NO310983B1 - Fremgangsmate og anordning for a bore og komplettere bronner - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører boring og komplettering av brønner. Spesielt, men ikke begrenset til, vedrører oppfinnelsen en fremgangsmåte ifølge den ikke-karakteriserende delen av krav 1 og en anordning ifølge den ikke-karakteriserende delen av krav 8.

For å utvinne hydrokarboner bores en brønn ned i grunnen inntil et hydrokarbon-reservoar påtreffes. Ved tidligere tiders olje- og gasseksplorasjon var de fleste brann-stedene plassert på land, og brønner som ble boret var primært vertikale. Ettersom letingen etter større hydrokarbonreservoarer fortsetter fokuseres nå eksplorasjonen offshore og på steder fjernt fra land. Videre bores og kompletteres mange brønner som awiksbrønner og horisontalbrønner av økonomiske og logistikkgrunner.

I offshorefarvann omfatter en type installasjon bruk av en fast plattform der plattformens ben er stive og plantet på sjøbunnen. Den faste plattformen har vært en svært populær konstruksjonstype, imidlertid, ettersom letingen etter reservoarer fortsetter finner olje- og gasselskaper at de må lete offshore der vanndybdene kan være så mye som 1800 meter.

Når det gjelder landplassering finner eksplorasjonen, boringen og produksjonen nå sted på fjerntliggende steder som kan omfatte arktiske områder, ørkenområder eller til og med regnskog i Latin-Amerika. Uavhengig av innlands- eller offshoreplassering av disse riggene, den fjerntliggende plasseringen og nødvendigheten av tilleggsutstyr og personell som følger av dette er leiekostnadene for disse riggene svært betydelige.

I offshorefarvann kan tradisjonelle faste plattformer ikke plasseres på dybder som generelt er større enn 100 m. Derfor benyttes strekkstagplattformer, boreskip eller semineddykkbare borefartøy for å bore disse brønnene på dypt vann. Typisk omfatter dette at boreriggen plasseres på et skip eller en flyter. En undersjøisk utblåsningssikringsstakk (BOP) plasseres så på havbunnen. Et stigerør forbindes deretter fra den undersjøiske BOP'en til boredekket. Borehullet kan så bores.

Når brønnen er boret og hydrokarbonreservoaret er påtruffet er brønnen klar for komplettering. Flere undersjøiske brønner kompletteres som enkle satelittbrønner som produserer til en nærliggende plattform. Dette er en måte å produsere de ytre deler av et felt som ikke kan nås ved retningsboring fra en eksisterende plattform og der økonomiske hensyn ikke rettferdiggjør installasjon av en eller flere ytterligere plattformer. Noen flerbrønns brannrammer og rørmanifolder er installert som går utenfor satelittbrønnkonseptet.

Selv om regjeringene har innsett viktigheten av og nødvendigheten av å bore og komplettere brønner på fjerntliggende steder, eksisterer det betydelige reguleringer for hver fase av boringen, kompletteringen og produksjonen. Således, når en borestreng med en bestemt størrelse erstattes med en av en annen størrelse, eller alternativt, med et produksjonsrør, vil operatørene kreve endring av BOP-avstengerne slik at det alltid holdes kontroll med brønnboringen. Dette er en kritisk oppgave fordi kontroll med brønnboringen til enhver tid er essensiell.

Når operatøren går over fra borefasen til kompletteringsfasen må BOP-stakken endres for å gi plass for arbeidsstrengen med en annen utvendig diameter - fra borerør til en produksjonsstreng. Videre må under den faktiske kompletteringsfasen produksjons-røret manipuleres for å utføre de nødvendige funksjonene slik som perforering, sirkulering, gruspakking og testing. Ifølge etablerte sikkerhetsprosedyrer under mandat av operatørregler og regjeringsregelverk, er det nødvendig å endre BOP-avstengerne i løpet av enkelte faser. Endringen av BOP-avstengerne kan være en kostnadskrevende og tidskrevende praksis. Dagrater for boreskip og semineddykkbare skip kan være svært høye og under endringsprosedyren for avstengerne kan det ikke utføres noen andre betydelige operasjoner.

På et typisk offshorested, der boreriggen enten er et oppjekkbart fartøy eller plassert på en fast plattform er BOP'en vanligvis plassert på selve fartøyet eller plattformen. Uansett, av sikkerhetshensyn og på grunn av myndighetenes regelverk, er kontroll over brønnboringen mot utblåsning alltid en primær oppgave. Derfor har det alltid vært behov for sikkerhet for installasjonen samt økonomisk utførelse av operasjonen.

For å minimalisere kostnadene har det vært benyttet flere teknikker med varierende grad av suksess. U.S. Patent Nr. 5,174,379 (Whitley, Cavender: "Gravel Packing and Perforating a Well in a Single Trip") omhandler et gruspakkesystem der en brønn kan perforeres, gruspakkes og settes i produksjon kun med en enkelt tur ned i brønnboringen med verktøystrengen. Systemet omfatter en tverrforbindelsessammenstilling med en operativ lukkemekansime. Lukkemekanismen kan opereres for å forhindre strømning nedover gjennom tverrforbindelsesverktøyet, for å etablere minst en del av en nedoverrettet strømningsbane for gruspakkingsslam, og for å etablere minst en del av en returstrømningsbane for et bærefluid. Når gruspakkingsoperasjonen er sluttført, kan lukningselementet enten trekkes bort fra sammenstillingen eller støtes til brønn-boringens bunn. Videre har en teknikk har vært å bore og fore en brønn, og så immobilisere boreriggen. En erstatningsrigg benyttes så for å komplettere brønnen. Erstatningsriggen kan variere fra en nedtvingingsenhet, kveilerørenhet, brønnover-halingsrigg, som bruker rør med mindre innvendig diameter, og i noen tilfelle en wirelinje. Således benyttes en mindre dyr rigg istedenfor å komplettere brønnen med den dyrere riggen. Derfor er det et behov for å tilveiebringe mer kostnadseffektive innretninger for å bore og komplettere brønner på eksotiske steder i verden.

I samsvar med den foreliggende oppfinnelse er det således tilveiebragt en fremgangsmåte for å komplettere en brønn kjennetegnet ved de karakteriserende trekk som angitt i det selvstendige krav 1. Foretrukne trekk ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen fremgår av de medfølgende krav 2-7. Videre er det således i samsvar med den foreliggende oppfinnelse tilveiebragt en anordning som angitt i innledningen til det medfølgende krav 8, kjennetegnet ved de karakteriserende trekk som angitt i det selvstendige krav 8. Foretrukne trekk ved anordningen ifølge oppfinnelsen fremgår av de medfølgende krav 9-12.

Fremgangsmåten omfatter de trinn å plassere en stasjonær streng i brønnen i en første posisjon, da den stasjonære strengen er påfestet en innretning for å komplettere brønnen og en frakoplingsinnretning for fråkopling av kompletterings-innretningen fra den stasjonære strengen, plassering av en sekundærstreng i brønnen, der den sekundære strengen har en samvirkende frakoplingsinnretning for å frakople kompletterings-innretningen fra den stasjonære strengen, tilkopling av frakoplingsinnretningen på den stasjonære strengen med kompletteringsinnretningen, og så plassering av kompletteringsinnretningen i en andre posisjon slik at brønnen kan kompletteres.

Den stasjonære strengen i denne fremgangsmåten kan være en produksjonsrørstreng, og produksjonsrøret er festet til en isolasjonssikkerhetsinnretning for å isolere brønnen fra trykk, slik som enten BOP eller ventiltre. Videre kan kompletteringsinnretningen

inneholde en perforeringsinnretning for å perforere brønnen i et undergrunnsreservoar.

I enda en annen utførelsesform inneholder kompletteringsinnretningen videre en silinnretning for å forhindre strømning av formasjonssand fra det undergrunns reservoaret inn i produksjonsrørstrengens indre diameter. Kompletteringsinnretningen kan videre inneholde en gruspakningsinnretning for plassering av en grusblanding i brønnens ringrom og der den andre posisjonen av kompletteringsinnretningen korresponderer med en posisjon nær et undergrunns målreservoar. I denne utførelsesformen omfatter fremgangsmåten videre det trinn å aktivere perforeringsinnretningen, så å bringe kompletteringsinnretningen i inngrep og posisjonere silinnretningen til en tredje posisjon slik at den tredje posisjonen er nær det undergrunns målreservoaret slik at en gruspakning plasseres rundt sideinnretningens ringrom.

I den beskrevne utførelsesformen kan den sekundære strengen være en kveilerørstreng, en borestreng med mindre ytre diameter eller wireline. Frakoplingsinnretningen kan omfatte en henge- og frigjøringspakning, krokhullspakning, hydraulisk settbar pakning, der alle er kommersielt tilgjengelige fra Baker Hughes Incorporated under produktnavnet "SC" style packers, Retrievamatic, og Hang & Release Packers.

Fremgangsmåten beskrevet her kan ha funnet sted på et semineddykkbart borefartøy slik at BOP-stakken er plassert på sjøbunnen. Alternativt kan boreriggen ha vært plassert på en oppjekkings- eller fast plattform der BOP-en kunne ha vært plassert over havnivå.

En annen fremgangsmåte er beskrevet for boring av et borehull fra et foret brønnhull. Fremgangsmåten vil omfatte de trinn å plassere en stasjonær streng i brønnen, idet den stasjonære strengen har påfestet en innretning for boring av et borehull. Den sekundære strengen kjøres ned i brønnboringen med en aktiveringsinnretning for å aktivere boreinnretningen påfestet, deretter tilkoples den sekundære strengen boreinnretningen og brønnen kan bores.

I denne utførelsesformen kan den stasjonære strengen være en produksjonsstreng og produksjonsstrengen er festet til en isolasjonssikkerhetsinnretning for å isolere brønnen og brønnboringshullet fra trykk. Isolasjonssikkerhetsinnretningen kan enten være en BOP-stakk eller et ventiltre.

Boreinnretningen kan inneholde en kroneinnretning for rotasjonsboring av et borehull, og motorinnretning for å bringe i stand rotasjon av boreinnretningen. Fremgangsmåten ville da utgjøre de ytterligere trinn å sirkulere et fluid i den sekundære strengen slik at motorinnretningen bringer i stand rotasjon av kroneinnretningen slik at borehullet bores gjennom et målreservoar.

I enda en annen utførelsesform inneholder boreinnretningen videre en orienteringsinnretning, operativt forbundet med motoren, for å bestemme retning og plassering av kroneinnretningen og generere et signal som respons på dette, loggeinnretning for å evaluere undergrunns-reservoarets litologi og generere et signal som respons på dette, og en ikke-roterende innretning, operativt forbundet med den ene enden av borestrengen og den andre enden av motoren, for å påføre selektiv rotasjon på boreinnretningen. I denne utførelsesformen omfatter det trinn å bore borehullet de trinn å overføre signalene fra orienterings- og loggeinnretningen, plotting av kroneinnretningens bane for å bestemme kronens plassering, styring av kroneinnretningen som respons på kroneplasseringen og boring gjennom målreservoaret.

I denne utførelsesformen kan boreinnretningen videre inneholde en kompletteringsinnretning for å komplettere brønnen, som omfatter et silavsnitt. På silavsnittet kan det være anordnet en oppløsningssammensetning. Således vil fremgangsmåten med denne sammenstillingen videre omfatte den prosessen å plassere silen nær reservoaret, og plassering av en grusblanding i brønnen nær reservoaret. I noen situasjoner kan loggeinnretningen også inneholde en radioaktiv kilde for bestemmelse av undergrunns-reservoarenes radioaktive egenskaper og derfor kan det også være ønskelig å hente opp igjen boreinnretningen fra brønnen.

I enda en annen utførelsesform er en fremgangsmåte beskrevet som omfatter de trinn å plassere en stasjonær streng i brønnen i en første posisjon. Den stasjonære strengen vil ha påfestet en kompletteringsinnretning for komplettering av brønnen og en nedsenk-ningsinnretning for å nedsenke kompletteringsinnretningen. Fremgangsmåten ville omfatte aktivering av nedsenkningsinnretningen slik at kompletteringsinnretningen senkes ned til en andre posisjon, og deretter kan brønnen kompletteres.

I utførelsesformen som er beskrevet her er den stasjonære strengen en produksjonsstreng som er festet til en isolasjonssikkerhetsinnretning for å isolere brønnen fra trykk fra et undergrunnsreservoar. Nedsenkingsinnretningen omfatter også en trykk-aktiverende stempelinnretning, og det trinn å komplettere brønnen omfatter økning av trykk i brønnen for å aktivere nedsenkningsinnretningen slik at kompletteirngsinn-retningen senkes ned til riktig posisjon nær reservoaret.

Kompletteringsinnretningen kan inneholde en perforeringsinnretning for å perforere brønnen i reservoaret, og det trinn å komplettere brønnen omfatter plassering av perforeringsinnretningen nær reservoaret, og perforering av reservoaret.

Denne sammenstillingen kan videre inneholde en silinnretning for å forhindre strømmen av formasjonssand fra det undergrunns reservoaret inn i produksjonsrørstrengens indre diameter, og prosedyren omfatter økning av trykk i brønnen for å aktivere nedsenkningsinnretningen, og plassering av silinnretningen nær reservoaret.

Et av denne oppfinnelsens formål er bruk av en produksjonsstreng som er stasjonær gjennom kompletteringsprosessen. Med andre ord, når produksjonsstrengen er på plass, er det ikke lenger nødvendig å manipulere produksjonsstrengen gjennom kompletteringsprosessen. Et annet formål ved den foreliggende oppfinnelse er muligheten for at en remedial brønnoverhalingsenhet kan komplettere brønnen, derfor kan operatøren da demobilisere den mer kostbare boreriggen når produksjonsstrengen er på plass.

Enda et annet formål med den foreliggende oppfinnelse omfatter evnen til å øke reservoarets produktivitet siden fremgangsmåten for boring og komplettering vil tillate bruk av lettere, renere bore- og kompletteringsfluider som er mer miljøsikre. Enda et annet formål omfatter bruk av mindre mengder borefluider under boring og kompletteringsfasen siden ringromarealet er mindre.

Et annet formål omfatter den mulighet å bore inn i en målformasjon med en bunnhullsammenstilling hengt fra det stasjonære røret i ringrommet, og så komplettering som en åpenhullkomplettering. Bunnhullsammenstillingen kan inneholde bore- og kompletteringsinnretningen og være operativt tilkoplbar til den stasjonære strengen. Alternativt kan bore- og kompletteringsinnretningen være forbundet med produksjonsrøret slik at kompletteringssammenstillingen kan bores på plass. Enda et annet formål omfatter boring og komplettering av retnings- og multiboringsbrønner på en raskere og mer økonomisk måte.

Et trekk ved den foreliggende oppfinnelse omfatter bruk av en stasjonær streng i brønnen. Et annet trekk omfatter bruk av en stasjonær streng som kan være kveilerør, elektrisk ledning, wireline, flettet line, snubbestreng og/eller borerør med liten ytre diameter.

Et annet trekk omfatter benyttelse av en bunnhullsammenstilling som er selektivt frakoplbar fra en stasjonær streng. Enda et annet trekk omfatter bruk av en frakoplingsinnretning som kan tilkople, frakople og igjen tilkople bunnhullsammenstillingen til den stasjonære strengen ved forskjellige plasseringer av den stasjonære strengen. Et annet formål er å bruke tilkoplingsinnretningen til å senke perforeringskanonen på plass, avfyre kanonene og så reposisjonere bunnhullsammenstillingen slik at silinnretningen befinner seg nær målreservoaret.

Enda et annet trekk omfatter bruk av en gruspakningsinnretning på bunnhullsammenstillingen som vil tillate gruspakking av brønnen etter at silen er på plass. Et annet trekk omfatter bruk av borebunnhullsammenstillingen og kompletteringsbunnhullsammen-stillingen i tandem når brønnen bores med en sekundær streng. Således kan målreservoaret bores og kompletteres med den sekundær strengen. Dette er billigere fordi det vil kreve en remedial brønnoverhalingsenhet, og ikke det semineddykkbare fartøyet, boreskip eller oppjekkingsplattform.

Enda et annet trekk ved denne oppfinnelsen tillater komplettering av brønnen uten bruk av en sekundær streng slik at bunnhullsammenstillingen er festet til den stasjonære strengen og senkes ved hjelp av en innretning for å senke ned bunnhullsammenstillingen.

En fordel ved den foreliggende oppfinnelse omfatter bruk av den stasjonære strengen som en produksjonsstreng slik at den dynamiske strengen som benyttes kan være en remedial arbeidsstreng, og derfor fjernes boreriggen fra stedet. En annen fordel omfatter bruk av en orienteringsinnretning under boring slik at operatøren kan styre kronen inn i planlagt bane.

En annen fordel omfatter bruk av en loggeinnretning under boringen slik at operatøren kan evaluere og koordinere de undergrunns reservoarene og overføre data til overflaten. Enda et annet trekk er at en signifikant del av brønnen kan bores og fores før man møter målreservoaret, og således er det mulig å bore størsteparten av brønnboringen med miljømessig sensitive fluider som kan være lettere i kilo pr. liter. Enda en annen fordel omfatter muligheten for å bruke kompletteringsfluider som inneholder mindre fast stoff, og derfor eksponerer formasjonen for mindre formasjonsskade og derved tilveiebringer en bedre komplettering.

Enda en annen fordel omfatter muligheten for å perforere overbalansert siden komplet-teringsfluidet er mindre skadelig for formasjon. En annen fordel er muligheten for å perforere underbalansen, siden det er et renere fluid i arbeidsstrengen. En annen fordel omfatter muligheten for å komplettere undersjøiske brønner uten å skifte ut utblåsnings-sikringsstakkens avstengere siden produksjonsstrengen kan forbli stasjonær gjennom kompletteringsprosessen. Figur 1 er en semineddykkbar boreplattform som viser boreriggen med foring og målreservoar. Figurene 2A - 2B er utskårede snitt gjennom en bunnhullsammenstilling idet den plasseres i en brønn. Figurene 3A - 3B er utskjæringssnitt av bunnhullsammenstillingen i figur 2A - 2B etter at perforeringsinnretningen er frigjort. Figurene 4A - 4B er utskårede snitt gjennom bunnhullsammenstillingen i figurene 3A - 3B, idet den er tilkoplet en gruspakningsinnretning på en kveilerørstreng. Figurene 5A - 5B er utskårede snitt gjennom en bunnhullsammenstilling inneholdende en boreinnretning, idet den plasseres i en brønn. Figurene 6A - 6B er utskårede snitt gjennom bunnhullsammenstillingen i figurene 5A - 5B, idet den borer et borehull. Figurene 7A - 7B er utskårede snitt gjennom bunnhullsammenstillingen i figurene 6A - 6B etter at boreinnretningen er frigjort. Figurene 8A - 8B er utskårede snitt gjennom bunnhullsammenstillingen i figurene 7A - 7B, idet den er tilkoplet gruspakningsinnretningen på en kveilerørstreng. Figur 1 viser et semineddykkbart borefartøy 2 på hvilket det er anordnet en borerigg 4. For å kontrollere trykk som påstøtes fra undergrunnsreservoarene er en undersjøisk utblåsningssikringsstakk 8 plassert på havbunnen 10, med et stigerør 12 som forbinder den undersjøiske BOP-stakken 8 og boreriggen. Brønnforingene vil strekke seg fra den undersjøiske stakken 8 ned i grunnen, og omfatter lederøret, forankringsrøret og mellomrøret 14, 16 og 18 respektivt. En stasjonær streng 20 er plassert inne i stigerøret 12 og foringsstrengen 18.

Som det klart vil forstås av en fagmann på området vil foringsstrengen krysse forskjellige undergrunnsreservoarer 22, der noen kan inneholde hydrokarboner. Som det er vist i figur 1 er et målreservoar 24 enda ikke gjennomboret.

Det vises nå til figurene 2A - 2B der en bunnhullsammenstilling 30 er plassert inne i en foringsstreng 32. Inne i foringsstrengen 32 vil det være en stasjonær streng 34 med en indre diameter 36 og en ytre diameter 38, som i denne illustrasjonen kan være en produksjonsstreng, men det skal forstås at strengen kan være andre typer kanaler omfattende borerør. Den stasjonære strengen vil omfatte en nippelprofilinnretning 40 for setting av forskjellige anordninger, der nippelinnretningen 40 har en indre profil 42.

Strengen 34 kan også inneholde en pakningsinnretning 44 for tettende inngrep med foringens 32 innvendige diameter slik at når pakningsinnretningen 44 er satt dannes et ringrom mellom strengen 34 og foringen 32. Pakningsinnretningen 40 kan være av hydraulisk og mekanisk type og er kommersielt tilgjengelig fra Baker Hughes Incorporated under produktnavnet "SC"-pakninger. Et øvre ringrom 46 ville dannes fra pakningsinnretningen 44 mot overflaten, og et nedre ringrom 48 ville dannes nedenfor pakningsinnretningen 44. Strengen 34 kan bestå av en gruspakningsforlengelses-seksjon 50 for plassering av en grusblanding gjennom portene 52 i det nedre ringrommet 48, slik det vil forklares fullt ut senere i søknaden. Gruspakningsforlengelses-innretningen 50 er kommersielt tilgjengelig fra Baker Hughes Incorporated under varemerket "S-l" Gravel Pack Extension.

Strengen 34 kan også inneholde en mekanisk frigjøringsprofilinnretning 54, som vil ha en innvendig profil 56, for plassering av et mekanisk sette- og frigjøringsverktøy, slik det vil beskrives i det etterfølgende.

En bunnhullsammenstilling 30 vil festes til en frigjøringsmekanisme 58 som vil inneholde fangfingerelementet 60 som samvirker med nippelprofilinnretningens 40 indre profil 42. Frigjøringsmekanismen 58 kan være festet til en seksjon av glatt rør 62, som i sin tur vil være forbundet med en innretning for å forhindre strømning av formasjonssand 64. I utførelsesformen vist i figur 2B er forhindringsinnretningen 64 et avsnitt av perforert rør 66 som er omsluttet av et omhyllet wirenettsegment 68.

Bunnhullsammenstillingen 30 vil også bestå av en pakningsinnretning 70 for tettende inngrep med brønnforingen 32. Pakningsinnretningen 70 vist er en mekanisk pakning, imidlertid kan enhver type pakning, slik som hydraulisk eller rotasjons, kommersielt tilgjengelig fra Baker Hughes Incorporated under produktnavnet modell "R", og "SC-LP"-pakning benyttes.

Sammenstillingen 30 vil videre inneholde en perforeringsinnretning 72 for perforering av foringen 32 i et undergrunnsreservoar. I den viste utførelsesformen er perforeringsinnretningen 72 en rørfraktet kanon, imidlertid kunne enhver annen perforeringsinnretning vel kjent på området ha vært benyttet. Perforeringsinnretningen 72 vil festes til pakningsinnretningen 70, og resten av bunnhullsammenstillingen 30 gjennom en mekanisk kanonfrigjøringsinnretning 74 for mekanisk frigjøring av kanonene etter avfyring. Frigjøringsinnretningen 74 kan være en mekanisk eller hydraulisk automatisk kanonfrigjøringsinnretning. Disse frigjøringsinnretningene 74 er også vel kjent på området og er kommersielt tilgjengelig fra Baker Hughes Incorporated under produktnavnet modell "C" Auto Release Firing Head. Den indre mekanismen består av en stempelfrigjøringsinnretning 76 som er hydraulisk aktivert.

For å aktivere perforeringskanonene kan enten trykkaktivering og/eller mekanisk innretning benyttes. I den foretrukne utførelsesformen vil den mekaniske innretningen 77 benyttes, som er kommersielt tilgjengelig fra Baker Hughes Incorporated og benevnt som Mechanical Firing Head. Den faktiske avfyringen med den mekaniske innretningen utføres ved å slippe en metallstav eller -staver fra overflaten.

Det vises nå til figurene 3A - 3B, der den stasjonære strengen 34 og bunnhullsammenstillingen 30 er vist etter at perforeringsinnretningen 72 er avfyrt, noe som har skapt en rekke av perforerte tunneler 77 som strekker seg gjennom foringen og inn i formasjon. Således, vil etter avfyringen trykket som skapes på grunn av kanonenes avfyring aktivere frigjøringsinnretningene 74, 76. Figuren viser at kanonene har blitt avfyrt, ned-senket og deretter sluppet fra bunnhullsammenstillingen 30.

Illustrasjonen i figurene 4A - 4B viser at en sekundær streng 84, som i den foretrukne utførelsesformen er en kveilerørstreng, er kjørt ned i brønnen i den stasjonære strengens 34 innvendige diameter 36. Den sekundære strengen vil være påfestet en overgangs-verktøyinnretning 86 for å behjelpe plassering av grusblandingen i ringromområdet 48 nær den perforerte foringen, som er velkjent på området og er kommersielt tilgjengelig fra Baker Hughes Incorporated under produktnavnet "S-2" Crossover Tool. Grus-pakningsforlengelsesinnretningen 50 vil også være inkludert.

Overgangsverktøyinnretningen 86 vil inneholde et glidehylseelement 88 som vil for-flyttes til åpen posisjon ved påføring av trykk i den sekundære strengens innvendige diameter for derved å avdekke en port 90 som tillater en operatør å gruspakke den perforerte sonen, slik det er velkjent på området.

Det vises først til figurene 2A - 2B, idet fremgangsmåten for å komplettere brønnen kan utføres som følger. Den stasjonære strengen 34 vil være på plass i foringen 32. Den stasjonære strengen 34 vil være i en slik posisjon at strengens 34 bunnende 35 vil være i et punkt over reservoaret som skal kompletteres.

Den stasjonære strengen 34 ville ha påfestet bunnhullsammenstillingen 30 som tidligere beskrevet, og bunnhullsammenstillingen vil være festet til den stasjonære strengen ved hjelp av frigjøringsmekanismen 58, 60. Bunnhullsammenstillingen 30 vil inneholde silinnretningen 64, sumppakningsinnretningen 70 og perforeringsinnretningen 72, som tidligere er beskrevet. Plasseringen av bunnhullsammenstillingen ved dette stedet, og spesielt perforeringsinnretningen 72, plasserer sammenstillingen i en posisjon for komplettering av brønnen. Med andre ord vil perforeringsinnretningen 72 i denne første posisjonen være nær hydrokarbonreservoaret. Perforeringskanonene kan avfyres ved å påføre trykk i den innvendige diameteren gjennom den stasjonære strengen eller ring-romtrykk eller ved hjelp av en mekanisk innretning slik som å slippe en vektstav.

Deretter kan perforeringskanonene frakoples bunnhullsammenstillingen ved hjelp av en hydraulisk innretning slik at kanonene faller mot brønnboringens bunn, som vist i figurene 3A - 3B.

Etter dette plasseres den sekundære strengen 84, som i utførelsesformen vist i figurene 3 A - 3B og figurene 4A - 4B er en kveilerørstreng, i brønnen.

Det skal forstås at andre typer remediale arbeidsstrenger kunne ha vært benyttet, slik som wireline, elektrisk ledning, flettet line, snubberør, borerør med liten diameter etc. Kveilerøret 84 vil komme i inngrep med frigjøringsmekanismen 58, 60 som vil frakople bunnhullsammenstillingen 30 fra den stasjonære strengen 34 fra den mekaniske fri-gjøringen 40 og profilen 42. Den sekundære strengen 84 kan så beveges nedover og frigjøringsmekanismen 58, 60 vil så plasseres inne i den mekaniske frigjøringsprofilen 54, 56. I denne posisjonen vil silinnretningen 64 nå være det perforerte reservoarinter-vallet.

Overgangsverktøyet 86 er som vist en del av den sekundære strengen eller den kan kjøres separat slik at porten 90 vil være i en posisjon slik at grusblandingen under gruspakkeoperasjonen vil vandre ned gjennom kveilerørets 84 innvendige diameter og krysse over, via overgangsverktøyet 86, til ringrommet 48 gjennom portene 90 og 52.

Når grusblandingen er plassert i det riktige ringrommet og de perforerte sonene kan kveilerøret 84 og overgangsverktøyet 86 frakoples fra frigjøringsinnretningene 58, 60, og kveilerøret kan fjernes fra brønnen.

Det vises nå til figurene 5A - 5B, i en andre utførelsesform av denne oppfinnelsen, som viser bore- og kompletteringsfremgangsmåten og anordningen som nå skal beskrives. I figur 5B vil bunnhullsammenstillingen 100 festes til en stasjonær streng 102, som vist i figur 5A. Den stasjonære strengen 102 vil inneholde en pakningsinnretning 104 for tettende inngrep med foringsstrengen 106, eller alternativt det åpne hullet 107, slik at et øvre ringrom 108 og en nedre ringrom 110 dannes.

Den stasjonære strengen 102 kan inneholde en frigjøringsinnretning 112 for frigjørbar tilkopling og fråkopling av en sekundærstreng (som vil beskrives i detalj i det etter-følgende), med frigjøringsinnretningen inneholdende nødvendige nippelprofiler 114.

Det vises igjen til figur 5B, idet bunnhullsammenstillingen 100 vil bestå av en kroneinnretning 118 for boring av et borehull, idet kroneinnretningen som er avbildet er en rullekrone med tre konuser, imidlertid skal det forstås at andre typer kroneinnretninger, slik som diamantkroner, kan benyttes. Sammenstillingen 100 vil videre bestå av en motorinnretning 120 for å utføre rotasjon av kroneinnretningen, som i figur 5B er en stator- 122 og rotor- 124 sammenstilling vel kjent på området.

Motorinnretningen 120 vil i sin tur være forbundet med avbøyningsinnretningen 126 for å bevirke en avbøyning i bunnhullsammenstillingen slik at borebanens kurve bues. Selv om det er vist en avbøyningsinnretning 126 er det som er beskrevet i sammenheng med denne oppfinnelse også selvfølgelig anvendelig for komplettering av vertikale hull.

Avbøyningsinnretningen 126 kan være av den typen der avbøyningsvinkelen manipuleres ved overflaten og den så kjøres ned i brønnboringen, eller alternativt at avbøyningsinnretningen 126, og spesielt avbøyningsvinkelen, kan kontrolleres automatisk ved å overføre et signal ned i hullet ved hjelp av slampuls eller akustisk telemetri.

Operatøren kan velge å ha en ikke-roterende svivelinnretning slik som en modell "A"-svivel, som er en ikke-roterende innretning, i strengen, idet den ikke roterende svivel-innretningen ikke er vist og er valgfri. Som det ses av figur 5B vil avbøynings-innretningen 126 være festet til en frakoplingsinnretning 134 for fråkopling av motorinnretningen 120 og kronen 118 fra sammenstillingen 100. I sin tur vil bunnhullsammenstillingen ha påfestet en innretning for å forhindre samproduksjon 128, som i den viste utførelsesformen er en sandkontrollinnretning i hvilken det er et segment av perforerte rør 130 rundt hvilket det er lagt en wiresil 132. En oppløsningsinnretning, anordnet rundt sandkontrollinnretningen, kan tilføyes for å forhindre forurensning av sandkontrollinnretningen fra borefluider og skår som støtes på under boringen og kompletteringen av brønnen. Oppløsningsinnretningen kan også danne en ugjennom-trengelig barriere slik at fluider ikke kan trenge gjennom den porøse silen 128. Oppløsningsinnretningen kan være en vokssammensetning, imidlertid er andre typer sammensetninger tilgjengelige. Den faktiske oppløsningsinnretningen som benyttes vil være avhengig av temperaturen nede i hullet og brønnboringsfluidsammen-setningen.

Andre typer forhindringsinnretninger kan benyttes slik som et spaltet forlengelsesrør, som er velkjent på området. Den innvendige diameteren av sandforhindringsinn-retningen 128 er benevnt som 113. Frakoplingsinnretningen 134 for fråkopling av forhindringsinnretningen 128 fra avbøyningsinnretningen 126 og resten av bunnhullsammenstillingen 100 er en frigjørbar mekanismeinnretning som omfatter inngreps-fangfingerelementer 136, som er velkjent på området og kommersielt tilgjengelig fra Baker Hughes Incorporated og selges under produktnavnet Mechanical Release Sub.

Som det ses av figur 5A vil det også være en frigjøringsinnretning 138 for å frigjøre den sekundære strengen fra bunnhullsammenstillingen 100. Et avstandsrør 139 vil forbinde silinnretningen 128 og frigjøringsmekanismeinnretningen 138.

Det vises til figurene 6A - 6B der bunnhullsammenstillingen 100 er avbildet og er forbundet med en sekundærstreng 150, som i dette tilfellet er en kveilerørstreng, og den sekundære strengen holder på å bore mot et målreservoar 158. I den viste utførelses-formen er den stasjonære strengen 102 en produksjonsrørstreng selv om andre typer ledninger kan benyttes slik som en stasjonær borestreng. Skifteverktøyet 151, operativt forbundet med den sekundære strengen 150, benyttes for å frigjøre borebunnhullsammenstillingen fra inngrep med kompletteringsutstyret for å muliggjøre videre boring.

Således, for at boring skal skje som vist i figurene 6A - 6B, pumpes et borefluid ned gjennom kveilerørets 150 innvendige diameter 152 og inn i motorinnretningen 120 for derved å bringe i stand rotasjon av kroneinnretningen 118. Som det kan ses er kveile-røret 150 boreledningen, og under boring strømmer fluidet ut av kronen 118, og inn i ringrommet 108 som opptar skårene og sirkulasjon av borefluider i den åpne hullseksjonen likesom den forede hullseksjonen.

Selv om det ikke er vist i tegningene er det mulig å inkludere en orienteringsinnretning i bunnhullsammenstillingen, som er operativt tilknyttet motoren, for å bestemme retningen og plasseringen av kroneinnretningen og generere et signal som respons på dette. Det er også mulig å tilknytte en loggeinnretning for å evaluere det undergrunns reservoarets litologi og generere et signal som respons på dette, og en ikke-roterende innretning, operativt forbundet med den ene enden av borestrengen og den andre enden av motoren, for å påføre selektiv rotasjon på kroneinnretningen.

For å bore og komplettere til målreservoaret 158 omfatter prosedyren først pumping av et borefluid ned gjennom den stasjonære strengen 108 for derved å bringe i stand rotasjon av boreinnretningen 118, deretter vil orienteringsinnretningen og loggeinnretningen generere et representativt signal, og disse signalene vil overføres til overflaten. Kroneinnretningens bane kan så plottes for å bestemme plasseringen av kronen. Boreren kan så styre kroneinnretningen som respons på kroneplasseringen, og til slutt bore gjennom et målreservoar 158 med bruk av kroneinnretningen. Det neste trinnet er å frakople boresammenstillingen, som omfatter avbøyningsinnretningen 126, motorinnretningen 120 og kroneinnretningen 118. Skifteverktøyet 151 kan benyttes for å frigjøre borehullsammenstillingen fra inngrep med resten av strengen og den sekundære strengen 150 fjernes fra brønnen. Skifteverktøyet aktiveres ved lengdeveis bevegelse av den sekundære strengen.

Det vises til figurene 7 A og 7B, der et borehull 107 er boret slik at målreservoaret 158 er påstøpt og borehullet er boret til en tilstrekkelig dybde slik at sandforhindringsinn-retningen 128 kan senkes ned til en posisjon nær målreservoaret 158. Som det kan ses har boresammenstillingen allerede blitt frakoplet ved bruk av det tidligere beskrevne skifteverktøyet 151. Den sekundære strengen 152 er fjernet fra brønnboringen.

Det vises nå til figurene 8A og 8B der den sekundære strengen 152 igjen er senket ned i brønnen, denne gangen påfestet et overgangsverktøy 162. Et glidehylseelement 164 er anordnet for selektiv åpning på overgangsverktøyet 162. Overgangsverktøyet 162 vil komme i inngrep med frigjøringsmekanismen 164 og bunnhullsammenstillingen 100 (som nå kun inneholder sandkontrollinnretningen 128) vil igjen forbindes med den sekundære strengen 152. Den sekundære strengen 152 kan reposisjoneres slik at frigjøringsmekanismen 168 nå vil samvirke og komme i inngrep med frigjøringssete-profilen 163. I denne posisjonen vil overgangsverktøyet 162 også komme i inngrep med gruspakningsforlengelsen 114, og gruspakkeoperasjonen kan utføres. Overgangsverktøyet 162, og spesielt porten 166, vil være i en plassering slik at under gruspakkeoperasjonen vil grusblandingen vandre ned kveilerørets innvendige diameter og krysse over, via overgangsverktøyet 162, til ringrommet 110 gjennom portene 115 og 166.

Når grusblandingen er plassert i riktig ringrom og de perforerte tunnelene kan kveile-røret frakoples fra frigjøringsinnretningen 168, som er kommersielt tilgjengelig fra Baker Hughes Incorporated under produktnavnet Shifting Tool, og den sekundære strengen kan fjernes fra brønnen. Brønnen kan nå settes i produksjon, idet fluider og gass vandrer gjennom gruspakningen, inn i bunnhullsammenstillingens innvendige diameter 133 og så gjennom den stasjonære strengens innvendige diameter for å produseres.

Claims (12)

1. Fremgangsmåte for å utføre en nedihullsoperasjon i en brønnboring, karakterisert ved at den omfatter: a) posisjonering av en stasjonær rørstreng (32, 102) ved en første posisjon inne i brønnboringen, der den stasjonære rørstrengen (32, 102) har en avtagbar sammenstilling (30, 100) ved en ende for å utføre en ønsket nedihullsoperasjon i brønnboringen; b) posisjonering av en sekundær rørstreng (82, 150) inne i den stasjonære rørstreng (32, 102), der den sekundære strengen (82, 150) har en anordning festet til seg for å frigjøre sammenstillingen (30, 100) fra den stasjonære rørstrengen og for å feste sammenstillingen til den stasjonære strengen; c) frigjøring av sammenstillingen fra den stasjonære rørstrengen og festing av denne til den sekundære strengen; d) forflytning av den sekundære strengen for å forflytte sammenstillingen til en andre posisjon i brønnboringen; og e) betjening av sammenstillingen for å utføre den ønskede nedihullsoperasjonen ved den andre posisjonen.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den sekundære strengen (82, 150) er tilpasset for inngrep med sammenstillingen (30, 100) ved minst to steder med en avstand fra hverandre inne i den stasjonære rørstrengen (32,

102).

3. Fremgangsmåte ifølge kravene 1 eller 2, karakterisert v e d at utførelse av den ønskede nedihullsoperasjonen videre omfatter: (i) utførelse av en første operasjon ved hjelp av sammenstillingen (30, 100) når denne står i inngrep ved et første sted, (ii) re-posisjonering av sammenstillingen til det andre stedet ved hjelp av den sekundære strengen, og (iii) utførelse av en andre nedihullsoperasjon ved hjelp av sammenstillingen.

4. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1-3, karakterisert ved at den stasjonære rørstrengen (32,102) omfatter et produksjonsrør (34) som er festet til en isolasjons- sikkerhetsanordning (8) for å isolere brønnboringen fra omgivelsene utenfor.

5. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1-4, karakterisert ved at det perforeres hull i en nedihulls-formasjon ved hjelp av en perforeringsanordning (72) båret av den stasjonære rørstrengen.

6. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1-5, karakterisert ved gruspakking langs et område utenfor den stasjonære rørstrengen ved hjelp av en anordning båret av sammenstillingen (30, 100).

7. Fremgangsmåte ifølge kravene 1-6, karakterisert ved at den ønskede nedihullsoperasjonen omfatter minst en av (i) å bore en del av brønnboringen, (ii) å perforere en formasjon, (iii) å gruspakke en del av brønnboringen, eller (iv) å anbringe et sandfilter i brønnboringen.

8. Anordning for bruk i en brønnboring som omfatter en første streng (32, 102) plassert i brønnboringen, der den første strengen har en avtagbar bunnhulls-sammenstilling (30, 100) plassert ved et første sted inne i brønnboringen, der bunnhuUs-sammenstillingen er tilpasset for å utføre en nedihullsoperasjon, karakterisert ved en andre streng (82, 150) tilpasset for å plasseres inne i den første strengen (32, 102), der nevnte andre streng videre er tilpasset for å frigjøre bunnhuUs-sammenstillingen (30, 100) fra den første strengen og feste den til den andre strengen.

9. Anordning ifølge krav 8, karakterisert ved at den første strengen (32, 102) er tilpasset for inngrep med bunnhuUs-sammenstillingen (30, 100) ved minst to steder i avstand fra hverandre inne i den første strengen.

10. Anordning ifølge krav 9, karakterisert ved at den andre strengen (82, 150) er tilpasset for frigjøre bunnhullssammenstillingen (30, 100) fra et av de minst to stedene i avstand fra hverandre, og så reposisjonere bunnhuUs-sammenstillingen til det andre stedet av de to stedene i avstand fra hverandre.

11. Anordning ifølge et hvilket som helst av kravene 8 - 10, karakterisert ved at den første strengen (32, 102) omfatter et produksjonsrør (34) og en isolasjonsanordning for å isolere brønnboringen fra omgivelsene utenfor.

12. Anordning ifølge et hvilket som helst av kravene 8-11, ka r a k t e r i sert ved at bunnhullssammenstillingen omfatter en av (i) en perforeringsanordning (72) for å perforere hull i en formasjon, (ii) en gruspakningsanordning (50), (iii) en boresammenstilling som omfatter en borekrone (118) for å bore brønnboringen, (iv) at sandfilter (66, 68), (v) en boresammenstilling som omfatter et bor (118) for å bore brønnboringen og motor (120) for å rotere borekronen eller (vi) en glidehylseelement (88).