DE69918297T2

DE69918297T2 - Verfahren zur bildung eines stopfens in einer erdölbohrung

Info

Publication number: DE69918297T2
Application number: DE69918297T
Authority: DE
Inventors: Henning Hansen; Henning Svein SOLVERSEN
Original assignee: Norse Cutting and Abandonment AS
Current assignee: Norse Cutting and Abandonment AS
Priority date: 1998-05-04
Filing date: 1999-05-04
Publication date: 2005-08-25
Anticipated expiration: 2019-05-05
Also published as: DE69918297D1; DK1076758T3; WO1999057409A3; BR9910243A; CA2331381C; AU754410B2; NO320235B1; NO20005574L; US6478088B1; NO20005574D0; ID28211A; EP1076758B1; MXPA00010853A; EA002250B1; NO981998D0; WO1999057409A2; CA2331381A1; AU5200599A; EP1076758A2; EA200001121A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ausbildung eines Pfropfens in einem Erdöl-Bohrloch, das gemäß dem Obersatz von Anspruch 1, von der Erdoberfläche oder dem Seeboden zu einem Erdölvorkommen verläuft. Die Erfindung betrifft weiterhin, gemäß dem Obersatz von Anspruch 12, ein Werkzeug zum Rändeln einer Öffnung in einer Ummantelung eines Erdöl-Bohrlochs. Weiterhin betrifft die Erfindung, gemäß dem Obersatz von Anspruch 13, einen Pfropfen zum Verstopfen einer Ummantelung eines Erdöl-Bohrlochs.
Erdöl-Bohrlöcher zum Ausbeuten von Gas oder Erdöl, bestehen aus einem oberen und äußeren Leiter, der die Basis des Bohrlochs bildet, einer oberen Ummantelung, die in eine Erweiterung führt und eine Erweiterung des Leiter ist und weiter mehrere Ummantelungen, die unten in dem Bohrloch angeordnet sind und die vorstehend aufgeführte Ummantelung überlappen. Ein Produktions-Bohrstrang ist in der Mitte des Bohrlochs zum Transport des Erdöls von dem Boden des Bohrlochs zu der Erdoberfläche oder dem Seeboden angeordnet. Kreisringe sind zwischen verschiedenen Ummantelungen ausgebildet.
Einige Bohrlöcher sind Test-Bohrlöcher, die lediglich für eine kürzere Zeitdauer vor der Produktion aus einem Vorkommen verwendet werden und daher nach dem Testen verstopft werden. Ein erfolgreiches Bohrloch wird normalerweise vorübergehend vor dem Produktionsbeginn verstopft, während ein „trockenes" Bohrloch, d.h. ein Bohrloch, in dem der Kohlenwasserstoffgehalt zu gering ist, um förderungswert zu sein, dauerhaft verstopft wird. Sogar das am höchsten produktive Bohrloch wird nach einiger Zeit leer sein und aufgegeben werden und daher müssen alle Bohrlöcher früher oder später verstopft werden. Zu diesem Zweck werden normalerweise Betonpfropfen verwendet. Im Folgenden sollen aus einem auf Zement basierenden Material zusammengesetzte Pfropfen als Betonpfropfen angesehen werden.
Normalerweise sind zwischen dem Vorkommen und der Umwelt zwei Barrieren erforderlich, um sicherzustellen, dass dort kein Entleeren oder Auslaufen von Erdöl in die Umgebung vorkommt. Werden Betonpfropfen verwendet, bedeutet dies, dass ein Pfropfen in dem Bereich des Vorkommens angeordnet ist. Vorzugsweise sollte der zweite Pfropfen ebenso nahe zu dem Vorkommen angeordnet sein, wobei dies aber bedeuten würde, dass der Betonpfropfen in der Ummantelung angeordnet werden müsste, die recht glatt ist und dem Betonpfropfen keine guten Verankerungsmöglichkeiten bereitstellt. Der zweite Pfropfen wird daher normalerweise an der Oberseite des Bohrlochs angeordnet.
Im Fall dauerhaft aufgegebener Bohrlöcher erfordern in einigen Gegenden Regierungsvorschriften, dass der obere Teil des Bohrlochs bis zu einer bestimmten Tiefe entfernt wird. Bei einem Offshore-Bohrloch bedeutet dies, dass der obere Teil des Bohrlochs bis zu der Tiefe, wo ein Betonpfropfen in dem Bohrloch angeordnet wird, weggerändelt werden muss. Das Rändeln ist zeitintensiv und erfordert die Verwendung eines Bohrgestells. Bei einem Offshore-Bohrloch, das aufgegeben werden soll bedeutet dies, dass eine Offshore-Plattform für einige Tage zum Verstopfen eines Bohrlochs verwendet werden muss. Das Verstopfen eines Offshore-Bohrlochs ist daher sehr teuer.
Beton schrumpft während des Härtens, was bedeutet, dass Risse, Poren und dünne Löcher zwischen dem Betonpfropfen und den Umgebungswänden des Bohrlochs gebildet werden können. Weiterhin ist die Langzeitwiderstandsfähigkeit gegenüber hohem Druck, hoher Temperatur und verschiedenen chemischen Substanzen unbekannt und daher wird die Verwendung von Betonpfropfen mit einem Zukunftsrisiko für ein Auslaufen verbunden.
Ein weiteres Problem hinsichtlich Betonpfropfen in Offshore-Bohrlöchern besteht darin, dass der Seeboden in einigen Bereichen auf Grund der Ausbeutung von Kohlenwasserstoffen sinkt. Dieses Absenken bewirkt eine Bewegung in dem Grund, was Belastungen in den Betonpfropfen verursacht, die erneut zu dem Reißen des Betons beitragen. Die Absenkung des Seebodens verstärkt ebenso den Druck auf das Vorkommen. Beide Effekte tragen zu dem Risiko eines Auslaufens durch die Pfropfen bei, was selbstverständlich in höchstem Maße nicht wünschenswert ist.
Die Erfahrung stützt die vorstehend aufgeführten Betrachtungen. In der Tat besteht für eine große Anzahl von Bohrlöchern, die mit Betonpfropfen verstopft wurden im Auslaufen ein großes Problem.
Ein weiteres Problem bei dem Verstopfen von Bohrlöchern ist mit dem Produktions-Bohrstrang verbunden, der normalerweise vor dem Verstopfen aus dem Bohrloch herausgezogen wird. Der Produktions-Bohrstrang wird nach einer gewissen Zeit eine gewisse Radioaktivität aufweisen und von einem Gesichtspunkt der Arbeitsumgebung ist es daher wünschenswert den Produktions-Bohrstrang in dem Bohrloch zu belassen.
Die GB 2 275 282 offenbart ein Verfahren zum Sichern eines unter dem Meer befindlichen Bohrlochs durch Einsetzen eines Dichtungsstücks in die Ummantelung, wobei das Dichtungsstück ein darin aufgehängtes Perforationsgeschütz aufweist. Das Geschütz wird ausgelöst, um die Ummantelung zu durchlöchern, und dann wird Beton in den Kreisring hinter der Ummantelung eingespritzt. Das Bohrloch wird dann abgedichtet und die Ummantelung oberhalb des Dichtungsstücks kann weggeschnitten werden. Da Beton als ein Pfropfenmaterial verwendet wird, werden die vorstehenden aufgeführten Probleme hinsichtlich Betonpfropfen durch dieses Verstopfungsverfahren nicht gelöst.
Die GB-A-2 305 683 offenbart ein Abdichtverfahren für ein aufgegebenes Erdöl-Bohrloch, bei dem ein spezifischer Bereich einer Leitungsummantelung geöffnet (durchlöchert) wird und der Bereich wird dann mit einem Flüssig-härtbaren Harz abgedichtet.
Die US-A-3,933,204 offenbart einen Pfropfen zum Verstopfen der Ummantelung eines Erdöl-Bohrlochs, wobei der Pfropfen ein Epoxydharz umfasst.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren für die Bildung eines Pfropfens in einem Erdöl-Bohrloch bereitzustellen, in dem die vorstehend aufgeführten Probleme verringert oder beseitigt werden. Eine besondere Aufgabe besteht darin ein Verfahren für die Bildung eines Pfropfens bereitzustellen, das ohne den Bedarf an einem Bohrgestell ausgeführt werden kann. Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein Werkzeug und einen Pfropfen bereitzustellen, die in dem Verfahren vorteilhaft sind. Diese Aufgaben werden durch ein Verfahren für die Bildung eines Pfropfens in einem Erdöl-Bohrloch, einem Werkzeug zum Rändeln einer Öffnung in einer Ummantelung und einem Pfropfen zum Verstopfen einer, wie im Einleitungsteil der Beschreibung erwähnten Ummantelung gelöst, wobei das Verfahren, das Werkzeug und der Pfropfen durch die Merkmale in den Ansprüchen gekennzeichnet sind. Der Begriff «Rändeln» bedeutet, dass er sowohl «mechanisches oder elektrisches Entfernen» und «hydraulisches oder elektrisches Antreiben bzw. in Gang setzen» einschließt.
Die Erfindung betrifft daher ein Verfahren zur Bildung eines Pfropfens in einem Erdöl-Bohrloch, das von der Erdoberfläche oder dem Seeboden zu einem Erdöl-Vorkommen verläuft und wobei das Bohrloch mit einer Ummantelung ausgekleidet ist bzw. sich mit ihm in einer Linie befindet. Gemäß der Erfindung wird in einer Entfernung von der Erdoberfläche mindestens eine Öffnung in der Ummantelung gebildet. Anschließend wird ein Flüssig- härtbares Harz in mindestens einem Teil der Öffnung und einem benachbarten Bereich des Bohrlochs bereitgestellt, wobei das Harz nach dem Härten in dem Bohrloch einen Pfropfen bildet.
Vorzugsweise wird ein normalerweise in dem Bohrloch vorhandener Produktions-Bohrstrang vor der Bildung des Pfropfens unterhalb des Bereichs des Pfropfens geschnitten und der Produktions-Bohrstrang oberhalb des Schnitts wird aus dem Bohrloch gehoben. Der Produktions-Bohrstrang unterhalb des Schnitts verbleibt in dem Bohrloch.
Die Öffnung oder Öffnungen in der Ummantelung werden durch ein Rändelwerkzeug gebildet. Das Werkzeug kann durch einen Gestängerohrstrang oder eine Rohrwendel, einer mit Gelenken versehene Rohrleitung oder Drahtleitung gestützt werden. Das Werkzeug, das durch einen hydraulischen Motor angetrieben wird, wird durch ein durch die Rohrwendel, die mit Gelenken versehene Rohrleitung oder Drahtleitung geliefertes hydraulisches Fluid angetrieben.
Vorzugsweise wird die Öffnung in der Ummantelung in dem ganzen Umfang der Ummantelung gebildet und ein mechanisches Dichtungsstück wird in oder unmittelbar unterhalb der Öffnung in die Ummantelung eingesetzt, woraufhin das Flüssigharz auf der Oberseite, des Dichtungsstücks angeordnet wird, wobei das Dichtungsstück dadurch eine Basis für den Harzpfropfen bildet. Auf diese Weise wird ein Harzpfropfen gebildet, in dem das Dichtungsstück in dem Pfropfen integriert ist. Nachdem das Harz ausgehärtet ist, kann ein Betonpfropfen auf der Oberseite des Harzpfropfens ausgebildet werden. Anstelle eines mechanischen Dichtungsstücks kann ebenso ein aufblasbares Dichtungsstück verwendet werden.
Wie vorstehend aufgeführt wird ein Bohrloch normalerweise durch zwei Pfropfen verstopft. Jedoch kann, abhängig von Verwaltungsvorschriften und der praktischer Umsetzung lediglich ein Pfropfen oder mehr als ein Pfropfen verwendet werden. Typischerweise wird die Erfindung für einen oberen Pfropfen verwendet werden, wohingegen ein unterer Pfropfen gemäß des Standes der Technik hergestellt wird, wobei jedoch die Erfindung selbstverständlich für jeden Pfropfen in einem Bohrloch verwendet werden kann, das durch eine beliebige Anzahl von Pfropfen verstopft wurde.
Die Erfindung wird jetzt durch einige Ausführungsformen mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
1-5 eine bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsform des Verfahrens darstellen;
6-8 eine alternative erfindungsgemäße Ausführungsform des Verfahrens darstellen;
9 ein erfindungsgemäßes Werkzeug darstellt;
10 einen erfindungsgemäßen Pfropfen darstellt.
Die 1 stellt ein Erdöl-Bohrloch 2 dar, das für die Ausbeutung der Kohlenwasserstoffe, d.h. Gas, Kondensat oder Öl, von der Erdoberfläche oder dem Seeboden zu einem Erdöl-Vorkommen verläuft. Sowohl in der 1 als auch in allen anderen Figuren sollte klar sein, dass die Erdoberfläche in einer Entfernung oberhalb der Figuren und das Vorkommen in einer Entfernung unterhalb der Figuren angeordnet ist. Aus einem Grund der für die Erfindung unbedeutend ist, der aber in dem allgemeinen Teil der Beschreibung berücksichtigt wird, soll das Bohrloch 2 verstopft werden.
Das Bohrloch 2 wird mit der Ummantelung ausgekleidet. Die Ummantelung 3 umfasst die untere und innere Ummantelung, die durch eine Ummantelung 3', die über und außerhalb der Ummantelung 3 angeordnet ist, umhüllt wird. Die Ummantelung 3' wird erneut durch eine Ummantelung 3'', etc. umhüllt, wobei alle Ummantelungen dadurch eine Auskleidung des, Bohrlochs bilden. Die Kreisringe 19, 19', etc. werden entsprechend zwischen den Ummantelungen gebildet.
In dem Bohrloch ist ein Produktions-Bohrstrang 5, 5' für die Kohlenwasserstoffe vorhanden. Der Produktions-Bohrstrang 5, 5' wird durch ein Schneidewerkzeug 24 zuerst an einer Stelle 6 geschnitten. Das Schneidewerkzeug hängt an einem Gestängerohrstrang 10, der dem Schneidwerkzeug eine Drehbewegung liefert und überträgt. Der Schnitt 6 wird unterhalb des Bereichs, in dem der Pfropfen gebildet werden soll, angeordnet. Der Produktions-Bohrstrang 5' wird oberhalb des Schnitts 6 durch ein geeignetes Werkzeug, das mit dem Gestängerohrstrang oder der Rohrwendel verbunden sein kann, aus dem Bohrloch 2 gehoben.
Die 2 stellt das Bohrloch 2 nach der Entfernung des Produktions-Bohrstrangs 5' dar, wobei der Produktions-Bohrstrang 5 unterhalb des Schnitts 6 in dem Bohrloch 2 zurückgelassen wird.
In der 3 wurde ein mechanisches Bearbeitungswerkzeug 9 durch eine Rohrwendel 11, möglicherweise einer mit einem Gelenk versehenen Rohrleitung oder Drahtleitung in das Bohrloch abgesenkt. Das Bearbeitungswerkzeug 9 bearbeitet mindestens eine Öffnung 4 in der Ummantelung 3'. In der dargestellten Ausführungsform, wird die Öffnung 4 in dem ganzen Umfang der Ummantelung 3 gebildet und verläuft über eine Entfernung in der Längsrichtung des Bohrlochs 2. Dies wird dadurch erreicht, dass das Bearbeitungswerkzeug bis hinunter zu dem Schnitt 6 gesenkt wird, woraufhin das Bearbeiten der Öffnung 4 mit der Drehung des Werkzeugs beginnt. Wird die Ummantelung 3 durch das Bearbeitungswerkzeug durchstoßen, was durch einen geeigneten Detektor nachgewiesen werden kann, dann wird an der Rohrwendel 11 während des ständigen Betriebs des Bearbeitungswerkzeugs 9 gezogen, wodurch das Bearbeitungswerkzeug aufwärts gezwungen wird bis die gewünschte Länge oder Höhe der Öffnung 4 erreicht ist.
In der 4 ist die Öffnung 4 fertig gestellt und das mechanische Bearbeitungswerkzeug 9 wurde entfernt, d.h. wurde aus der Rohrwendel herausgezogen. Ein mechanisches Dichtungsstück 15 wurde durch die Rohrwendel 11 in das Bohrloch hinabgesenkt. Ebenso kann ein aufblasbares Dichtungsstück verwendet werden. Ein Ankerabschnitt 25 des mechanischen Dichtungsstücks 15 grenzt an den Schnitt 6 an und ist an dem Produktions-Bohrstrang 5 verankert, während eine ausdehnbare Dichtung 26 eingesetzt und in der Öffnung 4 ausgedehnt wurde und das Bohrloch abdichtet. Das mechanische Dichtungsstück 15 kann einer von verschiedenen im Handel erhältlicher Typen sein. Ein Verbinder 27 verbindet das mechanische Dichtungsstück 15 mit der Rohrwendel 11 und gestattet durch ein geeignetes Mittel, bspw. einen elektromechanischen Fernbedienungsmechanismus eine Trennung von dem mechanischen Dichtungsstück.
In der 5 wurde die Rohrwendel 11 von dem mechanischen Dichtungsstücks 15 getrennt. Die Rohrwendel wurde an die Erdoberfläche gehoben und eine Harzspritzdüse 28 wurde an dem Ende der Rohrwendel angebracht, bevor die Rohrwendel erneut in das Bohrloch abgesenkt wurde. Ein Flüssig-härtendes Harz wird jetzt durch die Düse 28 an einen Bereich der Öffnung 4 geliefert. Die Harzmenge ist abhängig von der Größe der Öffnung 4, um mindestens einen Teil der Öffnung und einen benachbarten Bereich des Bohrlochs zu füllen, wobei der „benachbarte Bereich des Bohrlochs" als das Bohrloch zwischen den Seiten der Öffnung verstanden werden soll. In der dargestellten Ausführungsform ist die Harzmenge dazu angepasst, um die ganze Öffnung und den benachbarten Bereich des Bohrlochs zu füllen. Nach dem Härten bildet das Harz in dem Bohrloch einen Pfropfen 1. Verschiedene nachfolgend aufgeführte Typen härtbarer Harze können verwendet werden.
Die 6 entspricht der 3 und stellt ein Werkzeug dar, das durch ein Gestängerohr 10 gestützt wird, wobei jedoch eine Rohrwendel verwendet werden könnte.
Die 7 stellt dar, dass eine ausdehnbare Dichtung 26 eingesetzt wurde und sich unmittelbar unterhalb der Öffnung 4 in der Ummantelung 3 ausdehnte, wodurch das Bohrloch abgedichtet wurde. Ein lösbarer Verbinder 27 verbindet das mechanische Dichtungsstück 15 mit dem Gestängerohr 10, wobei jedoch eine Rohrwendel verwendet werden könnte.
Die 8 entspricht der 5. Das mechanische Dichtungsstück 15 wurde gelöst und Harz wird durch eine Harzdüse 28 in dem Ende des Gestängerohrs 10 in den Bereich der Öffnung 4 gefüllt. Erneut könnte anstelle des Gestängerohrs die Rohrwendel verwendet werden. Das Harz fließt durch die Öffnung 4 und füllt den Kreisring 19 außerhalb der Ummantelung 3. Die Öffnungen 4 sind knapp oberhalb des Fußes 32 angeordnet, d.h. dem unteren Ende der Ummantelung 3, in der der Kreisring 19 anstößt und dem zu Folge fließt das Harz bis zu dem Fuß 32 abwärts. Nach dem Härten bildet das Harz in dem Bohrloch einen Pfropfen 1.
In dem vorstehend Aufgeführten wurden verschiedene durch das Gestängerohr oder die Rohrwendel unterstützte Werkzeuge angegeben. Wird ein Werkzeug durch ein Gestängerohr unterstützt, können sowohl Träger bzw. Nachschub als auch Drehbewegung durch das Gestängerohr bereitgestellt werden, ohne jegliches Verankern des Gestängerohrs in dem Bohrloch. Zusätzlich können durch das Gestängerohr dem Pfropfenbereich Fluide geliefert werden. Die Verwendung eines Gestängerohrs ist ein gewöhnlicher und vorteilhafter Weg Werkzeuge in einem Bohrloch einzusetzen. Der Nachteil besteht jedoch darin, dass ein Bohrgestell zum Betrieb des Gestängerohrs notwendig ist. Offshore bedeutet, dass eine Bohrplattform erforderlich ist, um die sehr teueren Werkzeuge einzusetzen.
Wird eine Rohrwendel als Träger für ein Werkzeug verwendet, dann können Fluide durch die Rohrwendel, was das Gestängerohr betrifft, geliefert werden. Eine Drehbewegung kann jedoch nicht durch die Drehung der Rohrwendel bereitgestellt werden, da die Rohrwendel zu dünn ist, um der erforderlichen Torsion zu widerstehen. Gemäß der Erfindung wird ein Rändelwerkzeug bereitgestellt, worin diese Aufgabe durch Bereitstellen einer Drehbewegung eines hydraulischen Motor gelöst wird, der durch ein durch die Rohrwendel, einer mit Gelenken versehenen Rohrleitung oder Drahtleitung geliefertes hydraulisches Fluid angetrieben wird. Der hydraulische Motor ist durch mechanische Anker an der Ummantelung verankert. Dieses Prinzip eines Bereitstellens einer Drehbewegung kann ebenso zum Schneiden des Produktions-Bohrstrangs mit dem Schneidwerkzeug verwendet werden und daher kann der gesamte Stopfvorgang des Bohrlochs ohne die Verwendung eines Gestängerohrstrangs ausgeführt werden. Auf das Bohrgestell kann daher verzichtet werden. Offshore bedeutet, dass das Verstopfen mit einem Schiff ausgeführt werden kann, das viel billiger ist als eine Bohrplattform. Die Erfindung bietet daher einen beträchtlichen wirtschaftlichen Vorteil.
Das Schneiden des Produktions-Bohrstrangs vor der Bildung des Pfropfens wird bevorzugt, ist jedoch nicht erforderlich. Eine Alternative besteht darin, den ganzen Produktions-Bohrstrang vor der Bildung des Pfropfens zu entfernen und das mechanische Dichtungsstück 15 durch einen mechanischen Anker an der Ummantelung unmittelbar unterhalb des Bereichs des Pfropfens zu verankern. Der Produktions-Bohrstrang wird jedoch nach einer gewissen Benutzung Radioaktivität aufweisen, die in den Mineralien in dem Bohrloch vorkommt, und daher wird von einem Gesichtspunkt der Arbeitsumgebung aus betrachtet, bevorzugt, dass so viel wie möglich des Produktions-Bohrstrangs in dem Bohrloch belassen wird. Durch eine Veränderung des erfindungsgemäßen Verfahrens würde es in der Tat möglich sein den gesamten Produktions-Bohrstrang in dem Bohrloch zu belassen und den Pfropfen um den Produktions-Bohrstrang bereitzustellen.
Die 9 stellt ein erfindungsgemäßes Werkzeug 9 zum Rändeln der Öffnung 4 in der Ummantelung 3 dar.
Das Werkzeug 9 hängt über einen Verbinder 20 an der Rohrwendel 11 in dem Bohrloch, der ebenso unter Druck stehendes, hydraulisches Fluid von der Rohrwendel 11 an das Werkzeug überträgt. Ein stationäres Gehäuse 17 ist durch einen zurückziehbaren und ferngesteuerten Anker 14 an der Ummantelung 3 verankert. Die Fernsteuerung des Ankers kann durch einen elektromechanischen Mechanismus, der über in der Rohrwendel 11 angeordnete elektrische Kabel gesteuert wird, ausgeführt werden. Gehäuseausrichter bzw. Gehäusezentralisierer 21 stellen sicher, dass das Gehäuse 17 in der Mitte der Ummantelung 3 angeordnet ist.
Ein Schaft bzw. Welle 18 erstreckt sich von dem Gehäuse 17 zu einem hydraulischen Motor 22. Der Schaft wird sowohl an dem Gehäuse 17 als auch dem Drehteil des hydraulischen Motors 22 drehend gesichert, d.h. der stationäre Teil des hydraulischen Motors wird durch die Anker 14 am Drehen gehindert. Weiterhin wird der Schaft 18 an dem Gehäuse 17 in der Längsrichtung des Bohrlochs gleitend angebracht. Zu diesem Zweck können der obere äußere Abschnitt des Schafts und ein korrespondierender Abschnitt des Gehäuses mit Keilwellennuten bereitgestellt werden.
Der hydraulische Motor 22 wird durch ein unter Druck stehendem, hydraulischen Fluid, das von der Rohrwendel 11 durch den Schaft geliefert wird, angetrieben. Das Drehteil des hydraulischen Motors wird an einem Rändelwerkzeug 12 gesichert, das mit Schneidklingen 23 zum Rändeln der Öffnung 4 in der Ummantelung 3 bereitgestellt wird.
Weiterhin umfasst das Werkzeug 9 einen Übertragungsmechanismus zum Übertragen einer Bewegung zwischen der Rohrwendel 11 und dem Rändelwerkzeug 12 in der Längsrichtung des Bohrlochs, um durch Ziehen der Rohrwendel 11 das Rändelwerkzeug 12 in das Bohrloch 2 aufwärts zu zwingen. Dieser Mechanismus kann eine Drehbefestigung umfassen, die die Rohrwendel 11 mit dem Schaft 18 in dem Gehäuse 17 verbindet.
Weder die Keilwellennuten, der stationäre und drehende Teil des hydraulischen Motors noch die Drehbefestigung werden in der 9 dargestellt, da derartige Bestandteile im Stand der Technik gut bekannt sind.
Es wird einem Fachmann klar sein, dass Veränderungen an dem erfindungsgemäßen Werkzeug, bspw. durch Anordnen des hydraulischen Motors in dem Gehäuse 17 und Übertragen der Drehbewegung auf das Rändelwerkzeug durch den Schaft 18, ausgeführt werden können. Derartige und andere Variationen können ausgeführt werden, so lange die wesentlichen Merkmale, namentlich, dass der stationäre Teil des hydraulischen Motors durch Anker drehbar gesichert und, dass das Rändelwerkzeug durch Ziehen der Rohrwendel in dem Bohrloch nach oben beweglich ist, erhalten bleiben.
Eine andere Möglichkeit kann darin bestehen, dass das Rändelwerkzeug nicht gezogen sondern, dass das Werkzeug selbst eine nach oben gerichtete Kraft erzeugt, die durch den Ringraum bereitgestellt wird.
In den 1-8 wird das härtbare Harz in einem Bereich der Öffnung 4 durch eine Düse 28 in dem Ende der Rohrwendel bereitgestellt. Das Harz kann ebenso durch weiter entwickelte Verfahren, die von der Erfindung umfasst werden, in den Bereich der Öffnung 4 eingeführt werden.
In einem bevorzugten Verfahren wird das Flüssig-härtbare Harz durch die folgenden Schritte bereitgestellt:

– Ausbilden einer Reihe aus mindestens zwei Fluid-Klumpen in dem Bohrloch 2, wobei einer der Klumpen ein Flüssig-Harz-Klumpen ist;
– Zirkulieren der Reihe aus Fluid-Klumpen von der Erdoberfläche, hinunter in das Bohrloch 2, durch die Öffnung 4 in der Ummantelung 3 und durch einen Kreisring 19 auf der Außenseite der Ummantelung 3, zurück zur Erdoberfläche, und
– Stoppen des Zirkuliervorgangs, sobald sich der Flüssig-Harz-Klumpen in dem Bereich der Öffnung 4 befindet.

In einem anderen bevorzugten Verfahren wird das Flüssig-härtbare Harz durch die folgenden Schritte bereitgestellt:

– Ausbilden einer Reihe aus mindestens zwei Fluid-Klumpen in der Rohrwendel, die von der Erdoberfläche zu dem Bereich der Öffnung 4 in der Ummantelung 3 verläuft, wobei der Klumpen ein Flüssig-Harz-Klumpen ist,
– Pumpen der Reihe aus Flüssig-Harz-Klumpen von der Erdoberfläche in den Bereich der Öffnung 4, und
– Anhalten des Pumpvorgangs, sobald sich der Flüssig-Harz-Klumpen in dem Bereich der Öffnung 4 befindet.

Bei diesen beiden Verfahren kann der Flüssig-Harz-Klumpen von den anderen Flüssig-Harz-Klumpen mit Kolben oder Gummi-Pfropfen getrennt werden.
Die 10 stellt einen erfindungsgemäßen Pfropfen 1 dar, der ein gehärtetes Harz umfasst. Die Seiten des Bohrlochs, d.h. die Ummantelung 3' und das unter dem Harz angeordnete mechanische Dichtungsstück 15 bilden vor dem Härten eine Form für den Pfropfen, und während des Härtens des Harzes wird das Dichtungsstück 15 ein integraler Bestandteil des Pfropfens. Dabei wird ein vorteilhafter Pfropfen gebildet, der eine erste mechanische Barriere und ein zweite Harz-Barriere umfasst. Es ist ersichtlich, dass der Durchmesser des Pfropfens 1 größer ist als der innere Durchmesser der Ummantelung 3, was hinsichtlich eines möglichen Auslaufens an der Außenseite des Pfropfens vorteilhaft ist.
Die 10 stellt ebenso einen Betonpfropfen 16 dar, der nach dem Härten des Harzes auf der Oberseite des Harzpfropfens 1 ausgebildet wird, wobei der Betonpfropfen zu der Integrität des Pfropfens beiträgt.
Das härtbare Harz kann ein bei Wärme aushärtendes Harz sein, d.h. ein Harz, das härtet, wenn die Temperatur einen bestimmten Wert übersteigt. Das Harz kann ebenso ein chemisch härtbares Harz sein, bei dem das Härten nach einer bestimmten vorhersagbaren Zeit, von der Zugabe eines Härtungsmittels ab, stattfindet.
Beispielhafte Harze sind Harze, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Epoxydharzen, phenolischen Harzen und Polyacrylharzen. Die Harze schließen keine Aggregate wie Beton ein. Weiterhin schrumpfen die Harze während dem Härten nicht. Die Hitzebeständigkeit und die Beständigkeit gegenüber verschiedenen Chemikalien sind ebenso vorteilhaft und sowohl die Zugfestigkeit als auch die Druckfestigkeit sind größer als die von Beton. Die Harze bilden einen homogen Pfropfen, der keine oder nur eine geringe Tendenz aufweist Poren und Risse zu bilden und eine lange Haltbarkeit in Kohlenwasserstoff-Bohrlöchern aufweist.
Ein geeignetes Harz ist das unter dem Markennamen „Therma-Set Harz 2500" bekannte Harz, das von WeCem in Stavanger, Norwegen, im Handel erhältlich ist.
Die vorstehend ausgeführte Beschreibung dient lediglich erläuternden Zwecken und jegliche Variationen, die innerhalb des Schutzbereichs der Ansprüche liegen, sollen von der vorliegenden Erfindung umfasst werden.
o

Claims

Verfahren zur Bildung eines Pfropfens (1) in einem Erdöl-Bohrloch (2), das von der Erdoberfläche oder dem Seeboden zu einem Erdöl-Vorkommen verläuft, und sich mit einer Ummantelung (3, 3') in einer Linie befindet, das die folgenden Schritte umfasst: a) Bilden von mindestens einer Öffnung (4) in der Ummantelung (3) in einer Entfernung von der Erdoberfläche, b) Bereitstellen eines flüssigen härtbaren Materials in mindestens einem Teil der Öffnung (4) und einem benachbarten Bereich des Bohrlochs (2), wobei das Material nach dem Härten in dem Bohrloch einen Pfropfen (1) ausbildet, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass – in Schritt a) die Öffnung (4) durch ein Rändelwerkzeug (12) gebildet wird, das von einem hydraulischen Motor (22) betrieben wird, der durch ein durch ein Rohwendel, eine mit Gelenken versehene Rohrleitung oder eine Drahtleitung (11) geliefertes hydraulisches Fluid angetrieben wird, und der an der Ummantelung (3) mit mechanischen Ankern (14) verankert ist, und – in Schritt b) das Material, das in mindestens einem Teil der Öffnung bereitgestellt wird, aus einem flüssigen härtbaren Harz besteht.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein in dem Bohrloch (2) vorhandener Produktions-Rohrstrang (5, 5') vor der Bildung des Pfropfens (1) unterhalb des Gebiets des Propfens (1) geschnitten (6) wird, und dass der Produktions-Rohrstrang (5') oberhalb des Schnitts (6) aus dem Bohrloch (2) gehoben wird, während der Produktions-Rohrstrang (5) unterhalb des Schnitts (6) in dem Bohrloch (2) verbleibt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rändelwerkzeug (12) an der Rohwendel, der mit Gelenken versehene Rohrleitung oder der Drahtleitung (11) hängt.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildung der Öffnung (4) in der Ummantelung (3) über eine Entfernung entlang der Längsrichtung des Bohrlochs (2) durch Ziehen der Rohrwendel (11) während des Betriebs des Rändelwerkzeugs (12) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildung der Öffnung (4) in der Ummantelung (3) in dem ganzen Umfang der Ummantelung (3) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein mechanisches oder aufblasbares Dichtungsstück (15) unmittelbar unterhalb des Bereichs der Öffnung (4) in der Ummantelung (3) gesetzt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Schritt a) und vor dem Schritt b) ein mechanisches Dichtungsstück (15) in die Öffnung (4) der Ummantelung (3) gesetzt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt b) ausgeführt wird durch: – Ausbilden einer Reihe aus mindestens zwei Fluid-Klumpen in dem Bohrloch (2), wobei einer der Klumpen ein Flüssig-Harz-Klumpen ist, – Zirkulieren der Reihe aus Fluid-Klumpen von der Erdoberfläche, hinunter in das Bohrloch (2), durch die Öffnung (4) in der Ummantelung (3) und durch einen Kreisring (19) auf der Außenseite der Ummantelung (3), zurück zur Erdoberfläche, und – Stoppen des Zirkuliervorgangs, sobald sich der Flüssig-Harz-Klumpen in dem Bereich der Öffnung (4) befindet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt b) ausgeführt wird durch: – Ausbilden einer Reihe aus mindestens zwei Fluid-Klumpen in der Rohrwendel, die von der Erdoberfläche zu dem Bereich der Öffnung (4) in der Ummantelung (3) verläuft, wobei einer der Klumpen ein Flüssig-Harz-Klumpen ist, – Pumpen der Reihe aus Fluid-Klumpen von der Erdoberfläche in den Bereich der Öffnung (4), und – Anhalten des Pumpvorgangs, sobald sich der Flüssig-Harz-Klumpen in dem Bereich der Öffnung (4) befindet.
Verfahren nach den Ansprüchen 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssig-Harz-Klumpen von den anderen Fluid-Klumpen mit Kolben oder Gummi-Pfropfen isoliert werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Härten des Harz-Pfropfens (1) ein Beton-Pfropfen (16) auf dem Harz-Pfropfens (1) gebildet wird.
Werkzeug (9) zum Rändeln einer Öffnung (4) in eine Ummantelung (3) eines Erdöl-Bohrlochs (2), welche mindestens teilweise mit einem härtbaren Harz zur Bildung eines Pfropfens gefüllt wird, dadurch gekennzeichnet; dass es umfasst: – ein stationäres Gehäuse (17), das in der Ummantelung (3) durch Anker (14) verankert ist und in dem Bohrloch (2) an einer Rohwendel, einer mit Gelenken versehenen Rohrleitung oder einer Drahtleitung (11) hängt, – einen hydraulischen Motor (22) zum Erzeugen einer kreisförmigen Bewegung, angetrieben durch unter Druck stehendes, hydraulisches Fluid, das von der Rohwendel, der mit Gelenken versehenen Rohrleitung oder Drahtleitung (11) geliefert wird, wobei der stationäre Teil des hydraulischen Motors (22) an dem Gehäuse (17) drehend gesichert ist; – ein Rändelwerkzeug (12) zum Rändeln der Öffnung (4) in die Ummantelung (3), wobei das Rändelwerkzeug (12) an dem sich drehenden Teil des hydraulischen Motors (22) drehend gesichert und in Längsrichtung des Bohrlochs in Bezug auf das Gehäuse (17) verschiebbar ist, – ein Übertragungsmechanismus zum Übertragen von Bewegung in der Längsrichtung des Bohrlochs zwischen der Rohwendel, der mit Gelenken versehenen Rohrleitung oder Drahtleitung (11) und dem Rändelwerkzeug (12), um das Rändelwerkzeug (12) durch Ziehen der Rohwendel (11) in dem Bohrloch (2) aufwärts zu treiben.
Pfropfen (1) zum Zupfropfen einer Ummantelung (3) eines Erdöl-Bohrlochs (2), umfassend, ein härtbares Harz, dadurch gekennzeichnet, dass es ein mechanisches oder aufblasbares Dichtungsstück (15) enthält, wobei das mechanische oder aufblasbare Dichtungsstück (15) durch Härten des Harzes in dem Harz integriert wird.