NO20130472A1 - Arrangement og fremgangsmåte for fjerning av produksjonsavfall i en brønn - Google Patents

Abstract

Et arrangement og en fremgangsmåte for fjerning av et parti av produksjonsavfall (300) som har avsatt seg på én side av en barriere (114) plassert i et parti av et rør (201), hvor barrieren (114) isolerer en første rørseksjon (2002) fra en andre seksjon (2001) som inneholder avfallet (300), hvor arrangementet omfatter: - et innløp (405) som står i forbindelse med den første rørseksjonen (2002); - i det minste ett utløp (401, 402, 403) som står i forbindelse med den andre seksjonen (2001); - en fluidledning (400) som forbinder innløpet (405) med det i det minste ene utløpet (401, 402, 403); og - middel til regulering av fluidstrømning ut av utløpet (401, 402, 403).

Description

ARRANGEMENT OG FREMGANGSMÅTE FOR FJERNING AV PRODUKSJONSAVFALL I EN BRØNN

Denne oppfinnelsen vedrører et brønnrensingssystem knyttet til bruk av nedihulls brønn barriere r og andre nedihulls brønnsystemer hvor produksjonsavfall kan representere et problem.

Oppfinnelsen vedrører nærmere bestemt et arrangement og en fremgangsmåte for å fjerne et parti av produksjonsavfall som befinner seg på en første side av en barriere plassert i en rørseksjon, hvor barrieren isolerer en første seksjon av røret fra en andre seksjon av røret.

I forbindelse med komplettering av brønner, hvilket innebærer trinn som f.eks. instal-lering av produksjonsforingsrør, produksjonsforlengningsrør (nedre komplettering) og produksjonsrør (øvre komplettering), og også mellomkompletteringsstrenger, er det vanlig å bruke barrieresystemer.

I ett scenario er en barriere montert i toppen av den nedre kompletteringen (produk-sjonsforlengningsrøret) for å isolere reservoaret mens produksjonsrøret (den øvre kompletteringen) installeres i brønnens øvre avsnitt.

I et annet scenario er det installert en barriere i bunnen av produksjonsrøret under installeringen av dette. Straks røret er riktig plassert, blir det påført trykk på innsiden for å sette produksjonspakningen. For å utforme en avtettet kapsling under slike ope-rasjoner for å muliggjøre trykksetting av rørets indre elementer, må bunnen av røret avtettes. Det er vanligst å sørge for slik tetning ved å bruke en barriereanordning.

I enda et annet scenario installeres en barriere i en mellomkompletteringsstreng. En

slik mellomkompletteringsstreng blir typisk installert etter og oppå den nedre kompletteringen (forlengningsrøret) og før den øvre kompletteringen (produksjonsrøret) føres inn. Grunnen til å installere mellomkompletteringsstrenger kan variere, men en vanlig grunn er for mekanisk å avtette brønnens reservoar før den øvre kompletteringen fø-

res inn. Slike hensyn kan for eksempel gjelde dersom brønnen bores inn i et reservoar som står under høyt trykk, henholdsvis om det er stor forskjell i tetthet mellom boreslammet (som er på plass når forlengnings røret føres inn) og kompletteringsfluidet (som anbringes i brønnen i forbindelse med innføringen av produksjonsrøret).

Et vanlig krav til barrieresystemene beskrevet ovenfor er evnen til å holde tilbake aktuelle trykkbevirkede krefter i de fasene hvor slik barrierefunksjonalitet er nødvendig. Et annet, like viktig krav er at barrieren kan åpnes eller fjernes når barrierefunksjonalitet ikke lenger er nødvendig, for å åpne forlengningsrøret og/eller produksjonsrøret slik at fluider kan strømme igjennom det.

Patentsøknad PTC/NO2012/050020 inngitt av den herværende søkeren beskriver én spesifikk utførelsesform av nevnte nedihulls barrierer og innbefattes herved som referanse.

Midlertidige kompletteringsbarrierer ble tradisjonelt installert og hentet ut ved bruk av brønnserviceteknikker så som kabel eller kveilrør.

På mange felter til havs blir det benyttet meget kostbare borerigger med det formålet å bore og komplettere en brønn. I slike tilfeller vil all tid som brukes på kabel- eller kveilrørsoperasjoner bidra til å gjøre kompletteringen av brønnen stadig dyrere siden den øker den tiden som boreriggen må leies i for kompletteringen av brønnen. For å fjerne behovet for å operere de ovennevnte barrieresystemene på kabel eller kveilrør, er det blitt utviklet barrierer som kan opereres til å åpne uten behov for fysisk intervensjon i brønnen. De første systemene av slik art var kuleventiler, klaffventiler, slei-deventiler eller lignende som ble operert til å åpne ved at brønntrykk ble påført syklisk ved bruk av en pumpe på brønnens overflate.

Å påføre trykk syklisk vil si å repetere trykksetting og trykkavlastning (tapping) av produksjonsrør-(og/eller forlengningsrørtopp-)trykket for å betjene mekaniske teller-systemer knyttet til den nedihulls barrieren. Det mekaniske tellersystemet vil etter et visst antall trykksykluser typisk kople seg til en barriereaktiveringsmekanisme som får barrieren/ventilen til å åpne seg. En slik tilkopling oppnås typisk ved at tellermekanismen til sist opererer et ventilelement i aktiveringssystemet som tillater brønntrykk å virke mot et atmosfærisk kammer via et stempel. Det resulterende arbeidet brukes for å veksle ventilen til en åpen stilling. I andre versjoner oppnås slik tilkopling ved at tellermekanismen til sist betjener en mekanisk lås i aktiveringssystemet som utløser en forspent fjærmekanisme i aktiveringsmekanismen, hvorpå denne får ventilelementet til å veksle til en åpen stilling. Andre lignende fremgangsmåter for aktivering og

veksling av ventilelementet kan anvendes. Slike fremgangsmåter vil forstås av en fagmann på området og beskrives ikke ytterligere i dette skriftet.

Alternative barrieresystemer til metalliske ventiler er barrierer laget av ikke-metalliske materialer som f.eks. glass, keramikk, salt eller andre skjørere materialer. En vanlig fremgangsmåte for fjerning av barriere er med hensyn til dette en mekanisk syklus-åpningsmekanisme (engelsk: cycle open mechanism) som utløseren aktiveringsme-kanisme hvor en eksplosiv ladning detoneres inne i eller i umiddelbar nærhet av den skjøre barrieren. En alternativ fremgangsmåte medfører at den mekaniske syklus-åpningsmekanismen betjener en mekanisk lås som holder et forspent fjærsystem. Når den forspente fjæren utløses, vil en støtanordning, som f.eks. et spyd, bli drevet inn i den skjøre barrieren for å knuse den. Enda en annen fremgangsmåte for fjerning er å lede et høyt trykksatt fluid inn mellom skjøre barrierekomponenter. Slike fremgangsmåter forutsettes kjent for en fagmann på området og omtales ikke videre i dette skriftet.

Et velkjent problem med de fjernstyrte mekaniske systemene beskrevet ovenfor er at dersom syklus-åpningsmekanismen eller aktiveringsmekanismen svikter, eller dersom ventilelementet ikke skulle åpne seg av hvilken som helst annen grunn, er alternativer for mekanisk fjerning av barrieren forbundet med en relativt høy kostnad og risiko. Et eksempel på alternativ fjerning er å bruke kveilrør for å veksle til åpen, eller i verste fall frese ut en kuleventil eller en stålklaffventil.

Typiske årsaker til svikt kan være produksjonsavfall i brønnen som kiler fast syklus-åpningsmekanismen, aktiveringsmekanismen eller selve ventilelementet. Det er kjent at rensing av en brønn kan være problematisk, og at det er vanskelig å sikre at mil-jøet hvor syklus-åpningsmekanismen opererer, er rent for produksjonsavfall, høyvisk-øse midler og lignende som vil kunne forårsake problemer.

Patentsøknad PTC/NO2012/050084 inngitt av den herværende søkeren beskriver utfø-relsesformer av syklus-åpningssystemer beregnet til bruk i brønner med produksjons-avfallsproblemer/-potensial og innbefattes herved som referanse.

Til tross for at den har et produksjonsavfallstolerant syklus-åpningssystem, kan likevel den endelige åpningen av nevnte barriere bli en utfordring dersom det skulle være produksjonsavfall i brønnen. Dette kan særlig være tilfellet hvis barrieren skulle være tildekket av større mengder produksjonsavfall. I noen tilfeller, for eksempel i tilfelle barrieren føres inn i en brønn som en del av en mellomkomplettering, med påfølgende utbytting av brønnfluid fra boreslam til kompletteringsfluid før setting av produksjons pakningen, er det fare for at faststoffer - typisk rester fra boreslammet - synker ut av suspensjon og avsetter seg oppå barrieren. I noen tilfeller er søylen av avsatte faststoffer kjent å være så lang som 40 meter.

Kombinasjonen av en delvis åpnet/aktivert barriere med en betydelig produksjonsav-fallssøyle på toppen av den kan fungere som en selvstendig barriere mot strømning, og derfor forhindre brønn produksjon. I slike tilfeller kan det være nødvendig med fysisk intervensjon (ved bruk av kabel eller kveilrør) for å fjerne produksjonsavfallssøy-len og den delvis aktiverte barrieren. Nevnte fysiske intervensjon så vel som den dertil knyttede forsinkelsen i boreriggprogrammet kan føre til en ekstra høy kostnad.

Formålet med oppfinnelsen er å avhjelpe eller redusere i det minste én av ulempene ved kjent teknikk.

Formålet med den foreliggende oppfinnelsen er å sørge for et integrert brønnrensings-system som gjør det mulig å fjerne i det minste et parti av en produksjonsavfallssøyle som har avsatt seg på den ene siden av en brønnbarriere brukt under kompletteringen av brønnen.

Formålet oppnås i overensstemmelse med oppfinnelsen ved de trekkene som er angitt i nedenstående beskrivelse og i de etterfølgende patentkravene.

Ifølge et første aspekt ved den foreliggende oppfinnelsen er det tilveiebrakt et arrangement for fjerning av et parti av produksjonsavfall som har avsatt seg på én side av en barriere som er integrert i et parti av et rør, hvor barrieren isolerer en første rør-seksjon fra en andre rørseksjon som inneholder produksjonsavfallet, hvilket arrangement omfatter: - et innløp som står i forbindelse med den første rørseksjonen; - i det minste ett utløp som står i forbindelse med den andre seksjonen;

- en fluidledning som forbinder innløpet med det i det minste ene utløpet; og

- middel til regulering av fluidstrømning ut av utløpet.

Den foreliggende oppfinnelsen tilveiebringer således et integrert rensesystem som muliggjør fjerning av i det minste et parti av en produksjonsavfallssøyle som har avsatt seg på den ene siden av barrieren som er brukt under f.eks. en komplettering av en brønn.

I én utførelsesform er barrieren en todelt barriere omfattende et første barriereelement og et andre barriereelement, hvor barriereelementene avgrenser et hulrom som står i forbindelse med innløpet og som etter fjerning av det andre barriereelementet utgjør en del av den første seksjonen, slik at nevnte middel til regulering av fluid-strømning ut av utløpet omfatter det andre barriereelementet.

Ytterligere aspekter er tilveiebrakt i krav 2-4 og 6-9.

Utførelsesformene vist i dette dokumentets spesielle del er knyttet til en todelt barrie-reutforming, hvor hvert av de to barriereelementene er oppbygd av en flerhet av mindre elementer til dannelse av en stabil geometri, idet barriereelementene er ut-formet til å motstå trykkrefter fra henholdsvis et første og et andre rørparti. Oppfinnelsen i dette skriftet kan midlertid også anvendes på andre typer barriereutfor-minger, så som lett brytbare barrierer (laget av skjøre materialer som f.eks. glass eller keramikk), metalliske ventiler som f.eks. klaff- og kuleventiler og andre, og er ikke begrenset til bruk kun med todelte barrieresystemer. Av og til klarer slike barrierer av annen utforming, utforming med ett så vel som med flere legemer/elementer, ikke å åpne seg helt eller aktiveres på grunn av nevnte produksjonsavfallssøyle som ligger oppå dem. Følgelig anses den funksjonaliteten som beskrives i dette skriftet for fjerning av produksjonsavfall ved barriereaktivering, for nyttig og aktuell for de fleste nedihulls barrieresystemene. Dette vil forstås av en fagmann på området.

I en foretrukket utførelsesform, blir arrangementet for fjerning av et parti av produksjonsavfall som har avsatt seg på den ene siden av en barriere, aktivert samtidig som, eller innenfor en tidsramme relatert til, aktiveringen av selve barrieren. Med "tidsramme relatert til" menes et operasjonstrinn med tilknytning, før eller etter, til aktiveringen av barrieren til å åpne seg. For slike anvendelser blir produksjonsavfallsfjer-ningssystemet fortrinnsvis aktivert før barriereaktivering, for å unngå at en stor produksjonsavfallssøyle forårsaker funksjonsfeil i løpet av barrierefjerningsfasen.

Det understrekes at trekkene ved den foreliggende oppfinnelsen skiller seg fra det kjente prinsippet med "utjevning" av broplugger som kan hentes ut med kabel, som er et vanlig operasjonstrinn i forbindelse med trekking av broplugger. En trykkutjev-ningsfunksjon blir her aktivert for å hindre differensialtrykkrefter som virker på pluggen i det øyeblikket den frigjøres fra rørveggen, for å unngå uønsket/ukontrollert for-skyvning av pluggen. Dersom det skulle være en produksjonsavfallssøyle oppå en broplugg, ville tradisjonelle utjevningsmetoder (ved bruk av mekanisk verktøy satt inn på kabel) ikke være i stand til å gå i inngrep med pluggen. Uansett hvilken teknikk som anvendes for å utjevne en broplugg, ville utforming ifølge kjent teknikk bare sør-ge for fluidforbindelsesbane(r) begrenset til avstanden mellom bunnen og toppen av bropluggen, noe som kanskje ikke er egnet til fjerning av produksjonsavfallsansam-linger som er av det omfanget som beskrives i dette skriftet.

Endelig er alle kjente kompletteringsbarrierer som er integrert i rør, av svært ulik utforming og opereres annerledes enn broplugger (som det kan gjøres inngrep i), og tradisjonelle utjevningsbetraktninger gjelder derfor ikke.

Den foreliggende oppfinnelsen beskriver et system for sekvensiell fjerning av produksjonsavfall som har avsatt seg på en barriere, som f.eks. en kompletteringsbarriere, ved å tilveiebringe fluidutløpspunkter langs rørstammen ovenfor barrieren, og tilknyt-tede systemkomponenter så vel som metodologi for strømningsregulering, og som følge av dette oppnå et mest mulig optimalt produksjonsavfallsfjerningsmønster.

Ifølge at andre aspekt er det tilveiebrakt en fremgangsmåte for fjerning av et parti av produksjonsavfall som har avsatt seg på én side av en barriere integrert i et parti av et rør, hvor barrieren isolerer en første rørseksjon fra en andre rørseksjon som inneholder produksjonsavfallet; hvor fremgangsmåten omfatter: - å anordne en fluidledning som omgår barrieren, hvorfluidledningen håret innløp som står i forbindelse med den første seksjonen, og i det minste ett utløp som står i forbindelse med den andre seksjonen; og - å åpne for strømning av fluid fra den første seksjonen via fluidledningen og inn i minst ett parti av produksjonsavfallet i den andre seksjonen.

Ytterligere aspekter er tilveiebrakt i krav 11 etseq.

Det følgende beskriver et ikke-begrensende eksempel på en foretrukket utførelses-form som er anskueliggjort på de medfølgende tegningene, hvor: Fig. la-lc illustrerer et eksempel på generisk bruk av oppfinnelsen; Fig. 2a-2c illustrerer én utførelsesform av et barrieresystem ifølge kjent teknikk med tilknyttet syklus-åpningssystem og aktiveringssystem; Fig. 3 illustrerer et potensielt problem knyttet til utformingen ifølge kjent teknikk vist på fig. 2a; Fig. 4 illustrerer én utførelsesform av et barrieresystem med tilknyttet syklus-åpningssystem og aktiveringssystem, innbefattende et rensearrange-ment ifølge den foreliggende oppfinnelsen; Fig. 5 illustrerer et første operasjonstrinn for rensesystemet vist på fig. 4; Fig. 6 illustrerer en alternativ utførelsesform av rensesystemet vist på fig. 4; Fig. 7 illustrerer en annen alternativ utførelsesform av rensesystemet vist på

fig. 4;

Fig. 8 illustrerer et andre/påfølgende operasjonstrinn for rensesystemet vist på

fig. 4;

Fig. 9 illustrerer en annen alternativ utførelsesform av rensesystemet vist på

fig. 4; og

Fig. 10 illustrerer en annen alternativ utførelsesform av rensesystemet vist på

fig. 4.

Fig. la-lc illustrerer et borehull 101. Et foringsrør 102 er brukt for å hindre borehullet fra å falle sammen under boring og påfølgende produksjon, og for å avtette borehulls-veggen for å hindre uønsket lekkasje til eller fra lag/soner i undergrunnen og til sist for å tilveiebringe en barriere mellom det trykksatte hydrokarbonreservoaret og det åpne miljøet. I de fleste tilfellene blir foringsrøret sementert fast mot bergveggen slik det vil forstås av enhver fagmann på området og således ikke blir illustrert i dette skriftet. Det er illustrert en generisk brønnkomplettering. På fig. la-lc omfatter den nedre kompletteringen 1000 et sementert produksjonsforlengningsrør 103 som er åpent mot hydrokarbonreservoaret via perforeringer 104. En fagmann på området vil være kjent med at produksjonsforlengningsrørets 103 utforming og konfigurasjon kan variere betydelig fra det som er illustrert i dette skriftet. Produksjonsforlengningsrøret 103 er forankret i og utgjør en tetning mot foringsrøret 102 ved hjelp av et forleng-ningsrørhengersystem 105.

En mellomkomplettering 1001 utgjøren del av kompletteringsstrengen og er stukket inn i den nedre kompletteringen ved hjelp av en tetningsstingersammenstilling 107. Et tetningsarrangement 108 som omfatter en barriere 114, er installert som en integrert del av mellomkompletteringen 1001. Mellomkompletteringen 1001 omfatter også et mekanisk syklus-åpningssystem 112 som er knyttet til et aktiveringssystem 113 som utløser åpningen og/eller fjerningen av barrieren 114 når denne har tjent sin funksjon i kompletteringsprosessen. Endelig er et rensesystem eller-arrangement 117 ifølge den foreliggende oppfinnelsen innbefattet som en del av mellomkompletteringen 1001.

Den øvre kompletteringen 1002 omfatter et produksjonsrør 106 som er stukket inn i mellomkompletteringen 1001 ved hjelp av en tetningsstingersammenstilling 116. Den øvre kompletteringen 1002 innbefatter en produksjonspakning 109. I toppen av brøn-nen er røret 106 avsluttet i brønnhodet 110. Kompletteringsutformingen kan variere betydelig fra det som er vist på fig. 1, og det finnes alminnelige kompletteringskom-ponenter som ikke er illustrert i dette skriftet, så som en borehullssikkerhetsventil. Disse kjensgjerningene vil en fagmann på området forstå. På lignende måte kan an-ordningen ifølge den foreliggende oppfinnelsen brukes for andre kompletteringsutfor-minger enn det som er vist i dette skriftet, og fig. la-lc er bare et eksempel.

Når den øvre kompletteringen 1002 føres inn i hullet, er produksjonspakningen 109 ikke aktivert, som illustrert på fig. la.

Rørets senterlinje 115 er illustrert som referanse.

En produksjonsavfallssøyle 118 er indikert oppå barrieren 114.

Det vises så til fig. lb, hvor en pumpe 111 er satt i fluidforbindelse med brønnhodet 110. Produksjonspakningen 109 omfatter mekaniske ankere og tetningselementer som vil forstås av en fagmann på området. For å sette produksjonspakningen 109, hvilket betyr å ekspandere de mekaniske ankrene og tetningselementene til å gå i inngrep med foringsrøret 102, blir pumpen 111 brukt til å påføre fluidet inne i røret 106 høyt trykk. Dette er mulig på grunn av den avtettede innkapsling som er dannet av røret 106, tetningsarrangementet 108, brønnhodet 110 og pumpen 111. Etter setting av pakningen 109 behøves ikke lenger barrieren 114 i brønnen. Det neste trinnet er å fjerne barrieren 114 slik at brønnen kan settes i produksjon eller injeksjon.

For å fjerne barrieren 114 blir fluidet inne i røret 106 kjørt i trykksykluser, som beskrevet tidligere i dette dokumentet, ved bruk av pumpen 111. For hver fullstendig trykksyklus blir et mekanisk syklus-åpningssystem 112 drevet ett trinn. Etter et visst antall trinn vil det mekaniske syklus-åpningssystemet 112 samhandle med et aktiveringssystem 113 som utløser åpningen og/eller fjerningen av barrieren 114. Oppsummert, etter et visst antall sykluser, dvs. trykksetting og trykkavlastning av rørfluidet, åpner barrieren 114 seg. Fig. lc illustrerer brønnkompletteringen etter at barrieren 114 er åpnet ved at den er fjernet.

I en situasjon hvor produksjonsavfallssøylen 118 vist på fig. la og lb hindrer barrieren 114 fra å åpne seg, eller får barrieren 114 til bare delvis å åpne seg / aktiveres, og hvor produksjonsavfallssøylen 118 danner en plugg i borehullet i kombinasjon med den delvis aktiverte barrieren 114, eller virker som en selvstendig plugg, med det re-sultatet at brønnen ikke vil åpne for produksjon, tilveiebringer rensesystemet 117 et arrangement og en fremgangsmåte for å spyle bort produksjonsavfallet slik at borehullet åpner seg helt.

Fig. 2a illustrerer en utførelsesform av barrieren 114, hvor syklus-åpningssystemet 112 og aktiveringssystemet 113 beskrevet ovenfor er montert inne i en rørstamme 201. I andre utførelsesformer kan rørstammen 201 omfatte to eller flere delstammer, dvs. at rørstammen 201 er en sammenstilling oppbygd av flere stammer.

Forden illustrerte utførelsesformen omfatter barrieren 114 et øvre barriereelement 202 og et nedre barriereelement 204 dekket av elastomermembran 203 henholdsvis 205. Barriereelementene 202, 204 avsluttes mot stammens 201 vegg via sagtannfor-mede grensesnittsprofiler 210, 211 som vist. Sagtannprofilene 210, 211 sørger for sterk forankring av barriereelementene 202, 204 på stammens 201 vegg, og samtidig kreves det bare små/grunne radiale innskjæringer/spor i stammen for forankring av barriereelementene 202, 204. Dette er gunstig siden reduksjonen i tykkelse, og følge-lig tap av styrke i stammen 201, reduseres til et minimum ved denne teknikken, hvor rørgjenger etterlignes, men vanligvis uten den stigningen som er forbundet med gjenger.

Som det blir forklart i detalj i patentsøknad PTC/NO2012/050020, omfatter det øvre barriereelementet 202 og det nedre barriereelementet 204 en flerhet av mindre elementer 213 og 213', som angitt på henholdsvis fig. 2b og 2c. Når de er sammenstilt, er barriereelementene 202, 204 stabile og i stand til å bære høye belastninger fra en første retning, men svake mot belastninger påført fra en andre (motsatt) retning. Det øvre barriereelementet 202 kombinert med den øvre elastomermembranen 203 er mer spesifikt i stand til å stå imot meget høye deltatrykk dersom trykket i partiet 2001 avgrenset av stammen 201 og det øvre barriereelementet 202 overstiger trykket i partiet 2002 avgrenset av stammen 201 og det øvre barriereelementet 202 og det nedre barriereelementet 204. Hvis derimot trykket i partiet 2002 overstiger trykket i partiet 2001, ville det øvre barriereelementet 202 være tilbøyelig til raskt å falle fra hverandre i en retning oppover med hensyn til orienteringen vist på figuren. Lignende forhold gjelder for det nedre barriereelementet 204 i betraktning av deltatrykk mellom henholdsvis parti 2002 og 2003.

Som videre forklart i detalj i patentsøknad PTC/NO2012/050084, betjenes syklus-åpningssystemet 112 ved å påføre trykk i sykluser inne i kompletteringen. Som en funksjon av å heve og senke trykket inne i partiet 2001 (ved bruk av en pumpe 111 på jordoverflaten), blir syklusstemplet 206 forskjøvet opp og ned og opererer en tel-lermekanisme inne i syklus-åpningssystemet 112. Syklusstemplet 206 er plassert inn i en utsparing 207 med "åpen geometri" i stammen 201. Nevnte åpne geometri er ment å gjøre syklus-åpningssystemet 112 mer robust mot produksjonsavfall enn tradisjo-

nelle utforminger ifølge kjent teknikk som ofte har "lukket geometri".

Etter et fastsatt antall trykksykluser, samvirker syklus-åpningssystemet 112 med et aktiveringssystem 113 som tjener den funksjonen å aktivere/fjerne barrieren 114. I utførelsesformen vist på fig. 2a-2c åpner aktiveringssystemet 113 for strømning mellom en forbindelsesport 208 tilveiebrakt i stammen 201 og en fluidforbindelsesledning 209 som strekker seg inne i en vegg i stammen 201, og som munner ut i hulrommet 2002 mellom barriereelementene 202, 204. Hulrommet 202 vil også bli benevnt parti 2002.

Som illustrert på fig. 2b, kan pumpevirksomhet på overflaten når det åpnes for strøm-ning fra partiet 2001 til partiet 2002 via fluidforbindelsesledningen 209, brukes til å løse opp det nedre barriereelementet 204, og pumpe flerheten av enkeltelementer 213 nedover etter å ha brutt den nedre membranen 205. Grunnen til dette er at nevnte pumpevirksomhet vil øke trykket i partiet 2002 (fordi dette nå står i fluidforbindelse med partiet 2001) til et nivå som overstiger trykket i partiet 2003, hvorpå det nedre barriereelementet 204 og membranen 205 vil falle fra hverandre og bli spylt nedover i brønnhullet 201.

Som illustrert på fig. 2c, kan brønnen, idet det nedre barriereelementet 204 er blitt fjernet, settes i produksjon, hvorpå trykket i partiene 2002 og 2003 (som nå er blitt ett) vil overstige trykket i partiet 2001, hvorpå det øvre barriereelementet 202 løses opp. I én utførelsesform blir flerheten av enkeltelementer 213' i det øvre barriereelementet 202 spylt oppover og ut av sin stabile innledende posisjon, vist på fig. 2a og 2b, av produksjonsstrømmen 214 etter å ha brutt den øvre membranen 203. I én ut-førelsesform innbefatter forbindelsesledningen 209 en enveisventil 212 som hindrer fluid fra å strømme fra partiene 2002, 2003 til partiet 2001 via ledningen 209. Det blir derved i dette siste stadiet i operasjonen opprettet et nødvendig deltatrykk (henholdsvis mellom partiet 2002 og 2001) som er tilstrekkelig til å spyle bort det øvre barriereelementet 202 og membranen 203.

Fig. 3 illustrerer et scenario hvor det har dannet seg en produksjonsavfallssøyle 300 oppå det øvre barriereelementet 202 og den tilhørende membranen 203. Det nedre barriereelementet 204 og membranen 205 er her blitt spylt ut av sin opprinnelige posisjon ved å anvende en pumpe på jordoverflaten, pumpe fluid ned gjennom kompletteringen og inn i fluidforbindelsesledningen 209 via forbindelsesporten 208 etter å ha

operert aktiveringssystemet 112, 113. Når det forsøkes å sette brønnen i produksjon, kan imidlertid den øvre barrieren 202 og membranen 203 ikke pumpes ut av sin posisjon på grunn av produksjonsavfallssøylens 300 vekt og konsistens. I denne utførel-

sesformen er med andre ord kombinasjonen av den øvre barrieren 202, membranen 203 og produksjonsavfallssøylen 300 i stand til å motstå trykket i hulrommet eller det nedre partiet 2002 tilveiebrakt av produksjonsstrømmen og/eller reservoartrykket.

Slike tilfeller ville tradisjonelt kreve fjerning av produksjonsavfallssøylen ved bruk av intervensjonsteknikker som f.eks. kabel eller kveilrør.

I én utførelsesform er tilbakeslagsventilen 212 fjernet fra ledningen 209, slik at det ville kunne opprettes en begrenset produksjonsstrømning opp gjennom fluidforbindelsesledningen 209 via forbindelsesporten 208 og inn i produksjonsrøret etter fjerning av det nedre barriereelementet 204. Dette ville kunne være aktuelt for verifiserings-formål - dvs. trykktesting ville kunne utføres ved bruk av en pumpe 111 på overflaten for å verifisere at fluidforbindelse er blitt opprettet mellom henholdsvis partiet 2003,

2002 og 2001, hvilket betyr at syklus-åpningssystemet 112 har virket ordentlig (og at grunnen til at påfølgende produksjonsstrømning ikke oppnås, er produksjonsavfall 300 som har samlet seg oppå barrieren 114). For barrieresystemer ifølge kjent teknikk kan fluidforbindelse ikke opprettes mellom partier ovenfor og nedenfor barrieren etter aktivering, og hindrer slik verifisering av at opereringen av syklus-åpningssystemet 112 har vært vellykket.

På grunn av et begrenset tverrsnittsareal i ledningen 209 og porten 208, ville aktuelle produksjonsstrømningsrater være for lave til å utnyttes til slike formål. De fleste barrieresystemer av utforming ifølge kjent teknikk underletter ikke produksjonsstrøm i ledninger, som f.eks. fluidforbindelsesledningen 209, som strekker seg inne i stammens 201 vegg som vist i dette skriftet, dvs. de ville ikke kunne støtte nevnte verifisering av fluidforbindelse mellom henholdsvis partiene 2003, 2002 og 2001.

Det bemerkes også i forbindelse med fig. 3 at i denne utførelsesformen er syklus-åpningssystemet 112, aktiveringssystemet 113 og kommunikasjonsporten 208 hevet til en posisjon relativt høyt over det øvre barriereelementet 202 for å strekke seg ovenfor toppen av produksjonsavfallssøylen 300. Slike teknikker er alminnelige i bruk for å minimere innvirkningen av produksjonsavfallet på syklus-åpningssystemet 112, men er noe usikre da produksjonsavfallssøylens 300 eksakte høyde kan være vanskelig å forutsi før komplettering av brønnen.

Fig. 4 illustrerer én utførelsesform av et rensesystem 117 ifølge den foreliggende oppfinnelsen. I denne utførelsesformen omfatter rensesystemet 117 en spyleledning 400 som strekker seg inne i stammens 201 vegg fra et innløp 405 plassert i et senterhul-rom 2002 mellom det øvre barriereelementet 202 og det nedre barriereelementet 204, og til utløpspunkter 401, 402, 403 plassert med innbyrdes avstand langs stammens 201 vegg. En tilbakeslagsventil 404 er tilveiebrakt i spyleledningen 400 for å forhindre strømning fra partiet 2001 til partiet 2002 via spyleledningen 400. Tilbakeslagsventilen 400 hindrer således uønsket/tilfeldig aktivering av barrieren 114 via spyleledningen 400. Tilbakeslagsventilen 404 ville kunne være av et stort spekter av utforminger, slik det vil forstås av en fagmann på området.

I utførelsesformen vist på fig. 4, er spyleledningen 400 illustrert som en selvstendig ledning i form av et boret løp i stammen 201, isolert fra andre ledninger som strekker seg gjennom stammen 201, så som fluidforbindelsesledningen 209. I andre utførelses-former kan det være flere ledninger som strekker seg gjennom stammen 201, og i noen utførelsesformer, tjener spyleledningen 400 et kombinert formål. Dette vil kunne være nødvendig for å minimere behovet for å tilveiebringe en flerhet av ledninger i stammens vegg 201, eller i tilfelle romlige begrensninger ved formgivning og fremstil-ling. I utførelsesformer hvor ledningene 400, 209 skal tjene flere formål, kreves det utvalgte ventilarrangementer for å unngå konflikt med hensyn til formål-operasjon. Dette vil en fagmann på området forstå.

Fig. 5 illustrerer en situasjon etter fjerning av det nedre barriereelementet 204 og membranen 205 som tidligere forklart. Brønnen settes da i produksjon for å fjerne det øvre barriereelementet 202 og den tilhørende membranen 203. Rensesystemet 117 vil tilveiebringe en trinnvis spyleprosess for å fjerne produksjonsavfallssøylen 300 slik at det øvre barriereelementet 202 og membranen 203 kan fjernes etter at i det minste noe av produksjonsavfallssøylen 300 er fjernet.

Etter at det er åpnet for fluidstrømning i spyleledningen 400 etter fjerning av det nedre barriereelementet 204, vil fluidet innledningsvis strømme fra partiet 2002 som nå er blitt med det nederste partiet 2003 til danning av et første parti, via innløpet 405, opp gjennom spyleledningen 400 og ut gjennom det øverste utløpspunktet 403, hvor den effektive strømningsbegrensningen dannet av (alternativt, det deltatrykket som er nødvendig for å bryte gjennom) produksjonsavfallssøylen 300 er minst. Dette er illustrert med piler 5000 på fig. 5. Denne innledningsvise strømningen vil spyle bort et øvre parti 5001 av produksjonsavfallssøylen 300, og dette vil muliggjøre påfølgende strømning via utløpspunktet 402 siden fjerningen av overdekning forårsaket av strøm-ningen gjennom utløpet 403 har redusert det nødvendige deltatrykket som kreves for å opprette strømning ved utløpet 402, og mønsteret vil gjenta seg, i kaskade nedover.

I én utførelsesform er det tilveiebrakt et filter 405' ved innløpet 405 for å hindre par-tikler over en forhåndsbestemt størrelse fra å trenge inn i innløpet 405 og forårsake

plugging, se fig. 9.

Oppsummert vil oppfinnelsen muliggjøre gradvis bortspyling av mer og mer av pro-duksjonsavfallssøylen 300 ved trinnvis å spyle bort en øvre del av den ved hjelp av fluidstrømning fra et øvre utløpspunkt 403 og derved gjøre klar til / underlette en på-følgende fluidstrømning ved et lavereliggende utløpspunkt 402 og til slutt ut av det nedre utløpspunktet 401 til størstedelen av produksjonsavfallssøylen 300 er blitt spylt bort, hvoretter overdekningen vil være redusert til et nivå hvor det øvre barriereelementet 202 og membranen 203 vil bli spylt ut av sin opprinnelige posisjon av fluidet i det første partiet 2002, 2003 nedenfor det øvre barriereelementet 202.

Utløpspunktene 401, 402, 403 vil også bli benevnt utløp 401, 402, 403.

Ved utformingen vist på fig. 5 kan det være fare for ikke å oppnå det ovenfor beskrevne mønsteret for fjerningen av produksjonsavfallssøylen 300. Dette vil kunne være tilfellet dersom strømningsraten gjennom et øvre utløpspunkt, som f.eks. ut-løpspunktet 403, er utilstrekkelig til å spyle produksjonsavfallet permanent bort fra dets opprinnelige posisjon. Dette vil også kunne være tilfellet dersom trykktapet mellom første parti 2002, 2003 og andre parti 2001 knyttet til strømningsmønsteret gjennom et øvre utløpspunkt, som f.eks. utløpspunktet 403, er så lite at det hindrer opprettelse av strømning via et nedre utløpspunkt som f.eks. utløpspunktet 402. Mer spesifikt, dersom trykktapet er tilstrekkelig lite, vil det kanskje ikke være mulig å oppnå høyt nok deltatrykk mellom utløpspunktet 402 og partiet 2001 til å "bryte opp" det partiet av produksjonsavfallssøylen 300 som strekker seg mellom utløpspunktet 403 og utløpspunktet 402.

I én utførelsesform av oppfinnelsen er utløpspunktene 403, 402, 401 forsynt med en enveisventil, et enveis, mekanisk pluggarrangement eller lignende for å hindre produksjonsavfall fra å trenge inn i utløpspunktene 403, 402, 401 under kompletteringsprosessen, og hindrer derfor uønsket blokkering av utløpspunktene før operasjon.

Opprettelse av forbindelse mellom et parti nedenfor og ovenfor en barriere er en kjent teknikk i forbindelse med uthenting av broplugger. Slike plugger blir ofte utjevnet før de trekkes, hvilket betyr at det er opprettet fluidforbindelse mellom partier ovenfor og nedenfor pluggen før dennes ankre frigjøres fra det røret den er satt i. Begrunnelsen for utjevningsprosessen er å unngå at pluggen etter frigjøring forskyver seg ukontrol-lert på grunn av differensialtrykkrefter som virker på den. For broplugger er forbindelse typisk opprettet ved mekanisk manipulering ved bruk av et trekkeverktøy. Dess-uten er utjevningsledningenes lengde og geometri begrenset av dimensjonene på selve pluggen, som vanligvis er kort, og i mange tilfeller kan være vesentlig kortere enn lengden av produksjonsavfallet 300 beskrevet i utførelsesformene i dette skriftet. En hovedforskjell mellom utjevningen av broplugger og teknikken beskrevet i dette skriftet er at innløpet 405 åpnes / skaffes tilgang til for strømning etter aktivering av barrieren 114, hvorpå det opprettes et strømningsmønster som er konstruert for fjerning av en større produksjonsavfallssøyle 300.

Fig. 6 illustrerer bruken av skreddersydde dyser 601, 602, 603 (definert ved utløps-punktenes 401, 402, 403 hullgeometri, eller ved hjelp av fysiske innsatser, som f.eks. keramiske innsatser) sammen med utløpspunktene henholdsvis 401, 402, 403. Formålet med nevnte dyser 601, 602, 603 er å skape et kontrollert strømnings- og delta-trykkmønster i forbindelse med rensestrømmen gjennom rensesystemet 117. I utfø-relsesformen illustrert på fig. 6 er dysene 601, 602, 603 åpninger med en angitt størrelse. I én utførelsesform har åpningene en indre diameter på 4 millimeter, tilsva-rende mange ICD-løsninger (ICD = inflow control device - innstrømningsregulerings-anordning) som blir alminnelig brukt i nedre brønnkompletteringer for å tilveiebringe en jevn strømningsfordeling langs produksjonsintervallet. ICD-anordningers, følgelig dysenes 601, 602, 603, bruk og funksjonalitet vil være forstått av en fagmann på området og beskrives ikke ytterligere i dette skriftet.

I en foretrukket utførelsesform, vil dyser 601, 602, 603 av ICD-utforming montert i utløpspunktene 401, 402, 403 tilveiebringe optimalt strømningsmønster og optimal fordeling (innenfor en angitt minimum-maksimum-strømningsrate og et angitt deltatrykkområde) mellom utløpspunktene 401, 402, 403, hvorpå produksjonsavfallssøylen 300 blir spylt opp og bort i et kaskademønster, hvor det begynnes med dens øvre del og fortsettes nedover som en funksjon av at det opprettes strømning ved nedre ut-løpspunkter 402, 401 som en funksjon av at deler av produksjonsavfallssøylen 300 som befinner seg i tilstøting til høyereliggende utløpspunkter 403, 402, blir spylt bort. Dysene 601, 602, 603 benyttet i rensesystemet 117 ifølge den foreliggende oppfinnelsen tilveiebringer således en trinnvis fjerning av i det minste deler av produksjonsav-fallssøylen.

Fig. 7 illustrerer enda en annen utførelsesform. Her er utløpspunktene 401, 402, 403 forsynt med autonome strømningsreguleringsanordninger 701, 702, 703. De autonome strømningsreguleringsanordningene 701, 702, 703 vil kunne være i form av AICD-er (AICD = autonomous inflow control device - autonom innstrømningsreguleringsan-ordning) som alminnelig blir brukt i forbindelse med nedre brønnkompletteringer, og som er selvregulerende som en funksjon av strømningsrate og deltatrykk (så vel som andre parametrer - AICD-anordninger kan settes opp til å virke på grunnlag av end-ringer i fluiddensitet, viskositet, saltinnhold eller en kombinasjon av parametrer).

Et ønskelig trekk både i tilfelle bruk av dyser 601, 602, 603 og i tilfelle bruk av regule-ringsanordninger 701, 702, 703 ville være en dyse-/ventilutforming som opererte mellom null strømning og en øvre strømningsrate definert som følger: • Den øvre strømningsraten skal være høy nok til å spyle bort produksjonsavfall 300, dvs. opprette et strømningsmønster slik at produksjonsavfallet 300 fjernes fra det aktuelle området. • Den øvre strømningsraten opprettet ved et øvre utløpspunkt 403, 402 skal være lav nok til å representere en reell strupingseffekt innenfor rensesystemet 117, slik at trykkdifferensialet mellom et nedre utløpspunkt 402, 401 og det øvre partiet 2001 av brønnhullet holder seg relativt høyt, og strømning vil bli opprettet selv om overdekningen over et nedre utløpspunkt 402, 401 er relativt stor. IDC- og AICD-utformingstrekk skulle være kjent for en fagmann på området og kom-menteres ikke ytterligere i dette skriftet. Fig. 8 illustrerer en situasjon med hensyn til utførelsesformen vist på fig. 6, hvor strømning er blitt opprettet ved utløpspunktet 402 etter at strømningen fra utløps-punktet 403 har fjernet et tilstrekkelig stort parti 5001 av produksjonsavfallssøylen 300. Dette igjen vil medføre ytterligere fjerning av produksjonsavfallssøylen 300, hvorpå det vil opprettes strømning fra utløpspunktet 401 og til slutt kan det øvre barriereelementet 202 og membranen 203 bli spylt bort av produksjonsstrømmen i brøn-nen. Fig. 9 illustrerer et filter 405" plassert i tilstøting til innløpet 405 for å hindre urenheter i produksjonsstrømmen 5000 fra å plugge innløpet 405. Fig. 10 illustrerer utløpspunktene 401', 402', 403' som er orientert på skrå oppover og nedover i forhold til brønnhullets retning. Oppoverrettede utløpspunkter 402' vil kunne være bedre egnet til å løfte partier av produksjonsavfall 300 i "gjennombrudd"-fasen når innledende strøm fra det aktuelle utløpspunktet 402' opprettes. Nedoverrettede utløpspunkter 401', 403' vil kunne være egnet til å spyle ut et parti av produksjonsavfall 300 som befinner seg nedenfor utløpspunktet 401', 403', og derfor underlette pro-sessen med å etablere innledende strømning ved et lavereliggende utløpspunkt. I en foretrukket utførelsesform blir det brukt en kombinasjon av oppovervendte, nedover-

vendte og horisontale utløpspunkter 401, 402, 403, 401', 402', 403' for å oppnå et optimalisert kaskademønster for bortspyling av i det minste en del av produksjonsavfallet 300, hvilket er nødvendig for å igangsette og opprette full produksjonsstrøm fra brønnen.

Claims (15)

1. Arrangement for fjerning av et parti av produksjonsavfall (300) som har avsatt seg på én side av en barriere (114) integrert i et parti av et rør (201), hvor barrieren (114) isolerer en første rørseksjon (2002, 2003) fra en andre rørseksjon (2001) som inneholder produksjonsavfallet (300), hvor arrangementet omfatter: - et innløp (405) som står i forbindelse med den første rørseksjonen (2002, 2003); - i det minste ett utløp (401, 402, 403) som står i forbindelse med den andre seksjonen (2001); - en fluidledning (400) som forbinder innløpet (405) med det i det minste ene utløpet (401, 402, 403); og - middel til regulering av fluidstrømning ut av utløpet (401, 402, 403).

2. Arrangement i henhold til krav 1, hvor det i det minste ene utløpet omfatter to eller flere utløp (401, 402, 403) plassert med innbyrdes avstand i en lengderetning av røret (201).

3. Arrangement i henhold til krav 1 eller 2, hvor fluidledningen (400) er anordnet i en vegg i røret (201).

4. Arrangement i henhold til krav 1, hvor nevnte middel for regulering av fluid-strøm ut av utløpet (401, 402, 43) er en ventil (404).

5. Arrangement i henhold til krav 1 eller 2, hvor barrieren (114) er en todelt barriere omfattende et første barriereelement (202) og et andre barriereelement (204), hvor barriereelementene (202, 204) avgrenser et hulrom (2002) som står i forbindelse med innløpet (405) og etter fjerning av den andre barrieren (204) utgjør en del av den første seksjonen (2002, 2003), slik at nevnte middel for regulering av fluidstrømning ut av utløpet (401, 402, 403) omfatter det andre barriereelementet (204).

6. Arrangement i henhold til krav 4, hvor den andre barrieren (204) er fjernet ved hjelp av et syklus-åpningssystem (112) som samhandler med et aktiveringssystem (113).

7. Arrangement i henhold til krav 2, hvor utløpene (401, 402, 403) er forsynt med strømningsreguleringsmiddel (601, 602, 603; 701, 702, 703) for regulering av fluidstrømning inn i produksjonsavfallet (300).

8. Arrangement i henhold til krav 6, hvor strømningsreguleringsmidlet (601, 602, 603) er en innstrømningsreguleringsanordning, ICD, som skal tilveiebringe et optimalt strømningsmønster og optimal fordeling innenfor minimum-maksimum-strømningsrate og et deltatrykkområde mellom utløpene (401, 402, 403).

9. Arrangement i henhold til krav 6, hvor strømningsreguleringsmidlet (701, 702, 703) er en autonom innstrømningsreguleringsanordning, AICD, som er selvregulerende som en funksjon av utvalgte parametrer.

10. Fremgangsmåte for fjerning av et parti av produksjonsavfall (300) som har avsatt seg på én side av en barriere (114) integrert i et parti av et rør (201), hvor barrieren (114) isolerer en første rørseksjon (2002, 2003) fra en andre rørseksjon (2001) som inneholder produksjonsavfallet (300), hvor fremgangsmåten omfatter: - å anordne en fluidledning (400) som omgår barrieren (114), hvor fluidledningen (400) har et innløp (405) som står i forbindelse med den første seksjonen (2002, 2003), og i det minste ett utløp (401, 402, 403) som står i forbindelse med den andre seksjonen (2001); og - å åpne for strømning av fluid fra den første seksjonen (2002, 2003) via fluidledningen (400) og i det minste inn i ett parti av produksjonsavfallet (300) i den andre seksjonen.

11. Fremgangsmåte i henhold til krav 10, hvor fluidstrømning fra den første seksjonen (2002, 2003) via fluidledningen (400) og i mins ett parti av produksjonsavfallet (300) i den andre seksjonen (2001) aktiveres samtidig med, eller innenfor en tidsramme relatert til, aktiveringen av selve barrieren.

12. Fremgangsmåte i henhold til krav 10, hvor den videre omfatter å anordne et strømningsreguleringsmiddel (404; 601, 602, 603; 701, 702, 703) i et parti av fluidledningen (400).

13. Fremgangsmåte i henhold til krav 11, hvor strømningsreguleringsmidlet er en tilbakeslagsventil (404).

14. Fremgangsmåte i henhold til krav 11, hvor strømningsreguleringsmidlet er en innstrømningsreguleringsanordning (601, 602, 603) anordnet ved utløpet (401, 402, 403).

15. Fremgangsmåte i henhold til krav 12, hvor strømningsreguleringsmidlet er en autonom innstrømningsreguleringsanordning (701, 702, 703), AICD, anordnet ved utløpet (401, 402, 403).