NO20130448A1 - Dobbeltaktivitetsboreskip - Google Patents

Abstract

Dobbeltgradientboring kan utføres ved forankring av borerør fra et boreskip på sjøbunnen. Borerørene kan omfatte en innebygd pumpe for pumping av slam gjennom et annet sett av rør som faktisk borer brønnen. Deretter kan dobbeltgradientboring kan opprettes ved å kontrollere trykket ved å kontrollere driften av pumpen.

Description

Dobb eltaktivitetsb oreskip

BAKGRUNN

[0001] Dette gjelder generelt dobbeltaktivitetsboring fra et boreskip.

[0002] Generelt, ved boring i dyptvannsmiljøer, blir boreslam tvunget ned fra et boreskip i en undergrunnsformasjon. Som anvendt heri, betyr uttrykket "boreskipet" en flytende plattform som har egen fremdrift eller fremdrift ved å bli slept, skjøvet eller trukket, og inkluderer halvt nedsenkbare og selvgående fartøy.

[0003] Når boreslamtrykket er høyt øker muligheten for brudd og lekkasje i formasjonen. Når boreslamtrykket er lavt øker muligheten for utblåsning når boreslamtrykket er mindre enn poretrykket. Vanligvis øker slamtrykket med dybde. Således, jo dypere formasjonen er, jo mer utsatt er formasjonen for frakturering og de mer grunnere partier av formasjonen kan være mer utsatt for utblåsning. Således er poretrykket høyere jo dypere borehullet er. Dette betyr at slamtrykket må økes for brønnkontroll. I et slikt tilfelle er det nødvendig å isolere det høyere slamtrykket fra grunnere partier av formasjonen ved hjelp av foringsrør.

[0004] Med dybde begynner poretrykket i steinen og frakturtrykket i steinen å divergere. Fysikken til undergrunnen gjør det umulig å bore et hull gjennom denne overgangssonen ettersom økt ekvivalent sirkuleringstetthet gjennom friksjon av returnerende boreslam og det åpne hullet begrenser dybden hullet kan bores før fraktureringstrykket til steinen overstiges. Foringsrør settes og sementeres derfor.

[0005] Derfor, i undergrunnsituasjoner der det er borefarer, slik som grunnvannstrømmer, er det ønskelig å bore de øvre hullene ved hjelp av "pumpe og dumpe"-boremetoden (engelsk: "pump and dump" drilling method) og å sette og sementere foringsrøret ved en dybde hvor boring kan utformes med en ekvivalent sirkuleringstetthet mindre enn fraktureringstrykket.

[0006] Ofte er flere strenger av foringsrør nødvendig, inkludert et 36 tommers lederrør, et 30 tommers foringsrør, og et 24 tommers foringsrør, som settes og sementeres før 20 tommers foringsrøret settes, for å muliggjøre at den undersjøiske utblåsningssikringen og det marine stigerøret kan bli installert på brønnhodet.

[0007] Med "pumpe- og dumpe"-boreteknologien er boreslamet vannbasert og miljømessig akseptabelt å dumpe på havbunnen. Boreslamet må ha de riktige reologiske egenskaper for å sikre at et stabilt brønnhull opprettholdes. I dypvannsboreområder, som i Mexicogulfen, er det ikke uvanlig å bruke opp opptil 30-40000 fat slam under boring av disse topphullene. Dette kan skape logistiske problemer i forhold til påfyll av slambeholdningen på riggen.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

Figur 1 er et skjematisk tverrsnittsriss av en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse; Figur 2 er et delvis tverrsnitt av et tidligere trinn enn det som er vist i figur 1 i samsvar med en utførelsesform; Fig. 3 er et delvis tverrsnitt av et trinn etter det som er vist i figur 2 i samsvar med en utførelsesform; Figur 4 er et forstørret snitt av et borehull i samsvar med en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse; Figur 5 er et forstørret snitt av et etterfølgende trinn som er vist i Figur 3 i samsvar med en utførelsesform; Figur 6 er et forstørret snitt av en annen utførelsesform av foreliggende oppfinnelse; Figur 7 er et forstørret snitt av et etterfølgende trinn i samsvar med en utførelsesform av den foreliggende oppfinnelsen; og Figur 8 er et forstørret snitt av et etterfølgende trinn i samsvar med en utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse.

DETALJERT BESKRIVELSE

[0008] I stedet for å bruke en pumpe satt på havbunnen, kan en nedsenkbar pumpe kjøres fra et dobbeltaktivitetsboreskip, inkludert et hovedbrønnsenter som driver en nedsenkbar pumpe. Deretter kan et sekundært brønnsenter anvendes for faktisk boring av brønnen.

[0009] Under henvisning til figur 1 er en flytende plattform eller fleroperasjonsboreskip 10 vist i posisjon over en formasjon i en sjøbunn D under havoverflaten E. Skipet 10 kan inneholde et enkelt boretårn, som kan omfatte flere nivåer for forskjellige operasjoner. I noen utførelsesformer kan mer enn et boretårn utnyttes. Skipet 10 kan omfatte et sekundært brønnsenter 14 og et hovedbrønnsenter 12.

[0010] Hovedbrønnsenteret 12 støtter en nedsenkbar pumpe 26 plassert i havet E, nært sjøbunnen D. Hovedbrønnsenteret 12 er forankret på sjøbunnen D ved hjelp av et anker 30 og en hivkompensator 28 koplet til pumpen 26. En pumpekabel 24 strekker seg fra pumpen 26 gjennom en spole 22. Hovedbrønnsenteret kan være støttet av en lastring 20 som henger av kompensatorer (ikke vist) i hovedbrønnsenteret 12.

[0011] Det sekundære brønnsenteret 14 støtter borerøret 16, som i en utførelsesform kan være et 20 tommers lederrør. Borerøret 16 kan roteres, som indikert av pilen A for å bore i formasjonen ved hjelp av en borkrone 38. I en utførelsesform blir slamstrømmen tilveiebrakt fra skipet 10 nedover gjennom borerøret 10, som indikert av pilene B, inn i formasjonen.

[0012] Borerøret 16 er støttet inne i en trakt 34 og en styrebasis (eng. guide base) 32 i en utførelsesform. Borestyrebasis og trakt er plassert på sjøbunnen D før initiering av boreoperasjonen. Styrebasisens fotprofil er vist ved 33.

[0013] Etter sirkulering av boreslammet gjennom borkronen 38 og ringrommet passerer det oppover mellom formasjonen og borerøret 16. Deretter passerer det gjennom en tilpasning og inn i en fleksibel slange 40. Fra den fleksible slangen 40 passerer det ut gjennom en annen tilpasning og inn i pumpen 26. Pumpen 26 tvinger boreslammet oppover, som antydet med pilen C, tilbake til boreskipet gjennom foringsrøret 18 hos hovedbrønnsenteret 12. I en utførelsesform kan foringsrøret 18 være et 9 % tommers foringsrør.

[0014] Styrebasisen 32 er plassert på sjøbunnen med et stort hull i styrebasisens sentrum. Det er en trakt 34 på toppen av styrebasisen 32 for å føre boreverktøy og store foringsrør inn i brønnen, for å tilveiebringe et sideutløp for å koble brønnen til den nedsenkbare pumpen gjennom den fleksible slangen, og for å gi muligheten til å se brønnen med en fjernstyrt farkost (ROV), slik at borenivåer kan reguleres på sjøbunnen ved å påskynde eller bremse ned pumpen 26.

[0015] Nedenfor borestrengen 16 kan det være foringsrør (ikke vist i figur 1) som er satt på grunnlag av forventet frakturgradient under sjøbunnen og den hydrauliske friksjon skapt av borevæsker under boring. Så dybden vil variere basert på kunnskap om lokal geologi og poretrykk. Gradienten i brønnen er relatert til gradienten til borefluidet i hullet pluss gradienten til sjøvannet fra sjøbunnen tilbake til skipet 10.

[0016] Dobbeltgradientboring (eng. dual gradient drilling) kan oppnås ved hjelp av pumpen 26. Hastigheten til en pumpe på skipet og pumpen 26 kan være synkronisert slik at væskevolumet ut og er like, slik at slamnivået i ringrommet forblir konstant på sjøbunnen.

[0017] Ankeret 30 kan være så enkelt som en sonde som stikkes ned i sjøbunnen, dersom bunnforholdene tillater dette, eller kan være så sofistikerte som en sugeanker, for å nevne to eksempler. Kompensatoren 28 kan være en trykkforbindelse eller spilleromsforbindelse, for eksempel en kompensatorstøtfangersub (engelsk: compensator bumber sub) som tar hånd om riggens hivbevegelse, igjen for å gi et par eksempler.

[0018] Med henvisning til Figur 2 begynner sekvensen av boreoperasjoner når skipet 10 ankommer på borestedet. Ved ankomst til stedet strekkes foringsrøret 18 ned til sjøbunnen med ankeret 30 og kompensatoren 28 og pumpen 26 festet. Strukturen blir så forankret på sjøbunnen D, som angitt i figur 2. Selvsagt settes ankeret 30 nærliggende stedet hvor brønnen er tiltenkt. Det sekundære brønnsenteret kan ha rørstrengen 16 avhengt, men ennå ikke strukket til sjøbunnen.

[0019] Deretter blir styrebasis 32 og trakt 34 posisjonert fra det sekundære brønnsenteret 14, som vist i figur 3. Deretter blir det fleksible røret 40 koplet fra trakten 34 til pumpen 26 ved bruk av tilpasningene, som vist på illustrasjonen. Dette kan gjøres med en fjernstyrt farkost (ROV). I en utførelsesform kan foringsrøret 18 være 9 % tommers foringsrør for å redusere den totale vekten som bæres av skipet 10.

[0020] Deretter, med henvisning til figur 4, bores en brønn 48 og settes ned i sjøbunnen D ved bruk av det sekundære brønnsenteret 14 og borerøret 16. Settingen av foringsrøret 42 og boring utføres under dobbeltboringsforholdene hos det sekundære brønnsenteret. Når denne boreoperasjonen er fullført, kan foringsrøret 18 og pumpen 26 fjernes på hovedbrønnsenteret 12.

[0021] Deretter trekkes styrebasis 32 og trakt 34 og foringsrøret 42 drives og sementeres ved bruk av det sekundære brønnsenteret mens en utblåsningssikring 46 og et kjørestigerør 44 plukkes opp hos hovedbrønnsenteret 12, som vist i Figur 5. Deretter beveges skipet 10 til venstre for å posisjonere det sekundære brønnsenteret over brønnen 48 og utblåsningssikringen 46 kjøres og landes over brønnen 48.

[0022] I henhold til en annen utførelsesform, vist i figurene 6-8, kan det i stedet for å bruke to separate brønnsentre anvendes et enkelt brønnsenter 12a med en vogn 60, fra et skip 10a. Vognen 60 kjører på en skinne 62.

[0023] Først blir brønnsenteret 12a brukt til å kjøre foringsrør 18 med en pumpe 26 og anker 30, som indikert på figur 6. Så beveges vognen 60 inn i posisjon til å koble til og henge av foringsrøret 18, pumpen 26, og ankeret 30, mens de fortsatt er forankret i sjøbunnen D. Deretter kan skipet 10a beveges, som angitt ved pilen F i figur 7, mens kjernen 18 forblir i ro. Brønnsenter 12a blir deretter posisjonert ved siden av foringsrøret 18, pumpen 26 og ankeret 30, som vist i Figur 8. Deretter kan borerøret 16 kjøres til sjøbunnen D og festes til en base 32. Fra basen 32, som kan omfatte en trakt (ikke vist), kan en slange 40 være koblet til pumpen 26, som beskrevet tidligere. Deretter kan boring fortsette som tidligere beskrevet.

[0024] Referanser gjennom hele denne beskrivelsen til "utførelsesform" eller "en utførelsesform" betyr at en bestemt funksjon, struktur eller karakteristikk beskrevet i forbindelse med den utførelsesform er inkludert i minst en implementering omfattet innenfor den foreliggende oppfinnelse. Dermed henviser ikke nødvendigvis uttrykket "en utførelsesform" eller "i en utførelsesform" til samme utførelsesform. Videre kan de spesielle trekk, strukturer eller egenskaper institueres i andre passende former enn i den spesielle utførelsesform som er illustrert og alle slike former kan bli omfattet innenfor kravene i foreliggende søknad.

[0025] Mens den foreliggende oppfinnelse er blitt beskrevet med hensyn til et begrenset antall utførelsesformer, vil fagfolk innen teknikken verdsette tallrike modifikasjoner og variasjoner derfra. Det er hensikten at de etterfølgende krav dekker alle slike modifikasjoner og variasjoner som faller innenfor den sanne ånd og omfanget av denne oppfinnelsen.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte omfattende: forankring av første rør, som strekker seg fra et boreskip, i sjøbunnen, hvor de første rørene omfatter en pumpe; utstrekking av andre rør fra skipet; boring i nevnte sjøbunn med de andre rørene, og pumping av slam ved bruk av pumpen i de første rørene ned i de andre rørene og opp de første rørene.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, omfattende bruk av et skip med to separate borestasjoner.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, omfattende bruk av et skip med en borestasjon og en vogn.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, omfattende opphenging av de første rørene fra nevnte vogn mens de første rørene er forankret på sjøbunnen og bevege skipet samtidig som de første rørene opprettholdes stasjonært.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, omfattende bruk av dobbeltgradientboring.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1, omfattende forankring av de første rørene på sjøbunnen før boring.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 6, omfattende kobling av de andre rørene til pumpen etter forankring av de første rørene.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 1, omfattende boring ved bruk av en trakt og en styrebasis med de andre rørene.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 8, omfattende tilveiebringelse av en slamport gjennom styrebasisen til pumpen.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 1, omfattende hivkompensering av de forankrede første rørene.