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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Gaslift-Erdölförderschacht
zum Fördern
von Reservoirfluiden, welcher das Reservoirgas für die Förderung ausnützt. In
einem Aspekt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein System
und ein Verfahren zur Verwendung eines elektronisch steuerbaren Bohrlochventils
und Bohrlochdruckgases, um Fluide in einem Schacht für Erdölförderungszwecke
hochzufördern.
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Das
Gaslift-Verfahren wird weithin verwendet, um einen künstlichen
Lift in Ölschächten zu
erzeugen, die über
einen unzureichenden Reservoirdruck verfügen, um die Fluide aus der
Formation zur Oberfläche
zu treiben. In der gegenwärtigen
Praxis wird Liftgas dem Schacht durch Oberflächenkompressoren zugeführt, die
durch ein Einspritzsteuerventil mit einem Ringraum verbunden sind,
der zwischen dem Fördergestänge und
der Schachtauskleidung ausgebildet ist. Das Gas strömt den Ringraum
hinunter zu einem Schacht-Gasliftventil, welches den Ringraum mit
dem Inneren des Gestänges
in Fluidverbindung setzt. Das Gasliftventil kann unmittelbar oberhalb
der Ölförderzone
angeordnet sein, und der Lift wird durch die Kombination von reduzierter
Dichte in der das Gestänge
füllenden
Fluidsäule
erzeugt, welche durch Gasblasen aus dem Gasliftventil hervorgerufen
wird, und durch den mitgerissenen Strom der Fluide durch den in
dem Gestänge
hochsteigenden Gasstrom.
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Eine
Vielzahl von Strömungsregimen
in dem Gestänge
werden festgestellt und durch den Gasstromdurchsatz im Gasliftventil
bestimmt. Die Gasbläschen
in dem Gestänge
dekomprimieren, wenn sie in dem Gestänge hochsteigen, weil der Kopfdruck der
darüber
befindlichen Fluidsäule
abnimmt, wenn die Bläschen
hochsteigen. Diese Dekompression bewirkt, daß die Bläschen expandieren, so daß die Strömungsregime
innerhalb des Gestänges über das
Gestänge
nach oben variieren können,
abhängig
vom vo lumetrischen Verhältnis
der Bläschen
zur Flüssigkeit.
Andere Faktoren tragen zur Bestimmung des Strömungsregimes bei, wie die Fluidsäulenhöhe, die Fluidzusammensetzung
und die vorhandenen Phasen, der Gestängedurchmesser, die Tiefe des Schachtes,
die Temperatur, der Staudruck, der durch das Fördersteuerventil eingestellt
ist, und die physikalischen Eigenschaften des Oberflächensammelsystems.
Für eine
effektive Anwendung von Gaslift ist es wichtig, die Einspritzrate
des Liftgases zu steuern.
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Konventionell
wird die Einströmrate
des Liftgasventils durch die Druckdifferenz über das Ventil und seine Öffnungsgröße bestimmt.
In der herrschenden Praxis wird der Druck auf der Ringraumseite
durch den Gaszufuhr-Strömungsdurchsatz
an dem Oberflächenanschluß bestimmt.
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An
der dem Gestänge
zugekehrten inneren Seite des Gasliftventils wird der Druck durch
eine Anzahl von Faktoren bestimmt, insbesondere den statischen Druckkopf
der Fluidsäule
oberhalb des Ventils, den Strömungsdurchsatz
der Fluide durch das Gestänge
nach oben, den Formationsdruck und den Einströmdurchsatz in die Ölförderzone.
Typischerweise ist die vorbestimmte Öffnungsgröße des Gasliftventils zu dem
Zeitpunkt voreingestellt, in dem das Ventil installiert wird, und
kann danach nicht geändert werden,
ohne das Ventil zu ändern,
was es erforderlich machen würde,
den Schacht außer
Betrieb zu nehmen.
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Die
fortlaufende Zufuhr von komprimiertem Liftgas ist eine Hauptgröße der Förderkosten.
Die Kosten sind eine Kombination des Kapitaleinsatzes zum Bereitstellen
der Kompressoren und der Feldinfrastruktur, um das Gas jedem Schacht
zuzuführen, und
der laufenden Betriebskosten für
die Kompressoren und die Wartung derselben.
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Viele Ölreservoirs
haben Hochdruckgaskappen oder unterliegen Hochdruckgaszonen, die
von den ölführenden
Zonen durch undurchlässige Schichten
getrennt sind. In den meisten Situationen wird dennoch das natürlich auftretende
Reservoirgas nicht dazu verwendet, das Öl zu fördern, weil man nicht imstande
ist, ein Verfahren zum Überwachen und
Steuern des Bohrlochbetriebes zu schaffen. Versuche sind gemacht
worden, das Reservoirgas als Liftgas zu verwenden, wie beispielsweise
in den US-Patenten 3,814,545 und 4,545,731, und der Otis Engineering
Veröffentlichung
August 1980 mit dem Titel „Heavy
Crude Lift Systems" (Field
Development Report OEC 5228, Otis Corporation, Dallas, Texas, 1980)
beschrieben wird. Dort, wo es notwendig ist, dem Öl einen
Lift zu geben, wird ein Gasliftschacht mit Druckgas verwendet, das
an der Oberfläche
erzeugt und in das Bohrloch gedrückt
wird, um das Öl aus
den Ölförderzonen
zu heben. Somit besteht ein Erfordernis für die gesteuerte Verwendung
des natürlich
auftretenden Hochdruckgases, das bereits im Bohrloch in einer Zone
vorhanden ist, um einen Gaslift für Öl in einer anderen Zonen zur
Verfügung
zu stellen. Eine Erfindung, die diesem Erfordernis gerecht wird,
kann die Kostenwirksamkeit der Förderung
von Erdölprodukten
unter Verwendung von Gasliftschächten
stark verbessern.
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Die
US-Patente 2,917,004 und 3,247,904, das UK-Patent
GB2327695 und das europäische Patent
0721053 offenbaren drahtlose Schachtkommunikation und/oder Gaslifttechniken,
bei denen die Schächte
mit konventionellen Packern ausgestattet sind.
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Konventionelle
Packer sind als solche bekannt und beispielsweise in den US-Patenten 6,148,915,
6,123,148, 3,566,963 und 3,602,305 beschrieben.
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KURZE ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorstehend erörterten
Probleme und Erfordernisse werden weitgehend gelöst und durch ein Verfahren
gemäß der vorliegenden
Erfindung erfüllt. Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein Verfahren nach Anspruch 1 zur Förderung
von Erdölprodukten
unter Verwendung von Bohrlochdruckgas geschaffen.
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Das
Verfahren der vorliegenden Erfindung ersetzt oder ergänzt die
Verwendung von Druckgas, das von einer Oberflächenvorrichtung zur Verfügung gestellt
wird. Ein solcher Ersatz oder ein solches Ergänzen ist billiger und vom Umweltstandpunkt
aus erwünschter,
als das ausschließliche
Zuführen
von Druckgas mit Hilfe einer Oberflächenvorrichtung.
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Bei
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des
Verfahrens gemäß der Erfindung
werden das Förderrohr
und die Schachtauskleidung als elektrische Leitungspfade zwischen
der Oberfläche
und den Bohrlochvorrichtungen verwendet. Die Kostenverminderung
und Vereinfachung der Installationsvorgänge, die daraus resultieren,
daß das
Erfordernis für
elektrische Kabel zum Bereitstellen von Energie, Signalen und Steuerungsfunktionen
im Bohrloch vermieden werden können,
ermöglicht
einen weiteren Einsatz von aktiven Ausrüstungen im Bohrloch während der
Förderung.
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Die
Bohrlochvorrichtungen können
einzeln adressierbare Modems umfassen, die Kommunikation mit der
Oberfläche
oder mit anderen Bohrlochvorrichtungen herstellen. Die Bohrlochvorrichtungen können auch
Sensoren oder Transducer für
den absoluten Druck, Differenzdrücke,
Temperatur und/oder Strömungsdurchsätze umfassen,
und solche Messungen können
an die Oberfläche
kommuniziert oder lokal als Basis für Steuerungsentscheidungen
verwendet werden. Die Bohrlochvorrichtungen können ferner Steuerkomponenten
umfassen, wie durch elektrische Motoren be tätigte Ventile oder Druckregler,
deren Einstellung oder Setzpunkte durch Befehle geändert werden
können,
die von der Oberfläche kommen,
oder durch Befehle, die lokal in der Bohrlochvorrichtung erzeugt
werden.
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In
der vorliegenden Erfindung ermöglichen solche
Bohrlochvorrichtungen den notwendigen Grad von Realzeitmessungen
und Steuerungen zur Verwendung von Bohrloch-Hochdruck-Gasquellen für den Gaslift.
Dies bedeutet, daß die
Bohrlochsensoren den Betrieb des Schachtes überwachen können, wenn die Bohrloch-Gasquellen durch
steuerbare Ventile betätigt
werden, um Öl
zu heben, wie es erforderlich oder erwünscht ist.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Weitere
Ziele und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden detaillierten
Beschreibung unter Bezugnahme auf die angeschlossenen Zeichnungen
hervor, in denen zeigen:
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1 einen
schematischen Vertikalschnitt eines Gaslift-Erdölförderschachtes, der einen elektrisch
gesteuerten Packer aufweist;
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2 ein
vereinfachtes elektrisches Schema des Schachtsystems nach 1;
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3 eine
vergrößerte schematische
Ansicht, die den steuerbaren Packer nach 1 zeigt;
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4 einen
schematischen Vertikalschnitt einer Anordnung einer Gaslift-Schachtausrüstung gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung; und
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5 eine
schematische Ansicht, die eine andere Anordnung der Gaslift-Schachtausrüstung gemäß einem
anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen zur
Bezeichnung gleicher Elemente in den verschiedenen Ansichten verwendet
werden, sind bevorzugte Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung dargestellt und weiter beschrieben, und
andere mögliche
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden ebenfalls beschrieben. Die Figuren
sind nicht notwendigerweise stabmaßgerecht, und in einigen Fällen sind
die Zeichnungen übertrieben
und/oder vereinfacht und dienen nur illustrativen Zwecken. Der Fachmann
versteht, daß viele
mögliche
Anwendungsformen und Variationen der vorliegenden Erfindung aufgrund
der folgenden Beispiele möglicher Ausführungsformen
der Erfindung sowie aufgrund der dargestellten Ausführungsbeispiele
und jener, die in verwandten Anmeldungen erörtert werden, möglich sind,
welche durch Bezugnahme hierauf in größtmöglichem, vom Gesetz gestatteten
Ausmaß miteinbezogen
werden.
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Es
sei bemerkt, daß der
Ausdruck „Modem", wie er hier verwendet
wird, allgemein als irgendeine Kommunikationsvorrichtung zum Übertragen und/oder
Empfangen von elektrischen Kommunikationssignalen über einen
elektrischen Leiter (z.B. Metall) verstanden werden soll. Somit
ist der Ausdruck „Modem", wie er hier verwendet
wird, nicht auf das Akronym für
Modulator (Vorrichtung, die ein Sprach- oder Datensignal in eine
Form umwandelt, die übertragen
werden kann)/Demodulator (eine Vorrichtung, die ein originales Signal
wiederherstellt, nachdem es auf einem Hochfrequenzträger moduliert
worden ist) beschränkt.
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Auch
ist der Ausdruck „Modem", wie er hier verwendet
wird, nicht auf konventionelle Computermodems beschränkt, die
digitale Signale in analoge Signale umwandeln und vice versa (z.B.
um ein digitales Datensignal über
das analoge öffentliche
Telefonnetz zu senden). Wenn beispielsweise ein Sensor Messungen
in einem analogen Format ausgibt, dann brauchen diese Messungen
nur moduliert (z.B. Breitspektrummodulation) und übertragen
zu werden, somit ist keine Analog-/Digital-Umwandlung erforderlich.
Als ein anderes Beispiel braucht ein Relay-/Nebenmodem oder eine
Kommunikationsvorrichtung nur zu identifizieren, filtern, verstärken und/oder
das empfangene Signal zurückübertragen.
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Der
Ausdruck „Ventil", wie er hier verwendet wird,
bezieht sich allgemein auf irgendeine Vorrichtung, die dazu dient,
die Strömung
eines Fluids zu regeln. Beispiele von Ventilen umfassen, sind aber nicht
beschränkt
auf balgenartige Gasliftventile und steuerbare Gasliftventile, von
denen jedes verwendet werden kann, um die Strömung des Liftgases im Rohrgestänge eines
Schachtes zu regeln. Der Innenbetrieb der Ventile kann stark variieren,
und in der vorliegenden Anwendung ist er nicht auf Ventile beschränkt, die
eine besondere Konfiguration haben, solange die Ventilfunktion dazu
dient, die Strömung zu
regulieren. Einige der verschiedenen Arten von Strömungsregelventilen
umfassen, sind aber nicht beschränkt
auf Kugelventile, Nadelventile, Gate-Ventile und Käfigventile.
Die Verfahren zum Installieren der Ventile, die in der vorliegenden
Anmeldung erörtert
werden, können
stark variieren.
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Der
Ausdruck „elektrisch
steuerbares Ventil", wie
er hier allgemein verwendet wird, bezieht sich auf ein „Ventil" (wie soeben beschrieben),
das geöffnet, geschlossen,
eingestellt, geändert
oder kontinuierlich gedrosselt werden kann, in Abhängigkeit
von einem elektrischen Steuersignal (z.B. einem Signal von einem
Oberflächencomputer
oder von einem elektrischen Schachtsteuermodul). Die Mechanismen,
die die Ventile in Stellung bewegen, können umfassen, sind aber nicht
beschränkt
auf: einen Elektromotor; einen elektrischen Servo; ein elektrisches
Solenoid; einen elektrischen Schalter; einen hydraulischen Betätiger, der
von zumindest einem elektrischen Servo, elektrischen Motor, elektrischen
Schalter, elektrischen Solenoid oder Kombinationen derselben gesteuert
wird; einen pneumatischer Betätiger,
der von zumindest einem elektrischen Servo, elektrischen Motor,
elektrischen Schalter, elektrischen Solenoid oder Kombinationen
derselben gesteuert wird; oder eine federbelastete Vorrichtung in
Kombination mit zumindest einem elektrischen Servo, elektrischen Motor,
elektrischen Schalter, elektrischen Solenoid oder Kombinationen
derselben. Ein „elektrisch
steuerbares Ventil" kann,
braucht aber nicht einen Positions-Feedback-Sensor umfassen, um
ein Feedbacksignal zu erzeugen, das der tatsächlichen Position des Ventils
entspricht.
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In
der vorliegenden Anmeldung bedeutet der Ausdruck „drahtlos" die Abwesenheit
irgendeines konventionellen isolierten Drahtleiters, der sich z.B. von
einer Bohrlochvorrichtung zur Oberfläche erstreckt. Die Verwendung
des Futters und/oder der Auskleidung als Leiter wird als „drahtlos" betrachtet.
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Der
Ausdruck „Sensor", wie er hier verwendet
wird, bezieht sich auf irgendeine Vorrichtung, die den Absolutwert
oder eine Änderung
einer physikalischen Größe feststellt,
bestimmt, überwacht,
aufzeichnet oder auf andere Weise abfühlt. Ein Sensor, wie er hier
beschrieben ist, kann dazu verwendet werden, physikalische Größen zu messen,
einschließlich,
aber nicht beschränkt
auf: Temperatur, Druck (sowohl absolut als auch differentiell),
Strömungsdurchsatz,
seismische Daten, akustische Daten, pH-Werte, Salzwerte, Ventilpositionen
oder irgendwelche anderen physikalischen Daten.
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Es
sei bemerkt, daß die
Ausdrücke „erste Stelle" und „zweite
Stelle", wie sie
hier verwendet werden, jeweils allgemein einen Teil, Abschnitt oder einen
Bereich einer Rohrstruktur definieren, die sich entlang der Rohrstruktur
erstrecken können
oder nicht, die an irgendeinem gewählten Platz entlang der Rohrstruktur
angeordnet sein können,
und die die am nächsten
liegenden Enden der Rohrstruktur umfassen können oder nicht.
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In ähnlicher
Weise werden gemäß der konventionellen Ölfeldpraxis
die Bezeichnungen „obere", „untere", „Loch aufwärts" und „Loch abwärts" als Relativangaben
zur Bezeichnung des Abstandes entlang der Bohrlochtiefe von der
Oberfläche
herangezogen, die in abgezweigten oder horizontalen Schächten mit
vertikalen Höhenmessungen
bezüglich
eines Überwachungsdatums übereinstimmen können oder
nicht.
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1 zeigt
allgemein die Anordnung der oberen und mittleren Teile eines Gaslift-Erdölschachtes 38,
der einen elektrisch gesteuerten Packer 40, eine isolierte
Rohrverbindung 46 und eine ferromagnetische Induktionsdrossel 48 aufweist,
um dem Packer 40 Energie und Kommunikation gemäß einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zur Verfügung zu stellen. Der Erdölförderschacht 38,
der in 1 gezeigt ist, ist ähnlich einem konventionellen
Schacht hinsichtlich der Konstruktion, aber unter Einbeziehung der
vorliegenden Erfindung. Der Packer 40 weist eine elektrisch
angetriebene Vorrichtung 42 auf und ist in dem Schacht 38 auf die
gleiche Weise wie ein konventioneller Packer angeordnet, um Zonen
in der Formation voneinander zu trennen. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfaßt die elektrisch
angetriebene Vorrichtung 42 des Packers 40 ein
elektrisch gesteuertes Ventil 44, das als Bypassventil
wirkt.
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3 ist
eine vergrößerte schematische
Ansicht, welche den elektrisch gesteuerten Packer 40 nach 1 zeigt.
Unter kurzer Bezugnahme auf 3 wird die
Anordnung des Packers 40 innerhalb einer Schachtauskleidung 22 erläutert, wobei
der Packer 40 an einem Förderrohrstrang 24 angeschraubt ist.
Der Packer 40 hat einen Hinterteil 26, der mit
einem offenen oder geschlossenen Ende endet, wobei der Hinterteil 26 auf
das Gestänge
geschraubt werden kann (in den 1 und 3 nicht
gezeigt), welches sich zu unteren Regionen des Schachtes 38 erstreckt.
Der Packer 40 hat einen Abschnitt von Slips 28 und
einen Dichtungsabschnitt 30. Sowohl die Slips 28 als
auch der Dichtungsabschnitt 30 können sich während ihrer Anordnung innerhalb
der Schachtauskleidung 22 frei bewegen und werden durch
einen hydraulischen Betätiger 32 betätigt. Wenn
der Packer 40 seine Endlage in der Auskleidung 22 erreicht
hat, wird der hydraulische Betätiger 32 verwendet,
um mechanische Kräfte
auf die Slips 28 und die Dichtungen 30 auszuüben, um
diese gegen die Auskleidung aufzuweiten. Die Slips 28 verriegeln
den Packer 40 an Ort und Stelle, indem sie an der Innenfläche der
Auskleidung 22 angreifen, so daß der Packer durch die Druckdifferenz
zwischen den Räumen
oberhalb und unterhalb des Packers nicht verlagert werden kann.
Der Dichtungsabschnitt 30 erzeugt eine flüssigkeitsdichte
Abdichtung zwischen den Räumen
oberhalb und unterhalb des Packers 40. Der hydraulische
Betätiger 32 wird
unter Verwendung von Hochdrucköl
betätigt,
das von der Oberfläche
(nicht gezeigt) durch ein Steuerrohr 34 zugeführt wird.
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Unter
erneuter Bezugnahme auf 1 wirken die Schachtauskleidung 22 und
das Rohrgestänge 24 als
elektrische Leiter für
das System. Die isolierte Rohrverbindung 46 und die Induktionsdrossel 48 sind
in das System miteinbezogen, um einen zeit variierenden Strom durch
diese Leiter zu leiten. Die isolierte Rohrverbindung 46 ist
nahe dem Schachtkopf vorgesehen, um die unteren Abschnitte des Gestänges 24 von
der Auskleidung 22 elektrisch zu isolieren. Somit verhindert
die isolierte Rohrverbindung 46 einen elektrischen Kurzschluß zwischen
den unteren Abschnitten des Gestänges 24 und
der Auskleidung 22 an dem Auskleidungshänger 64. Der Hänger 64 schafft
eine mechanische Kupplung und stützt
das Gestänge 24 ab,
indem die Gewichtslast des Gestänges 24 auf
die Auskleidung 22 übertragen
wird. Die Induktionsdrossel 48 ist um das Rohrgestänge 24 herum
an einem zweiten Abschnitt 52 im Bohrloch oberhalb des
Packers 40 befestigt. Ein Computersystem 56 umfaßt ein Mastermodem 58 und
eine Quelle des zeitvariierenden Stromes 60 und ist elektrisch
mit dem Rohrgestänge 24 unterhalb
der isolierten Rohrverbindung 56 durch einen ersten Quellenanschluß 61 angeschlossen.
Der erste Quellenanschluß 61 ist von
dem Hänger 64 isoliert,
wo er ihn durchsetzt. Ein zweiter Quellenanschluß 62 ist elektrisch
mit der Schachtauskleidung 22 entweder direkt (wie in 1)
oder über
den Hänger 64 (diese
Anordnung ist nicht gezeigt) verbunden. In einer alternativen Ausführungsform
zu der isolierten Rohrverbindung 46 oder zusätzlich zu
dieser ist eine Induktionsdrossel (nicht gezeigt) um das Gestänge 24 herum
oberhalb der elektrischen Verbindungsstelle für den ersten Quellenanschluß 61 an
dem Gestänge
angeordnet.
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Die
Quelle des zeitvariierenden Stromes 60 liefert einen Strom,
der Energie und Kommunikationssignale in das Bohrloch trägt. Der
zeitvariierende Strom ist vorzugsweise ein Wechselstrom (AC), kann aber
auch ein variierender Gleichstrom (DC) sein. Die Kommunikationssignale
können
durch ein Mastermodem 58 erzeugt werden und innerhalb des
Stromes eingebettet sein, der von der Quelle 60 erzeugt wird.
Vorzugsweise ist das Kommunikationssignal ein Breitspektrumsignal,
aber andere Formen der Modulation können alternativ angewendet
werden.
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Unter
weiterer Bezugnahme auf 1 weist die elektrisch angetriebene
Vorrichtung 42 in dem Packer 40 zwei Vorrichtungsanschlüsse 71, 72 auf, und
es können
andere Vorrichtungsanschlüsse
je nach den Erfordernissen für
andere Ausführungsformen
oder Anwendungen vorgesehen sein. Ein erster Vorrichtungsanschluß 71 ist
elektrisch mit dem Gestänge 24 an
einer Quellenseite 81 der Induktionsdrossel 48 angeschlossen,
was in diesem Fall eine Stelle oberhalb der Induktionsdrossel bedeutet.
In ähnlicher
Weise ist ein zweiter Vorrichtungsanschluß 72 an das Gestänge 24 auf
einer elektrischen Rückseite 82 der
Induktionsdrossel 48 angeschlossen, was in diesem Fall
bedeutet, daß die
Stelle unterhalb der Induktionsdrossel liegt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform
schaffen die Slips 28 des Packers 40 eine elektrische
Verbindung zwischen dem Gestänge 24 und
der Schachtauskleidung 22. Wie dem Fachmann aber klar ist,
kann die elektrische Verbindung zwischen dem Gestänge 24 und
der Schachtauskleidung 22 auf verschiedene Arten erreicht
werden, von denen einige in verwandten Anmeldungen beschrieben sind,
die umfassen (aber nicht beschränkt
sind auf): ein anderer Packer (konventionell oder steuerbar); ein
leitendes Fluid im Ringraum zwischen dem Gestänge und der Schachtauskleidung;
ein leitender Zentralisierer; oder eine Kombination derselben. Somit
wird ein elektrischer Kreis unter Verwendung des Gestänges 24 und
der Schachtauskleidung 22 als Leiter zu Bohrlochvorrichtungen 42 innerhalb
des Packers 40 geformt.
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2 illustriert
ein vereinfachtes elektrisches Schema des elektrischen Kreises,
der in dem Schacht 38 nach 1 geformt
ist. Die isolierte Rohrverbindung 46 und die Induktionsdrossel 48 erzeugen
effektiv einen isolierten Abschnitt des Rohrgestänges 24, um das meiste
des zeitvariierenden Stromes einzuschließen. Dementsprechend entwickelt
sich ein Spannungspotential zwischen dem isolierten Abschnitt des
Gestänges 24 und
der Schachtauskleidung 22, wenn Wechselstrom durch den
Rohrstrang strömt.
Gleichermaßen
bildet sich ein Spannungspotential zwischen dem Rohrstrang 24 und
der Quellenseite 81 der Induktionsdrossel 48 sowie
dem Rohrstrang 24 auf der elektrischen Rückströmseite 82 der
Induktionsdrossel 48, wenn Wechselstrom durch den Rohrstrang
strömt.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist die elektrisch angetriebene Vorrichtung 42 in dem Packer 40 elektrisch über das
Spannungspotential zwischen der Quellenseite 81 und der
elektrischen Rückströmseite 82 des
Rohrstranges 24 verbunden. Als Alternative könnte die
Vorrichtung 42 aber über
das Spannungspotential zwischen dem Rohrstrang 24 und der
Auskleidung 22 oder das Spannungspotential zwischen dem
Rohrstrang 24 und dem Teil des Packers 40 (z.B.
den Slips 28) elektrisch angeschlossen sein, wenn der Teil
des Packers mit der Schachtauskleidung 22 elektrisch verbunden
ist. Somit wird ein Teil des Stromes, der durch den Rohrstrang 24 und
die Auskleidung 22 wandert, infolge der Induktionsdrossel 48 durch
die Vorrichtung 42 geleitet.
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Gemäß der Praxis
normaler Schachtkonstruktionen wird der Zentralisierer an dem Rohrstrang 24 und 81 von 1 befestigt,
um eine mechanische Ausrichtung zwischen dem Rohrstrang und der
Auskleidung 22 aufrechtzuerhalten. Der elektrische äquivalente
Kreis nach 2 macht klar, daß alle Zentralisierer
auf dem Rohrstrang zwischen dem Isolationselement 47 und
der Drossel 48 angeordnet sind und elektrisch isoliert
sowie derart vorgesehen sein müssen,
daß sie
keinen elektrischen Kurzschlußkreis
zwischen dem Rohrstrang und der Auskleidung erzeugen. Geeignete
Zentralisierer können
aus fest geformtem oder maschinell bearbeiteten Kunststoff bestehen
oder vom Bogenfedertyp sein, vorausgesetzt, daß geeignete elektrische Isolierkomponenten
bereitgestellt werden, um die elektrische Isolierung zwischen dem
Rohrstrang und der Auskleidung aufrechtzuerhalten.
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Andere
alternative Wege zur Erzeugung eines elektrischen Kreises unter
Verwendung einer Rohrstruktur und zumindest eine Induktionsdrossel sind
in verwandten Anmeldungen beschrieben, von denen viele gemeinsam
mit der vorliegenden Erfindung angewendet werden können, um
Energie und/oder Kommunikation der elektrisch angetriebenen Vorrichtung 42 des
Packers 40 zur Verfügung
zu stellen und andere Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung zu bilden.
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Unter
nochmaliger Bezugnahme auf 3 ist der
steuerbare Packer 40 ähnlich
einem konventionellen Packer, aber mit dem Zusatz der elektrisch angetriebenen
Vorrichtung 42, welche das elektrisch steuerbare Ventil 44 sowie
ein Kommunikations- und Steuermodul 84 umfaßt. Das
Kommunikations- und Steuermodul 84 wird von dem Computersystem 56 an
der Oberfläche 54 über das
Gestänge 24 und/oder die
Auskleidung 22 mit Energie und Kommunikation versorgt.
Das Kommunikations- und Steuermodul 84 kann ein Modem 86,
einen Energietransformator (nicht gezeigt), einen Mikroprozessor
(nicht gezeigt) und/oder andere verschiedene elektronische Komponenten
(nicht gezeigt) aufweisen, wie sie für eine Ausführungsform erforderlich sind.
Das Kommunikations- und Steuermodul 84 empfängt elektrische
Signale aus dem Computersystem 56 an der Oberfläche 54 und
dekodiert die Befehle zur Steuerung des elektrisch gesteuerten Ventils 44,
das als Bypassventil wirkt. Unter Verwendung der dekodierten Befehle steuert
das Kommunikations- und Steuermodul 84 den niedrigstromigen
elektrischen Motor, welcher die Bewegung des Bypassventils 44 bewirkt.
Somit kann das Ventil 44 durch das Computersystem 56 von
der Oberfläche 54 über das
Rohrgestänge 24 und
die Schachtauskleidung 22 geöffnet, geschlossen, eingestellt,
geändert
oder gedrosselt werden.
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Das
Bypassventil 44 nach 3 steuert
den Strom durch ein Bypaßrohr 88,
welches Einlaß-
und Auslaßöffnungen 90, 92 am
Boden und an der Oberseite des Packers 40 verbindet. Die Öffnungen 90, 92 kommunizieren
frei mit den Ringräumen 94, 96 (zwischen
der Auskleidung 22 und dem Rohrgestänge 24) oberhalb und
unterhalb des Packers 40. Das Bypass-Steuerventil 44 steuert
deshalb den Fluidaustausch zwischen diesen Räumen 94, 96,
und dieser Austausch kann in Realzeit unter Verwendung von Befehlen
geändert
werden, die von dem Computersystem 56 gesendet und von
dem steuerbaren Packer 40 empfangen werden.
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Die
mechanische Anordnung des Packers 40, die in 3 dargestellt
ist, ist illustrativ ist, und alternative Ausführungsformen haben andere mechanische
Merkmale, vorausgesetzt, daß sie
die gleichen funktionellen Anforderungen an einen Packer erfüllen (d.h.
eine Fluidtrennung und -abdichtung eines Auskleidungsabschnittes
von einem anderen Auskleidungsabschnitt in einem Schacht zu gewährleisten,
und im Falle eines steuerbaren Packers die Fluidströmung zwischen
diesen isolierten Auskleidungsabschnitten zu regeln und zu kontrollieren)
und werden von der vorliegenden Erfindung umfaßt. Beispielsweise können die
Einlaß-
und Auslaßöffnungen 90, 92 ausgetauscht
werden, um Fluide aus dem Ringraum 94 oberhalb des Packers 40 in
den Raum 96 unterhalb des Packers zu leiten. Auch kann
das Kommunikations- und Steuermodul 84 und das Bypass-Steuerventil 44 im
oberen Teil des Packers 40 oberhalb der Slips 28 vorgesehen
sein. Der steuerbare Packer 40 kann auch Sensoren umfassen
(nicht gezeigt), die elektrisch an das Kommunikations- und Steuermodul 84 angeschlossen
sind oder sich innerhalb desselben befinden, um Drücke und
Temperaturen in den Ringräumen 94, 96 oder
innerhalb des Förderstranges 24 zu
messen. Somit können
die Messungen an das Computersystem 56 an der Oberfläche 54 unter
Verwendung des Kommunikations- und Steuermoduls 84 übertragen
werden, die Realzeitdaten unter Bohrlochbedingungen liefern.
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In
einem anderen möglichen
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung kann die elektrisch angetriebene Vorrichtung 42 des
Packers 40 umfassen: ein Modem 86; einen Sensor
(nicht gezeigt); einen Mikroprozessor (nicht gezeigt); ein Packerventil 44;
ein Einspritzmodul (nicht gezeigt); ein elektrisch steuerbares Gasliftventil
(z.B. zur Steuerung der Gasströmung
aus dem Ringraum in den Raum innerhalb des Gestänges) (nicht gezeigt); ein Gestängeventil
(z.B. zur Variierung der Strömung
des Gestängeabschnittes,
wie bei einer Anwendung mit mehreren Zweigen oder seitlichen Abzweigungen) (nicht
gezeigt); ein Kommunikations- und Steuermodul 84; einen
Logikkreis (nicht gezeigt); ein Relaismodem (nicht gezeigt); andere
elektronische Komponenten, wie dies erforderlich ist (nicht gezeigt);
oder irgendeine Kombination derselben.
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In
einem anderen möglichen
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung können
mehrere steuerbare Packer vorgesehen sein und/oder mehrere Induktionsdrosseln.
Bei einer Anmeldung, bei der mehrere steuerbare Packer oder zusätzliche
konventionelle Packer kombiniert mit der vorliegenden Erfindung
vorgesehen sind, kann es notwendig sein, einige oder alle Packer
elektrisch zu isolieren, so daß ein Packer
nicht als Kurzschlußweg
zwischen dem Gestänge 24 und
der Auskleidung 22 wirkt, wo ein solcher Kurzschluß nicht
erwünscht
ist. Eine solche elektrische Isolierung eines Packers kann auf verschiedene
Arten erreicht werden, die dem Fachmann bekannt sind, einschließlich (aber
nicht beschränkt auf):
eine Isolationshülse
oberhalb des Gestänges
an dem Packerort; einen Gummi- oder Urethanteil an dem radialen
Ende der Packerslips; eine Isolierbeschichtung auf dem Gestänge am Ort
des Packers; die Ausbildung der Slips aus elektrisch nicht-leitenden
Materialien; andere bekannte Isoliermittel; oder Kombinationen derselben.
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4 ist
ein Schema, das einen Bohrlochabschnitt eines Gaslift-Ölschachtes 98 gemäß einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt. Bei dem in 4 dargestellten
Beispiel erstreckt sich die Schachtauskleidung 22 innerhalb
einer Schachtbohrung, die sich durch eine unterirdische Ölförderzone 100 und
eine unterirdische Druckgaszone 102 einer Formation 104 erstreckt. 4 illustriert
einen Fall, bei welchem eine Hochdruckgaszone 102 unter
einer Ölforderzone 100 liegt. Die
anderen Teile der Formation 104 können nicht-fördernde
Zonen oder undurchlässige
Zonen sein. Die Schachtauskleidung 22 hat einen ersten perforierten
Abschnitt 111, der in der Ölzone 100 angeordnet
ist. Die Schachtauskleidung 22 hat ferner einen zweiten
perforierten Abschnitt 112, der in der Druckgaszone 102 liegt.
Das Fördergestänge 24 erstreckt
sich innerhalb der Schachtauskleidung 22. Das Fördergestänge 24 hat Öffnungen 120,
die in diesem an der Ölzone 100 ausgebildet
sind. Das Gestänge 24 hat
ein geschlossenes Ende 122, aber in einer anderen Anordnung
könnte
das Gestänge
fortgesetzt sein und sich in eine andere Ölzone erstrecken oder an einem
unterschiedlichen Ort enden.
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In 4 ist
ein erster Packer 131 oberhalb des ersten perforierten
Auskleidungsabschnittes 111 angeordnet. Ein zweiter Packer 132 ist
zwischen dem ersten und dem zweiten perforierten Auskleidungsabschnitt 111, 112 vorgesehen.
Somit formen die Packer drei isolierte Räume innerhalb der Auskleidung. Ein
erster Raum 141 wird zwischen dem Gestänge 24 und der Auskleidung 22 oberhalb
des ersten Packers 131 gebildet. Ein zweiter Raum 142 wird
innerhalb der Auskleidung 22 zwischen dem ersten und dem
zweiten Packer 131, 132 gebildet, und ein dritter Raum 143 wird
innerhalb der Auskleidung unterhalb des zweiten Pa ckers gebildet.
Obzwar nur ein Teil des Schachtes 98 in 4 gezeigt
ist, können
vielmehr isolierte Räume
innerhalb der Auskleidung 22 durch Verwendung von mehreren
Packern definiert werden.
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In 4 ist
der erste Packer 131 ein steuerbarer Packer, der ein elektrisch
steuerbares Packerventil 44 aufweist, wie der steuerbare
Packer 40, der oben beschrieben wurde und in 3 gezeigt
ist. Der zweite Packer 132 ist ein konventioneller Zweiöffnungspacker,
der im Stand der Technik bekannt ist. Somit ist die Ölzone 100 von
den anderen Teilen des Schachtes durch den steuerbaren Packer 131 an
der Oberseite der Ölförderzone
und den konventionellen Packer 132 am Boden der Ölförderzone
isoliert. Obzwar der erste Packer 131 in 4 ein
steuerbarer Packer und der zweite Packer 132 konventionell
ist, erkennt der Fachmann, daß als
Alternative der zweite Packer der steuerbare Packer und der erste
Packer der konventionelle Packer sein könnten. In gleicher Weise könnten beide
Packer 131, 132 steuerbare Packer sein. Somit
können
einer oder mehrere elektrisch steuerbare Packerventile 44 innerhalb
eines oder beider Packer vorgesehen sein.
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Ein
Bypass-Durchgang 146 steht mit dem dritten Raum 143 und
dem ersten Raum 141 über das
elektrisch steuerbare Packerventil 44 in Fluidverbindung.
Somit schafft der Bypass-Durchgang 146 eine Route für das Gas
aus der Druckgaszone 102 von dem dritten Raum 143 zu
dem ersten Raum 141, ohne sich mit dem Öl zu mischen, und durch Umgehung
des Öls
aus der Ölzone 100 in
den zweitem Raum 142. Der Bypass-Durchgang 146 nach 4 umfaßt eine
Rohrverbindung mit einer Öffnung
des konventionellen Packers 132 zu dem Einlaß des elektrisch
steuerbaren Packerventils 44 in dem steuerbaren Packer 131.
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In 4 ist
die Gasförderzone 102 von
der Ölförderzone 100 durch
durchlässige
und undurchlässige
Schichten der Formation 104 und durch den konventionellen
Packer 132 isoliert. Während
des Ölfördervorganges
des Schachtes 98 gestatten die Perforationen in der Auskleidung 22 im
ersten perforierten Abschnitt 111 die Strömung des Öls in den zweiten
Raum 142. Die Perforationen oder Öffnungen 120, die
in dem Förderstrang 24 gebildet
sind, gestatteten den Ölstrom
aus dem zweiten Raum 142 in den Förderstrang 24. Perforationen
in der Auskleidung 22 an dem zweiten perforierten Abschnitt 112 gestatten
den Durchgang von Hochdruckgas aus der Gaszone 102 in den
dritten Raum 143 innerhalb der Auskleidung unterhalb des
zweiten Packers 132. Hochdruckgas aus dem dritten Raum 143 wird
durch den Bypass-Durchgang 146 zu
dem ersten Raum 141 oberhalb des ersten Packers 131 geleitet.
Dieser Gasstrom wird durch das elektrisch steuerbare Packerventil 44 in
dem steuerbaren Packer 131 geregelt. Ein Gasliftventil 148 auf
dem Teil des Fördergestänges 24 innerhalb
des ersten Raumes 141 gestattet dem Hochdruckgas (das nun
innerhalb des ersten Raumes 141 vorhanden ist), in das
Fördergestänge einzutreten
und dadurch Öl
nach oben und aus dem Schacht 98 auszustoßen. Alternativ
kann das Hochdruckgas direkt über
den Durchgang 146 mit dem Gasliftventil 148 gekuppelt
sein. Das Gasliftventil 148 kann konventionell oder steuerbar
sein, wie dies in den zugeordneten Anmeldungen beschrieben ist. Deshalb
kann Öl
und Gas unter Verwendung von natürlich
vorkommenden Bohrlochdruckgas gefördert werden, um einen künstlichen
Lift für
das Öl
zu schaffen. Somit kann die konventionelle Methode des Pumpens von
Druckgas in den ersten Raum 141 von der Oberfläche 54 entweder
ergänzt
oder vollständig ersetzt
werden durch die Verwendung von Bohrlochdruckgas aus einer Gaszone 102 unter
Anwendung der vorliegenden Erfindung.
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Die
Verwendung von natürlich
vorkommenden Formationsgas kann durch das elektrisch steuerbare
Packerventil 44 in dem steuerbaren Packer 131 gesteuert
werden. Das elektrisch steuerbare Packerventil 44 kann
durch Befehle geöffnet,
eingestellt, geschlossen oder kontinuierlich gedrosselt werden,
die von der Oberfläche 54 zu
einer elektrisch betätigten Vorrichtung 42 (z.B.
einem Steuer- und Kommunikationsmodul 84, umfassend ein
Modem 86) des steuerbaren Packers 131 geleitet
werden. In einer verbesserten Form kann ein Druckwandler oder Sensor (nicht
gezeigt) in dem steuerbaren Packer 131 vorgesehen werden,
damit der Druck des Formationsgases kontinuierlich überwacht
wird. Dies ist erwünscht, weil
der Druck des Formationsgases im Gegensatz zum Druckgas, das von
der Oberfläche
nach herrschender Praxis zugeführt
wird, unreguliert ist. Somit gestattet die Kombination von Realzeitmessung
und Steuerung durch den steuerbaren Packer 131 gemäß der vorliegenden
Erfindung die praktische und steuerbare Verwendung von Hochdruckformationsgas
für Liftvorgänge in dem
Erdölförderschacht 98.
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5 ist
eine schematische Ansicht, die den Bohrlochteil eines Gaslift-Erdölschachtes 150 gemäß einem
anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt, bei welchem sich die Hochdruck-Gasformation 102 relativ
zum Bohrloch oberhalb der Ölförderzone 100 befindet.
Wieder erstreckt sich die Schachtauskleidung 22 innerhalb
der Schachtbohrung, die sich ihrerseits durch eine unterirdische Ölförderzone 100 und
eine oberirdische Druckgaszone 102 erstreckt. Während 5 einen vertikalen
Schacht zeigt, bei welchem die Bohrlochdruckgaszone 102 oberhalb
der Ölförderzone 100 liegt,
versteht sich, daß die
vorliegende Erfindung auch auf stark abgelenkte oder horizontale
Schächte anwendbar
ist. Die Ausführungsform
nach 5 hat keinen Bypass-Durchgang 146 (wie
in 4 gezeigt). Die Auskleidung 22 hat einen
ersten perforierten Abschnitt 111 an der Gaszone 102 und
einen zweiten perforierten Abschnitt 112 an der Ölzone 100.
Das Gestänge 24 endet
und hat ein offenes Ende 152 an der Ölzone 100, aber in
anderen Ausführungsbeispielen
kann sich das Gestänge
weiter zu anderen Zonen erstrecken und einen perforierten Abschnitt
an der Ölzone
aufweisen. Zwei Packer 131, 132 werden verwendet,
um isolierte Räume
zu erzeugen. Der erste Packer 131 befindet sich oberhalb
der ersten perforierten Auskleidungszone 111. Der erste Packer 131 ist
ein steuerbarer Packer, der ein elektrisch steuerbares Packerventil 44 aufweist,
wie der steuerbare Packer 40, der vorstehend beschrieben und
in 3 gezeigt wurde. Der zweite Packer 132 ist
zwischen den ersten und den zweiten perforierten Auskleidungsabschnitten 111, 112 angeordnet
und ist ein Standard- oder konventioneller Packer, der im Stand
der Technik bekannt ist. Wieder können verschiedene Kombinationen
von steuerbaren und konventionellen Packern, abhängig von den Positionen der
Zonen und den Eigenschaften und erwünschten Leistungen des Schachtes,
angewendet werden. Somit wird ein erster Raum 141 zwischen
der Auskleidung 22 und dem Gestänge 24 oberhalb des
ersten Packers 131 geformt, ein zweiter Raum 142 wird
innerhalb der Auskleidung 22 zwischen den Packern 131, 132 geformt,
und ein dritter Raum 143 wird unterhalb des zweiten Packers 132 geformt.
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Während der Ölfördervorgänge des
Schachtes 150 tritt Öl
aus der Ölförderzone 100 innerhalb der
Auskleidung 22 durch Perforationen an dem zweiten perforierten
Auskleidungsabschnitt 112 in den dritten Raum 143 ein,
und Öl
strömt
in den Förderstrang 24 durch
eine Öffnung 120 an
seinem offenen Ende 152. Die Ölförderzone 100 ist von
der Hochdruck-Gaszone 102 durch Formationslagen 104 und
durch den Standard-Förderpacker 132 getrennt. Die
Gaszone 102 und der zweite Raum 142 sind von dem
oberen Teil des Schachtes (erster Raum 141) durch den steuerbaren
Packer 131 isoliert. Gas strömt von der Gaszone 102 in
den zweiten Ringraum 142 (zwischen der Auskleidung 22 und
dem Gestänge 24) über die
Perforationen an dem ersten perforierten Auskleidungsabschnitt 111.
Ein Gasliftventil 148 ist mit dem Gestänge 24 an der Gaszone 102 gekuppelt
(innerhalb des zweiten Raumes 142). Das Gasliftventil 148 regelt
den Strom des Hochdruckgases aus dem zweiten Raum 142 in
das Fördergestänge 24 und
fördert
somit das Öl
durch Lift den Schacht 150 hinauf, wenn Gas, das in das
Gestänge
eingespritzt wird, zur Oberfläche 54 hochsteigt.
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Ein
Gasliftschacht hat typischerweise zahlreiche Gasliftventile 148, 154 entlang
des Gestänges 24.
Im Betrieb kann der Gasliftschacht 150 durch von der Oberfläche zugeführtes Druckgas
in das Gestänge 24 durch
obere Gasliftventile 154 entladen oder abgeschaltet werden,
wie dies übliche
Praxis ist. Typischerweise wird nach dem Start und während der Förderung
nur das untere Gasliftventil 148 als Ventil zum Einbringen
von Gas in das Gestänge 24 verwendet.
Unter Verwendung der vorliegenden Erfindung während der Förderung kann Lift durch Gas
aus der Hochdruck-Bohrloch-Gaszone 102 durch das Gasliftventil 148 an
dem zweiten Raum 142 erzeugt werden. Als Alternative kann
das elektrisch steuerbare Packerventil 44 in dem steuerbaren
Packer den Strom von Gas aus der Bohrlochformations-Gaszone 102 in
den ersten Raum 141 regeln und gestatten, um den Gasinput
von der Oberfläche 54 zu
ergänzen oder
zu ersetzen. Wiederum kann ein Drucksensor (nicht gezeigt) in dem
steuerbaren Packer 131 vorgesehen werden, um Messungen
des Gasdruckes in dem ersten Raum 141 und dem zweiten Raum 142 vorzunehmen.
Solche Messungen können
verwendet werden, um festzustellen, wie stark der Gasstrom in dem
ersten Raum 141 mit dem elektrisch steuerbaren Packerventil 44 geregelt
werden muß.
Somit kann natürlich
vorkommendes Formationsgas steuerbar und während der Anlaufphase verwendet
werden, um Hochdruckgas in den ersten Raum 141 zu liefern.
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Bei
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist
das unterste Gasliftventil 148, das typischerweise während der
Förderung
am meisten verwendet wird, ein elektrisch steuerbares Ventil. Jedes
der anderen Gasliftventile 154, die typischerweise während der Anlaufphase
verwendet werden, kann ebenfalls ein elektrisch steuerbares Ventil
sein. Wie dies auch in verwandten Anmeldungen beschrieben, kann
ein elektrisch steuerbares Gasliftventil zahlreiche Vorteile liefern,
sowie eine Erhöhung
der Fördersteuerung, der
Wirksamkeit und der Verläßlichkeit.
Eines oder mehrere steuerbare Gasliftventile können in Verbindung mit konventionellen
Gasliftventilen in verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung verwendet werden.
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Die
vorliegende Erfindung kann in einem einzelnen Erdölschacht
mehrfach angewendet werden, wenn dieser mehrere Öl- und Gasförderzonen aufweist, oder in
einem Erdölschacht
mit mehreren seitlichen oder horizontalen Verzweigungen, die sich
von dem Schacht wegerstrecken. Somit kann das Gestänge 24 mehrere Öffnungen
für den Öleintritt
aus mehreren Ölzonen
haben, und die Auskleidung 22 kann mehrere perforierte
Abschnitte für
mehrere Zonen haben. Da die Konfiguration eines Schachtes von der
natürlichen
Formationsstruktur und dem Ort der Öl- und Gaszone abhängt, kann
die Konfiguration und die Anordnung des Ausführungsbeispieles der vorliegenden
Erfindung variieren, um sich der Formation anzupassen. Außerdem kann
ein einzelner Raum innerhalb der Auskleidung 22, der Hochdruckgas
erfordert, aus mehreren Gaszonen über mehrere Bypass-Durchgänge und
steuerbare Packer gespeist werden. Zusätzlich können mehrere Induktionsdrosseln
und/oder Transformatoren vorgesehen sein, um den Strom durch eine
gegebene Rohrstruktur zu leiten und um Energie und/oder Kommunikation
den zahlreichen elektrisch angetriebenen Bohrlochvorrichtungen (z.B.
den elektrisch steuerbaren Ventilen, Sensoren, Modems) zur Verfügung zu
stellen. Auch kann irgendeine Kombination und Anzahl von steuerbaren
Packern mit konventionellen Packern in einem Schacht gemischt werden,
oder es können
nur steuerbare Packer in einem Schacht vorgesehen sein.
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Die
vorliegende Erfindung gestattet sowohl Öl- und Gasförderung aus einem einzigen
Schacht gleichzeitig, wobei die Mengen des geförderten Öles und Gases unabhängig gesteuert
werden. In der Ölförderung,
die Gaslift anwendet, gibt es eine untere Grenze für die Menge
von Gas, das erforderlich ist, um den Lift aufrechtzuerhalten, aber
oberhalb dieser unteren Grenze kann jede Menge an Gas innerhalb der
Grenzen des Reservoirs und des Schachtes produziert werden. Die
Fähigkeit,
sowohl Öl
und Gas aus einem einzigen Schacht in kontrollierter Weise zu fördern, erhöht in starkem
Maße die
Betriebsflexibilität,
um den Anforderungen von nachgeschalteten Verfahren gerecht zu werden
und ermöglicht
eine ökonomische
und ökologische
Betriebsweise.
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Die
vorliegende Erfindung kann auch auf andere Arten von Schächten angewendet
werden (anders als Erdölschächte), wie
Wasserschächte.
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Es
versteht sich für
den Fachmann, der diese Offenbarung liest, daß die Erfindung ein System
und Verfahren zur Förderung
von Erdölprodukten
aus einem Gasliftschacht unter Verwendung des Bohrlochformationsgases
zur Erzeugung von Lift für
Bohrlochflüssigkeiten
(z.B. Öl)
bereitstellt. Es versteht sich auch, daß die Zeichnungen und die detaillierte
Beschreibung mehr als illustrativ als einschränkend zu verstehen sind, und
daß nicht
beabsichtigt ist, daß sich
die Erfindung auf die besonderen Ausführungsformen und -beispiele,
die hier offenbart wurden, beschränkt. Im Gegenteil umfaßt die Erfindung
weitere Modifikationen, Änderungen,
Anordnungen, Substitutionen, Alternativen, Designwahl und Ausführungsformen,
die dem Fachmann bekannt sind, ohne von dem Geist und dem Umfang
der Erfindung abzuweichen, wie in den folgenden Ansprüchen definiert
ist.