NO315864B1 - Fremgangsmåte og anordning for komplettering av en brönn - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår hydrokarbonproduksjon. Nærmere bestemt angår oppfinnelsen forbedring av overgangen mellom en hoved-brønnboring og en side-brønnboring for å hindre at sand eller andre faste stoffer trenger inn i hoved-brønnboringen gjennom overgangsvinduet.

Forlengingsrør (liners) er kommersielt med stort hell blitt innført i side-borehull. Generelt blir side-borehull boret via en ledekile gjennom et utfrest vindu i et foret eller uforet primær-borehull. Det skal forstås at uttrykkene "primær" og "side" som benyttet i denne søknaden er ment å bety et primær-borehull som ut-gjør borehullet fra overflaten, og en sideledning som strekker seg fra denne primær-brønnboringen, men som også omfatter et sekundært side-borehull som er boret ut fra en forut eksisterende side-brønnboring. I dette tilfelle er det forut eksisterende side-borehull ansett for å utgjøre "primær"-borehullet og det sekun-dære side-borehullet er ansett for å utgjøre "side"-borehullet i forbindelse med denne beskrivelsen.

Etter utfresing av vinduet i primær-borehullet og boring av side-borehullet, blir det i primær-borehullet innført et kjøreverktøy som bærer et side-forlengings-rør. Ved det øverste parti av side-forlengingsrøret har en slisset hylse blitt brukt til å gi en viss strukturell støtte til overgangen mellom side-borehullet og primær-borehullet. Denne er særlig hensiktsmessig i ukonsoliderte brønn-formasjoner og muliggjør hurtig komplettering av side-borehull-overganger med sikte på å minske kostnadene forbundet med denne kompletteringen.

Selv om fremgangsmåten og anordningen ifølge ovennevnte kjente teknikk blir foretrukket av mange og har virket tilfredsstillende med hensyn til sin påtenkte oppgave, har den uheldigvis den ulempe at faste stoffer som sand, grus etc, kan finne en vei inn i hoved-brønnboringen ved å gli rundt ringrommet som forefinnes mellom det åpne hull og den slissete hylsen. Selv om brønnen fremdeles kan pro-dusere med slike faste stoffer, er det kjent innen faget at sand og andre faste stoffer har skadelige virkninger på brønnboringsutstyret og pumpeutstyret og at selv om en pumpe slippes under sidevinduet som er kilden for sand inntrengning, vil den være direkte utsatt for slike faste stoffer og trolig ha meget begrenset levetid.

De ovennevnte ulemper ved teknikkens stilling overvinnes eller minskes, ved hjelp av fremgangsmåten og anordningen ifølge oppfinnelsen, som angitt i de etterfølgende patentkrav.

Oppfinnelsen anvender en ekspanderbar hylseinnretning som, i forbindelse med denne søknaden, betyr en hylse som har flere åpninger gjennom en ytterflate for å bevirke ekspansjon av innretningen som følge av trykk som utøves mot denne fra en innerflate av denne. En foretrukket utføringsform benytter slisser som er forskjøvet i forhold til hverandre slik at innretningen kan ekspanderes ved deformering av slissene. Innretningen omfatter en krok som rager ut fra en side av denne og et premaskinert vindu oppihull for og sentrert i forhold til kroken. Det premaskinerte vindu gir adgang til hoved-borehullet når den ekspanderbare hylse-innretningen er på plass mens kroken sikrer at det premaskinerte vinduet er inn-rettet i flukt med hoved-borehullet ved inngrep med det utfreste vindu i primær-borehull-foringsrøret. Den ekspanderbare hylseovergangen omfatter videre et yttermateriale som også kan ekspanderes og som vil hindre innstrømning av flui-der eller faste stoffer gjennom slissene i den ekspanderbare hylseovergangen. Når den er deformert, gir den ekspanderbare hylseovergangen forbedret (i forhold til teknikkens stilling) strukturell støtte for en ukonsolidert brønnformasjon i et åpent hull og hindrer dessuten partikkelmateriale i å trenge inn i hovedboringen ved vasking rundt ringrommet til den ekspanderbare hylsen. Dette oppnås ved at ringrommet er blitt tilstrekkelig redusert ved ekspansjon av den ekspanderbare hylseovergangen til der sand og annet partikkelmateriale naturlig vil danne bro og bli utelukket fra innstrømning i hoved-brønnboringen.

I generelle vendinger blir den ekspanderbare hylseovergangen montert til oppihull-enden av et standard forlengingsrør og på et kjøreverktøy for å bli levert til den ønskete overgangen. Den ekspanderbare hylseovergangen danner inngrep med et frest vindu gjennom hvilket forlengingsrøret har passert. Hylsen både henger og er orientert til primær-borehullet via kroken. Etter innkjøring, blir en pakning eller annet ekspanderbart element ekspandert innvendig i den ekspanderbare hylseovergangen for derved å ekspandere dens ytterdimensjoner. Denne ekspanderbare hylsen blir fortrinnsvis ekspandert i det minste nesten til kontakt med side-borehullets åpne hullboring. Etter denne deformasjonen blir pakningen eller annet element deaktivert og kjøreverktøyet tilbaketrukket fra brønnboringen.

Oppfinnelsen sikrer at det ikke vil trenge partikkelmateriale av betydning inn i hoved-borehullet og derfor ikke skade nedihull-utstyr. En annen og viktig fordel med oppfinnelsen i forhold til kjente systemer, er at den muliggjør komplett installering uten å kreve ytterligere innføringer av verktøy i brønnboringen. Ingen ytterligere omkostninger er således påkrevd med hensyn til setting av den slissete hylseovergang utover det som ville vært nødvendig for å sette et forlengingsrør i side-borehullet. Det skal selvsagt forståes at flere kjøringer kan tilføyes om ønskelig.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere under henvisning til tegningene hvor like elementer er gitt samme tall i de forskjellige figurer, og hvor: Figur 1 er et skjematisk snitt gjennom den slissete hylseovergang ifølge oppfinnelsen, og viser både det elastomere ytterdeksel og den slissete hylse så vel som det premaskinerte vindu og kroken, Figur 2 viser skjematisk en beskyttelseshylse som benyttes for å hindre at pakningen skal presses ut gjennom det premaskinerte vindu i slissehylseovergangen, Figur 3 er et skjematisk riss av en primær- og side-brønnboring som er vist med en ledekile montert i primær-brønnboringen, Figur 4 er en skjematisk illustrasjon av den samme brønnboringen etter at pakningen er blitt fjernet og nedihullenden av et forlengingsrør med et bøyd rør-stykke er innført i side-borehullet, Figur 5 er en skjematisk illustrasjon av oppfinnelsen under plassering ved overgangen mellom primær-borehullet og side-borehullet, Figur 6 er en annen skjematisk illustrasjon som viser pakningen ekspandert i slissehyiseovergangen for å ekspandere den samme, Figur 7 viser det neste trinn i fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, med det ekspanderbare element uekspandert og i en tilstand der kjøreverktøyet vil være fjernet fra brønnboringen, og Figur 8 er en skjematisk illustrasjon av den ferdige brønnboringen med slissehyiseovergangen og forlengingsrøret permanent installert.

Oppfinnelsen løser som nevnt de tidligere problemer med sand- eller annen småpartikkel-inntrengning i primær-borehullet ved en overgang til et side-borehull. Dessuten, og som nevnt, oppnås dette ved hjelp av en spesiell fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen som fortrinnsvis blir mulig ved anvendelse av en anordning ifølge oppfinnelsen. Innledningsvis vises derfor til fig. 1 og 2 for omtale av anordningen ifølge oppfinnelsen hvoretter den foretrukne fremgangsmåte for bruk av denne blir omtalt.

I fig. 1 er det vist et snitt gjennomen en ekspanderbar hylseovergang 10 som kan omfatte fast materiale eller i en foretrukket utføringsform og som vist, kan omfatte en slisset hylse. I den følgende beskrivelse er den slissete utføringsfor-men nærmere beskrevet. Det skal imidlertid forstås at faste materialer som smies for ekspandering av disse, etc, er også påtenkt. Overgangens 10 konstruksjon innbefatter fortrinnsvis en slisset hylse 12 som er konstruert av et metall så som stål som fremdeles oppviser styrke etter deformering. Hylsen 12 omfatter slisser 14 (som vist i tegningene, men andre former kan erstattes som ovenfor nevnt i den hensikt å tillate hylsen å ekspandere) i et fortsatt mønster som letter ekspansjon av overgangens 10 ytte rd i am eter ved åpning av slissene 14. De udeformerte slissenes 14 spesielle dimensjoner vil avhenge av den ønskete grad av ekspansjon av overgangen 10. Bestemmelse av slissenes nødvendige dimensjoner for å tillate ønsket ekspansjon ligger innenfor dyktighetsnivået til en fagmann på området.

En krok 16 er festet til hylsen 12 for å understøtte et side-forlengingsrør i side-borehullet. Kroken 16 arbeider på samme måte som et kjent krokforlengings-rør-hengersystem så som produkt nr. 29271, som er kommersielt tilgjengelig fra Baker Oil Tools, Houston, Texas. I forbindelse med oppfinnelsen anvendes kroken 16 også til å orientere et primær-borehull-adgangsvindu 18 med et primær-borehull hvorfra det aktuelle side-borehull strekker seg. Vinduet 18 gir full diame-ter-adgang til primær-borehullet etter at fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er fullført.

Ettersom ekspansjon av slissehylsen 12 nødvendigvis vil føre til at det opp-står åpninger av forholdsvis stor dimensjon gjennom hele hylsen 12, er det fortrinnsvis ønskelig å anordne et materiale på en utvendig overflate av hylsen 12 som vist ved 20. Materialet 20 kan være konstruert av hvilket som helst materiale som har ekspanderbare egenskaper og som er i stand til å motstå omgivelsene nede i hullet. Gummi- eller plastmateriale foretrekkes, selv om det er mulig at et metallisk materiale kan benyttes dersom det besitter de ønskete ekspansjons-egenskaper. Materialet 20 virker til å avtette alle åpningene i slissene 14 for å frasortere nær sagt ethvert partikkelformig materiale fra å trenge inn i primær-borehullet.

I fig. 2 er det vist en skjerm 22. Skjermen 22 er konstruert for å opptas i vinduet 18 i hylsen 12 for å hindre utpressing av en pakning gjennom dette vinduet ved ekspansjon av denne for å ekspandere overgangen 10 i samsvar med fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Skjermen 22 omfatter fortrinnsvis grense-område 24 som overlapper vinduets 18 kanter. Skjermen 22 bringes således på plass i vinduet fra innsiden av overgangen 10 og kan derved ikke skyves gjennom vinduet 18 til overgangens 10 utside.

Fig. 2 gir også en skjematisk illustrasjon av posisjonen til komponenten iføl-ge oppfinnelsen ved å illustrere et konvensjonelt kjøreverktøy 26. Driften av verk-tøyet ifølge oppfinnelsen og andre komponenter av dette vil bli ytterligere forstått med henvisning til figur 3-8 som er et skjematisk sekvensmessig riss av verk-tøyet i virksomhet.

En fagmann på området vil oppfatte illustrasjonen ifølge fig. 3 som et primær-borehull 30 og et side-borehull 32. Man vil også gjenkjenne den skjematiske gjengivelse av en ledekile 34 plassert i primær-borehullet 30 umiddelbart nedenfor et skjæringspunkt ved side-borehullet 32. Idet det nå vises til fig. 4, er ledekilen 34 blitt fjernet fra primær-borehullet 30 og et forlengingsrør 36 er innkjørt i hullet. Forlengingsrøret 36 omfatter fortrinnsvis et bøyd rørstykke 38 ved nedihullenden for å tillate enkel innføring av sammenstillingen i side-borehullet 32. I fig. 5 er for-lengingsrøret 36 ved sin endelige dybde og slissehylseovergangen 10 er vist på plass med kroken 16 i inngrep med primær-borehullets vindu 40. Som kjent bærer eller understøtter kroken 16 vekten av forlengingsrøret 36, men ifølge oppfinnelsen virker den dessuten til å orientere vinduet 18 i forhold til primær-borehullet 30. Det er viktig å legge merke til at et ekspanderbart element også er anbrakt på kjøreverktøyet 26. Det ekspanderbare element 42 kan være en oppblåsbar pakning, en klempakning eller annen innretning som er i stand til å øke dimensjonene til slissehylseovergangen 10 gjennom deformasjon.

I figur 6 er elementet 42 vist i en ekspandert tilstand som tvinger overgangen 10 mot borehullet 32. Som vist hindrer skjermen 22 ekspansjon av elementet 42 gjennom vinduet 18. Ved fullføring av ekspansjonsfasen, er overgangen permanent deformert slik at den oppviser en større utvendig dimensjon enn den had-de ved innkjøring, hvorved borehullet 32 har fått strukturell støtte nær dets rot. Deretter, og som vist i fig. 7, er det ekspanderbare element 42 uekspandert og kan trekkes tilbake fra borehullet. Dette etterlater overgangen 10 på plass mot veggene til borehullet 32 med en tilstrekkelig liten spalte mellom borehullet og overgangen 10 til å lette naturlig sand-brodannelse og følgelig utelukke slik sand fra primær-borehullet 30. Det skal også bemerkes at når elementet 42 og kjøre-verktøyet 26 trekkes tilbake fra brønnboringen, blir også skjermen 22 trukket tilbake selv om den ikke er vist i fig. 7. Fig. 8 viser skjematisk den ferdige brønnbo-ring.

Anordningen ifølge oppfinnelsen og dens fremgangsmåte for installering vil i betydelig grad virke til å forbedre teknikkens stilling, ettersom oppfinnelsen, i den samme kjøring inn i brønnen som foretas ifølge teknikkens stilling, eliminerer oppfinnelsen de tidligere omtalte ulemper ved teknikkens stilling.

Selv om foretrukne utføringsformer er vist og beskrevet, kan det foretas forskjellige modifikasjoner og erstatninger til disse uten å avvike fra oppfinnelsens ånd og ramme. Følgelig skal det forstås at den foreliggende oppfinnelse er blitt beskrevet med hensyn på illustrering og ikke begrensning.

Claims (11)

1. Verktøy for opprettelse av en overgang i en flersidig brønnboring, omfat-tende en ekspanderbar hylse med én eller flere åpninger, og et premaskinert vindu i den ekspanderbare hylsen, karakterisert ved at en krok som strekker seg fra den ekspanderbare hylse og kan bringes i inngrep med et vindu i et primær-borehull, et forlengingsrør som strekker seg fra den ekspanderbare hylse, en skjerm som er anbrakt i det premaskinerte vindu i den ekspanderbare hylse, og et ekspanderbart element som er anordnet i den ekspanderbare hylsen.

2. Overgangsverktøy ifølge krav, karakterisert ved at nevnte én eller flere åpninger er slisser.

3. Overgangsverktøy ifølge krav 1, karakterisert ved at den ekspanderbare hylse videre omfatter et materiale som er anordnet på en utvendig overflate av denne.

4. Overgangsverktøy ifølge krav 3, karakterisert ved at materialet er ekspanderbart uten å briste.

5. Overgangsverktøy ifølge krav 3, karakterisert ved at materialet er et elastomermateriale.

6. Overgangsverktøy ifølge krav 3, karakterisert ved at materialet er metallisk.

7. Fremgangsmåte for forming av en overgang mellom et primær-borehull og et side-borehull i en brønnboring, karakterisert ved at den omfatter: kjøring av et forlengingsrør og en ekspanderbar hylse ned i brønnboringen; idet det er anordnet et ekspanderbart element i den ekspanderbare hylse og idet den ekspanderbare hylse har én eller flere åpninger, ekspandering av det ekspanderbare element for å deformere den ekspanderbare hylse til nær tilgrensning til en ringformet vegg i primær-borehullet og/eller side-borehullet; og fjerning av det ekspanderbare element fra den ekspanderbare hylse.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at åpningen eller åpningene er slisser.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at det ekspanderbare element ekspanderes ved å slippe en kule og trykke opp på en rørstreng som forbinder elementet med et oppihullsted.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at den ekspanderbare hylse bringes til å samvirke med primære-borehullet og/eller side-borehullet slik at partikkelformig materiale naturlig fyller spalten mellom overgangen og borehullveggen og derved utelukkes fra primær-borehullet.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at i det minste nevnte kjøring og ekspandering utføres i en enkelt kjøring inn i borehullet.