NO304529B1

NO304529B1 - Perforated well drilled with screw drill, and method of preparing a zone in a well upon completion of gravel packing

Info

Publication number: NO304529B1
Application number: NO912974A
Authority: NO
Inventors: Holley M Cornette; Michael H Johnson; Bennett M Richard
Original assignee: Atlantic Richfield Co
Priority date: 1991-07-31
Filing date: 1991-07-31
Publication date: 1999-01-04
Also published as: NO912974L; NO912974D0

Description

Foreliggende oppfinnelse angår produksjonsklargjøring av en brønn ved fullførelse av gruspakking, og i henhold til et aspekt angår den et perforert brønnverktøy, omfattende en hoveddel med et fluidgjennomtrengelig silrør og et skrueformet blad som er festet til og rager langs hoveddelen. I henhold til et annet aspekt angår oppfinnelsen en fremgangsmåte for å klargjøre en brønn ved fullførelse av gruspakking, omfattende at et verktøy med skrueformet blad nedføres i brønnen, og at verktøyet roteres i grusen. The present invention relates to the production preparation of a well upon completion of gravel packing, and according to one aspect it relates to a perforated well tool, comprising a main part with a fluid-permeable screen tube and a screw-shaped blade which is attached to and extends along the main part. According to another aspect, the invention relates to a method for preparing a well upon completion of gravel packing, comprising that a tool with a screw-shaped blade is lowered into the well, and that the tool is rotated in the gravel.

Ved klargjøring av brønner som har produksjons- eller injeksjonssoner som ligger i nærheten av uskikkede underjordiske formasjoner (dvs formasjoner dannet av en ukonsolidert masse slik som løs sandsten eller lignende) eller ligger inntil formasjoner som er blitt hydraulisk frakturert og proppet, må problemene ved å styre sanden overveies alvorlig, idet sådanne problemer nesten helt sikkert vil oppstå i løpet av brønnens operative levetid. Disse problemer oppstår når store volumer av sand og/eller andre partikkelmaterialer (f.eks. tilbakestrømmende proppemiddel fra en hydraulisk frakturert formasjon) kommer ut fra formasjonen og blir ført med i formasjonsfluidene for derved å sive inn i borehullet. Disse materialer er høyst skadelige for driften av brønnen og forårsaker erfaringsmessig erosjon, tilstopping osv. av brønnutstyret, hvilket i sin tur fører til høye vedlikeholdskostnader og betraktelig dødtid for brønnen. When preparing wells that have production or injection zones located near unsuitable underground formations (ie formations formed from an unconsolidated mass such as loose sandstone or the like) or adjacent to formations that have been hydraulically fractured and plugged, the problems of managing the sand is seriously considered, as such problems will almost certainly occur during the operational life of the well. These problems occur when large volumes of sand and/or other particulate materials (e.g. flowback proppant from a hydraulically fractured formation) emerge from the formation and are entrained in the formation fluids to seep into the borehole. These materials are highly harmful to the operation of the well and cause, according to experience, erosion, clogging etc. of the well equipment, which in turn leads to high maintenance costs and considerable downtime for the well.

Av de mange teknikker som er blitt foreslått for å styre produksjonen av sand i en brønn er sannsynligvis den mest brukte den teknikk som er kjent under fellesbetegnelsen "gruspakking". I hovedsak går klargjøring ved hjelp av gruspakking ut på at et perforert forlengingsrør (f.eks. en netting, et perforert eller slisset rør, en forhåndspakket sil, kombinasjoner av disse e.l.) plasseres i borehullet (med eller uten foringsrør) inntil det uskikkede eller frakturerte område og omgis av aggregat- eller partikkelmaterial (med fellesbetegnelsen "grus"). Som kjent innen faget gis gruspartiklene en størrelse som egner seg for å blokkere eller filtrere ut partikler fra formasjonen, og som kan bli ført med i de produserte fluider, mens åpningene i forlengingsrøret har en størrelse som hindrer grusen i å strømme inn i forlengingsrøret. Of the many techniques that have been proposed to control the production of sand in a well, probably the most widely used is the technique known under the collective term "gravel packing". In essence, preparation using gravel packing involves placing a perforated extension pipe (e.g. a mesh, a perforated or slotted pipe, a pre-packed strainer, combinations of these etc.) into the borehole (with or without casing) until the unsuitable or fractured area and surrounded by aggregate or particulate material (collectively known as "gravel"). As known in the art, the gravel particles are given a size that is suitable for blocking or filtering out particles from the formation, and which can be carried along in the produced fluids, while the openings in the extension pipe have a size that prevents the gravel from flowing into the extension pipe.

Det finnes to grunnleggende velkjente teknikker for å utføre en typisk There are two basic well-known techniques for performing a typical

gruspakkingskomplettering i et borehull. En første av disse teknikker går ut på å plassere det perforerte forlengingsrøret i borehullet før grusen anbringes omkring forlengingsrøret for å danne selve gruspakkingen. Den andre teknikk går ut på å plassere grusen i borehullet først og deretter drive forlengingsrøret under rotasjon eller spyling inn i grusen for å danne gruspakkingen. Disse teknikker er utførlig omtalt i Petroleum Production Engineering, Oil Field Development, L.C. Uren, tredje utgave, McGraw-Hill Book Co., N.Y., 1946, sidene 575-588. gravel packing completion in a borehole. A first of these techniques involves placing the perforated extension pipe in the borehole before the gravel is placed around the extension pipe to form the gravel pack itself. The second technique involves placing the gravel in the borehole first and then driving the extension pipe while rotating or flushing into the gravel to form the gravel pack. These techniques are discussed in detail in Petroleum Production Engineering, Oil Field Development, L.C. The Impure, Third Edition, McGraw-Hill Book Co., N.Y., 1946, pages 575-588.

Selv om disse teknikker i utstrakt grad er blitt brukt, fordrer begge sirkulasjon av fluid under installasjonen. Når f.eks. forlengingsrøret plasseres først i borehullet kan slam av grus og bærefluid pumpes ned og forbi et overgangsstykke, inn i det ringformede rom mellom forlengingsrøret av mindre diameter og den forede vegg (ved foret borehull) eller borehullveggen (åpent borehull). Åpningene i forlengingsrøret tillater bare bærefluidet å strømme fra det ringformede rom inn i foringsrøret, mens grusen filtreres fra fluidet og deponeres inne i det ringformede rom for å danne gruspakkingen. Grusen kan også anbringes ved at den bringes til å strømme fra overflaten eller gjennom rør med åpne ender og som strekker seg ned i borehullet, direkte inn i ringrommet omkring forlengingsrøret. Although these techniques have been widely used, both require circulation of fluid during installation. When e.g. the extension pipe is first placed in the borehole, slurry of gravel and carrier fluid can be pumped down and past a transition piece, into the annular space between the smaller diameter extension pipe and the lined wall (in the case of a lined borehole) or the borehole wall (open borehole). The openings in the extension tube only allow the carrier fluid to flow from the annular space into the casing, while the gravel is filtered from the fluid and deposited inside the annular space to form the gravel pack. The gravel can also be placed by causing it to flow from the surface or through pipes with open ends that extend down the borehole, directly into the annulus around the extension pipe.

Når det først anbringes grus i borehullet, senkes foringsrøret på en arbeidsstreng og spyles eller drives på plass mens fluid pumpes nedover i arbeidtsstrengen og ut av forlengingsrørets bunn. Dette sirkulerende fluid (dvs utspylingsvirkningen) er nødvendig for å "fluidisere" den forhåndsanbragte grus, således at forlengingsrøret kan senkes ned i og gjennom grusen for å danne gruspakkingen. Siden fluidet strømmer gjennom arbeidsstrengen, må uheldigvis pumpingen stoppes hver gang ytterligere rørseksjoner må kobles til strengen for å senke forlengingsrøret ytterligere ned i grusen. Mens pumpingen opphører synker grusen sammen, og i mange tilfeller kan den ikke bli tilstrekkelig "fluidisert" på nytt når pumpingen gjenopptas, til å tillate en dypere plassering av forlengingsrøret i grusen. When gravel is first placed in the borehole, the casing is lowered onto a work string and flushed or driven into place while fluid is pumped down the work string and out of the bottom of the extension pipe. This circulating fluid (ie the flushing action) is necessary to "fluidize" the pre-placed gravel, so that the extension pipe can be lowered into and through the gravel to form the gravel pack. Unfortunately, since the fluid flows through the working string, pumping must be stopped every time additional pipe sections need to be connected to the string to lower the extension pipe further into the gravel. As pumping ceases, the gravel collapses and in many cases cannot be sufficiently "fluidized" again when pumping resumes to permit deeper placement of the extension pipe into the gravel.

Siden begge teknikker fordrer pumping og/eller sirkulasjon av fluid under trykk under installasjonen, kan begge føre til alvorlige fluidtapsproblemer, særlig ved bruk for å komplettere soner i nærheten av formasjoner ved normale trykk eller lavere, eller trykk som er lavere enn det hydrostatiske trykk i klargjøringsfluidet i angjeldende borehull. Når f.eks. grus anbringes omkring et forhåndsplassert forlengingsrør, kan tapet av kostbar klargjøringsfluid til en formasjon med undertrykk (dvs en formasjon som har et lavere trykk enn fluidtrykket i borehullet) være for stort. Bruken av kjente tapshindrende materialer i grusslammet er begrenset, da sådanne materialer i stor grad hindrer plassering av grus omkring forlengingsrøret. Når det først tilføres grus kan fluidtapene under høytrykks-spylingen som fordres for å "fluidisere" den forhåndsanbragte grus, også være for store. I begge tilfeller fører disse fluidtap ikke bare til økte kostnader på grunn av tapene av selve de kostbare klargjøringsfluider, men bidrar også i mange tilfeller til alvorlig skade på formasjonen, hvilket reduserer produktiviteten og/eller levetiden for den produksjonsklare brønn. Since both techniques require pumping and/or circulating fluid under pressure during installation, both can lead to serious fluid loss problems, particularly when used to complete zones near formations at normal pressures or lower, or pressures lower than the hydrostatic pressure in the preparation fluid in the relevant borehole. When e.g. gravel is placed around a pre-placed extension pipe, the loss of expensive preparation fluid to a formation with negative pressure (ie a formation that has a lower pressure than the fluid pressure in the borehole) can be too great. The use of known loss-preventing materials in the gravel slurry is limited, as such materials largely prevent the placement of gravel around the extension pipe. When gravel is first added, the fluid losses during the high-pressure flushing, which is required to "fluidize" the previously placed gravel, can also be too great. In both cases, these fluid losses not only lead to increased costs due to the losses of the expensive preparation fluids themselves, but also contribute in many cases to serious damage to the formation, reducing the productivity and/or lifetime of the production-ready well.

US 2513944 viser bruk av et verktøy som omfatter et perforert rør med et utvendig skrueblad. Skriftet nevner ikke tilførsel av fluid under bruk av verktøyet. US 2513944 shows the use of a tool comprising a perforated tube with an external screw blade. The document does not mention the supply of fluid during use of the tool.

US 4681163 beskriver intermittent bruk av et gruspakkeverktøy. Skriftet viser imidlertid et verktøy som ikke utgjør et skruebor. Verktøyet har bare små finner på et tilspisset endeparti. Verktøyet virker derfor ikke til å drive grus oppover, og verktøyet kan ikke kjøres fast på samme måten som et skruebor av den typen som har et skrueformet blad festet til utsiden av et rør. Finnene på det tilspissede endepartiet har liten virkning på grusen, og kan i praksis ikke bevirke fastkjøring av verktøyet. Ifølge skriftet er verktøyet bare et kort rørstykket nederst. Skriftet angår derfor ikke problemet med fastkjøring av et verktøy som utgjør et skruebor. US 4681163 describes intermittent use of a gravel packing tool. However, the writing shows a tool that does not constitute a screw drill. The tool only has small fins on a pointed end. The tool therefore does not act to propel gravel upwards, and the tool cannot be driven in the same way as an auger of the type which has a screw-shaped blade attached to the outside of a pipe. The fins on the pointed end part have little effect on the gravel, and in practice cannot cause the tool to jam. According to the writing, the tool is just a short piece of pipe at the bottom. The document therefore does not concern the problem of jamming of a tool that constitutes a screw drill.

Verktøyet og fremgangsmåten i henhold til den foreliggende oppfinnelse fremgår av de etterfølgende patentkrav. The tool and the method according to the present invention appear from the subsequent patent claims.

Foreliggende oppfinnelse frembringer en fremgangsmåte og utstyr for å utføre en gruspakkingskomplettering i et område av et borehull, og som ikke fordrer sirkulasjon av fluider under installasjonen av forlengingsrøret. Foreliggende oppfinnelse er særlig nyttig ved klargjøring av soner som ligger inntil formasjoner med normalt eller lavere trykk. I hovedsak plasseres først grus i angjeldende sone, og deretter senkes verktøyet ned til den forhåndsanbragte grus for å roteres ned i denne uten at fluid strømmer gjennom verktøyet. Siden det skrueformede bladet forskyver grusen mekanisk oppover og utover etterhvert som verktøyet beveges inn i grusen, er det ikke behov for å bringe fluid til å strømme under trykk for å "fluidisere" grusen slik det fordres i kjent kompletteringsutstyr av denne type. The present invention provides a method and equipment for carrying out a gravel packing completion in an area of a borehole, and which does not require circulation of fluids during the installation of the extension pipe. The present invention is particularly useful when preparing zones adjacent to formations with normal or lower pressure. Essentially, gravel is first placed in the relevant zone, and then the tool is lowered down to the pre-placed gravel to be rotated into it without fluid flowing through the tool. Since the helical blade mechanically displaces the gravel upward and outward as the tool is moved into the gravel, there is no need to bring fluid to flow under pressure to "fluidize" the gravel as required in known completion equipment of this type.

Nærmere bestemt føres grus ned i borehullet således at grusen tilføres på forhånd i kompletteringssonen. Denne grus kan anbringes ved hjelp av en hvilken som helst egnet metode, f.eks. kan den bringes til å strømme ned gjennom en arbeidsstreng som er plassert i borehullet eller dumpes ned i borehullet ved overflaten og tillates å falle ved hjelp av tyngekraften, eller plasseres i borehullet som et resultat av hydraulisk frakturering og propping av formasjonen. Deretter senkes et verktøyet ned i borehullet inntil det kommer i kontakt med oversiden av den forhåndsanbragte grus. Arbeidsstrengen roteres så for å "skru" silen med skrueboret inn i den sammensunkne grus for å danne gruspakkingen, uten at det sirkuleres fluid gjennom redskapet. I visse anvendelser vil arbeidsstrengen tjene som produksjonsrørledning, mens den i andre anvendelser vil fjernes for å erstattes med en annen streng av produksjonsrør. More specifically, gravel is fed down into the borehole so that the gravel is supplied in advance in the completion zone. This gravel can be placed by any suitable method, e.g. it can be made to flow down through a work string placed in the borehole or dumped into the borehole at the surface and allowed to fall by gravity, or placed in the borehole as a result of hydraulic fracturing and propping of the formation. A tool is then lowered into the borehole until it comes into contact with the upper side of the previously placed gravel. The work string is then rotated to "screw" the screen with the auger into the compacted gravel to form the gravel pack, without circulating fluid through the tool. In certain applications, the working string will serve as the production pipeline, while in other applications it will be removed to be replaced with another string of production tubing.

Ventilinnretningen er forbundet med hoveddelens nedre ende og har en innebygget tilbakeslagsventil for å hindre strømning oppover inn i hoveddelen. The valve device is connected to the main part's lower end and has a built-in non-return valve to prevent flow upwards into the main part.

En avskrådd bunnplugg er forbundet med ventilinnretningens nedre ende og har minst en fluidutløpskanal. Et spylerør er forbundet med arbeidsstrengen og rager gjennom hoveddelen for å være i fluidkommunikasjon med utløpspassasjen i den kjegleformede bunnpluggen, således at dersom verktøyet skulle sette seg fast inne i grusen under installasjonen, kan fluid pumpes ned gjennom arbeidsstrengen og spylerøret og ut av utløpspassasjen for å "fluidisere" grusen, således at verktøyet kan trekkes tilbake. Så snart det perforerte verktøyet er på riktig plass i grusen til å danne gruspakkingen frigjøres arbeidsstrengen, som trekkes tilbake og erstattes med en produksjonsrørstreng eller lignende. A chamfered bottom plug is connected to the lower end of the valve device and has at least one fluid outlet channel. A flush pipe is connected to the work string and extends through the main body to be in fluid communication with the outlet passage in the cone-shaped bottom plug, so that if the tool should become stuck in the gravel during installation, fluid can be pumped down through the work string and flush pipe and out of the outlet passage to "fluidize" the gravel, so that the tool can be withdrawn. Once the perforated tool is in the correct location in the gravel to form the gravel pack, the working string is released, which is withdrawn and replaced with a production tubing string or similar.

Foreliggende oppfinnelse gjør det mulig å skru et perforert forlengingsrør ned i den sammensunkede grus samt å anbringe det overfor perforeringer i et foretborehull uten å pumpe fluid for å "spyle" forlengingsrøret på plass. Dette vil i betraktelig grad redusere kostnadene ved klargjøring ved hjelp av gruspakking, særlig når produksjonssonen er kort, ved å redusere utstyrskostnadene, oppriggingstiden og pumpekostnadene som vanligvis er forbundet med tidligere kjente kompletteringsteknikker ved hjelp av gruspakking. Den vil også gi ytterligere innsparinger og redusert formasjonsskade i reservoarer med undertrykk. The present invention makes it possible to screw a perforated extension pipe into the sunken gravel and to place it opposite perforations in a pre-drilled hole without pumping fluid to "flush" the extension pipe into place. This will greatly reduce the cost of preparation by means of gravel packing, particularly when the production zone is short, by reducing the equipment costs, set-up time and pumping costs usually associated with previously known completion techniques by means of gravel packing. It will also provide further savings and reduced formation damage in reservoirs with negative pressure.

Den faktiske utforming og bruk av, og de opplagte fordeler ved den foreliggende oppfinnelse vil bedre forstås under henvisning til tegningene, hvor like deler er gitt de samme henvisningstall. The actual design and use of, and the obvious advantages of, the present invention will be better understood with reference to the drawings, where like parts are given the same reference numbers.

Fig. 1 viser delvis i snitt en brønn som er i ferd med å klargjøres ved hjelp av Fig. 1 shows a partial cross-section of a well that is being prepared using

gruspakking i henhold til den foreliggende oppfinnelse. gravel packing according to the present invention.

Fig. 2 viser et snitt gjennom en del av brønnen i fig. 1 og som ligger inntil klargjøringssonen, idet bare den sammensunkede grus er på plass i borehullet. Fig. 3 viser et tilsvarende snitt som i fig. 2 etter at gruspakkingsklargjøringen i er Fig. 2 shows a section through part of the well in fig. 1 and which lies next to the preparation zone, as only the sunken gravel is in place in the borehole. Fig. 3 shows a corresponding section as in fig. 2 after the gravel pack preparation i is

fullstendig utført. fully executed.

Fig. 4 viser et snitt gjennom den nedre ende av det perforerte brønnverktøy med Fig. 4 shows a section through the lower end of the perforated well tool with

skruebor vist i fig. 3. screw drill shown in fig. 3.

Det henvises nå særlig til tegningene, hvorpå fig. 1 viser klargjøringsutstyret i Reference is now made in particular to the drawings, on which fig. 1 shows the preparation equipment i

henhold til oppfinnelsen idet det installeres i et borehull 10 (f.eks. en produksjons-eller injeksjonsbrønn). I borehullet 10 er det en kompletteringssone 11 som ligger ved siden av en formasjon 12 av den art som er tilbøyelig til å avgi sand og/eller andre partikkelmaterialer sammen med formasjonsfluider, f.eks. hydrokarboner, en eller annen gang i løpet av dens operative levetid. Som vist er borehullet 10 foret langs sin lengde med et foringsrør 13 som har perforeringer 13a inntil sonen 11. Selv om den foreliggende oppfinnelse vises og beskrives i samband med produksjonsklargjøring av en sone i et foret, vertikalt borehull, skal det forstås at oppfinnelsen også kan brukes for å utføre produksjonsklargjøring i hull som ikke er foret, såvel som i horisontale eller avvikende borehull, eller forhindre at proppemiddel strømmer tilbake i borehull som er hydraulisk frakturert og proppet. according to the invention as it is installed in a borehole 10 (e.g. a production or injection well). In the borehole 10, there is a completion zone 11 which lies next to a formation 12 of the kind which tends to release sand and/or other particulate materials together with formation fluids, e.g. hydrocarbons, at one time or another during its operational life. As shown, the borehole 10 is lined along its length with a casing 13 which has perforations 13a up to the zone 11. Although the present invention is shown and described in connection with the production preparation of a zone in a lined, vertical borehole, it should be understood that the invention can also used to perform production preparation in holes that are not lined, as well as in horizontal or deviated wells, or to prevent proppant backflow in wells that have been hydraulically fractured and plugged.

Når det utføres produksjonsklargjøring av et borehull i henhold til foreliggende gruspakkingsmetode, hvor borehullet forløper forbi bunnen av den sone 11 som skal klargjøres, settes det inn en sementplugg, isoleringsplugg eller en annen type tilsvarende ekspansjonspakning 15 i borehullet ved den nedre ende av sonen 11. Tilstrekkelig grus føres da ned i borehullet, over pluggen 15, for å fylle det område av borehullet som forløper langs lengden av sonen 11 som skal kompletteres med sammensunket grus 14. Uttrykket "grus", slik det her er brukt, er ment å omfatte alle kornede og/eller aggregatmaterialer (f.eks. grus, sand, kombinasjoner osv.) som er i bruk eller som kan brukes ved gruspakking eller frakturerte kompletteringer. Som kjent innen faget har "grus"-partiklene som brukes i en bestemt situasjon en størrelse som er slik at de blokkerer eller filtrerer ut småpartikler som kan føres med brønnfluider eller kan brukes for å plugge åpne sprekker som ikke er hydraulisk frembragt i formasjonen. When production preparation of a borehole is carried out according to the present gravel packing method, where the borehole extends past the bottom of the zone 11 to be prepared, a cement plug, insulation plug or another type of corresponding expansion pack 15 is inserted into the borehole at the lower end of the zone 11. Sufficient gravel is then fed down into the borehole, over the plug 15, to fill the area of the borehole which runs along the length of the zone 11 to be supplemented with compacted gravel 14. The term "gravel", as used herein, is intended to include all granular and/or aggregate materials (eg gravel, sand, combinations, etc.) that are in use or that may be used in gravel packing or fractured completions. As known in the art, the "gravel" particles used in a particular situation have a size that is such that they block or filter out small particles that can be carried with well fluids or can be used to plug open cracks that are not hydraulically produced in the formation.

Den forhåndstilførte grus 14 kan føres inn i borehullet på enhver egnet måte avhengig av de faktiske forhold som gjelder for en bestemt kompletteringssone 11. Når formasjonen 12 er en formasjon med relativt lavt trykk, kan f.eks. grusen bringes til å strømme ned og ut av den nedre ende av en arbeidsstreng 16 som senkes ned i brønnen (fig. 2) og anbringes ovenfor pluggen 15, eller den kan tilføres brønnen fra overflaten og tillates å falle under påvirkning av tyngdekraften. Grusen kan bringes til å strømme inn i borehullet som en hovedsakelig tørr blanding eller som slam (blandet med et bærefluid som f.eks. et polymert vannbasert fluid, råolje osv). Denne måte å plassere grusen på fordrer ikke høye trykk, hvilket reduserer fluidtapene og/eller mulige skader på formasjonen. Dersom forholdene og formasjonstrykkene tillater det kan videre grusen plasseres ved hjelp av vanlige trykkvirkemidler, hvilket vil sikre god fylling av perforeringene 13a med grus under anbringelsen av grusen 14. The pre-supplied gravel 14 can be fed into the borehole in any suitable way depending on the actual conditions that apply to a particular completion zone 11. When the formation 12 is a formation with relatively low pressure, e.g. the gravel is made to flow down and out of the lower end of a working string 16 which is lowered into the well (Fig. 2) and placed above the plug 15, or it may be fed into the well from the surface and allowed to fall under the influence of gravity. The gravel can be made to flow into the borehole as a predominantly dry mixture or as slurry (mixed with a carrier fluid such as a polymeric water-based fluid, crude oil, etc.). This way of placing the gravel does not require high pressures, which reduces fluid losses and/or possible damage to the formation. If the conditions and formation pressures permit, the gravel can further be placed with the help of normal pressure means, which will ensure good filling of the perforations 13a with gravel during the placement of the gravel 14.

Etter at grusen 14 er på plass inntil sonen 11 senkes borehullverktøyet 17 ned i borehullet. Som vist omfatter borehullverktøyet 17 en "skrueborsil" 20 som er forbundet med bunnen av en arbeidsstreng 18 ved hjelp av en løsbar kobling 19. Dersom arbeidsstrengen 18 skal brukes som produksjonsrørstreng, kan den løsbare kobling 19 erstattes med en standardforbindelse. After the gravel 14 is in place up to the zone 11, the borehole tool 17 is lowered into the borehole. As shown, the borehole tool 17 comprises a "screw drill" 20 which is connected to the bottom of a working string 18 by means of a detachable coupling 19. If the working string 18 is to be used as a production pipe string, the detachable coupling 19 can be replaced with a standard connection.

I henhold til foreliggende oppfinnelse omfatter silen 20 en hoveddel 21 som har et skrueformet blad 22 sveiset eller på annen måte festet til seg, og som rager langs dens ytre omkrets. Hoveddelen 21 omfatter et perforert forlengingsrør som, slik uttrykket her er brukt, er ment å være et artsmessig uttrykk som innbefatter enhver type perforert forlengingsrør (f.eks. nettingrør, slisset rør, skjermet rør, perforerte foringsrør, forhåndspakket sil og/eller kombinasjoner av disse osv.) som er i bruk eller kunne blitt brukt ved brønnklargjøring av denne generelle type. Som det vil erkjennes av fagfolk på området er det for tiden diverse kjente leverandører fra hvilke sådanne forlengingsrør er kommersielt tilgjengelig. Forlengingsrøret kan være kontinuerlig, slik som vist, eller det kan være sammensatt av flere segmenter som er koblet sammen. According to the present invention, the strainer 20 comprises a main part 21 which has a screw-shaped blade 22 welded or otherwise attached to it, and which projects along its outer circumference. The main part 21 comprises a perforated extension tube which, as the term is used here, is intended to be a generic term that includes any type of perforated extension tube (e.g. mesh tube, slotted tube, screened tube, perforated casing, prepackaged strainer and/or combinations of these, etc.) which are in use or could have been used in well preparation of this general type. As will be recognized by those skilled in the art, there are currently various known suppliers from which such extension tubes are commercially available. The extension tube may be continuous, as shown, or it may be composed of several segments which are connected together.

Som vist på tegningene er hoveddelen 21 et rør av den type som er kjent som en perforert, forhåndspakket sil og som omfatter en indre silduk 23 (fig. 4) utenfor hvilken det er montert et ytre perforert rørstykke 24 således at det er dannet et ringformet rom 25 mellom dem. Dette ringformede rom 25 er fylt med et sammenpakket kornet material, f.eks. siktet Ottawa-sand. Et ventilrørstykke 26 er forbundet med den nedre ende av hoveddelen 21 og har et O-ringformet sete 27 som er tilpasset for å motta den nedre ende av et spylerør 28, som rager gjennom skruesilen 21 og står i fluidkommunikasjon med arbeidsstrengen 18 (fig. 1). Ventilrørstykket 26 har også en kanal 29 som er stengt mot strømning oppover ved hjelp av en tilbakeslagsventil (klaffventil 30). Andre typer tilbakeslagsventiler, f.eks. kuleventiler, bruddplater osv. kan brukes i stedet for klaffventilen 30 for å tillate strømning nedover gjennom kanalen 29, mens strømning oppover forhindres. Til den nedre ende av ventilrørstykket 26 er det festet en bunnplugg 31 med et avsmalnende neseparti. As shown in the drawings, the main part 21 is a tube of the type known as a perforated, prepackaged strainer and which comprises an inner strainer cloth 23 (Fig. 4) outside of which an outer perforated tube piece 24 is mounted so that an annular room 25 between them. This annular space 25 is filled with a packed granular material, e.g. sifted Ottawa sand. A valve tube piece 26 is connected to the lower end of the main body 21 and has an O-ring shaped seat 27 which is adapted to receive the lower end of a flush tube 28 which projects through the screw strainer 21 and is in fluid communication with the working string 18 (Fig. 1 ). The valve pipe piece 26 also has a channel 29 which is closed against upward flow by means of a non-return valve (flap valve 30). Other types of check valves, e.g. ball valves, rupture plates, etc. may be used in place of the flapper valve 30 to allow downward flow through channel 29 while preventing upward flow. A bottom plug 31 with a tapered nose part is attached to the lower end of the valve pipe piece 26.

Skruebladet 22 har i hovedsak samme utforming som kjente skruebor for boring i jord, tre eller is, idet det har et kontinuerlig skjærblad som forløper skrueformet omkring omkretsen av hoveddelen 21 samt er festet til denne på hvilken som helst egnet måte, f.eks. ved sveising. Skjærbladet forløper tilstrekkelig langt langs lengden av skruesilen 20 til å sikre at skruesilen 20 vil bli riktig posisjonert inne i den tilførte grus 14 og å bevirke den ønskede gruspakkingskomplettering. Dersom skruesilen 20 er satt sammen av segmenter og glatte rørdeler, eller dersom rørdeler ovenfor skruesikten 20 også skal plasseres inne i grusen 14 må bladet 22 også forløpe omkring utsiden av sådanne rørdeler. The screw blade 22 has essentially the same design as known screw drills for drilling in soil, wood or ice, as it has a continuous cutting blade which runs in a helical shape around the circumference of the main part 21 and is attached to this in any suitable way, e.g. when welding. The cutting blade extends sufficiently far along the length of the screw screen 20 to ensure that the screw screen 20 will be correctly positioned inside the supplied gravel 14 and to effect the desired gravel packing completion. If the screw screen 20 is composed of segments and smooth pipe parts, or if pipe parts above the screw screen 20 are also to be placed inside the gravel 14, the blade 22 must also run around the outside of such pipe parts.

Som vist i fig. 1 plasseres sammensunket grus 14 inntil klargjøringssonen 11 som beskrevet ovenfor. Brønnverktøyet 17 senkes på arbeidsstrengen 18 inntil det kommer i kontakt med toppen av grusen 14. Arbeidsstrengen 18 roteres fra overflaten ved hjelp av et rotasjonsbord, en drivinnretning eller lignende (ikke vist) således at skruesilen 20 roteres og "skrues" nedover inn i den sammensunkne grus 14. Siden den grus som forskyves av skruesikten 20 etterhvert som den beveger seg nedover, mekanisk beveges oppover og utover langs det roterende skrueformede skjærbladet 22, er det ikke behov for å "fluidisere" den sammentrengte grus 14 ved å sirkulere fluid, slik det tidligere var nødvendig i tidligere kjent klargjøringsutstyr av denne type. Dette er ytterst viktig, særlig når klargjøringssonen befinner seg inntil en formasjon med normalt eller lavt trykk, for å hindre vesentlige fluidtap og/eller alvorlig skade på formasjonen under utførelse av gruspakkingen. Ettersom grusen beveges oppover ved hjelp av det skrueformede skjærbladet 22 er noe av denne grus tilbøyelig til å bli tvunget inn i perforeringer 13a i foringsrøret 11, hvilket forbedrer gruspakkingens totale effektivitet. As shown in fig. 1, compacted gravel 14 is placed next to the preparation zone 11 as described above. The well tool 17 is lowered onto the working string 18 until it comes into contact with the top of the gravel 14. The working string 18 is rotated from the surface by means of a rotary table, a drive device or the like (not shown) so that the screw screen 20 is rotated and "screwed" downwards into the sunken gravel 14. Since the gravel displaced by the screw screen 20 as it moves downward is mechanically moved upward and outward along the rotating helical shear blade 22, there is no need to "fluidize" the compacted gravel 14 by circulating fluid, as was previously necessary in previously known preparation equipment of this type. This is extremely important, especially when the preparation zone is located next to a formation with normal or low pressure, in order to prevent significant fluid losses and/or serious damage to the formation during the execution of the gravel packing. As the gravel is moved upwards by the helical shear blade 22, some of this gravel tends to be forced into perforations 13a in the casing 11, improving the overall efficiency of the gravel pack.

Dersom skruesilen 20 setter seg fast i den sammentrengte grus 14 før den har nådd sin ønskede stilling, kan fluid bringes til å strømme nedover arbeidsstrengen 18, spylerøret 28 og utgangskanalen 32 i nesepartiet av bunnpluggen 32, for derved å "fluidisere" grusen således at skruesilen kan senkes den gjenværende distanse ned i grusen 14, eller alternativt bli trukket opp til overflaten. Når den perforerte skruesilen 20 er riktig plassert inne i grusen 14 for å bevirke gruspak kingen, løsnes koblingen 19 og arbeidsstrengen, og spylerøret 28 trekkes opp fra borehullet og erstattes med en produksjonsrørstreng eller lignende, samt en pakning 34 (fig. 3) for å fullføre produksjonsklargjøringen av brønnen, slik det vil forstås av fagfolk på området. If the screw strainer 20 gets stuck in the compacted gravel 14 before it has reached its desired position, fluid can be caused to flow down the working string 18, the flush pipe 28 and the outlet channel 32 in the nose part of the bottom plug 32, thereby "fluidizing" the gravel so that the screw strainer can be lowered the remaining distance into the gravel 14, or alternatively be pulled up to the surface. When the perforated screw screen 20 is correctly positioned inside the gravel 14 to effect gravel packing, the coupling 19 and the work string are loosened, and the flush pipe 28 is pulled up from the borehole and replaced with a production pipe string or the like, as well as a gasket 34 (Fig. 3) to complete the production preparation of the well, as will be understood by professionals in the field.

Claims

1. Perforated well tool with auger bit for preparing a well for production upon completion of gravel packing, comprising a main body (21, 26, 31) with a fluid permeable screening tube (23, 24) and a helical blade (22) attached to and extending along the main body , characterized by a valve housing (26), one end of which is connected to the lower end of the main part, the valve housing having a continuous fluid channel (29) and at least one opening (32) for directing fluid from the fluid channel (29) and out of the tool, for to enable fluidization of gravel only when movement of the tool is impeded, to assist in driving the tool into the gravel, and means (30) to allow fluid flow in only one direction through the fluid channel (29) from the body (21, 26, 36) and through the valve housing (26).

2. Tool according to claim 1, characterized in that said members (30) in the valve housing (26) comprise a non-return valve.

3. Tool according to claim 1 or 2, characterized in that the valve housing (26) contains a seat (27) which is adapted to connect the lower end of a flush pipe (28) with the channel (29).

4. Tool according to any one of the preceding claims, characterized in that a cone-shaped bottom plug (31) is connected to the end of the valve housing (26) which is located furthest from the strainer pipe (23, 24), the bottom plug having at least one opening (32) in an outer surface.

5. Tool as specified in claim 4, characterized by the bottom plug

(31) has at least one channel from the opening or openings (32), in communication with the channel in the valve housing to supply fluid, and that the tool comprises means (27) for connection to a flushing pipe (28) which can be introduced into the tool for supply of fluid through the non-return valve (30) and the opening or openings in the bottom plug (31).

6. Tool according to any one of claims 1-5, characterized in that it is combined with a drill string.

7. Tool according to claim 6, characterized in that the blade (22) is located on a tubular part of the drill string.

8. Method for preparing a zone in a well upon completion of gravel packing, comprising that a tool with a screw-shaped blade (22) is lowered into the well, and that the tool is rotated in the gravel, characterized in that fluid is supplied to a channel in the tool only when the movement of this is prevented, so that the liquid flows out of the channel and out through openings (32) to fluidize the gravel and thereby contribute to continued movement of the tool.

9. Method as stated in claim 8, characterized in that the liquid flows out of the openings (32) at the lower end of the tool.

10. Method as stated in claim 8, characterized in that the flow of liquid into the channel is prevented.