NO152145B - Verktoey for gruspakking av broenner - Google Patents

Verktoey for gruspakking av broenner Download PDF

Info

Publication number
NO152145B
NO152145B NO770653A NO770653A NO152145B NO 152145 B NO152145 B NO 152145B NO 770653 A NO770653 A NO 770653A NO 770653 A NO770653 A NO 770653A NO 152145 B NO152145 B NO 152145B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
gravel
plug
diameter
pipe
carrier fluid
Prior art date
Application number
NO770653A
Other languages
English (en)
Other versions
NO152145C (no
NO770653L (no
Inventor
Clay Gruesback Jr
William Michael Salathiel
Thomas Wayne Muecke
Claude Everett Cooke Jr
Original Assignee
Exxon Production Research Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Exxon Production Research Co filed Critical Exxon Production Research Co
Publication of NO770653L publication Critical patent/NO770653L/no
Publication of NO152145B publication Critical patent/NO152145B/no
Publication of NO152145C publication Critical patent/NO152145C/no

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/02Subsoil filtering
    • E21B43/08Screens or liners
    • E21B43/086Screens with preformed openings, e.g. slotted liners
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/02Subsoil filtering
    • E21B43/04Gravelling of wells
    • E21B43/045Crossover tools

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Extraction Or Liquid Replacement (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Gas Burners (AREA)

Description

Oppfinnelsen vedrører et verktøy for gruspakking av det ringformede rom som omgir en foring anbragt i en brønn.
Et hovedproblem ved fullføringen av brønner i ukonsoliderte eller løst konsoliderte formasjoner er sandreguleringen. Sandpartikler som medfølger produksjonsvæsker kan tilstoppe strøm-ningskanalene i formasjoner og forårsake alvorlig erosjon av brønnutstyr som foringer, produksjonsstreng, ventiler og pumper. En velkjent sandreguleringsteknikk er gruspakking , hvorved grus av passende størrelse anbringes overfor den ukonsoliderte formasjon for dannelse av en sandavstengingssone,
som filtrerer ut sandpartikler som måtte følge med produksjons-væsken.
En konvensjonell fremgangsmåte for gruspakking omfatter anbringelse av en perforert foring på et sted i den underjordiske brønnen og deretter anbringelse av grus rundt foringen. Normalt pumpes slam av grus suspendert i en væskebærer inn i det ringformede rom mellom formasjonsveggen og fåringen. Når suspensjonen når det ringformede roms bunn, skal den ideelt avleires kompakt i dette ringformede rom på utsiden av foringen bg væskebæreren skal trekkes ut gjennom foringens perforeringer og tilbake opp i rørstrengen. Slik bygges grusen jevnt opp, inntil hele det ringformede rom som omgir fåringen er fylt.
Et problem i forbindelse med denne fremgangsmåte melder seg
når brønnboringen avviker fra vertikalen. Når brønnen for-løper på skrå, vil grusen ikke kunne pakkes jevnt, slik at det oppstår hulrom i den pakkede ring, som svekker pakkingen og tillater produksjon av sandførende væsker. Man antar at hoved-grunnen til dette problem er at gravitasjonskreftene i slike brønner tenderer til å medføre at grusen setter seg for tidlig, nær øvre ende av fåringen. Følgelig begynner det å dannes en banke, her kalt dyne, i øvre ende av det ringformede rom.
Når dynen vokser og går ned i det ringformede rom, avledes mer
og mer av bærevæsken gjennom foringen oppstrøms av dynen,
slik at grussuspensjonens hastighet avtar. Når hastigheten avtar, kan bærevæsken ikke lenger suspendere grusen, med den følge at ytterligere grus avleirer seg, inntil dynen helt blokkerer strømningen til de lavere deler av det ringformede rom. Så å si all basrevæske omstyres da til foringens opp-strømsparti, slik at øvre del av det ringformede rom pakkes, mens det gjenstår et betydelig hulrom i det nedre ringparti.
I praksis kan det dannes et antall grusdyner og hulrom på den omtalte måte.
For at det ringformede rom som omgir en foring i en skråstilt brønnboring skal fylles jevnt og kompakt, må øvre strømnings-kanal forbli åpen inntil de nedrepartier av ringen er fylt.
For å oppnå dette er det foreslått å benytte et rør med liten diameter, her kalt stikkrør ("stinger") anbragt gjennom foringen, som virker som returledning for bærevæsken. Bærevæsken må strømme ned til bunnen av foringen før den passerer tilbake opp gjennom stikkrøret. Denne nedadrettede strømning tenderer til å tvinge grussuspensjonen til bunnenav brønnboringens ring. Stikkrørets virkning er imidlertid som regel dårlig i skråstilte brønnboringer, især når foringen er lang eller når boringen er sterkt skråstilt.
En utvei for å bedre gruspakkingens effektivitet er å bedre stikkrørutformingen. En bedre stikkrørutrørutførelse, som beskrevet i US-PS 3.637.010 er stikkrøret med ledeplater, Deformerbare, radiale ledeplater er montert på stikkrøret langs dette rørs lengde og gitt en slik størrelse at de oppretter flere tetninger med avstand i lengderetningen mellom stikk-røret og foringen. Ledeplatene anordnet på denne måte vil hindre bærevæsken fra å strømme inn i de øvre partier av foringen, slik at all væskesuspensjon tvinges ned i ringpassasjen til foringens fot. I ringpassasjen opprettholdes tilstrekkelig strømnings-hastighet av grussuspensjonen, slik at dynedannelse unngås.
Etter hvert som ringen fylles med grus, avledes bærevæsken inntil grusen i ringpassasjen bygger seg opp forbi en lede-plate. På dette tidspunkt vil trykkdifferensialet gjennom ledeplaten økes tilstrekkelig til å deformere ledeplaten, slik at denne bøyes ned og det åpnes en væskepassasje til bunnen av stikkrøret, slik at væske kan passere ledeplaten. Stikkrør med ledeplater skaper imidlertid andre problemer. De monterte ledeplatene er kostbare, de hindrer fri bevegelse eller rota-sjon av stikkrøret og dé er ikke universalt effektive når det gjelder å hindre dynedannelse, især ikke i brønner som forløper sterkt på skrå.
Problemet ved dynedannelse i skråstilte brønner blir i alt vesentlig eliminert ved foreliggende oppfinnelse. Ifølge oppfinnelsen blir den ringformede passasje mellom det indre i en perforert foring og et stikkrør som forløper gjennom foringen vesentlig begrenset. Det har vist seg at en slik be-grensning avgjørende øker effektiviteten av gruspakking i skråstilte brønnboringer.
Strømningshemningen mellom foringen og stikkrøret kan oppnås ved bruk av et stikkrør med stor diameter. Et slikt stikkrør med stor diameter anbragt i foringen reduserer tverrsnitts-arealet for den ringformede passasje mellom stikkrøret og foringen, hvorved strømningen av bærevæske hemmes i passasjen. Det reduserte område som er tilgjengelig for strømning i den ringformede passasje øker strømningsmotstanden og reduserer bærevæsken inn i fåringen.
Ifølge oppfinnelsen er det således tilveiebragt et verktøy for gruspakking av brønner, særlig skrå brønner, omfattende et verktøylegeme, en perforert, rørformet f6ring som rager ned fra verktøylegemet og er beregnet på å anbringes ovenfor en fluidførende formasjon i brønnen, og et stikkrør som strekker seg gjennom f6ringen i hovedsakelig hele lengden av denne, idet verktøylegemet er innrettet til å lede en suspensjon av grus i en bærevæske til det ringformede rom mellom firingen og formasjonsveggen, og til å lede bærevæske fra det ringformede rom via f6ringsrørets perforeringer,
den ringformede passasje mellom ffiringsrøret og stikkrøret, og via det indre av stikkrøret, og idet nevnte ringformede passasje er innrettet til å yte en strømningsmotstand som er tilstrekkelig til å senke strømningshastigheten for suspensjonen og å tillate avleiringen av grus langs utsiden av f6ringen, kjennetegnet ved at en passende strømningsmotstand i den ringformede passasje er tilveiebragt ved et stikkrør som har en ytre diameter som ikke er mindre enn ca. 75% av den indre diameter for f6ringen og ikke større enn at det opprettholdes en strømningshastighet for suspensjonen langs utsiden av f6ringen som er tilstrekkelig stor til å hindre en for tidlig avleiring av grus og dannelse av grusdyner nær de øvre partier av ffiringen.
Strømningsbegrensningens omfang er imidlertid avgjørende. Stikkrørets diameter må være stor nok til å øke motstanden mot strømning i den ringformede passasje tilstrekkelig til å opprettholde den minste strømningshastighet av bærevæsken ved foringens utside som er nødvendig for at dynedannelse skal hindres nær de øvre partier av foringen. Ved gruspakking bør strømningsmotstanden i den ringformede passasje i de fleste tilfelle være minst 2,7kPa/m rørlengde i vertikale eller skråstilte brønner og 5,4kPa/m rørlengde i sterkt skråstilte brønner. For oppnåelse av et slikt trykkdifferensial, bør utvending diameter av stikkrøret ikke være mindre enn ca.
75% av foringens innvendige diameter og kan i enkelte tilfelle være mer enn 9 0% av foringens diameter.
Det er imidlertid ikke mulig fullstendig å kvantifisere.og trekke en generell slutning av forholdet mellom stikkrørdia-meteren og den innvendige foringsdiameter. Den nødvendige strømningshemning for at dynedannelse skal hindres, uttrykt i forholdet mellom stikkrørdiameteren og foringens diameter vil være en funksjon av et antall parametre, som boringens skråvinkel, gruskonsentrasjonen, gruspartikkelstørrelsen og -formen, bærevæskens tetthet og viskositet og diametrene av foringen og brønnboringen. Laboratorieeksperimenter og matematiske korrelasjoner vil muligens måtte tas i bruk for fastsettelse av den passende stikkrørdiameter for det aktuelle, nødvendige gruspakkingssystem.
Tegningens figur 1 er en skjematisk gjengivelse av en foring med et stikkrør med stor diameter innført i foringen.
Figur 2 er et diagram av pakkingsffektiviteten i forhold til forholdet mellom stikkrørdiameteren og foringens diameter for to gruspakkingssytemer.
I figur 1 ses en skrå brønnboring 10 som gjennomtrenger en underjordisk produksjonsformasjon 11. Et brønnrør 12, som forløper gjennom brønnen og holdes på plass av sement 13 er forsynt med perforeringer 14 i produksjonssonen 15. Et nedre parti av brønnboringen 10 kan være forstørret i det perforerte parti for dannelse av et større borehull i produksjonssonen 15 som skal pakkes med grus.
En perforert foring (liner) 20 er anordnet i boringen 10
overfor produksjonssonen 15. Et ringformet rom 16 begrenset av foringen 2 0 og røret 12 er det område som skal pakkes med grus. I forbindelse med foreliggende oppfinnelse skal betegnelsen "foring" eller "perforert foring" dekke et vidt spektrum av rørformede innretninger som benyttes under overflaten i brønner. Slike innretninger kan ellers betegnes som "forhånds-perforerte fåringer", "vertikalt oppslissede fåringer", "hori-sontalt oppslissede fåringer", "siler", "forhåndspakkede siler", "trådomhyllede siler", m.v. Betegnelsen "grus" gjelder et-hvert granulert materiale eller agglomerat som benyttes til filtrering i underjordiske brønner.
Grusen kan avleires ved hjelp av en konvensjonell gruspakkings-teknikk. Det skal dog bemerkes at denne fremgangsmåte er like egnet for gruspakking i åpne huller. Fåringen 20 senkes ned i brønnboringen 10 på produksjonsstrengen (tubing) (ikke vist), som vanligvis omfatter et verktøylegeme med kryssende strømnings-ledninger (crossover tool) (ikke vist). Grus og bærevæske, normalt vann, blandes for å danne en grussuspensjon, som deretter pumpes gjennom rørene og føres ut på utsiden av fåring-
en 20. Grusen 17 avleires i det ringformede rom 16. Bærevæske trer inn i fåringen 20 gjennom perforeringene 23 og strømmer ned langs innsiden av fåringen 20 og. inn i nedre ende av stikkrøret (stinger) 24, som er anbragt i foringen, og der-fra til overflaten. Tilstrekkelig grus avleires på denne måte, til hele fåringen 20 er pakket. Produksjonsvæske kan
deretter strømme fritt fra produksjonssonen 15 gjennom grusen 17 inn i foringen 20.
Ifølge foreliggende oppfinnelse kan grusen pakkes mer kompakt og jevnt ved at den ringformede passasje 21 som begrenses av foringens 20 innside og stikkrøret 24 blir vesentlig innsnevret. Strømningshemning oppnås lettere ved bruk av et stikkrør 24 med stor diameter. Den begrensede, ringformede passasje 21 øker strømningsmotstanden i passasjen, hvorved bærevæskestrømmen inn i foringen 20 begrenses.
Laboratorieforsøk har vist at oppfinnelsen som beskrevet overfor vesentlig bedrer gruspakkingens effektivitet. Størrelsen av strømningshemningen i den ringformede passasje mellom stikk-røret og foringens indre er imidlertid avgjørende for at gode resultater skal oppnås. Dette ble fastslått ved eksperimenter som ble gjennomført i en gjennomsiktig brønnboringsmodell som inneholdt en 3m lang, trådomhyllet foring. Modellen ble skråstilt 90° fra vertikalen.
Det ble utført prøver ved bruk av ferskvann som bærevæske.
Det ble utført to sett av prøver, hvor grusen i vannsuspensjon-en hadde en konsentrasjon på ca. 60kg/m 3 i første sett og ca. 120kg/m i annet sett. Suspensjonen ble pumpet med en hastighet på 0,3m/sek. gjennom ringpassasjen mellom foringen og røret. Den innvendige diameter av den trådomhyllede foring ble holdt konstant på ca.26mm..Stikkrørets diameter varierte for hvert sett. Det ble gjort prøver med stikkrørdiametere på 0,0 (intet stikkrør), 12,7mm, 15,2mm, 17,Cmm, 20,7mm og 23,5mm.
Prøveresultatene er vist i figur 2 som et diagram som viser pakkingens effektivitet i forhold til forholdet mellom stikk-rørets utvendige og foringens innvendige diameter. Ved begge prøvesett er gruspakkingen dårlig inntil et forhold på ca.
0,6 er nådd. På dette punkt øker pakkingseffektiviteten dramatisk. Ca.90 til 95% pakkingseffektivitet nås ved et
forhold på ca.0,80. Således medførte en tredjedels økning i stikkrørdiameteren en 57% økning av pakkingseffektiviteten ved systemet med ca. 60kg/m<3> og en 70% økning for 120kg/m<3 >systemet. Grunnen til denne brå økning i pakkingseffektivitet ved et forhold mellom stikkrørdiameter og foringsdiameter på ca.0,6 er ikke lett å forklare.
Når en dyne først begynner å dannes, vil den fortsette å vokse, hvis bærevæskens medrivende kraft på gruspartiklene ikke overstiger avleiringskraften på partiklene. Det er ekspe-rimentelt observert at dynedannelse kan stanses, hvis den medrivende kraft som utøves mot de siste gruspartikler som har avleiret seg er tilstrekkelig til å fluidisere disse partikler, slik at de salterer eller "hopper" langs toppen av en delvis dannet dyne. Denne saltasjon tillater kontinuerlig transport av gruspartikler til bunnen av brønnboringen, slik at jevn pakking av grusen blir mulig. Den delvis dannede dyne, som kalles et stabilisert lag, vil ikke vokse ytterligere, så lenge saltasjonen fortsetter.
For å utøve tilstrekkelig medrivende kraft på gruspartiklene slik at saltasjonen oppnås, er det nødvendig å oppnå tilstrekkelig hastighet av bærevæsken. Som tidligere nevnt, vil par-tikkelavleiringshastighet i bratt skrådde brønner ikke bidra til å styre grus til bunnen av brønnboringen. Derfor må bærevæskens strømning utøve det meste av trekkraften på gruspartiklene. Den laveste hastighet av bærevæsken i brønnboring-ens ringformede rom, ved hvilken saltasjon finner sted, betegnes her som den kritiske hastighet.
Ved et forhold under ca. 0,60 mellom stikkrørdiameter og foringsdiameter vil saltasjon ikke finne sted, fordi bærevæsken som unnviker inn i foringen reduserer bærevæskens hastighet på utsiden av foringen til en verdi under den kritiske hastighet. Dynedannelse vil derfor fortsette uhemmet. Ved forhold over ca. 0,60 begynner grusfluidisering og saltasjon, hvilket antyder at den kritiske hastighet er passert. Nå øker pakkingseffektiviteten hurtig. Eksperimenter med en gjennomsiktig brønnboringsmodell viser at dynedannelse stanses på et tidlig stadium ved forhold over ca.0,75. Ved enda høyere forhold vil gruspakkingseffektiviteten vanligvis overskride 90% .
Det er imidlertid ikke mulig å karakterisere stikkrørkon-struksjonen utelukkende ved forholdet mellom stikkrørdiameter-en og foringsdiameteren. Andre parametre, som brønnboringens skråvinkel, gruskonsentrasjonen, grusens partikkelstørrelse og
-form, bærevæskens tetthet og viskositet og diametrene av foringen og brønnboringen vil påvirke den ønskede, aktuelle stikkrørdiameter. De ovenfor angitte stikkrør- fåringsforhold er f.eks. basert på eksperimenter, hvor vann ble brukt som bærevæske og ved en skråstilling av brønnboringen hele 90°
fra vertikalen mot en horisontal stilling. Hvis det imidlertid ble brukt en mer viskøs bærevæske med gode partikkelsuspen-sjonsegenskaper eller hvis brønnboringens skråstilling ikke var så sterk, ville det blitt oppnådd en noe avvikende verdi av det korrekte forhold.
En teknikk som med rimelig pålitelighet angir den korrekte stikkrørdiameter omfatter beregning av strømningsmotstanden i det ringformede rom og gruspakkingseffektiviteten. Korrelasjonen oppstår fordi høy strømningsmotstand i det ringformede rom mellom foringen og stikkrøret hindrer bærevæske fra å
tre lett inn i foringen. Bærevæsken kan således holdes på en tilstrekkelig høy hastighet for at dynedannelse skal hindres.
Tabell I viser korrelasjonen mellom stikkrør-foringsforholdet, pakkingseffektiviteten og strømningsmotstanden. Strømnings-motstanden er angitt i form av trykkfall pr.m og ble beregnet ved bruk av Fannings ligning for strømning i en ring. (Jfr. Perry's Chemical Engineer's Handbook, 5.utg., side 520 ff.) Pakkingseffektiviteten ble oppnådd ved hjelp av ovenfor omtalte eksperimenter med gruspakking, illustrert i figur 2.
Tabell I viser at strømningsmotstanden i det ringformede rom
som begrenses av stikkrøret og foringen bør være ca.5,429kPa/m eller større for effektiv pakking av grus i en sterkt skråstilt boring. En slik strømningsmotstand vil normalt resultere i en pakkingseffektivitet som overstiger 90%. Eksperimenter med mindre skrånende brønnboringer (f.eks. under 45°) tyder på at strømningsmotstanden ikke bør være mindre enn 2,714kPa/m.
Det er således mulig å beregne det ønskede stikkrørs diameter, hvis alle øvrige variabler er kjent. Ved å sette inn den ønskede strømningsmotstand i Fannings ligning, kan den korrekte stikkrørdiameter beregnes.
Finere konstruksjons-korrelasjoner kan utvikles ved regresjonsanalyse. For eksempel kan den kritiske hastighet av bærevæsken for stabilisering av dynedannelse bestemmes ved en rekke eksperimenter, der andre parametre varieres. Den kritiske hastighet kan deretter matematisk korreleres med en dimensjonsløs funksjon av de varierte parametre. Når en slik korrelasjon er etablert, kan den kritiske hastighet bestemmes for et gitt gruspakkingssystem. Når den kritiske hastighet er kjent, kan trykkreduksjonen i strømningskanalen ovenfor den stabiliserte banke beregnes. Denne trykkreduksjon vil være lik trykkreduksjonen i det ringformede rom mellom stikkrøret og foringen og representerer strømningsmotstanden i det ringformede rom.
Ved å sette inn trykkreduksjonen i Fannings ligning kan stikk-rørdiameteren bestemmes.
Det skal bemerkes at denne korrelasjonsteknikk tillater beregning av den laveste strømningsmotstand i det ringformede rom mellom stikkrøret og foringen som er nødvendig for stabilisering av dynedannelse. Fannings ligning vil ved bruk av denne strømningsmotstand gi den minste stikkrørdiameter som er nød-vendig for oppnåelse av effektiv pakking. Denne teknikk gir en mer presis måte for bestemmelse av korrekt stikkrørdiameter enn den tidligere omtalte fremgangsmåte, hvor en strømnings-motstand over 5,4 k.Pa/m for sterkt skrånende brønner eller 2,7 kPa/m for mindre skråstilte brønner er noe tilfeldig valgt.
Eksempel I
Anbefalte stikkrørdiametere til bruk i sterkt skråstilte brønnboringer ble beregnet ved bruk av en valgt trykkreduksjon på 27,6 kPa/m i det ringformede rom mellom stikkrøret og foringen. Dette ble betraktet som en tilstrekkelig strømnings-motstand for oppnåelse av en pakkingseffektivitet på ca.95% i sterkt skråstilte brønner. Med en strømningsmotstand på 22,6k.Pa/m ble stikkrørdiametrene som tilsvarte forskjellige foringsdiametre beregnet ved hjelp av Fannings ligning for strømning i et ringformet rom. Vann med en viskositet på 1 centipoise (0,001 Pa.s) og en strømningshastighet på ca. 0,0053m"Vs ble valgt som bærevæske. Tabell II angir bereg-ningene. Ved siden av hver anbefalt stikkrørdiameter ses den konvensjonelle stikkrørdiameter som benyttes i praksis.
Eksempel II
Det ble utført eksperimenter ved bruk av den tidligere omtalte gjennomsiktige brønnboringsmodell, hvor den kritiske hastighet som er nødvendig for stabilisering av dynedannelsen ble målt for forskjellige systemer. Eksperimentene omfatter tetthet og viskositet, grusens partikkelstørrelse og tetthet og grus-konsentrasjon i bærevæsken. Det ble oppnådd ialt 56 datapunkter som deretter ble korrelert med den kritiske hastighet ved en regresjonsanalyse ved hjelp av computer. Den utviklede korrelasjon var:
I denne ligning er Ug den endelige avleiringshastighet av gruspartiklene. Re^ er Reynolds tall for systemet, Rep er Reynolds tall for gruspartiklene, pD er et dimensjonsløst tall som ut-trykker tetthetsforskjellen mellom bærevæsken og partiklene og C er den volumfraksjon som opptas av gruspartiklene i bærevæsken .
Spesielt er
hvor: D^ = den hydrauliske radius for den åpne strømnings-kanal i brønnboringen
dp = gruspartiklenes diameter
y = bærevæskens viskositet
p = bærevæskens tetthet
Pp = gruspartiklenes tetthet
Ved bruk av ovenstående korrelasjonsligning ble den kritiske hastighet beregnet for et system, hvor de følgende variabler er kjent: ffiring - innvendig diameter: ca.26,01 mm rør - innvendig diameter: ca.63,5 mm grus - partikkeldiameter: 20-40 mesh
3 partikkeltetthet: 2600 kg/m konsentrasjon: 120 kg/m<3>
bærevæske - ferskvann: 294,3°K (0.001 Pa.s, 1000kg/m3)
- strømningshastighet ca.0,000404m 3/s.
Den beregnede kritiske hastighet ved likevekt var
ca. 1,04 m/s.
Det er nå nødvendig å utligne trykkreduksjonen i den åpne strømningskanal som omgir ffiringens utside med trykkreduksjon i det ringformede rom mellom ffiringen og stikkrøret ved bruk av de korrekte Fanning-formler. Hvis størrelsen av dynedannelsen ikke er kjent, er det imidlertid bare mulig å oppnå trykkreduksjon i kanalen som omgir ffiringen som en funksjon av den andel av brønnboringskanalen som er åpen for strømning. Løsningen i et slikt tilfelle er den laveste trykkreduksjon ved hvilken de to Fanning-formler vil utlignes. Det vil si at systemet vil søke minste motstands vei. Dette ville bli den minimale strømningsmotstand som er nødvendig for å oppnå dynestabilisering.
Minste strømningsmotstand for et gitt system svarer til en trykkreduksjon på 5,4 kPa/m og en stikkrørdiameter på 20,32 mm. Dette er minste stikkrørdiameter som tillater effektiv gruspakking ved de valgte variabler. En konvensjonell stikkrør-
diameter ville være ca. 16,51 mm.
Eksemplene I og II antyder at de stikkrør som vanligvis benyttes i industrien er langt smalere enn de som er nødven-dige for effektiv gruspakking i sterkt skråstilte brønner. Konvensjonelle stikkrør makter ikke å skape den strømnings-motstand som er nødvendig for at dynedannelse skal stanses under gruspakking av skråstilte brønner.
Det finnes mange muligheter for å justere klaringen mellom stikkrøret og ffiringen for oppnåelse av korrekt strømnings-mostand. Det enkleste er å bruke et stikkrør med korrekt diameter. Et konvensjonelt stikkrør kan imidlertid gjøres egnet for gruspakking av skråstilte brønner ved at dets diameter økes med en metall- eller plasthylse eller ved hjelp av et belegg av et passende materiale.
Prinsippet ifølge oppfinnelsen og forskjellige modifikasjoner og utførelsesformer er blitt beskrevet ovenfor.
Det skal bemerkes at det ovenstående bare er ment som en illu-strasjon og at andre foranstaltninger og teknikker kan benyttes innenfor oppfinnelsens ramme.

Claims (2)

1. Verktøy for gruspakking av brønner, særlig skrå brønner, omfattende et verktøylegeme, en perforert, rør-formet f6ring (20) som rager ned fra verktøylegemet og er beregnet på å anbringes overfor en fluidførende formasjon (15) i brønnen, og et stikkrør (24) som strekker seg gjennom ffiringen (20) i hovedsakelig hele lengden av denne, idet verktøylegemet er innrettet til å lede en suspensjon av grus i en bærevæske til det ringformede rom (16) mellom ffiringen (2 0) og formasjonsveggen, og til å lede bærevæske fra det ringformede rom (16) via ffiringsrørets perforeringer (23), den ringformede passasje mellom ffiringsrøret (20) og stikk-røret (24), og via det indre av stikkrøret, og idet nevnte ringformede passasje er innrettet til å yte en strømnings-motstand som er tilstrekkelig til å senke strømningshastig-heten for suspensjonen og å tillate avleiringen av grus langs utsiden av ffiringen (20), karakterisert ved at en passende strømningsmotstand i den ringformede passasje er tilveiebragt ved et stikkrør (24) som har en ytre diameter som ikke er mindre enn ca. 75% av den indre diameter for ffiringen (20), og ikke større enn at det opprettholdes en strømningshastighet for suspensjonen langs utsiden av ffiringen som er tilstrekkelig stor til å hindre en for tidlig avleiring av grus og dannelse av grusdyner nær de øvre partier av ffiringen.
2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at en hylse er festet til det ytre av stikkrøret (24), hvilken hylse øker stikkrørets ytre diameter.
NO770653A 1976-02-26 1977-02-25 Verktoey for gruspakking av broenner NO152145C (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/661,662 US4046198A (en) 1976-02-26 1976-02-26 Method and apparatus for gravel packing wells

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO770653L NO770653L (no) 1977-08-29
NO152145B true NO152145B (no) 1985-04-29
NO152145C NO152145C (no) 1985-08-07

Family

ID=24654561

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO770653A NO152145C (no) 1976-02-26 1977-02-25 Verktoey for gruspakking av broenner

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4046198A (no)
CA (1) CA1055390A (no)
GB (1) GB1519575A (no)
NO (1) NO152145C (no)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4750561A (en) * 1985-12-23 1988-06-14 Ben Wade Oaks Dickinson Gravel packing system for a production radial tube
DE3713577C2 (de) * 1986-12-03 1995-06-01 Universale Bau Gmbh Verfahren zur Grundwassererkundung bei der Herstellung eines Brunnens
US4850430A (en) * 1987-02-04 1989-07-25 Dowell Schlumberger Incorporated Matched particle/liquid density well packing technique
US4932474A (en) * 1988-07-14 1990-06-12 Marathon Oil Company Staged screen assembly for gravel packing
US4945991A (en) * 1989-08-23 1990-08-07 Mobile Oil Corporation Method for gravel packing wells
US5058676A (en) * 1989-10-30 1991-10-22 Halliburton Company Method for setting well casing using a resin coated particulate
US5058677A (en) * 1990-09-20 1991-10-22 Chevron Research And Technology Company Two-step method for horizontal gravel packing
US5330003A (en) * 1992-12-22 1994-07-19 Bullick Robert L Gravel packing system with diversion of fluid
US5464309A (en) * 1993-04-30 1995-11-07 Xerox Corporation Dual wall multi-extraction tube recovery well
US5375661A (en) * 1993-10-13 1994-12-27 Halliburton Company Well completion method
US6059030A (en) * 1998-09-08 2000-05-09 Celestine; Joseph W. Sand recovery unit
US6581688B2 (en) * 2000-03-29 2003-06-24 Baker Hughes Incorporated Method of packing extended reach horizontal wells
US6644406B1 (en) 2000-07-31 2003-11-11 Mobil Oil Corporation Fracturing different levels within a completion interval of a well
US6588506B2 (en) 2001-05-25 2003-07-08 Exxonmobil Corporation Method and apparatus for gravel packing a well
US6749024B2 (en) * 2001-11-09 2004-06-15 Schlumberger Technology Corporation Sand screen and method of filtering
US20040211559A1 (en) * 2003-04-25 2004-10-28 Nguyen Philip D. Methods and apparatus for completing unconsolidated lateral well bores
US7891423B2 (en) * 2009-04-20 2011-02-22 Halliburton Energy Services, Inc. System and method for optimizing gravel deposition in subterranean wells
CN104755697B (zh) 2012-10-26 2017-09-12 埃克森美孚上游研究公司 利用砾石储备进行防砂的井筒装置和方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2942664A (en) * 1956-01-23 1960-06-28 Burns Erwin Liner and gravel packing apparatus for wells
US2905245A (en) * 1957-06-05 1959-09-22 California Research Corp Liner packing method
US3153451A (en) * 1963-02-07 1964-10-20 Forrest E Chancellor Apparatus for completing a well
US3637010A (en) * 1970-03-04 1972-01-25 Union Oil Co Apparatus for gravel-packing inclined wells
US3913676A (en) * 1974-06-19 1975-10-21 Baker Oil Tools Inc Method and apparatus for gravel packing
US3913675A (en) * 1974-10-21 1975-10-21 Dresser Ind Methods and apparatus for sand control in underground boreholes

Also Published As

Publication number Publication date
NO152145C (no) 1985-08-07
US4046198A (en) 1977-09-06
GB1519575A (en) 1978-08-02
NO770653L (no) 1977-08-29
CA1055390A (en) 1979-05-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO152145B (no) Verktoey for gruspakking av broenner
US7984760B2 (en) Wellbore method and apparatus for sand and inflow control during well operations
US8527100B2 (en) Method of providing a flow control device that substantially reduces fluid flow between a formation and a wellbore when a selected property of the fluid is in a selected range
US6601646B2 (en) Apparatus and method for sequentially packing an interval of a wellbore
AU2006333562B2 (en) Profile control apparatus and method for production and injection wells
NO335150B1 (no) Brønnverktøy og fremgangsmåte for gruspakking av en brønn samt anvendelse av brønnverktøyet
BRPI0621253B1 (pt) A system associated with the production of hydrocarbons, a method for the production of hydrocarbons from a well, and, a method concerned with the production of hydrocarbons
US9725989B2 (en) Sand control screen having improved reliability
NO335792B1 (no) Fremgangsmåte for behandling av en brønn som strekker seg fra et brønnhode og inn i en underjordisk formasjon
NO338012B1 (no) Borehullapparat og fremgangsmåte for komplettering av et borehull
US10487630B2 (en) High flow injection screen system with sleeves
US4460045A (en) Foam gravel packing in highly deviated wells
US5219025A (en) Method and apparatus for gravel packing a well through a tubing string
AU2016242769B2 (en) Swelling sleeve method to prevent gravel pack movement into voids adjacent screen connections and exposing screen portions
US2213962A (en) Method of and apparatus for graveling wells
AU2012216300B2 (en) Wellbore method and apparatus for sand and inflow control during well operations