NO313212B1 - Fremgangsmåte for komplettering av en avviks-brönnboring - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for komplettering for awiks-brønnboring.

For å lette fjerning av gasser og hydrokarboner fra eksisterende formasjoner er det tidligere med større frekvens blitt anvendt skråttløpende eller avvikende brønnboringer, for å bedre produktiviteten. Kompletteringer av slike brønnboringer har vært problematiske ved visse anvendelser. F.eks. har de tradisjonelle metoder for nedføring av foringsrør og sementering av dette medført vanskeligheter når brønnboringen er nesten horisontal. Det er vanskelig å oppnå jevn sementdek-ning når borehullet er avvikende. Dette skyldes at tyngdekraften virker til å tvinge sementen nedover slik at hvis hele ringrommet ikke er tilstrekkelig fylt, kan full-verdigheten av sementeringsarbeidet settes i fare eller gå tapt. Dessuten, selv om det var mulig å sementere foringsrør i en awiks-brønnboring, må det også skje et etterfølgende perforeringstrinn.

Kjent teknikk som f.eks. US 5 375 661, benytter slissete eller på annen måte preperforerte forlengingsrør som ganske enkelt plasseres i brønnboringens avvikende segment. Produksjonen fra formasjonen skjer gjennom det slissete foringsrør. Hvis formasjonen er ukonsolidert, kan slissete foringsrør ofte bli til-stoppet. Likeledes kan enhver sil som installeres på bunnen av produksjonsrøret som er installert i foringsrøret også tilstoppes hvis fluidbevegelsen tvinger med seg en stor mengde faste stoffer inn i silområdet.

Selv om gruspakking er en teknikk som tidligere er blitt brukt for å eliminere silblokkeringer og lette produksjon, se f.eks. US 3 621 915, blir mange gruspak-kingsteknikker som virker ganske bra i vertikale brønnboringer, problematiske i awiks-brønnboringer. Også i slike tilfeller er det vanskeligere å besørge fordelin-gen av gruspakkingsmaterialet fullstendig rundt en sil i en awiks-brønnboring på grunn av tyngdekraftens innvirkning.

US 5 337 808 omhandler en fremgangsmåte for komplettering av en awiks-brønnboring, omfattende å forbinde minst én sil til en rørstreng og innføring av silen til en forutbestemt dybde i brønnboringen, og innpumping av et herdbart, gjennomtrengelig materiale inn i et ringrom i brønnboringen på utsiden av silen. Videre vises anbringelse av et tetningsmateriale over det gjennomtrengelige materialet i ringrommet, en sil med en hylseventil som kan åpnes og lukkes, en settesko under silen og avstrykning og pumping av materiale ved bruk av skrape-plugg. Denne kjente teknikken er utelukkende beregnet for bruk ved konven-sjonelle, vertikale brønnboringer eller borehull.

Som et alternativ til slisset foringsrør, er det blitt brukt forhåndspakkete siler som det allerede er festet ett eller flere lag av grus eller andre granulerte materi-aler på. I situasjoner der formasjonen er ukonsolidert og det produseres store mengder faste stoffer, oppviser imidlertid også forhåndspakkete siler gjentetting og uakseptable trykkfall, og virker derved til å senke brønnens produksjon.

Det er ønskelig å tilveiebringe en enkelttur-metode som kan eliminere behovet for foringsrør som må perforeres hvis det er sementert i en awiks-brønnboring. Dessuten er det ønskelig å skape et system som innebærer få trinn, hvis sluttresultat vil være den korrekte anbringelse av siler som kan gjøres klar for produksjon ved åpning av ventiler av hylsetypen. Endelig ville det være ønskelig med en fremgangsmåte som isolerer sementen som til slutt brukes fra det gjennomtrengelige materiale som er i ringrommet utenfor silene. Disse og andre formål oppnås ved anordningen og fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse, ved hjelp av en fremgangsmåte som angitt i det etterfølgende krav 1. Fordelaktige utføringsformer av fremgangsmåten, er angitt i de øvrige, etterføl-gende krav.

Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, for komplettering av en awiks-brønnboring, blir det i brønnboringen innført en kompletteringsenhet som kan om-fatte én eller flere siler som kan være forhåndspakket. Innledningsvis blir det i ringrommet utenfor silene anbrakt et materiale som herdner eller stivner for å danne en gjennomtrengelig masse. Etter at slikt materiale er anbrakt, blir sement eller annet tetningsmateriale pumpet inn i ringrommet over silene for å fullføre kompletteringsprosessen. Derved blir awiks-brønnboringen, i en enkelttur, komplettert med det gjennomtrengelige materiale anbrakt på utsiden av silen eller silene og sement anbringes i ringrommet over det gjennomtrengelige materiale. Deretter kan produksjonen begynne.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere i tilknytning til tegnin-gen, hvor: Figur 1 er et snitt-oppriss av enheten som benyttes ved fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse, vist ved avslutningen av kompletteringsoperasjonen. Figur 2 viser på skjematisk måte rekkefølgen av nødvendige aktiviteter for å oppnå sluttresultatet vist i figur 1.

Komponent-sammenstillingen eller -enheten er vist i figur 1. Figur 1 viser skjematisk en brønnboring 10 som i dette tilfelle er foret med foringsrør 12. En rørstreng 14 er forbundet med overflateutstyr, vist skjematisk som 16. Som en del av rørstrengen 14, kan en brønnsikringsventil 18 benyttes. Rørstrengen 14 fort-setter til en trinnkrage-sementeringsventil 20 av en type som er velkjent innen faget. Under sementeringsventilen 20 er det én eller flere siler 22. Slike siler er kjente konstruksjoner og i den foretrukne utføringsform kan det anvendes en forhåndspakket sil med et tynt, porøst lag av et utvendig festet filtreringsmedium, så-som det som selges av Baker Hughes Inteq under merket SELECT-A-FLOW®, til å utøve oppfinnelsen. Andre siler kan imidlertid benyttes uten å avvike fra oppfin-nelsestanken. Innenfor sil-enheten 22 er det anbrakt en hylseventil 23, som kan omstilles fra overflaten mellom en åpen og lukket stilling, ved hjelp av et omstil-lingsverktøy S vist skjematisk i posisjon og styrbart fra overflaten på kjent måte. Hylseventilen 23 kan manøvreres ved hjelp av et kjent omstillingsverktøy S til å blokkere strømning til rørstrengen 14 inntil kompletteringsprosessen, som vil bli beskrevet, er avsluttet. Omstillingsverktøyet S blir bare innført når det er nødven-dig å bevege hylseventilen 23 mellom åpen og lukket stilling. En landekrage 24 er anordnet under silene 22. Landekragen 24 er av en kjent konstruksjon innen faget og har til oppgave å fange én eller flere avskraperplugger, som nedenfor beskrevet. Under landekragen 24 er det anordnet et tilpasningsrør 26 som ikke er noe annet enn en forlengelse som forbinder setteskoen 28 med landekragen 24. Setteskoen 28 er også av velkjent type innen faget som virker på samme måte som en tilbakeslagsventil for å tillate utstrømning av fluider fra rørstrengen 14 inn i ringrommet 30. Likeledes kan trinnkrage/sementeringsventilen 20 anbringes for adkomst inn i ringrommet 30, som nedenfor beskrevet.

Etter at enheten vist i figur 1 er anbrakt i awiks-brønnboringen 10, kan kompletteringsoperasjonen igangsettes ved å pumpe en innledende mengde saltlake 32 gjennom rørstrengen 14 og setteskoen 28 og ut i ringrommet 30. En første avskraperplugg 34 slippes på toppen av saltlaken 32 og pumpes ned i rør-strengen mot landekragen 24. Figur 1 viser den innledende avskraperplugg 34 fanget i landekragen 24. Den innledende ladning av saltlake 32 brukes til å holde bunnhulltrykk under kontroll. Til slutt landes den innledende avskraperplugg 34 i landekragen 24, fulgt av en forutbestemt mengde gruspakkeblanding 36. Gruspakkeblandingen er laget av fenolbelagt sand så som den som vanligvis selges av Baker Hughes Inteq under navnet BAKER BOND®. Dette materiale inneholder sand generelt i tre størrelsesområder mellom 40 - 60 mesh eller 20 - 40 mesh eller 12-20 mesh, avhengig av karakteristikaene til formasjonen som de vil bli avsatt mot. Andre størrelsesområder kan imidlertid anvendes uten å avvike fra oppfin-nelsestanken. Dette materiale kan også skaffes fra «the Santrol Products Com-pany» i Houston, Texas, under produktbetegnelsen SUPER LC, som er et herdbart harpiksbelagt proppemateriale påført krystallinsk silisiumsand produsert fra sandsten-formasjoner av Ottawa-typen. Sanden belegges med den herdbare harpiks under metoder som beskrevet i US patenter 4 518 039 og 4 597 991. Materialet påføres som beskrevet i litteraturen tilgjengelig fra Santrol og liknende litteratur om BAKER BOND-produktet som kan skaffes fra Baker Hughes Inteq. Slammet 36 støttes av en avskraperplugg 38. Til slutt skyves volumet av slam 36 ut forbi pluggen 34 og gjennom setteskoen 28 og inn i ringrommet 30, som anty-det i figur 1. Et forutbestemt volum beregnes, slik at når avskraperpluggen 38 bunner på pluggen 34, som vist i figur 1, vil slammet 36 anbringe seg selv på utsiden av silene 22 og generelt opp til området ved trinnkrage/sementeringsventilen 20. Ytterligere saltlake 40 virker som et avstandselement mellom den andre plugg 38 og den tredje plugg 42. Den tredje plugg 42 blir oppfanget i trinnkrage/sementeringsventilen 20 for å åpne sementeringsventilen og avstenge rørstrengen 14 til silene 22. Et sementholdig materiale eller annet tetningsmateriale 44, så som masovnslagg, blir så pumpet bak den tredje plugg 42. Tetningsmaterialet 44 strømmer ut gjennom sementeringsventilen 20 og inn i ringrommet 30 over gruspakkeblandingen 36 og går opp og inn i foringsrøret 12, som vist i figur 1. På dette tidspunkt pumpes en fjerde avskraperplugg 46 ned bak tetnings- eller sementmaterialet 44 og bunner til slutt på trinnkrage/sementeringsventilen 20. Den fjerde plugg 46 pumpes ned sammen med et annet volum av saltlake 48. Når den fjerde plugg 46 bunner i trinnkrage/sementeringsventilen 20, er tetnings-eller sementmaterialet 44 avskrapetfra rørstrengen 14, og overskytende materiale 44 er i sin helhet ført inn i ringrommet 30 over gruspakkeblandingen 36, som anty-det i figur 1. Deretter ødelegges pluggene 42 og 46 på kjent måte, f.eks. ved ut-boring, for å åpne adkomst til silene 22.

Deretter blir hylseventilene i silene 22 på vanlig måte beveget ved hjelp av et kjent omstillingsverktøy, og produksjon kan begynne gjennom gruspakkeblandingen som på dette tidspunkt allerede har herdnet eller stivnet, men er tilstrekkelig porøs til å tillate gjennomstrømning til silene 22.

Laget av sementmateriale eller annet materiale 44 i ringrommet 30 bidrar til å avtette gasser eller vann i formasjonen fra silene 22.

Resultatet av den ovenfor beskrevne operasjon, er at alt det nødvendige ut-styr kan plasseres i brønnboringen 10 i ett trinn. Bruken av slisset foringsrør er eliminert og det anvendes en gruspakkeblanding 36 som til slutt stivner, men som formasjonsfluider kan trenge gjennom inn i området ved silene 22. Dessuten blir tetnings- eller sementmaterialet 44 ikke pumpet gjennom silene 22 og inn i ringrommet utenfor. Følgelig er det ikke nødvendig å perforere med en kanon. Man bare lar gruspakkeblandingen 36 stivne eller herdne, under anvendelse av under-grunnstemperaturen i formasjonen, hvorved gruspakkeblandingen 36 virker som et porøst materiale som fanger opp faste stoffer som synker mot silene 22 før de egentlig kommer så langt. Selv om noen av faststoffene fra formasjonen kan nå silene, er ringrommet 30 i området ved silene 22 i hovedsaken fylt med gruspakkeblandingen 36. Selv om ringrommet 30 rundt silene 22 ikke er fullstendig fylt, vil enheten likevel virke, idet det meste av strømningen går gjennom det porøse materiale 44, selv om udekkete partier av silene 22 er blokkert av faste stoffer. Ved å beregne det forventete volum av ringrommet i området ved silene 22, reguleres pumpevirkningen for å sikre at ringrom-området 30 blir riktig fylt rundt silene 22. Følgelig er det tilgjengelig et éntrinnssystem for awiks-brønn-boringer, særlig der det ferdige arrangement, som anskueliggjort i figur 1, forbed-rer silenes 22 ytelse og deres motstand mot plugging fra formasjons-faststoffer. Tilsetningen av sementen i ringrommet 30 over gruspakkeblandingen 36 virker dessuten til å sikre området ved silene 22 mot gasser eller vann som kan være i brønnboringen 10 over området ved silene 22.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte for komplettering av en awiks-brønnboring, omfattende: tilkopling av minst én sil (22) til en rørstreng (14); innføring av silen (22) til en forutbestemt dybde i brønnboringen (10) ved bruk av rørstrengen (14); innpumping av et herdbart, gjennomtrengelig materiale (36) i et ringrom (30) i brønnboringen (10) på utsiden av silen (22), karakterisert ved at kompletteringen fullføres ved å anbringe et tetningsmateriale (44) over det gjennomtrengelige materiale (36) i ringrommet som avgrenses av rørstrengen (14).

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor silen (22) har en langstrakt form med en gjennomgående strømningsbane, karakterisert ved at det gjennomtrengelige materiale (36) pumpes gjennom strømningsbanen i silen (22), idet strømningsbanen innledningsvis er blokkert.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at det gjennomtrengelige materiale (36) tillates å herde før pumping av tetningsmateriale (44).

4. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at ringrommet over det herdete gjennomtrengelige materiale (36) settes i forbindelse med rørstrengen (14) gjennom en ventil (20) som er montert over silen.

5. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at rørstrengen (14) gjennom silen (22) avstrykes etter pumping av det gjennomtrengelige materiale (36).

6. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved bruk av en plugg (46) pumpes gjennom rørstrengen (14) for å manøvrere ventilen (20) for å få tilgang til ringrommet over silen (12) og for å blokkere, i det minste midlertidig, tilgang til silen.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 4 eller 6, karakterisert ved at tetningsmaterialet avstrykes fra rørstrengen (14) og ut gjennom ventilen (20).

8. Fremgangsmåte ifølge krav 4, 6 eller 7, karakterisert ved at ventilen (20) lukkes etter avstryking av tetningsmaterialet (44) inn i ringrommet utenfor rørstrengen (14).

9. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved bruk av en settesko (29) under silen (22); og pumping av det herdbare gjennomtrengelige materiale (36) gjennom skoen (28).

10. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at bruk av en avskraperplugg under (34) og over (38) det herdbare gjennomtrengelige materiale (36) for å pumpe det inn i rørstrengen (14).