Ventilmittels abhängt.
  • Die Aufschlämmung mit niedriger Viskosität 40 kann nun das kürzeste Zweigrohr 25a herunterfließen, um jenen Teil des Ringraums 19, der oberhalb der Sandbrücke 26 liegt und in Fluidkommunikation mit dem Auslass (d. h. dem unteren Ende) von Rohr 25a steht, mit Kies zu füllen. Da die Zweigrohre entlang ihrer Längen keine Perforationen haben, kann es passieren, dass die Rohre aussanden, selbst wenn ein Trägerfluid mit niedriger Viskosität verwendet wird. Dieses Risiko wird weiter dadurch umgangen, indem die Rohre für den Durchfluss geschlossen gehalten werden, bis sich eine Sandbrücke 26 in dem Ringraum 19 gebildet hat und der Druck der Aufschlämmung so angestiegen ist, dass sich Ventilmittel 31 öffnet. Dieser Druckanstieg auf die Aufschlämmung führt zu einer viel höheren Durchflussrate der Aufschlämmung durch die jeweiligen Zweigrohre, als vorliegen würde, wenn die Zweigrohre am Anfang für den Durchfluss offen gewesen wären. Die wesentlich höhere Durch flussrate durch die Zweigrohre neigt dazu, das teilchenförmige Material in der Aufschlämmung suspendiert zu halten, während die Aufschlämmung durch die Rohre fließt.
  • Nachdem der Teil des Ringraums 19 oberhalb der Sandbrücke 26 aufgeschüttet worden ist, nimmt der Druck der gepumpten Aufschlämmung 40 weiter zu, wenn sie durch Übergang 22 in den oberen Bereich des Ringraums 19 eintritt. Dieser weitere Druckanstieg führt nun dazu, dass sich das zweite Ventilmittel 31 öffnet, um dadurch den Durchfluss durch das nächste Zweigrohr (z. B. 25c) zu ermöglichen, um mit dem Auffüllen jenes Anteils des Ringraums 19 zu beginnen, der unter Sandbrücke 26 liegt. Falls an irgendeiner Position unter Sandbrücke 26 eine weitere (nicht gezeigte) Sandbrücke in dem Ring gebildet wird, werden sich die jeweiligen Zweigrohre (z. B. 25c, 25d) sequentiell öffnen, wenn der Druck der Aufschlämmung weiter ansteigt, wenn das Aufschütten der verschiedenen Teile des Rings vervollständigt ist.
  • Obwohl vier Zweigrohre 25 gezeigt worden sind, ist zu erkennen, dass eine kleinere oder größere Anzahl von Zweigrohren verwendet werden kann, ohne die vorliegende Erfindung zu verlassen, was von einer speziellen Situation abhängt, z. B. Länge des Verrohrungsintervalls 12, usw.

Claims (12)

  1. Bohrlochwerkzeug (20) zur Kiesauffüllung eines Verrohrungsintervalls (12) innerhalb einer Bohrlochbohrung (11), das ein Bohrlochsieb (21) umfasst und mehrere Zweigrohre (25) angepasst hat, dadurch gekennzeichnet, dass das Bohrlochsieb angepasst ist, um an das untere Ende eines Arbeitskette angeschlossen zu werden; die mehreren Zweigrohre (25) sich entlang des Siebs erstrecken, wobei jedes der Zweigrohre (25) einen Einlass und mindestens einen Auslass aufweist; und ein Ventilmittel (31) an jedem Einlass von jedem der Zweigrohre (25) angebracht ist, um am Anfang den Durchfluss dadurch zu blockieren.
  2. Bohrlochwerkzeug nach Anspruch 1 zur Kiesauffüllung durch Verwendung einer Aufschlämmung mit niedriger Viskosität.
  3. Bohrlochwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, bei dem jedes der Zweigrohre (25) eine andere Länge hat und nur einen Auslass aufweist.
  4. Bohrlochwerkzeug nach Anspruch 3, bei dem jedes der Zweigrohre (25) an seinem oberen Ende offen ist, um den Einlass zu bilden, und an seinem unteren Ende offen ist, um den nur einen Auslass zu bilden.
  5. Bohrlochwerkzeug nach Anspruch 4, bei dem das Ventilmittel (31) an jedem der Einlässe von jedem der Zweigrohre (25) angepasst ist, um sich bei einem anderen festgelegten Druck zu öffnen, um dadurch jedes der Zweigrohre (25) für den Durchfluss zu öffnen, wenn der Druck in dem Verrohrungsintervall (12) ansteigt.
  6. Bohrlochwerkzeug nach Anspruch 5, bei dem die Aufschlämmung mit niedriger Viskosität durch die Zweigrohre (25) an unterschiedliche Höhen innerhalb des Verrohrungsintervalls (12) abgegeben wird, wenn jedes der Ventilmittel (31) sich bei seinem jeweiligen Druck öffnet.
  7. Bohrlochwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem das Ventilmittel (31) eine Scheibe (31a) umfasst, die angepasst ist, um bei einem festgelegten Druck zu reißen, um ein jeweiliges Zweigrohr (25) für den Durchfluss zu öffnen.
  8. Bohrlochwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem das Ventilmittel (31) ein Rückschlagventil (31b) umfasst, das angepasst ist, um sich bei einem festgelegten Druck zu öffnen, um dadurch ein jeweiliges Zweigrohr (25) für den Durchfluss zu öffnen.
  9. Verfahren zur Kiesauffüllung eines Verrohrungsintervalls (12) innerhalb einer Bohrlochbohrung (11) unter Verwendung einer Aufschlämmung mit niedriger Viskosität, bei dem ein Kiesauffüllwerkzeug (20) innerhalb der Bohrlochbohrung neben dem Verrohrungsintervall (12) angeordnet wird, wobei das Kiesauffüllwerkzeug (20) ein Bohrlochsieb (21) und mindestens einen alternativen Durchflussweg aufweist, der sich entlang des Siebs (21) erstreckt, wobei jeder der alternativen Durchflusswege (25) einen Einlass und mindestens einen Auslass aufweist, wobei der Einlass anfangs für den Durchfluss geschlossen ist, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass eine Aufschlämmung (40), die aus Trägerfluid mit niedriger Viskosität und Kies zusammengesetzt ist, abwärts in den Ringraum (19) fließt, der zwischen dem Kiesaufschütt werkzeug (20) und der Bohrlochbohrung (11) gebildet ist, um den Kies um das Sieb (21) herum abzusetzen; der Durchfluss der Aufschlämmung (40) fortgesetzt wird, bis sich in dem Ringraum (19) eine Sandbrücke (26) bildet; der Einlass des mindestens einen alternativen Durchfluss wegs (25) geöffnet wird, nachdem die Sandbrücke gebildet worden ist, damit der Durchfluss der Aufschlämmung (40) in den alternativen Durchflussweg (25) und aus dem Auslass des alternativen Durchflusswegs (25) möglich wird, um die Kiesaufschüttung des Verrohrungsintervalls (12) zu vervollständigen.
  10. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem der mindestens eine Durchflussweg (25) am Anfang durch ein Ventilmittel (31) geschlossen ist, das am Einlass des alternativen Durchflusswegs (25) angebracht ist, und wobei der alternative Durchflussweg (25) für den Durchfluss geöffnet wird, indem der Druck der Aufschlämmung (40) innerhalb des Ringraums (19) erhöht wird, um das Ventilmittel (31) zu öffnen.
  11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, bei dem der mindestens eine alternative Durchflussweg (25) aus mehreren alternativen Durchflusswegen (25) mit unterschiedlichen Längen zusammengesetzt ist, die nur einen Auslass haben.
  12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, bei dem jeder der alternativen Durchflusswege (25) ein Ventilmittel (31) einschließt, das angepasst ist, um sich in Reaktion auf unterschiedlichen Druck zu öffnen.
DE60106634T 2000-08-22 2001-08-20 Verfahren und bohrlochwerkzeug zum herstellen einer kiespackung in einem brunnen unter verwendung niedrig-viskoser flüssigkeiten Expired - Lifetime DE60106634T2 (de)

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US642563 1984-08-20
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