EA037727B1 - Способ герметизации пустот в отверждаемой цементной оболочке, окружающей обсадную трубу скважины, или вблизи нее - Google Patents
Способ герметизации пустот в отверждаемой цементной оболочке, окружающей обсадную трубу скважины, или вблизи нее Download PDFInfo
- Publication number
- EA037727B1 EA037727B1 EA201991106A EA201991106A EA037727B1 EA 037727 B1 EA037727 B1 EA 037727B1 EA 201991106 A EA201991106 A EA 201991106A EA 201991106 A EA201991106 A EA 201991106A EA 037727 B1 EA037727 B1 EA 037727B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- casing
- expansion
- depth
- unexpanded
- section
- Prior art date
Links
- 239000004568 cement Substances 0.000 title claims abstract description 47
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 238000007789 sealing Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- 238000007373 indentation Methods 0.000 description 3
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 2
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000006263 elastomeric foam Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/02—Subsoil filtering
- E21B43/10—Setting of casings, screens, liners or the like in wells
- E21B43/103—Setting of casings, screens, liners or the like in wells of expandable casings, screens, liners, or the like
- E21B43/105—Expanding tools specially adapted therefor
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
- E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
- E21B33/13—Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices or the like
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
- E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
- E21B33/13—Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices or the like
- E21B33/14—Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices or the like for cementing casings into boreholes
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Lining And Supports For Tunnels (AREA)
- Underground Structures, Protecting, Testing And Restoring Foundations (AREA)
Abstract
Способ герметизации пустот в отверждаемой цементной оболочке (4), окружающей обсадную трубу (3) подземного ствола скважины, или вблизи нее, причем способ включает этапы: создания расширительного устройства (1) с краевыми расширительными сегментами (2), которое выполнено с возможностью перемещения с расширительными сегментами (2) в нерасширенной конфигурации вверх и вниз по обсадной трубе скважины (3); перемещения нерасширенного расширительного устройства (1) на выбранную глубину в обсадной трубе (3) скважины; расширения краевых расширительных сегментов (2) на выбранной глубине, тем самым пластически расширяя выбранный участок обсадной трубы и вдавливая расширенный участок обсадной трубы в окружающую цементную оболочку, тем самым герметизируя полости.
Description
Область техники
Настоящее изобретение относится к способу герметизации пустот в отверждаемой цементной оболочке, окружающей обсадную трубу подземного ствола скважины, или вблизи нее.
Уровень техники
В патенте США № 4716965 описан способ герметизации, при котором гибкая гильза, изготовленная из эластомерной пены, охватывает обсадную трубу скважины, чтобы герметизировать какие-либо микроскопические кольцевые пространства между обсадной трубой скважины и цементом в окружающем кольцевом пространстве обсадной трубы. Известная гильза может быть расположена только вокруг обсадной трубы скважины и не подходит для облицовки внутренней поверхности обсадной трубы скважины, поскольку она подвержена повреждению и отрыву от нее.
В другом способе герметизации, раскрытом в патенте США № 8157007, обсадной хвостовик или обсадную трубу локально расширяют в нескольких местах по ее длине с помощью надувной камеры для создания зональной изоляции. Недостаток этого известного способа заключается в том, что усилие расширения, создаваемое надувной камерой, ограничено, так что камера не подходит для расширения толстостенной обсадной трубы, по меньшей мере, вместе с внутренней частью окружающей оболочки из отверждаемого цемента.
Другие решения для герметизации цементной оболочки, окружающей обсадную трубу, включают замещение цемента за обсадной трубой и/или добавление дополнительного материала для улучшения герметизации в кольцевом пространстве. Эти способы замещения и добавления цемента известны как фрезеровочные работы и цементирование участка обсадной трубы, перфорирование-промывка и цементирование, перфорирование и закачка цемента или смолы и требуют создания доступа к кольцевому пространству путем фрезерования или перфорирования обсадной трубы, включают в себя сложные внутрискважинные работы, для некоторых из которых необходимо наличие дорогостоящей буровой установки на буровой площадке. Степень успеха этих способов замещения или добавления цемента ограничена, как правило, в диапазоне от 30 до 60%.
Сущность изобретения
В соответствии с настоящим изобретением предложен способ герметизации пустот в отверждаемой цементной оболочке, окружающей обсадную трубу подземного ствола скважины, или вблизи нее, причем способ включает этапы: создания расширительного устройства с краевыми расширительными сегментами, которое выполнено с возможностью перемещения с расширительными сегментами в нерасширенной конфигурации вверх и вниз по обсадной трубе скважины; перемещения нерасширенного расширительного устройства на выбранную глубину в обсадной трубе скважины; расширения краевых расширительных сегментов на выбранной глубине, тем самым выдавливания расположенных по окружности углублений во внутренней поверхности выбранного участка обсадной трубы и расширения наружной поверхности выбранного расширяемого участка обсадной трубы в окружающую цементную оболочку, тем самым герметизируя полости.
Эти и другие признаки, варианты реализации и преимущества способа и подходящих расширительных устройств описаны в прилагаемой формуле изобретения, реферате и последующем подробном описании неограничивающих вариантов реализации, изображенных на прилагаемых чертежах, на которых использованы номера позиций для описания, относящиеся к соответствующим номерам позиций, изображенным на чертежах.
Одинаковые номера позиций на разных фигурах обозначают одинаковые или похожие объекты. Специалист в данной области может по-разному комбинировать объекты и другие признаки, изображенные на чертежах и/или описанные в данном описании, реферате и/или формуле изобретения.
Краткое описание графических материалов
На фиг. 1 показан пример подходящего расширительного устройства с краевыми расширительными сегментами в нерасширенной конфигурации;
на фиг. 2 показано расширительное устройство по фиг. 1 с краевыми расширительными сегментами в расширенной конфигурации;
на фиг. 3 показан вид в продольном разрезе цементированной обсадной трубы скважины, короткий участок которой был расширен и вдавлен в окружающую цементную оболочку с помощью краевых расширительных сегментов;
на фиг. 4 приведен вид в перспективе другого подходящего расширительного устройства;
на фиг. 5 приведен увеличенный вид в перспективе сегментов расширительного устройства по фиг. 4 под другим углом зрения;
на фиг. 6а и 6b соответственно приведен вид сбоку и вид в продольном разрезе расширительного устройства по фиг. 4;
на фиг. 7а-7с показаны последовательные этапы работы расширительных устройств, показанных на фиг. 4, в обсадной трубе скважины в продольном разрезе.
Подробное описание изображенных вариантов реализации изобретения
Заявитель установил, что существует потребность в улучшенном и надежном способе герметизации цементной оболочки, который не основан на замещении или добавлении материалов за обсадной трубой
- 1 037727 и не требует проникновения в обсадную трубу. Также существует потребность в улучшенном экономически эффективном и надежном способе герметизации цемента, который использует уже имеющиеся на месте материалы и который может быть применен с помощью надежного инструмента в простой внутрискважинной операции, предпочтительно без использования дорогостоящей буровой установки. Кроме того, может возникнуть необходимость в улучшенном способе и системе для герметизации цементной оболочки, которая обладает возможностью расширения толстостенной обсадной трубы или другого обсадного хвостовика и по меньшей мере части окружающей отверждаемой цементной оболочки для герметизации микроскопических кольцевых пространств и других пустот в цементной оболочке и вблизи нее, что позволяет преодолеть ограничения и недостатки известных способов и систем для герметизации цементных оболочек, окружающих обсадные трубы и другие обсадные хвостовики.
Благодаря расширению краевых расширительных сегментов по отношению к цементированной оболочке на выбранной глубине и, таким образом, выдавливанию расположенных по окружности углублений во внутренней поверхности участка обсадной трубы наружная поверхность участка обсадной трубы может быть локально расширена в окружающую цементную оболочку. Неожиданно было установлено, что пустоты в цементной оболочке могут быть герметизированы. Считается, что отверждаемый цемент будет проявлять пластическую деформацию под действием напряжения, вызванного локальным расширением выбранного участка обсадной трубы в цементную оболочку. По меньшей мере часть наружной поверхности расширяемого участка обсадной трубы и окружающей цементной оболочки может быть пластически деформирована в результате расширения.
Пустоты могут быть герметизированы на постоянной основе. По меньшей мере, было обнаружено, что герметизация пустот сохраняется после извлечения расширительного устройства. Эффект удерживания может быть усилен пластической деформацией цементной оболочки, что может привести к пластическому заполнению пустот цементом.
Пустоты могут содержать микроскопические кольцевые пространства в отверждаемой цементной оболочке и вблизи нее, и во время этапа расширения расширительное устройство может быть расположено, по существу, на постоянной глубине внутри ствола скважины. Необязательно этап расширения выбранного участка обсадной трубы сопровождается перемещением нерасширенного расширительного устройства вверх или вниз по стволу скважины на другую глубину, на которой может быть расширен другой выбранный участок обсадной трубы для герметизации микроскопических кольцевых пространств и других пустот на указанной другой глубине. Указанная операция может быть повторена несколько раз для герметизации микроскопических кольцевых пространств и других пустот на нескольких глубинах по длине ствола скважины.
В способе может подходящим образом использоваться расширительное устройство для герметизации пустот в отверждаемой цементной оболочке, окружающей обсадную трубу подземного ствола скважины, или вблизи нее. Расширительное устройство, соответственно, содержит ряд краевых расширительных сегментов, разнесенных по окружности, которые выполнены с возможностью пластического расширения кольца разнесенных по окружности углублений в выбранном участке обсадной трубы и, таким образом, вдавливания расширяемого участка обсадной трубы в окружающую цементную оболочку, тем самым герметизируя пустоты.
Расширительное устройство может быть подвешено к трубчатой колонне, талевому канату или линии электронной связи, по которой может транспортироваться электрическая и необязательно гидравлическая энергия и/или сигналы от расширительного устройства и узла управления на поверхности земли. Расширительные сегменты могут иметь в продольном направлении, по существу, V-образные края и могут быть выполнены с возможностью расширения выбранного участка обсадной трубы таким образом, чтобы он имел кольцо, по существу, V-образных углублений в продольном направлении, причем этот участок соединен с соседними нерасширенными плавно изогнутыми наружу, вогнутыми, наполовину расширенными участками обсадной трубы. Продольная длина, по существу, V-образных краев может составлять менее 20 см, необязательно менее 10 см или менее 5 см. Расширительное устройство может содержать узел гидравлического привода, который расширяется в радиальном направлении и сжимает расширительные сегменты.
На фиг. 1 показан вариант реализации расширительного устройства 1. Устройство 1 содержит расширительные сегменты 2 и выполнено с возможностью перемещения с расширительными сегментами 2 в нерасширенной конфигурации, как показано на фиг. 1, вверх и вниз по обсадной трубе 3, как показано на фиг. 2 и 3.
На фиг. 2 показана обсадная труба 3 скважины над расширительным устройством 1 с краевыми расширительными сегментами 2 в расширенной конфигурации.
На фиг. 1 и 2, кроме того, показано, что расширительные сегменты 2 содержат V-образные наружные края 12 и паз, в который вставлено О-образное эластомерное кольцо 13, втягивающее расширительные сегменты 2 обратно во втянутое положение после операции локального расширения обсадной трубы. Наружные края 12 могут быть закруглены в направлении по окружности по краям, например, с помощью скошенных граней 14, показанных на фиг. 1 и 2. При этом можно избежать чрезмерной концентрации напряжений, которые в противном случае могли бы возникнуть при расширении сегментов 2 в стенке
- 2 037727 обсадной трубы.
На фиг. 3 показан вид в продольном разрезе обсадной трубы 3 скважины, короткий участок которой был расширен и вдавлен в окружающую цементную оболочку 4 с помощью краевых расширительных сегментов 2.
Разнесенные по окружности V-образные углубления 6 представляют собой области, в которых Vобразные расширительные сегменты 2 были радиально вдавлены в обсадную трубу 3 скважины.
Предлагаемые в настоящее время способ и система локального расширения обсадной трубы могут быть использованы в качестве способа восстановления и/или ремонта для существующих скважин, в которых колонну 3 обсадных труб скважины, которая может содержать соединенные между собой секции облицовки или обсадной трубы, скважинные фильтры и/или другие трубчатые элементы, цементируют внутри наружной обсадной трубы 5 или горной породы, в которой имеется утечка текучих сред или газа в кольцевом пространстве по длине ствола скважины, через границу раздела между отверждаемым прочным цементом и обсадными трубами или горной породой.
На фиг. 3 показан один из необязательного ряда продольно разнесенных кольцеобразных расширений 6 внутренней обсадной трубы 3 скважины, в результате чего наружная часть обсадной трубы 3 сжимает окружающую цементную оболочку 4 и тем самым улучшает связь и герметизацию поверхности 7 раздела между цементной оболочкой 3 и внутренней обсадной трубой 3, а также герметизацию поверхности 8 раздела между цементной оболочкой 4 и наружной обсадной трубой 5 скважины или горной породой. Локально прилагаемое усилие от расширения внутренней обсадной трубы 3 к замкнутой и прочной цементной оболочке 4 таково, что замкнутый цемент непосредственно за расширенным кольцом пластически деформируется, что приводит к улучшению герметизации поверхностей 7 и 8 раздела.
Во время эксплуатации нерасширенное расширительное устройство 1 может быть опущено в ствол скважины. Нерасширенное расширительное устройство 1 перемещают на выбранную глубину в обсадной трубе скважины. Обычно это включает опускание нерасширенного расширительного устройства 1 до указанной выбранной глубины. Расширительное устройство 1 выполнено с возможностью выполнения множества вдавливаний последовательно по длине ствола скважины за один проход и может быть легко перемещено в стволе скважины к представляющему интерес месту.
Кроме того, на фиг. 1 показано, что расширительное устройство 1 содержит конусообразный расширитель 10, который подводит краевые расширительные сегменты 2 к обсадной трубе 3 и вдавливает их в нее, как показано на фиг. 3. Фасонный расширитель 10 может представлять собой многогранный клин, который может быть перемещен в продольном направлении относительно краевых сегментов 2. Каждая из граней может контактировать с одним из краевых расширительных сегментов 2.
V-образные расширительные сегменты 2 выталкиваются в радиальном направлении наружу, в то время как конусообразный расширитель 10 перемещается в осевом направлении относительно обсадной трубы 3 и расширительных сегментов 2 по неизменной длине хода для создания заранее заданного увеличения диаметра или заранее заданного усилия, действующего на обсадную трубу 3.
Угол конусообразного расширителя 10 и сопряженные области контакта с расширительными сегментами 2 выполнены таким образом, чтобы оптимизировать создаваемое усилие при минимизации трения и предотвращать износ и деформацию поверхностей. Форма расширительных сегментов 2 выполнена таким образом, чтобы максимизировать локальное вдавливание обсадной трубы при одновременном предотвращении разрушения обсадной трубы и деформации области контакта сегментов.
Конусообразный расширитель 10 может приводиться в действие многопоршневым гидравлическим приводом для оптимизации соотношения между требуемым усилием, рабочим давлением и ограничением диаметра.
Г идравлическое давление может быть создано скважинным гидравлическим насосом и/или гидравлической энергией, создаваемой гидравлическим насосом на поверхности земли, которая передается к расширительному устройству через гибкую трубку малого диаметра, известную как капиллярная трубка. Текучая среда для приведения в действие гидравлического цилиндра может переноситься и храниться в расширительном устройстве 1.
Расширительное устройство 1 может перемещаться через ствол скважины с использованием различных устройств развертывания, таких как трос для работ в скважине, линия электронной связи, гибкая труба или составная труба. Предпочтительный способ транспортировки для перемещения расширительного устройства 1 через скважину - с помощью троса, и в этом случае для развертывания буровая установка не требуется. Лабораторные испытания расширительного устройства 1 показали, что:
прочный цемент, замкнутый в кольцевом пространстве между трубами, будет подвергаться пластической деформации под нагрузкой;
применение способа привело к 100-кратному уменьшению скорости утечки при одной единственной деформации кольцевой формы.
На фиг. 4-6 показано другое расширительное устройство, подходящее для реализации способа. В этом варианте реализации расширяемые сегменты выполнены в форме лопастей 22. Лопасти 22 упруго опираются на кольцевое основание 24. В настоящем варианте реализации лопасти 22 и кольцевое основание образуют монолитный элемент. Чтобы избежать концентрации напряжений, небольшие участки
- 3 037727 материала могут быть механически удалены из кольцевого основания 24 по краям лопастей 22, как указано выемками 25. На других концах лопастей 22 предусмотрены V-образные наружные края 12. Кольцевое основание 24 может быть снабжено соединительным устройством 26 для крепления инструмента к переходнику привода (не показано). Каждая лопасть 22 также может быть снабжена одним или более поперечных сквозных отверстий 16 для крепления на внутренней стороне каждой лопасти 22 контактного блока, который оптимизирован для контакта с возможностью скольжения с гранями внутреннего клина (внутренний клин показан на фиг. 7а-7с). Вместо них или в дополнение к ним могут использоваться другие средства соединения, включая сварные швы или клейкие вещества. Подобно предыдущему варианту реализации наружные края 12 могут быть закруглены в окружном направлении по краям, например, в виде скошенных граней 14.
Со ссылкой на фиг. 7а-7с, расширительное устройство по фиг. 4-6 показано при работе внутри обсадной трубы 3. На этих фигурах показан конусообразный расширитель 10, который при приведении в действие может перемещаться в продольном направлении относительно лопастей 22. Движущая сила для перемещения может быть приложена посредством гидравлики через узел гидравлического привода (не показан). Соответственно, конусообразный расширитель 10 скользит вдоль центральной продольной оправки (не показано). Конус может иметь грани, которые взаимодействуют с возможностью скольжения с контактными блоками 18, закрепленными в углублениях внутри лопастей. Каждая грань соответствующим образом входит в контакт с одним контактным блоком 18. Контактные блоки 18 могут быть выполнены из материала, отличного от материала лопастей 22. Расширительный конус 10 может быть выполнен из еще одного материала. Все материалы предпочтительно представляют собой различные марки хромистой/молибденовой/ванадиевой стали и/или хромистой стали. В качестве альтернативы могут использоваться другие типы высокопрочных коррозионноустойчивых материалов, таких как никелевые сплавы.
После перемещения устройства в нерасширенном состоянии в выбранное место внутри обсадной трубы 3 скважины, как показано на фиг. 7а, включается гидравлическая система, посредством которой расширительный конус 10 перемещается внутри лопастей 22, которые, в свою очередь, будут упруго перемещаться радиально наружу до тех пор, пока V-образные края 12 сегментов не войдут в зацепление с внутренней поверхностью обсадной трубы 3 скважины (фиг. 7b). При дальнейшем перемещении расширительного конуса 10 V-образные края 12 будут вдавливаться в обсадную трубу 3 и окружающий отверждаемый цемент, как описано выше. Это показано на фиг. 7с. После втягивания расширительного конуса 10 лопасти 22 будут упруго сжиматься до тех пор, пока расширительное устройство снова не окажется в нерасширенном состоянии. Путем соответствующего выбора длины, толщины, формы и материала лопастей могут быть подобраны упругие свойства для функционирования. Таким образом, отдельная пружина, такая как О-образное эластомерное кольцо 13, описанное со ссылкой на фиг. 1 и 2, может не понадобиться. При возврате в нерасширенное состояние расширительное устройство может быть извлечено из ствола скважины или перемещено в другое место в обсадной трубе скважины для повторения процедуры.
На фиг. 8 показана предпочтительная последовательность локального расширения обсадной трубы 3. Показан ствол скважины после завершения операции герметизации. Сначала нерасширенное расширительное устройство было перемещено на выбранную первую глубину 21 в обсадной трубе 3 скважины, на которой краевые расширительные сегменты были расширены, что привело к образованию расположенных по окружности углублений 6 во внутренней поверхности выбранного участка обсадной трубы. Наружная поверхность выбранного расширенного участка обсадной трубы была расширена в окружающую цементную оболочку 4, в то же время удерживая расширительное устройство расположенным, по существу, неподвижно на выбранной первой глубине 21. Это сопровождалось перемещением нерасширенного расширительного устройства на выбранную вторую глубину 22 в обсадной трубе 3. Вторая глубина 22 в этом случае расположена глубже выбранной первой глубины 21. Она не должна совпадать с первой выбранной глубиной 21. Этап расширения повторялся на второй выбранной глубине 22. После этого нерасширенное расширительное устройство было перемещено на выбранные третью и четвертую глубины 23 и 24 соответственно. Они представляют собой промежуточные глубины между указанной первой выбранной глубиной 21 и указанной второй выбранной глубиной 22. При этом достигнуто состояние, в котором цемент в цементной оболочке 4 на промежуточных глубинах подвергался еще большей нагрузке при повторении там этапов расширения, поскольку предыдущие этапы расширения на первой и второй глубинах 21 и 22 удерживают отверждаемый цемент от деформации вдоль кольцевого пространства.
Способы, система и/или какие-либо продукты хорошо подходят для достижения указанных, а также присущих им целей и преимуществ.
Конкретные варианты реализации изобретения, раскрытые выше, являются только иллюстративными, так как настоящее изобретение может быть модифицировано, объединено и/или реализовано различными, но эквивалентными способами, очевидными специалисту в данной области техники, благодаря идеям, изложенным в данном документе. Кроме того, для деталей конструкции или схем, проиллюстрированных в настоящем документе, не предусмотрены никакие ограничения, кроме раскрытых в приве
- 4 037727 денных ниже пунктах формулы изобретения. Поэтому очевидно, что конкретные иллюстративные варианты реализации изобретения, описанные выше, могут быть изменены, объединены и/или модифицированы, и считается, что все такие варианты находятся в рамках объема и сущности настоящего изобретения, определяемых прилагаемой формулой изобретения.
Хотя какие-либо способы, системы и/или продукты, воплощающие изобретение, описаны в терминах содержащий, вмещающий, или включающий в себя, различные компоненты или этапы могут также состоять, по существу, из или состоять из различных описанных компонентов или этапов.
Все числа и диапазоны, раскрытые выше, могут изменяться в некоторой степени. Всегда, когда раскрывается числовой диапазон с нижним пределом и верхним пределом, раскрывается какое-либо число и какой-либо включенный диапазон, попадающий в конкретно раскрытый диапазон. В частности, каждый диапазон величин (в виде примерно от а до b или, эквивалентно, приблизительно от а до b, или, эквивалентно, примерно в пределах а-b), раскрытый в настоящем документе, следует понимать как устанавливающий каждое число и диапазон, охватываемый более широким диапазоном значений.
Кроме того, термины в формуле изобретения имеют свое простое, обычное значение, если иное явно и четко не определено патентообладателем.
Кроме того, под использованной в формуле изобретения формой единственного числа следует понимать один или большее количество элементов.
Если в настоящем описании и одном или более патентов или других документов, которые могут быть включены в настоящий документ посредством ссылки, существует какое либо противоречие в использовании слова или термина, то должны быть приняты определения, согласующиеся с настоящим описанием.
Claims (13)
- ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ1. Способ герметизации пустот в отверждаемой цементной оболочке, окружающей обсадную трубу подземного ствола скважины, или вблизи нее, причем способ включает этапы:создания расширительного устройства с краевыми расширительными сегментами, которое выполнено с возможностью перемещения с расширительными сегментами в нерасширенной конфигурации вверх и вниз по обсадной трубе скважины;перемещения нерасширенного расширительного устройства на выбранную глубину в обсадной трубе скважины;расширения краевых расширительных сегментов на выбранной глубине, тем самым выдавливая расположенные по окружности углубления во внутренней поверхности выбранного участка обсадной трубы и расширяя наружную поверхность выбранного участка обсадной трубы в окружающую цементную оболочку, тем самым герметизируя полости.
- 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что расширительное устройство последовательно приводят в нерасширенное состояние перед перемещением нерасширенного расширительного устройства вверх или вниз по стволу скважины.
- 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что герметизация пустот сохраняется после приведения расширительного устройства в нерасширенное состояние.
- 4. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что пустоты содержат микроскопические кольцевые пространства в отверждаемой цементной оболочке и/или вблизи нее.
- 5. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что на этапе расширения расширительное устройство расположено, по существу, на постоянной глубине в стволе скважины и после расширения выбранного участка обсадной трубы нерасширенное расширительное устройство перемещают вверх или вниз по стволу скважины на другую глубину, на которой другой выбранный участок обсадной трубы расширяют для герметизации микроскопических кольцевых пространств и/или других пустот на указанной другой глубине.
- 6. Способ по п.5, отличающийся тем, что этапы расширения выбранного участка обсадной трубы и перемещения нерасширенного расширительного устройства вверх или вниз по стволу скважины на другую глубину, на которой расширяют другой выбранный участок обсадной трубы, повторяют несколько раз для герметизации микроскопических кольцевых пространств и/или других пустот на нескольких глубинах по длине ствола скважины.
- 7. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что дополнительно включает в себя перемещение нерасширенного расширительного устройства на выбранную первую глубину в обсадной трубе скважины;расширение краевых расширительных сегментов на первой выбранной глубине, тем самым выдавливая расположенные по окружности углубления во внутренней поверхности выбранного участка обсадной трубы и расширяя наружную поверхность выбранного участка обсадной трубы в окружающую цементную оболочку, в то же время удерживая расширительное устройство расположенным, по существу, на постоянной глубине, с последующим перемещением нерасширенного расширительного устройства на- 5 037727 выбранную вторую глубину в обсадной трубе скважины, которая не совпадает с первой выбранной глубиной;повторение указанного этапа расширения на указанной второй выбранной глубине, с последующим перемещением нерасширенного расширительного устройства на одну или более выбранных промежуточных глубин в обсадной трубе скважины между указанной первой выбранной глубиной и указанной второй выбранной глубиной, и повторение указанного этапа расширения на каждой из указанных выбранных промежуточных глубин.
- 8. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что расширительные сегменты имеют в продольном направлении, по существу, V-образный наружный контур и выполнены с возможностью расширения выбранного участка обсадной трубы таким образом, что он имеет кольцо из, по существу, V-образных углублений, разнесенных по окружности.
- 9. Способ по п.8, отличающийся тем, что расширительные сегменты имеют V-образные края с сегментированным кольцевым наружным контуром в направлении по окружности и выполнены с возможностью расширения выбранного участка обсадной трубы так, что углубления имеют в продольном направлении внутренний контур, по существу, V-образной формы, причем этот участок соединен с соседними нерасширенными, плавно изогнутыми наружу, вогнутыми, наполовину расширенными участками обсадной трубы.
- 10. Способ по п.9, отличающийся тем, что длина, по существу, V-образного края составляет менее 20 см.
- 11. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что по меньшей мере часть наружной поверхности расширенного участка обсадной трубы и окружающей оболочки из отверждаемого цемента пластически деформируется в результате расширения.
- 12. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что расширительное устройство содержит узел гидравлического привода, который расширяет и сжимает расширительные сегменты в радиальном направлении.
- 13. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что расширительное устройство подвешено к трубчатой колонне, талевому канату или электрической линии, по которой может транспортироваться электрическая энергия и/или сигналы между расширительным устройством и узлом управления на поверхности земли.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP16196704 | 2016-11-01 | ||
| PCT/EP2017/077817 WO2018083069A1 (en) | 2016-11-01 | 2017-10-30 | Method for sealing cavities in or adjacent to a cured cement sheath surrounding a well casing |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201991106A1 EA201991106A1 (ru) | 2019-09-30 |
| EA037727B1 true EA037727B1 (ru) | 2021-05-14 |
Family
ID=57218800
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201991106A EA037727B1 (ru) | 2016-11-01 | 2017-10-30 | Способ герметизации пустот в отверждаемой цементной оболочке, окружающей обсадную трубу скважины, или вблизи нее |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10794158B2 (ru) |
| EP (1) | EP3535477B1 (ru) |
| CN (1) | CN110023583B (ru) |
| AU (1) | AU2017355216B2 (ru) |
| BR (1) | BR112019008889B1 (ru) |
| CA (1) | CA3040818A1 (ru) |
| EA (1) | EA037727B1 (ru) |
| MX (1) | MX2019004854A (ru) |
| WO (1) | WO2018083069A1 (ru) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3394382A1 (en) * | 2015-12-23 | 2018-10-31 | Peak Well Services Pty Ltd. | Downhole apparatus and methods of use |
| US10801284B2 (en) | 2015-12-23 | 2020-10-13 | Schlumberger Technology Corporation | Expanding and collapsing apparatus and methods of use |
| AU2016376009B2 (en) | 2015-12-23 | 2022-04-07 | Schlumberger Technology B.V. | Torque transfer apparatus and methods of use |
| GB201522725D0 (en) | 2015-12-23 | 2016-02-03 | Peak Well Systems Pty Ltd | Expanding and collapsing apparatus and methods of use |
| WO2019227195A1 (en) | 2018-06-01 | 2019-12-05 | Winterhawk Well Abandonment Ltd. | Casing expander for well abandonment |
| WO2020016169A1 (en) * | 2018-07-20 | 2020-01-23 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Method of remediating leaks in a cement sheath surrounding a wellbore tubular |
| CN109611055B (zh) * | 2018-12-07 | 2021-05-18 | 山东兆鑫石油工具有限公司 | 一种被动解体式可溶桥塞 |
| CN111379534B (zh) * | 2018-12-27 | 2022-05-10 | 中国石油天然气股份有限公司 | 套管的封堵方法 |
| WO2022078800A1 (en) | 2020-10-12 | 2022-04-21 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Method of creating an annular zonal isolation seal in a downhole annulus |
| WO2022171604A1 (en) | 2021-02-11 | 2022-08-18 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Method for abandoning a completed wellbore |
| US11634967B2 (en) | 2021-05-31 | 2023-04-25 | Winterhawk Well Abandonment Ltd. | Method for well remediation and repair |
| WO2023222738A1 (en) | 2022-05-20 | 2023-11-23 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Method of deforming an outer wellbore tubular |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4716965A (en) * | 1985-04-11 | 1988-01-05 | Shell Oil Company | Installing casing with improved casing/cement bonding |
| US6725917B2 (en) * | 2000-09-20 | 2004-04-27 | Weatherford/Lamb, Inc. | Downhole apparatus |
| US20080223568A1 (en) * | 2005-08-05 | 2008-09-18 | Serge Mathieu Roggeband | Pipe Expander |
| US20100319427A1 (en) * | 2007-05-04 | 2010-12-23 | Dynamic Dinosaurs B.V. | Apparatus and method for expanding tubular elements |
Family Cites Families (33)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3167122A (en) * | 1962-05-04 | 1965-01-26 | Pan American Petroleum Corp | Method and apparatus for repairing casing |
| US3477506A (en) * | 1968-07-22 | 1969-11-11 | Lynes Inc | Apparatus relating to fabrication and installation of expanded members |
| US3720262A (en) | 1971-01-21 | 1973-03-13 | D Grable | Method and apparatus for sub-surface deformation of well pipe |
| US3857445A (en) * | 1973-03-02 | 1974-12-31 | Amoco Prod Co | Controlled casing sleeve |
| MY108743A (en) | 1992-06-09 | 1996-11-30 | Shell Int Research | Method of greating a wellbore in an underground formation |
| US6135208A (en) | 1998-05-28 | 2000-10-24 | Halliburton Energy Services, Inc. | Expandable wellbore junction |
| GB2344606B (en) | 1998-12-07 | 2003-08-13 | Shell Int Research | Forming a wellbore casing by expansion of a tubular member |
| EP1147287B1 (en) | 1998-12-22 | 2005-08-17 | Weatherford/Lamb, Inc. | Procedures and equipment for profiling and jointing of pipes |
| US6419025B1 (en) | 1999-04-09 | 2002-07-16 | Shell Oil Company | Method of selective plastic expansion of sections of a tubing |
| AU2002210620A1 (en) * | 2000-10-06 | 2002-04-15 | Philippe Nobileau | Method and system for tubing a borehole in single diameter |
| EP1438483B1 (en) * | 2001-10-23 | 2006-01-04 | Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. | System for lining a section of a wellbore |
| GB0215659D0 (en) | 2002-07-06 | 2002-08-14 | Weatherford Lamb | Formed tubulars |
| RU2319826C2 (ru) * | 2002-11-11 | 2008-03-20 | Бейкер Хьюз Инкорпорейтед | Способ и устройство для создания зацементированной системы соединения основного и бокового стволов скважины |
| DE602004005696T2 (de) * | 2003-04-25 | 2007-12-27 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Aufweitsystem zum schrittweisen aufweiten eines röhrenförmigen elements |
| US7441606B2 (en) * | 2003-05-01 | 2008-10-28 | Weatherford/Lamb, Inc. | Expandable fluted liner hanger and packer system |
| GB0412131D0 (en) * | 2004-05-29 | 2004-06-30 | Weatherford Lamb | Coupling and seating tubulars in a bore |
| CA2533424C (en) * | 2003-07-29 | 2012-06-12 | Shell Canada Limited | System for sealing a space in a wellbore |
| US7308944B2 (en) * | 2003-10-07 | 2007-12-18 | Weatherford/Lamb, Inc. | Expander tool for use in a wellbore |
| US7461699B2 (en) * | 2003-10-22 | 2008-12-09 | Baker Hughes Incorporated | Method for providing a temporary barrier in a flow pathway |
| WO2006061410A1 (en) | 2004-12-10 | 2006-06-15 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Method for adapting a tubular element in a subsiding wellbore |
| RU2007132741A (ru) * | 2005-01-31 | 2009-03-10 | Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. (NL) | Способ установки расширяемого трубчатого элемента в стволе скважины |
| US9052054B2 (en) * | 2005-07-06 | 2015-06-09 | Philippe Constant Nobileau | Foldable composite tubular structure |
| WO2008135356A1 (fr) | 2007-04-20 | 2008-11-13 | Saltel Industries | Procédé de chemisage à zones expansées multiples au moyen d'une vessie gonflable |
| WO2010120523A2 (en) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Shell Oil Company | Expansion against cement for zonal isolation |
| CN101718189B (zh) * | 2009-12-08 | 2012-10-24 | 安东石油技术（集团）有限公司 | 带暂堵功能筛管的完井井身结构及其顶部注水泥的完井方法 |
| US8392158B2 (en) | 2010-07-20 | 2013-03-05 | Schlumberger Technology Corporation | Methods for completing thermal-recovery wells |
| CA2842406C (en) | 2014-02-07 | 2016-11-01 | Suncor Energy Inc. | Methods for preserving zonal isolation within a subterranean formation |
| CA2938915C (en) | 2014-02-27 | 2022-11-15 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Method and system for lining a tubular |
| US10808498B2 (en) * | 2014-10-23 | 2020-10-20 | Weatherford Technology Holdings, Llc | Methods and apparatus related to an expandable port collar |
| CA2981575C (en) * | 2015-04-02 | 2023-08-29 | Schlumberger Canada Limited | Wellbore plug and abandonment |
| CA2913933A1 (en) | 2015-12-04 | 2017-06-04 | Dale Kunz | Well abandonment tool and method of use |
| SG11201806165QA (en) * | 2016-02-29 | 2018-08-30 | Halliburton Energy Services Inc | Collapsible cone for an expandable liner hanger system |
| NO20170844A1 (en) * | 2016-05-23 | 2017-11-24 | Schlumberger Technology Bv | System and methodology for coupling tubing |
-
2017
- 2017-10-30 EP EP17798147.9A patent/EP3535477B1/en active Active
- 2017-10-30 EA EA201991106A patent/EA037727B1/ru unknown
- 2017-10-30 BR BR112019008889-0A patent/BR112019008889B1/pt active IP Right Grant
- 2017-10-30 CA CA3040818A patent/CA3040818A1/en active Pending
- 2017-10-30 WO PCT/EP2017/077817 patent/WO2018083069A1/en unknown
- 2017-10-30 US US16/346,026 patent/US10794158B2/en active Active
- 2017-10-30 AU AU2017355216A patent/AU2017355216B2/en active Active
- 2017-10-30 CN CN201780067602.0A patent/CN110023583B/zh active Active
- 2017-10-30 MX MX2019004854A patent/MX2019004854A/es unknown
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4716965A (en) * | 1985-04-11 | 1988-01-05 | Shell Oil Company | Installing casing with improved casing/cement bonding |
| US6725917B2 (en) * | 2000-09-20 | 2004-04-27 | Weatherford/Lamb, Inc. | Downhole apparatus |
| US20080223568A1 (en) * | 2005-08-05 | 2008-09-18 | Serge Mathieu Roggeband | Pipe Expander |
| US20100319427A1 (en) * | 2007-05-04 | 2010-12-23 | Dynamic Dinosaurs B.V. | Apparatus and method for expanding tubular elements |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110023583B (zh) | 2021-10-15 |
| CN110023583A (zh) | 2019-07-16 |
| EP3535477B1 (en) | 2020-09-23 |
| EP3535477A1 (en) | 2019-09-11 |
| BR112019008889A2 (pt) | 2019-07-09 |
| CA3040818A1 (en) | 2018-05-11 |
| AU2017355216A1 (en) | 2019-04-18 |
| AU2017355216B2 (en) | 2020-09-10 |
| US20190264547A1 (en) | 2019-08-29 |
| WO2018083069A1 (en) | 2018-05-11 |
| BR112019008889B1 (pt) | 2023-02-14 |
| EA201991106A1 (ru) | 2019-09-30 |
| MX2019004854A (es) | 2019-08-05 |
| US10794158B2 (en) | 2020-10-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10794158B2 (en) | Method for sealing cavities in or adjacent to a cured cement sheath surrounding a well casing | |
| EP2817481B1 (en) | Expandable tubing run through production tubing and into open hole | |
| US5348095A (en) | Method of creating a wellbore in an underground formation | |
| US8726985B2 (en) | Expanding a tubular element in a wellbore | |
| EP1080296B1 (en) | Deformable liner tube | |
| EP2670941B1 (en) | System for lining a wellbore | |
| US7543639B2 (en) | Open hole expandable patch and method of use | |
| US20100319427A1 (en) | Apparatus and method for expanding tubular elements | |
| US8201635B2 (en) | Apparatus and methods for expanding tubular elements | |
| CN103392050A (zh) | 井下工具 | |
| NO346127B1 (en) | Packing element back-up system incorporating iris mechanism | |
| WO2008031832A1 (en) | Method of expanding a tubular element | |
| US8973667B2 (en) | Packing element with full mechanical circumferential support | |
| US10837264B2 (en) | Casing patch system | |
| US11788388B2 (en) | Casing patch system | |
| EP2843183A1 (en) | Downhole annular base structure |