DE829286C

DE829286C - Verfahren und Vorrichtung zum Zementieren von Bohrloechern

Info

Publication number: DE829286C
Application number: DEST191A
Authority: DE
Original assignee: Standard Oil Development Co
Current assignee: Standard Oil Development Co
Priority date: 1944-11-27
Filing date: 1949-11-03
Publication date: 1952-01-24

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Zementieren von Bohrlöchern Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Zementieren von Bohrlöchern.
Man stößt auf große Schwierigkeiten bei Versuchen, Verkleidung in Bohrlöcher einzuzementieren, um eine oder mehrere Formationen voneinander abzuriegeln, da die Wandung des Bohrlochs gewöhnlich mit einer Tonschicht bedeckt ist, die sich durch den Bohrschlamm angesetzt hat. Diese Schicht erschwert eine feste Bindung des Zementes mit der Bohrlochwandung.
Es ist schon vorgeschlagen und versucht worden, die Tonschicht von der Wandung des Bohrlochs vor dem Zementieren abzuschaben, doch führt dies nicht zum Ziel, weil sich während der Abschabarbeit stets eine neue Tonschicht bildet. Außerdem genügten die bisherigen Abschabvorrichtungen den Anforderungen nicht. Die üblichen Vorrichtungen dieser Art schaben die Wandung des Bohrlochs in ihrer ganzen Länge ab, bis sie zu dem Bohrlochabschnitt kommen, der gesäubert werden soll. Es ist jedoch nicht zweckmäßig, die Tonschicht von dem nicht zu zementierenden Teil der Wandung des Bohrlochs mitzuentfernen. Es ist zwar nicht besonders nachteilig, wenn der Schaber die Tonschicht auf seiner Abwärtsfahrt ankratzt, weil sich der Ton stets von neuem ablagert, doch schiebt der Schaber den Ton in den meisten Fällen vor sich her, bis er selbst mit einer Tonschicht bedeckt ist und schließlich die Zementierarbeiten mehr stört als fördert.
Demgegenüber besteht die Erfindung darin, daß die Wandung des Bohrlochs lediglich an der zu zementierenden Stelle abgeschabt wird und während des Abschabens Zement in die betreffende Stelle gedrückt wird.
Dies wird dadurch erreicht, daß man zum Abschaben ein rotierendes Organ, das mit in Abständen und vertikal untereinander angebrachten Schabern versehen ist, in das Bohrloch bls zu dem zu zementierenden Abschnitt einbringt und es zunächst bis zur Entfernung der Tonschicht und weiterhin während des Einführens von Zement rotieren läßt. :Auf diese Weise wird sowohl die Neubildung einer Tonschicht als auch das Weglaufen des Zementes vermieden und ein wirksamer Zementverschluß der betreffenden Formation erreicht.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt Fig. i einen Seitenriß einer Abschabvorrichtung gemä4 der Erfindung, Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie II-lI in Fig. i, Fig. 3 eine Einzelheit des Abschabefingers, F ig. 4 die Befestigung der Finger und Fig. 5 einen Längsschnitt durch ein Bohrloch mit der Vorrichtung in Arbeitsstellung.
i\-Iit i ist ein Rohr bezeichnet, das in ein Bohrloch einzementiert werden soll, mit 2 eine Hülse oder Muffe, die längsverschiebbar um das Rohr i angeordnet ist. Diese Hülse ist mit sich gegenüberliegenden, der Länge nach durchgehenden Schlitzen 3 versehen, durch die an dem Rohr i befestigte Stifte 4 hindurchragen. An der Hülse 2 angeschweißt sind vier Kanalglieder 5, von denen jedes mit einer Längsreihe von auf gleicher Linie liegenden Löchern 6 sowie mit parallel hierzu verlaufenden Niete 7 versehen ist. Die einzelnen Niete sind in gleichmäßigen Abständen voneinander und lagemäßig in einem stufenweisen Verhältnis zu den Löchern angebracht. Jedes Abschaborgan ist ein U-förmiges Federgebilde 8 mit einem Auge 9 (Fig. 3), das so geformt ist, daß es auf den Kopf der Niet 7 paßt und an jedem Ende seiner Schenkel mit einem zu einer Spiralfeder geformten Teil io versehen ist, das in die Löcher 6 paßt. Vom Ende jeder Spiralfeder erstreckt sich ein Federfinger i i nach außen. Dieser Finger kann in beliebiger Form gehalten sein. Nach der Zeichnung ragt ein Teil seiner Länge radial aus dem Mantel entgegen dessen Drehrichtung heraus.
Die Hülse ist in Rohrlängsrichtung höhenverschiebbar, wodurch während der Drehbewegung des Rohres i der Wirkungsbereich der Schaber über die Hülsenlänge hinaus vergrößert werden kann. Die Hülse 2 ist übrigens nicht unbedingt erforderlich, da die Führungsglieder 5 direkt an das Rohr angeschweißt werden können.
Fig. 5 zeigt ein Bohrloch, in welches das Rohr i derart eingeführt ist, daß es eine ölführende Schicht 13 durchsetzt. Der auf diese Weise gebildete Rohrstrang i wird unter- und oberhalb der ölführenden Schicht 13 derart einzementiert, daß diese von den benachbarten Formationen, von denen die untere 14 z. B. Wasser und die nächsthöhere Formation 15 z. B. Gas enthält, abgeriegelt wird. Das Rohr i führt einen Zementierschuh 16 an seinem unteren Ende und wird 15 bis 30 Minuten lang gedreht, wobei während des Drehens Zement durch das Rohr i eingeleitet wird, bis dieser an der Außenseite des Mantelrohres bis oberhalb der ölführenden Formation aufgestiegen ist. In einzelnen Fällen wird es sich empfehlen, vor der Zementierung klares Wasser durchzuschicken, um damit den Bohr- und Tonschlamm zu entfernen. Nach der Einführung des Zementes wird das Drehen des Rohres eingestellt, damit der Zement hart wird. Darauf wird mittels einer Durchlöcherungsvorrichtung das Rohr im Bereich des Ölhorizontes 13 perforiert, damit das 01 in das Rohr eintreten kann.
Die Abschabefinger sind so gestaltet und angeordnet, daß sie beim Herablassen des Rohres in das Bohrloch die Tonschicht an der Bohrlochwandung über den abzuschabenden Abschnitten möglichst wenig beschädigen und keinen Ton vor sich her schieben. Gleichzeitig zentrieren die Finger das Rohr so, daß eine Zementschicht von ziemlich gleichmäßiger Stärke gebildet wird.
Die Erfindung ist für jedes Zementierverfahren anwendbar.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Zementieren eines Bohrlochs, auf dessen Wandung sich eine Schicht eines undurchlässigen Materials abgelagert hat, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung an der zu zementierenden Stelle abgeschabt wird und während des Abschabens Zement in die betreffende Stelle gedrückt wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschaben mittels eines rotierbaren Organs vorgenommen wird, das auf seiner Außenfläche eine Abschabvorrichtung trägt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zement in einen zwischen dem rotierenden Organ und der Wandung des Bohrlochs gebildeten Zwischenraum gedrückt wird.
4. Verfahren nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das rotierbare Organ auf der Außenfläche eines einzuzementierenden Rohres verschiebbar gelagert ist.
5. Verfahren nach den Ansprüchen i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Zementieren zwischen dem rotierenden Organ und der Wandung des Bohrlochs Wasser eingespült wird.
6. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach den Ansprüchen i bis 5, gekennzeichnet durch eine Abschabvorrichtung mit längsweise auf gleicher Linie angeordneten Reihen von gefederten Fingern.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschabvorrichtung als Muffe ausgebildet ist, die an dem einzuzementierenden Rohr angebracht ist und gleichzeitig als Zentriervorrichtung dient. B.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Muffe durch das Rohr drehbar und relativ zu diesem längsverschiebbar angebracht ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Längsreihe von als Stützkörper dienenden Federorganen, die mit Federteilen ausgestattet sind, die in einen oder mehrere sich nach außen erstreckende, eine Längsreihe bildende Federfinger auslaufen. io. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daB jedes Kanalglied (5) mit einer parallel zu diesem verlaufenden Längsreihe von in einer Linie liegenden Löchern (6) versehen ist, in welche die zu einer Spirale geformten Federteile (io) passen.