NO302968B1 - Fremgangsmåte for rensing av et borehull - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for rensing av et borehull forut for en sementeringsoperasjon, og vedrører særlig fjerning av borefluid eller "-slam" fra ringrommet mellom foringsrøret og borehullveggen i en olje/gassbrønn før innstøpingen.

For å opprette eksempelvis en oljebrønn bores et hull i undergrunnen gjennom de geologiske formasjoner av interesse. Det anvendes boreslam for å smøre og avkjøle borkronen, medvirke til transportering av borekakset til overflaten og opprettelse av tilstrekkelig hydrostatisk trykk i brønnen, for å forhindre at borehullet sammentrykkes under påvirkning av de rådende krefter dypt under marken og forebygge innstrømming av fluider fra formasjonen under igangvær-ende boring. Et typisk og vanlig brukt, vannbasert slam består av en vandig blanding av bentonittleire, karboksylmetylcellulose, santangummi, barritt og andre bestanddeler, såsom polymerer etc.

Når boringen er fullført, må borehullet fores og sementeres, hvorved foringsrøret hvis ytterdiameter er litt mindre enn borehulldiameteren, anbringes i det slamfylte borehull og sement (som en tynn velling av en typisk "generisk" sammensetning av sement og vann med små mengder av akselereringsmiddel, retarderingsmiddel, fluidtaptilsetning, dispergeringsmiddel, ekstendermiddel, tynningsmiddel og ulike tilsetninger for regulering av egenskaper såsom tiksotropi, gelstyrker og skumming) innmates i ringrommet mellom brønnrøret og borehullveggen, for å herdne og danne en foring for borehullet. Det er vanlig at sementen tilføres fra foringsrørets øvre ende og nedpumpes innvendig i røret til bunnen og deretter oppad på utsiden av røret mellom dette og borehullveggen, til ringrommet er fylt og foret. I praksis blir et løstinnpassende "gummi"-liknende spuns (med en sprø/brytbar midtseksjon) innplassert i foringsrøret over det allerede innførte boreslam, sement innpumpes i den øvre ende for å utgjøre en "plugg"-liknende sementmengde av beregnet størrelse for fylling av ringrommet, et andre spuns anbringes over sementen og ytterligere slam innpumpes for å tvinge den spuns-forbundne sementbruk nedad til bunnen av foringsrøret. Hvis den nedre plugg treffer en hindring ved den nedre ende av foringsrøret, vil en økning i det overførte trykk fremkalle brudd på den nedre spuns, og sement utpumpes fra underenden av foringsrøret og tilbakeføres oppad, på utsiden av røret, til den øvre rørende i ringrommet. Sementen som stiger i ringrommet, fyller mellomrommet, siver inn i alle sprekker og furer og borehullveggen og herdner for å danne den ønskete avtetning av borehullsidene.

Det er viktig at sementforingen er fullstendig, at det ikke finnes soner hvor rommet mellom foringsrør og borehullvegg ikke er fylt av sement, og at sementen vedhefter tilfredsstillende både til foringsrørytterveggen og til borehullveggen, og for å sikre dette er det selvsagt nødvendig at ringrommet er rengjort for slam, innen sementvellingen strømmer oppad. Uheldigvis har dette ofte vist seg ytterst vanskelig, og forskjellige prosesser og mekanismer har tidligere vært foreslått for å øke mulighetene for å oppnå effektiv slamfjerning og opprettelse av en komplett sementforing. Slamfjerning er i realiteten særlig vanskelig i situasjoner hvor foringsrøret ikke forløper nøyaktig koaksialt med borehullet (hvor eksentrisiteten eller forskyvningen av foringsrøret i borehullet er stor, og omvendt, hvis forings-rørets "stand-off" fra borehullet er lav på én side) og hvis slik det for tiden forekommer i økende grad, at slammet består av eller inneholder én eller flere forskjellige polymeringredienser som gir det mange ønskete egenskaper men som også kan bevirke at det danner gel og derved blir vanskeligere å fjerne. Av teknikker og utstyr som anvendes for å medvirke til slamfjerning, kan nevnes: "slamkondisjonering", hvorved slammet får sirkulere rundt systemet i noen tid før sementen innpumpes, i et forsøk på å gjøre eventuelt forekommende, "størknet" slam mer bevegelig, "rørbevegelse" hvorved hele rørstrengen som danner forings-røret beveges fysisk ved løfting/nedslipping og dreiing, for oppbryting av eventuel-le slamavleiringer, "rørsentrerere" som anvendes under innføring av foringsrøret i et forsøk på å unngå at røret plasseres eksentrisk, og "skrapere" som føres oppad og nedad i foringsrøret og roterer samtidig med dette, for å bortskrape størknet slam.

Det er også mulig, og i realiteten ønskelig, at det før sementinnføringen anvendes væsker som bokstavelig talt vil bortvaske slammet fra foringsrør- og borehullveggene. Disse kan innpumpes i foringsrøret over slammet og før sementen, og kan være av den type som benevnes «kjemiske vaskevæsker» (engelsk: "chemical washes") som vanligvis består av væsker av lav viskositet og med inn-hold av overflateaktive stoffer og slamfortynnere eller "avstandsholdere», i stedet for av mer viskøse, gelliknende væsker som først og fremst skal danne en buffer mellom sementen og slammet.

Selv om alle disse slamfjerningstiltak virker, kan de uheldigvis ikke garan-teres, særlig hvis foringsrørets eksentrisitet er stor (slik at deler av røret berører eller nesten berører borehullsiden i rørlengderetningen), og det forekommer ofte at sementen ikke kan fylle ringrommet tilfredsstillende på grunn av slam som er ubevegelig avsperret mellom foringsrøret og borehullveggen, slik at det dannes et sement-tomrom. Dette forekommer faktisk så ofte, at foruten at ca. 50% av alle borehull mislykkes på denne måte og må gjenopprettes ved bruk av en kostbar prosess, benevnt "pressing" (engelsk: "squeezing") (hvorved det, etter at den angjeldende sone er lokalisert, sprenges et hull i foringsrøret på dette sted og sement nedpumpes direkte gjennom hullet og i tomrommet) men opptil 30% av slike feil opptrer i mer enn én enkelt sone.

Det er åpenbart et betraktelig behov for en effektiv fremgangsmåte for fjerning av slammet, særlig størknet slam fra ringrommet innen sementen inn-føres, og det er ifølge oppfinnelsen foreslått en ny teknikk for dette formål.

I én av de teknikker som fortiden benyttes inngår, som tidligere nevnt, bruk av vaskevæske. Det innføres derved i foringsrøret, nedenfor, dvs. foran sementen (og eventuelt med et mellomliggende, adskillende spuns) en væskemengde av lav viskositet, f.eks. vann, med forskjellige tilsetninger, såsom løsningsmidler og overflateaktive stoffer, og denne væske neddrives gjennom foringsrøret og tilbake oppad gjennom ringrommet (vanligvis under turbulente strømningstilstander), og fjerner samtidig slammet. Forskjellige eksempler på dette er kjent, såsom fra US-A-3 467 193 som beskriver en fremgangsmåte for oppnåelse av turbulens under sementering av brønner, ved å tilsette en turbulensskaper til sementblandingen som pumpes inn i brønnen. Dette vil angivelig forbedring fjerning av filterkake og forbedre sementnivået. Selv om gasser forsåvidt er blitt brukt til å fjerne obstruksjoner i brønner - således skriver US-A-3 791 447 en fremgangsmåte for fjerning av sandbroer i brønner der en gass pumpes inn i brønnen nær sandbroen, for derved å bryte opp denne og føre sanden bort i suspensjon, mens US-A-3 926 257 beskriver en brønn-sementeringsprosess hvor en sement-oppslemming bringes til å skumme ved tilsetting av et skummingsmiddel som samvirker med gassen som strømmer ut fra en gassholdig formasjon for å danne en skumbarriere som hindrer eventuell senere migrering av gass under herding av sementen - antyder ingen av disse publikasjoner tilsiktet innblanding av gass i en rense-

væske, for derved å bringe den i en boblende og turbulent tilstand.

Det er konstatert at en vaskevæske, selv om den er turbulent, har meget liten bevegelseskomponent i ringrommet i annen retning enn oppad langs dette, og følgelig har meget liten innvirkning på størknete slamavleiringer, særlig slike som er avsatt i det trange foringsrør/borehullvegg-mellomrom ved et meget eksentrisk foringsrør, for når de deler av slamavleiringen som tydeligst rager utad i sideretning er fjernet, er det vanskelig om ikke umulig for den etterfølgende væskestrøm å inntrenge i sideretning til det gjenværende slam som er avsperret i de trangeste soner. En har nå funnet at en betydelig øket grad av sidebevegelse (også når væsken totalt sett synes å ha lav turbuens, selv om virkningen er mer merkbar når den er turbulent), og således en meget betydelig øket grad av slamfjerningsevne, oppnås dersom væsken er en flerfasevæske i hvilken én av fasene er en gass - med andre ord, dersom væsken er full av bobler.

Formålet med oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremgangsmåte for rensing av et skittent flateparti i et trangt rom og egnet for anvendelse ved fjerning av størknete slamavleiringer fra foringsrør- og borehullveggene i en olje/gassbrønn, innen foringsrøret faststøpes i stilling hvorved en boblende, turbulent væske bringes til å strømme over og til kontakt med det skiftende flateparti.

Uttrykket "boblende, turbulent væske" (iblant "burbulent") betegner en væske (bærefluidet) hvori det medføres bobler av et gassfasemateriale, og selv om en slik væske ikke i seg selv nødvendigvis oppviser noen generell, sterk turbulens foretrekkes slik turbulens. US-A-3 467 193 beskriver en fremgangsmåte for å oppnå turbulens under sementering av brønner, ved å tilsette en turbulens-frem-kaller i sementblandingen som pumpes inn i brønnen. Dette er angitt å forbedre fjerningen av filterkake og forbedre sementnivået.

Selv om rensemetoden ifølge oppfinnélsen i prinsippet kan benyttes for rengjøring av ethvert skittent flateparti som avgrenser et trangt rom, kan en boblende, turbulent væske bare anvendes hvis dette rom er snevert, da den medførte gass i motsatt fall kan utskilles for lett fra bærefluidet, slik at dette ikke lenger er boblende og turbulent med den ønskete, økete rensevirkning, er den særlig egnet for rensing av ringrommet mellom foringsrør- og borehullveggene i en brønn (særlig en brønn som produserer hydrokarboner, såsom naturgass [metan] eller en oljebrønn) for fjerning av det avleirete boreslam, innen ringrommet fylles med sement. For enkelthets skyld er det i det etterfølgende hovedsakelig beskrevet slik rensing av slam fra foringsrør- og borehullvegger i en brønn, og som det fremgår av de angitte forsøksresultater, er foringsrør/borehull-rensevirkningen av en boblende, turbulent væske i en slik situasjon meget vesentlig større enn av bære-væsken alene.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan anvendes for å rense en flate for smuss av enhver art, selv om den primært er best egnet for bruk der hvor smussen kan fjernes ved gjennomfukting/vasking eller også ved å oppløses, i stedet for ved kjemisk påvirking av noen art (selv om det, slik det fremgår av det etterfølgen-de, ikke er utelukket at væsken kan bestå av eller inneholde et fluid som vil reage-re kjemisk med smussen). Slammet som anvendes ved hullboring er typisk for smuss som kan fjernes ved å vaskes/gjennomfuktes i en egnet væske (i dette tilfelle vann).

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er egnet for å fjerne avleiringer av slamtyper som vanligvis anvendes ved boring av (olje-)brønner. Disse slamsorter kan være vann- eller oljebasert. Vanlige bestanddeler for et vannbasert slam er nevnt i det ovenstående, mens ingrediensene i et typisk oljebasert slam kan bestå av bentonitleire, polyanionisk cellulose, ferrokrumlignosulfonat, lignit, et asfalten-produkt, baritt og dieselolje.

Ifølge oppfinnelsen tilveiebringes en fremgangsmåte for rensing av en med foringsrør utstyrt brønnboring forut for en sementeringsoperasjon, omfattende fortrengning av borefluid i brønnen med et vaskefluid for fjerning av avleiringer på brønnveggen, som kan innvirke på sementvedheftingen,karakterisert vedat det som vaskefluid anvendes et tofasefluid inneholdende en kontinuerlig væskefase og en dispergert væskefase, idet væskefasen og gassfasen introduseres i brøn-nen hver for seg og blandes ved eller nær bunnen av brønnen i ringrommet for å danne en boblende turbulent strøm når vaskefluidet stiger opp i ringrommet og vasker med seg boreslam og avleiringer.

Det kan benyttes ethvert væskefasemateriale som er egnet for rensingen som skal gjennomføres og som i praksis vil innebære fjerning av smuss, og som ikke er for korrosivt overfor materialflaten som skal rengjøres. Det kan f.eks. være et løsningsmiddel for smussen eller et middel hvori smussen lett vil dispergeres eller suspenderes. Det kan selvsagt benyttes en blanding av to eller flere væsker, hvor virkningen av hver væske supplerer virkningene av den eller de andre. Generelt vil det som væske velges vann, spesielt når borehull/foringsrør skal ren-gjøres for boreslam.

For å øke renseevnen kan væsken inneholde én eller flere tilsetninger. Disse kan være av enhver art som anvendes eller er foreslått for bruk i slike renseprosesser, såsom kjemiske vaskevæsker som tidligere nevnt, og dette gjelder også overflateaktive stoffer/rensemidler/emulgeringsmidler av ulike slag samt løsningsmidler og samvirkende løsningsmidler.

I likhet med væsken kan gassfasematerialet også være av enhver type som er egnet for arbeidet og passende for smussen og overflatematerialet og vil, for rensing av foringsrør og borehull i en oljebrønn, fortrinnsvis bestå av en inert gass såsom nitrogen, (som vanligvis vil være tilgjengelig på en oljeborerigg), selv om vanlig luft som er passende komprimert også kan benyttes med forsiktighet.

Tilberedingen av den boblende, turbulente væske, dvs. måten hvorpå gass-komponenten forenes med væskekomponenten for frembringelse av den ønskete, burbulente sammensetning, kan foregå på enhver hensiktsmessig måte, selv om måten sannsynligvis vil avhenge i vesentlig grad av arten av rensearbeidet som skal gjennomføres. Det kan således i visse tilfeller være mulig å injisere gassen i væsken ved eller umiddelbart foran den sone hvori det kreves burbulens. I en virkelig oljebrønn er det imidlertid ikke praktisk at høytrykksgass ledes separat til bunnen av brønnen for der å injiseres i væskekomponenten, og det anvendes i stedet en aksepterbar teknikk hvorved den øvre ende av brønnrøret fylles med en "plugg" av væskefasen og deretter en overliggende "plugg" av gassfasen, hvoretter begge to neddrives til bunnen. Væskefasen drives først ut fra bunnen av foringsrøret og tvinges til å strømme tilbake i motsatt retning og opp gjennom ringrommet. Bak væskefasen strømmer gassfasen ut fra rørunderkanten og inn i ringrommet. Idet de i realiteten strømmer inn i ringrommet blir de to faser blandet kraftig for å danne den ønskete, burbulente sammensetning som deretter tvinges oppad gjennom ringrommet mot overflaten.

Den boblende, turbulente væske bringes til å strømme langs den skitne flate, i kontakt med denne. Som i det tilfelle da det faktisk dannes boblende, turbulent væske, kan den på hensiktsmessig måte bringes til å overstrømme den skitne flate. For å fjerne slam fra det indre av ringrommet i en oljebrønn, blir såle des væsken helt enkelt drevet langs ringrommet, som om det var et konvensjonelt vaskevæske, og følgelig foran sementvellingen.

Den boblende, turbulente væskes strømning per tidsenhet (i det følgende kalt strømningsrate (engelsk: flow rate) langs den skitne flate er en viktig faktor som skal sikre at rensingen gjennomføres i tilstrekkelig grad. Hovedkravet er at boblenes innbyrdes størrelse og avstand er slik at de og "turbulensen" som oppstår i væsken, faktisk vil fremkalle tilstrekkelig bevegelse i sideretning i forhold til væskens hovedstrømningsretning, slik at det oppstår en "skure"-virkning og betydelig inntrengning sideveis (for å nå inn i de trange rom mellom et dårlig sentrert foringsrør og borehullveggen). Kort sagt: hvis gassens strømningshastighet er for lav, vil gassfasen danne små bobler som stiger i væsken langs ringrommet uten å forårsake nevneverdig turbulens. Hvis gassens strømningsrate er for høy, vil gassen ledes som en kontinuerlig (dvs. ikke avbrutt av væsken) kjerne gjennom ringrommet, mens væsken strømmer langsomt oppad i ringrommet i to tynne filmer på foringsrør- og borehullveggene. Ikke i noen av disse to tilfeller vil det frembringes tilstrekkelig sidebevegelse for effektiv fjerning av smusset på de to vegger. Ved strømningsrater av mellomstørrelse er boblene store men ikke tilstrekkelig store til å overspenne ringromspalten og frembringe turbulens samt en tilfredsstillende sidebevegelseskomponent. Det er denne sistnevnte tilstand, benevnt «plugg/ malstrøm» (engelsk: "slug/churn"), som må oppnås.

Forholdet er nærmere forklart i det etterfølgende.

Strømningsmønstrene som oppstår i tofase-gass/væskestrømmen gjennom rør og ringrom, avhenger av de to fasers overflatehastigheter, dvs. av hver fases volumstrøm dividert med strøm-tverrsnittsflaten. I det enkleste tilfelle kan det skjelnes mellom tre hovedstrømningsmønstre, nemlig bobleform, plugg/mal-strømsform og ringform. Den etterfølgende beskrivelse vedrører en undersøkelse, foretatt ved Tulsa University Fluid Flow Projects, av strømningen av luft-vannblan-dinger i vertikale, konsentriske ringrom (innerdiameter 4,2 cm, ytterdiameter 7,6 cm). Klassifiseringene kan også benyttes for større former, eksempelvis forings-rør/borehullmellomrommet i en oljebrønn, selv om det faktiske område for absolutte hastigheter for danning av ulike strømningsmønstre er forskjellig.

Ved lave gasshastigheter (mindre enn 0,05 m/s) fordeles gassen i separate bobler i en kontinuerlig væskefase. Det dannes små, kuleformete bobler (3-5 mm) og store "hette"-bobler. Ved høyere væskehastigheter (større enn 1 m/s) for-svinner de store hettebobler.

Når gasshastigheten øker (0,05 -10 m/s) vil strømmen først endres til "plugg"-strøm hvori store hettebobler føres oppad og nesten fyller hele ringrom-mets tverrsnittsflate, og deretter til "malstrøm", som er av oscillerende art. I mal-strøm blir væskepluggene kortere og gjennomblåses vanligvis av gassfasen, hvoretter de brister, synker tilbake og løper sammen med den etterfølgende plugg.

Ved ennu høyere gasshastigheter (større enn 10 m/s) strømmer gassen inn i en kontinuerlig fase i kjernen, dvs. i en sone mellom de to motsatte inner/ytter-flater, og medfører innvendige, små væskedråper. Ringromsflatene dekkes med en langsomtgående væskefilm.

Den strømningstype som er best for en burbulent vaskevæske, befinner seg i plugg/malstrøm-sonen hvor den kaotiske strømningstype øker blandingens ikke-aksiale, siderettete hastighetskomponenter. Dette er årsaken til løsbryting og fjerning av smuss eller størknet slam fra flatene.

Det er åpenbart at de faktiske, absolutte gass- og væskestrømningsrater avhenger i stor grad av det angjeldende rengjøringsarbeid som foretas, og det som er hensiktsmessig for rengjøring av foringsrør- og borehullveggene i en kon-vensjonell oljebrønn, er ikke nødvendigvis egnet for anvendelse i andre tilfeller. Prinsippet gjelder imidlertid.

Strømningsratene og volumene til gass- og væskefasene som kreves for

burbulent vasking, avhenger av brønnutformingen, brønndybden og egenskapene hos slammet som skal fjernes. Et vanlig oljebrønn-borehull har en diameter av ca. 30 cm, og foringsrøret som skal innstøpes i borehullet, har en ytterdiameter av ca. 25 cm, hvilket gir et ringrom av bredde 2,5 cm. I slike tilfeller, og ved en dybde av 3050 m er de beregnete hastigheter i ringrommet, for oppnåelse av den ønskete renseeffekt (basert på foreliggende forsøksresultater) anslått til ca. 2,5 m/s for væsken og 3 m/s for gassfasen. Ved grunnere brønner reduseres disse krav, og ved en brønndybde av 1220 m er den nødvendige gasshastighet anslått til 2 m/s og væskehastigheten til 1 m/s.

Oppfinnelsen er nærmere beskrevet i det etterfølgende i tilknytning til de medfølgende tegninger, hvori:

Figur 1 viser et sidesnitt av en testrigg.

Figur 2-7 viser ulike diagrammer over oppnådde forsøksresultater.

Det er i figur 1 vist et skjematisk snitt av testseksjonen (illustrert som tre brutte og "teleskop"-monterte lengder). I en etterlikning av et borehull med en yttervegg 20 og med et innført foringsrør 21 var det opprettet et ringrom mellom foringsrør og borehullvegg (ringromvolumet eller "hullvolumet" var 1,58 liter opp til retningsvinkelsensorene 3 og 2,13 liter opp til globalsensoren 1, se etterfølgende kommentarer). Foringsrørets 21 eksentrisitet i borehullet 20 kunne justeres ved bruk av øvre og nedre sentraliseringsskiver 2 og 11 samt sentraliseringstapper 6, og hele enheten kunne plasseres i vilkårlig, ønsket vinkel mellom vertikalplan og horisontalplan.

Den viste, nedre del av seksjonen foran en sleideventil 9 var fylt med vann og, med sleideventilen 9 stengt, fullstendig avsperret mot den viste, øvre del hvor spyleforsøkene ble gjennomført.

Det anvendte slam besto av en 0,5 vekt-% løsning av IDVIS (et varemerke av xantangummipolymer-boreslam, spesielt egnet for "modeH"-arbeid) og ble blandet med 0,1 vekt-% salt (for å fungere som et sporstoff som kan bestemmes ved sin elektriske ledingsevne). Slammet hadde en densitet av 998 kg/m<3>, og dets reologi kan best beskrives ved det lovmessige flytnings/kraftforhold (i Sl-enheter), x = 3.810+0.560y0<426.>

Den øvre del av testseksjonen ble fylt med slam, og etter at den var plassert i helning i ønsket vinkel mellom 0 og 90° ble spylemediet, bestående enten bare av vann (for jevnføring) eller av den boblende og turbulente luft-vannblanding ifølge oppfinnelsen, ble innført gjennom en kik-kran 8 umiddelbart ovenfor sleideventilen 9. Data-innhentingen ble samtidig innledet.

Under dette forsøk ble luften og vannet tilført fra vanlige laboratoriekilder og i realiteten injisert separat. Vann-volumstrømmen (målt ved observering av det volum som forlot seksjonen i løpet av et gitt tidsrom) var ca. 11 l/min (turbulens ga et høyt Reynolds-tall, Re « 2600), eller ca. 7 hullvolumer pr. minutt selv om det forekom mindre svingninger. Luftstrømmen ble ikke målt, men volumstrømforhol-det mellom luft og vann utgjorde ca. 3:1.

Data ble levert av konduktivitetssensorer som var plassert langs og rundt seksjonen. Åtte sonder 3 ble jevnt fordelt (for hver 45°) rundt seksjonen ved L3 (ringrommet var med hensikt gjort eksentrisk, med det videste parti skjønnsmessig plassert i O<p>posisjonen) ved 0°, 45°, 90°,... 270° og 315°, og en global (Kent) konduktivitetstransduktor (1) var innstilt ved utgangen, for frembringelse av et ledingsevnespor for illustrering av den gradvise fjerning av slam ved registrering av et uavbrutt fall i utløpsstrømmens ledningsevne.

Samtlige sonder avga i begynnelsen, dvs. ved innledningen av fortreng-ningsprosessen, et høyt signal. Deretter avtok signalene mens slammet ble bortspylt. I de posisjoner hvor slamfjerningen var effektiv og ble gjennomført fullstendig, falt signalstyrken hurtig til en stabil lawerdi, men hvis slamfjerningen foregikk langsomt og ineffektivt eller der hvor slamlaget gjensto fullstendig urørt, var det liten eller ingen endring i det angjeldende sondesignal.

Figur 2 og 3 viser diagrammer i tilknytning til en kjent vannspyleprosess og en burbulent spyleprosess ifølge oppfinnelsen, hvor ledingsevnesporene som frembringes av azimut-sensorgruppen 6 og globalsensoren 1 i et vertikal ringrom er 50% forskjøvet. Både i disse diagrammer og i de øvrige representerer Y-aksen det ubehandlete (unormaliserte) sensorsignal, idet utgangsnivåene utelukkende reflekterer justerbare, valgte forsterkninger for adskilling av signalene for tydelig-hetens skyld, hvor det viktige trekk er det relative fall og hastigheten hvormed dette foregår, og X-aksen representerer tiden.

Vannvaskingsdiagrammet ifølge figur 2 viser at slammet er fjernet i ring-rommets ± 45°-sektor etter ca. 2 hullvolumer (i dette tilfelle tilsvarer et hullvolum ca. 8,6 sekunder). Rundt 90°-posisjonen foregår slamfjerningen noe langsomme-re og krever opptil 7 hullvolumer vann. I 135°-sonen er situasjonen adskillig verre, idet det kreves mer enn 35 hullvolumer innen slamfjerningen er fullført, mens resultatet i 180°-posisjonen er svært dårlig (sensorutgangen viser liten endring overhodet, hvilket indikerer et lag av ubevegelig slam). Sporet fra global kondukti-vitetssensoren 1 angir etter 5 hullvolumer en villedende lav verdi som synes å indikere at borehullet er rent, til tross for at en betydelig slammengde fremdeles er tilstede i den trangeste del.

Figur 3 viser diagrammer for en boblende, turbulent spyleprosess ifølge oppfinnelsen (korttids-svingningene i sporene skyldes bobler som føres forbi sen-sorene). Situasjonen er forøvrig den samme som ifølge figur 2. Det fremgår at slamfjerningen er gjennomført på forbausende kort tid (jevnført med den vanlige vannvasking). Etter bare 7 hullvolumer av boblende, turbulent luft/vannblanding

(ca. 2 hullvolumer vann) er således alt vann fjernet. Det er særlig bemerkelses-verdig at slammet er fjernet fra de trangere deler på et meget tidlig stadium.

Samme data som i figur 2 og 3 er, litt annerledes anordnet, vist i figur 4a og 4b. Fra disse to forsøk, ett med vanlig vannvasking (figur 2) og ett med den boblende, turbulente vasking (figur 3) er sporene, f.eks. 0°-sporet eller 135°-sporet, avsatt sammen, for tydeliggjøring av forskjellen, ved nevnte sensor, mellom en vanlig vannvasking og en burbulent vasking ifølge oppfinnelsen. I begge tilfeller er det ordinære vannspor gjengitt som en tykk, svart linje og sporet for den boblende, turbulente spyleprosess markert med en tynn linje.

På 0°-bredsiden (4a) og i 45°-posisjonen (4b) er de to tilfeller jevnførbare. I 90°-posisjonen (4c) viser den boblende, turbulente spyleprosess en klar fordel (den virker hurtigere), mens den gunstige tidsbesparelse på grunn av den boblende turbulens er tydelig i 135°-posisjonen (4d). Resultatene ifølge figur 4e i 180°-posisjonen viser den iøyenfallende fordel ved den turbulente strøm, idet slammet ble bortspylt i løpet av få sekunder mens det, ved vanlig vasking knapt nok var berørt endog etter 600 sekunder. Globalsporet (4f) viser at ved vannvasking ble konduktivitetsfallet indikert på villledende måte, hvilket ikke var tilfelle ved boblende, turbulent vasking.

Figur 5a - 5f viser samme sort resultater (som i figur 4a - 4f) for en forskjø-vet testseksjon som heller 50% (mot horisontalplanet) med den smale del nederst, mens henholdsvis figur 6a - 6f og figur 7a - 7f viser samme sort resultater for en 100% forskjøvet, vertikal og hellende (mot horisontalplanet, med den smale del nederst) testseksjon.

Det fremgår av figur 5-rekken at i et ringrom av 50% eksentrisitet, innvirket helningen på slamfjerningen, men ikke i stor grad. Jevnført med et vertikalt ringrom, vil det medgå nesten dobbelt så lang tid for å fjerne slammet på den trange side (180°-posisjonen ifølge figur 5e) ved en boblende, turbulent spyleprosess, mens slammet forblir ubevegelig ved vannvasking. For et ringrom av 100% eksentrisitet (figur 6- og 7-rekkene) opptrer imidlertid en betydelig forverring. I vertikaltilfellet (figur 6) vil slammet være ubevegelig under vannvasking, helt til 90°-posisjonen (figur 6c), hvilket krever mer enn 40 hullvolumer for tilnærmelses-vis fullstendig fjerning (og total ubevegelighet er vist ved 135° og videre, 6d og 6e), mens resultatene endog er verre i horisontaltilfellet (figur 7). I hvert tilfelle er den boblende, turbulente spyleprosess uhyre overlegen, selv om det behøvdes ca. 7 hullvolum vann eller 28 hullvolumer luft/vannblanding, for den trangeste del i horisontaltilfellet (figur 7e).

Claims (8)

1. Fremgangsmåte for rensing av en med foringsrør utstyrt brønnboring forut for en sementeringsoperasjon, omfattende fortrengning av borefluid i brønnen med et vaskefluid for fjerning av avleiringer på brønnveggen, som kan innvirke på sementvedheftingen,karakterisert vedat det som vaskefluid anvendes et tofasefluid inneholdende en kontinuerlig væskefase og en dispergert væskefase, idet væskefasen og gassfasen introduseres i brønnen hver for seg og blandes ved eller nær bunnen av brønnen i ringrommet for å danne en boblende turbulent strøm når vaskefluidet stiger opp i ringrommet og vasker med seg boreslam og avleiringer.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat vaskefluidet dannes ved at det først innføres en væskeplugg i foringsrøret ved overflaten fulgt av en gassplugg, hvoretter de to plugger pumpes til bunnen av foringsrøret der de tillates å strømme ut i ringrommet og sammenblandes for derved å danne den boblende, turbulente strøm.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2,karakterisert vedat vaskefluidet drives gjennom foringsrøret og ringrommet ved hjelp av en sementvelling som pumpes inn i brønnen etter vaskefluidet.

4. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav,karakterisertved at vaskefluidets strømningsrate er slik at den forårsaker plugg-/malstrøm-strømning i ringrommet.

5 Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav,karakterisertv e d at væskens strømningsrate er mindre enn gassens strømningsrate.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 5,karakterisert vedat gass- og væske-strømningsratene for rensing av en brønn med en dybde på 3050 m er ca.

2,5 m/s for væsken og 3 m/s for gassen.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 5,karakterisert vedat gass- og væske-strømningsratene for rensing av en brønn med en dybde på 1220 m er ca.

1 m/s for væsken og 2 m/s for gassen.

8. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav,karakterisertv e d at væskefasen er vann og gassfasen er nitrogen.