NO20140029A1

NO20140029A1 - Fremgangsmåte og anordning for kutting, perforering, vasking og trekking av fôringsrør i en brønn

Info

Publication number: NO20140029A1
Application number: NO20140029A
Authority: NO
Inventors: Arve Bådsvik; Sigurd Goa
Original assignee: Archer Oil Tools As
Priority date: 2014-01-10
Filing date: 2014-01-10
Publication date: 2015-07-13
Also published as: WO2015105427A2; WO2015105427A3

Description

Fremgangsmåte for kutting, perforering, vasking og trekking av casing i en brønn

Innledning

Den foreliggende oppfinnelsen gjelder et petroleumsbrønnverktøy for trekking av casing eller liner eller tilsvarende rør i en brønn.

Problemstilling og kjent teknikk

Archer har et eksisterende "perforate and wash tool" som er konstruert for å perforere utvalgte deler av casing eller liner for å vaske ut casing / liner annulus, for påfølgende lokal sementering av en "rock to rock" plugg som plugger brønnen fullstendig. Det er et krav ved plugging og abandonering (P&A) av en brønn at det dannes to slike plugger i brønnen over hver petroleumsfluidførende reservoarsone. Et slikt verktøy kan benyttes i bestemte dybdenivåer under den del av casing som skal trekkes ved hjelp av foreliggende oppfinnelses metode.

Hittil har fjerning av casing blitt utført ved at man kutter en relativt kort seksjon av casing, kun noen få meter som 1 m - 5 m, avhengig av hvor fast casingen sitter i annulus-debris eller sement, og griper den frikuttede delen av casingen, og trekker den med rå vertikal kraft ved hjelp av et trekkeverktøy eller borestrengen. Dette gjør at det tar svært lang tid å fjerne en casing fordi hver frigjort seksjon blir så kort.

Kort sammendrag av oppfinnelsen

Oppfinnelsen er en metode for å trekke casing / liner i en petroleumsbrønn,

omfattende følgende trinn:

a) perforere en aktuell seksjon av casing i brønnen, og dernest

b) vaske en eller flere annulus utenfor den perforerte seksjonen for å fjerne debris,

partikler eller sement eller annet bindende middel som ellers ville holde fast

casingseksjonen,

c) å kutte casingen i eller under den perforerte seksjonen for å frigjøre den fra den innenforliggende, gjenværende del av casing,

d) å trekke den frigjorte, utvaskede delen av casingen ut av brønnen.

Fordelaktige utførelser av oppfinnelsen er definert i de underordnede patentkrav.

Oppfinnelsen er også et petroleumsbrønnverktøy omfattende følgende trekk:

- en borestreng (5) med

- et perforeringsverktøy (1) innrettet til å beveges langs en ønsket lengde av en casing (0) for perforering av den ønskede lengden av casing (0) i brønnen for å danne en perforert casingseksjon (Op), - et vaskeverktøy (2) for forflytning langs den perforerte casingseksjonen (Op) for tilførsel av vaskevæske via borestrengen (5) for utvasking av en eller flere annuli virkende gjennom veggen av den perforerte seksjonen (Op) for å frigjøre den i annulus for trekking, - et kutteverktøy (3) for å kutte løs hele eller deler av den perforerte seksjonen av casingen (Op) fra dypere deler av casingen (0) - et gripe- og trekkeverktøy (4) innrettet til å trekke den perforerte, utvaskede delen (Op) av casingen ut av brønnen.

Bare på norsk sokkel finnes tusenvis av brønner som skal plugges og forlates de nærmeste 10-40 årene. En vesentlig fordel ved oppfinnelsen er at man kan trekke ut mye større lengder av casing om gangen og således utføre P&A eller annen tilsvarende operasjon mye hurtigere og billigere enn ved kjent teknikk.

Figurforklaringer

Oppfinnelsen er illustrert i de vedlagte tegningene hvor

Fig. 1 er et "elevation view" et sideriss av en verktøystreng montert på en hul bærer som en borerørstreng (5) og plassert i en aktuell del av casingen (0) i en boret brønn, og hvor det finnes materiale i casing annulus som forhindrer uttrekking av casingen (0) fra brønnen. Borerørstrengen (5) har en sentral kanal (51) for tilførsel av fluid i det minste til og med utløpskanalen (21) i vaskeverktøyet (2). Rekkefølgen på verktøyene (1, 2, 3, 4) kan endres, men kanonen (1) kan med fordel monteres nederst i verktøystrengen. Fig. 2 viser et første eller nest første trinn i prosessen hvor perforeringsverktøyet (1) er senket til en aktuell dybde inne i casingen (0), og perforerer casingen (0) slik at det dannes en perforert casingseksjon (Op) med kommunikasjon til annulus. Denne prosessen kan utføres gjentatte ganger slik at man perforerer en ønsket lengde eller seksjon av casingen (0), f.eks. 10 til 100 m av casing. Ved skyte-perforering vil man da, i tillegg til de partikler som allerede befinner seg i casing annulus, også danne fragmenter ved selve skytingen. Fig. 3 illustrerer et påfølgende trinn i prosessen hvor perforeringen er foretatt, og hvor vaskeverkøyet (2) anbringes i en del av den perforerte seksjonen av casingen (Op), og spyler ut vaskevæske gjennom perforeringene i casingen (Op). Vaskevæsken løser opp og / eller river med seg partikler / oppløste stoffer fra casing annulus og transporterer dette opp med returstrømmen i borestreng-annulus opp til overflaten hvor de fortrinnsvis separeres fra væsken. Ikke langt over den aktuelle perforerte seksjonen av casing er ovenforliggende seksjoner av casing fjernet. Det antas at dårlig konsolidert sement også vil la seg vaske ut fra casing annulus. Fig. 4 illustrerer anvendelsen av et kutteverktøy, her mekanisk, hvor kutteverktøyet (3) kutter nedenfor eller i den perforerte, frivaskede delen av casingen (Op). Merk at kutteprosessen kan foretas før perforering, før vasking, og i det minste før selve trekkingen av den frivaskede casingen utføres. Fig. 5 illustrerer et gripeverktøy (4) som griper tak i den delen av casingen som skal trekkes ut. Et hammerverktøy (41) for løsrivelse av den aktuelle delen av casingen kan også integreres i verktøystrengen. Disse to kan kombineres.

Utførelser av oppfinnelsen

Oppfinnelsen er en metode for å trekke casing / liner (0) i en petroleumsbrønn, omfattende følgende trinn: a) Å perforere ved hjelp av et perforeringsverktøy (1) en aktuell seksjon av casing (0) i brønnen, og dernest b) å vaske ved hjelp av et vaskeverktøy (2) i det minste én casing annulus utenfor den perforerte seksjonen av casing (Op) for å fjerne debris, partikler, sement eller annet bindende

middel som ellers ville holde fast casing (0) -seksjonen.

c) Å kutte ved hjelp av et kutteverktøy (3) casingen i eller under den perforerte seksjonen (Op) for å frigjøre den fra den dypereliggende, gjenværende del av casing i brønnen, (dersom

dette ikke da er den dypeste eller siste delen av casing). Dette kan alternativt utføres før trinn (a) eller (b).

d) Å trekke den frigjorte, utvaskede delen av casingen ut av brønnen.

Om det er en caser eller liner går ut på det samme. Andre typer rør i brønn kan også tenkes.

Petroleumsbrønnen er en brønn som er dannet for petroleumsvirksomhet, og kan også være en letebrønn eller en injektorbrønn. Alternativt kan brønnen være en geotermisk brønn.

Brønnen kan i mange tilfeller på forhånd være død, plugget nedenfor den aktuelle delen av casing, for eksempel ved perforering og injisering av sement "rock to rock" i en P&A-fase av hele eller nedenforliggende reservoarseksjoner. Foreliggende metode kan også være for fjerning av casing for "slot recovery" eller nykomplettering av brønnen, eller intervensjon. Trinnet med å kutte casingen kan utføres i den rekkefølgen det står, eller før man perforerer, eller før man vasker, men uansett før man trekker casingen.

Den virkelig store fordelen ved oppfinnelsen er at man kan frigjøre casing (0) ved perforering og vasking over en lang seksjon av casing (0) og således danne en lang seksjon av perforert utvasket casing (Op) som kan trekkes i ett stykke når den er kuttet fri. Uttrekkingen kan foretas ved hjelp av en vertikalkraft som utøves ved hjelp av borestrengen i seg selv. Det skulle også være mulig å vri ut den perforerte, utvaskede, kuttede seksjonen av casing (Op).

I en utførelse av oppfinnelsen omfatter at perforeringen av casing (0) utføres med en perforeringskanon montert på et vaske-tool som igjen er montert (direkte eller indirekte) på en borestreng. En fordel ved dette er at perforeringen kan utføres over en aktuell lengde av casing (0) som danner perforert casing (Op) som er lengre enn perforeringskanonen (1) selv, for eksempel en aktuell lengde på 10 -100 m. Deretter kan man anvende vaske-verktøyet (2) som er montert på den samme borestrengen over den perforerte aktuelle lengden av casing (Op) og dermed slippe å trippe ut borestrengen (5) for å bytte operasjon. Vaskeprosessen kan utføres trinnvis eller ved kontinuerlig bevegelse av vaskeverktøyet nedover eller oppover langs den perforerte seksjonen av casing (Op).

I en utførelse av oppfinnelsen er det i verktøystrengen på borestrengen inkludert et gripeverktøy innrettet til å gripe den perforerte, utvaskede seksjonen av casing (Op). Merk at deler av casing (0) som ikke omfatter materiale i casing annulus ikke egentlig behøver å perforeres fordi det ikke behøver å vaskes ut, men som kan danne en del av den perforerte, utvaskede casing (Op).

Ifølge en utførelse av oppfinnelsen anvendes det i verktøystrengen på borestrengen (5) et gripeverktøy (4) innrettet til å gripe den perforerte, utvaskede seksjonen av casing (Op). Igjen er fordelen at man slipper å trippe borestrengen ut med verktøystrengen for å montere på et gripeverktøy. Gripeverktøyet kan være hydraulisk, mekanisk eller en kombinasjon av disse, og det kan være aktiverbart én gang eller reaktiverbart.

En hammerinretning (41) montert inn i verktøystrengen kan være innrettet til å hjelpe til under frigjøringen av den utvaskede, kuttede delen av casingen (Op). Denne kan være integrert med gripeverktøyet (4).

Prosessen med trinnene (a) til (d) utføres i "ett run" på en og samme borestreng. Dette gir store operative fordeler fordi man slipper å trippe ut borestrengen mellom trinnene. I en slik utførelse kan verktøyet omfatte

<*>en borestreng (5) med 1.

- et perforeringsverktøy (1)

- et vaskeverktøy (2) for en eller flere annuli virkende gjennom veggen av den perforerte seksjonen (Op),

- et kutteverktøy (3) for aktuelle, fortrinnsvis perforerte seksjonen av casingen (Op)

- et gripe- og trekkeverktøy (4) innrettet til å trekke den perforerte.utvaskede delen (Op) av casingen ut av brønnen.

Det er mulig å frigjøre kanonen etter perforering for å redusere lengden på strengen for den påfølgende vaskeoperasjonen og videre arbeid. Dette kan redusere sidebelastning på vaskeverktøyet og andre komponenter, og det kan forenkle etterarbeidet og redusere risikoen ved etterarbeidet.

Verktøyet kan i en utførelse utelate perforeringsverktøyet (1) eller kutteverktøyet (3) for å utføre de forenklede (egentlig mindre kontinuerlige) operasjonene nevnt nedenfor.

I en utførelse av oppfinnelsen kan trinnene med

(a) perforering,

(b) vasking,

(d) trekking

utføres i ett run på en borestreng.

Trinnet med (c) kutting kan utføres i et separat run, uansett før trinn (d) trekking.

Ifølge en utførelse av oppfinnelsen kan metoden utføres med følgende trinn:

(a) perforering utføres i ett run, og

trinnene med

(b) vasking,

(d) trekking

utføres i et annet run, på en borestreng.

Her kan trinnet med (a) perforering utføres på wireline, coiled tubing, eller borestreng. Trinnet med (b) vasking og (b) trekking bør fortrinnsvis utføres på en borestreng. Trinnet med (c) kutting kan utføres før (a) perforering eller etter (b) vasking.

I en utførelse av metoden ifølge oppfinnelsen kan vaskingen utføres med et vaske-tool 2) innrettet til å isolere med pakninger (22, 23) mot den perforerte seksjonen av casingen (Op) og til å spyle vaskevæske ut gjennom perforeringene som er dannet. Vaskevæsken tilføres via borestrengens sentrale kanal (51) Mye av clouet er å perforere en lang seksjon av casingen, for så å kjøre vaskeverktøyet for å danne utspylingsdyser av perforeringene, for derved å vaske bak fortrinnsvis hele den perforerte seksjonen, for derved å kunne dra ut lange seksjoner.

I en utførelse av oppfinnelsens metode isoleres det med pakningene (22, 23) ut mot casingens / linerens innervegg i overkant og fortrinnsvis også i underkant av vaskeverktøyets utløpskanal (21) innenfor den perforerte seksjonen (Op). Det er vesentlig at det i det minste brukes en pakning (22) over utløpskanalen (21) og at borestrengens (5) annulus kan motta utspylt materiale og oppløst materiale som bringes ut til overflaten av brønnen.

Ifølge en utførelse av metoden ifølge oppfinnelsen kan kuttingen utføres mekanisk ved hjelp av et hydraulisk drevet verktøy, eller eksplosivt (ved hjelp av en rundtskytende perforeringskanon), eller kjemisk.

De forskjellige verktøyene (1), (2), (3) og (4) kan være såkalt ball-opererte eller flow / hydraulisk opererte.

Claims

1. En metode for å trekke ut casing (0) / liner i en petroleumsbrønn, omfattende følgende trinn: a) perforere ved hjelp av et perforeringsverktøy (1) en aktuell seksjon (Op) av casingen (0) i brønnen, og dernest b) vaske ved hjelp av et vaskeverktøy (2) en eller flere annuli utenfor den perforerte seksjonen (Op) for å fjerne debris, partikler eller sement eller annet bindende middel som ellers ville holde fast casingseksjonen (Op), c) å kutte fri ved hjelp av et kutteverktøy (3) den aktuelle seksjonen av casingen (Op) i eller under den perforerte seksjonen (Op) for å frigjøre den fra den innenforliggende, gjenværende del av casing, d) å trekke den frigjorte, utvaskede delen (Op) av casingen ut av brønnen.

2. Metoden ifølge krav 1, hvor perforeringen utføres med en perforeringskanon (1) montert på et vaske-tool (2) som igjen er montert (direkte eller indirekte) på en borestreng (5).

3. Metoden ifølge krav 1 eller 2, hvor det er montert inn et kutteverktøy (3) i verktøystrengen omfattende vaske-tool (2) og fortrinnsvis perforeringskanonen (1) på borestrengen (5).

4. Metoden ifølge ett av kravene 2 eller 3, hvor det i verktøystrengen på borestrengen er inkludert et gripeverktøy (4) innrettet til å gripe den perforerte, utvaskede seksjonen av casing (Op).

5. Metoden ifølge krav 4, omfattende en hammerinretning (41) innrettet til å hjelpe til under frigjøringen av den utvaskede, kuttede delen (Op) av casingen.

6. Metoden ifølge ett eller flere av de foregående kravene, hvor prosessen med (a) til (d) utføres i "ett run" på en borestreng.

7. Metoden ifølge ett eller flere av de foregående kravene 1 - 5, hvor prosessen med (a) perforering, (b) vasking, (d) trekking utføres i ett run på en borestreng.

8. Metoden ifølge krav 7, hvor trinnet med (c) kutting utføres i et separat run, uansett før trekking.

9. Metoden ifølge ett eller flere av de foregående kravene 1 - 6, hvor prosessen med (a) perforering utføres i ett run, og trinnene med (b) vasking, (d) trekking utføres i et annet run, på en borestreng.

10. Metoden ifølge ett eller flere av de foregående krav, hvor vaskingen utføres med et vaske-tool (2) innrettet til å isolere med pakninger (22, 23) ved den perforerte seksjonen av casingen (Op) og til å spyle vaskevæske ut gjennom perforeringene.

11. Metoden ifølge krav 10, hvor det isoleres med pakningene mot casingens / linerens innervegg i overkant og underkant av vaskeverktøyets utløpskanal innenfor den perforerte seksjonen.

12. Metoden ifølge ethvert av de foregående krav, hvor kuttingen utføres mekanisk ved hjelp av et hydraulisk drevet verktøy, eller eksplosivt, kjemisk.

13. Et petroleumsbrønnverktøy omfattende følgende trekk: - en borestreng (5) med - et perforeringsverktøy (1) innrettet til å beveges langs en ønsket lengde av en casing (0) for perforering av den ønskede lengden av casing (0) i brønnen for å danne en perforert casingseksjon (Op), - et vaskeverktøy (2) for forflytning langs den perforerte casingseksjonen (Op) for tilførsel av vaskevæske via borestrengen (5) for utvasking av en eller flere annuli virkende gjennom veggen av den perforerte seksjonen (Op) for å frigjøre den i annulus for trekking, - et kutteverktøy (3) for å kutte løs hele eller deler av den perforerte seksjonen av casingen (Op) fra dypere deler av casingen (0) - et gripe- og trekkeverktøy (4) innrettet til å trekke den perforerte, utvaskede delen (Op) av casingen ut av brønnen.