NO319620B1 - Anordning og fremgangsmåte for valgbart å kunne stenge av et parti av en brønn - Google Patents

Description

ANORDNING OG FREMGANGSMÅTE FOR VALGBART Å KUNNE STENGE AV ET PARTI AV EN BRØNN

Denne oppfinnelse vedrører en anordning for valgbart å kunne stenge innstrømningen fra et parti av en brønn. Nærmere bestemt dreier det seg om en anordning hvor legemer av en bestemt geometri og dimensjon anbringes i korresponderende åpninger i et brønnparti for å kunne stenge av brønnpartiet permanent eller over en tidsperiode idet åpningene er forsynt med en sperre som er innrette til å kunne forhindre at et korresponderende legeme kan forskyves ut av åpningen. Oppfinnelsen omfatter også en fremgangsmåte for anvendelse av anordningen .

En brønn, for eksempel en petroleumsbrønn, er ofte utforet med et foringsrør hvor det gjennom brønnformasjonen forløpen-de f6ringsrørparti er perforert for å muliggjøre innstrømning av formasjonsfluid. Grunnet brønnformasjonens geologiske egenskaper og den aktuelle brønns utstrekning og plassering i brønnformasjonen, kan det være ønskelig for en kortere eller lengre periode å stenge av et eller flere brønnparti. Hensik-ten kan for eksempel være å tilskynde innstrømning av brønn-fluid fra de øvrige brønnpartier, eller for å redusere inn-strømning av vann eller gass.

Det er kjent å anvende overflatekontrollerte innstrøm-ningskontrollventiler. Disse har høy kostnad, og de har ofte dårlig driftssikkerhet.

Det er også kjent å føre frem legemer til et brønnparti for å tette perforeringer mot innstrømning fra brønnen og ut gjennom perforeringene. Dokumentet GB 2167472A omhandler således en fremgangsmåte for å anbringe kuleformede tetningslegemer i perforeringer i en awiksbrønns ffiringsrør. Fremgangsmåten innebærer at tetningslegemer anbringes i perforeringer på innsiden av f6ringsrøret. Fremgangsmåten er ikke egnet til å stenge av fluidproduksjon fordi kulene ved strømning gjennom perforeringene i motsatt retning faller ut av perforeringene. Fremgangsmåten er beregnet til å begrense fluidinnstrømning i formasjonen ved eksempelvis stimuleringsoperasjoner.

US patent 4047566 beskriver en anordning for valgfritt å kunne stenge en av flere nedihullsventiler ved hjelp av et legeme med korresponderende størrelse. Dokumentet gir ingen an-visning om at legemet kan holdes tilbake i ventilen ved trykk i motsatt retning.

Oppfinnelsen har til formål å avhjelpe ulempene ved kjent teknikk.

Formålet oppnås i henhold til oppfinnelsen ved de trekk som er angitt i nedenstående beskrivelse og i de etterfølgende patentkrav.

I et rørløp, heretter betegnet produksjonsrør, er det anordnet i det minste én mottaker med en gjennomgående åpning hvor mottakeren er innrettet til tettende å kunne fange og å fast-holde et fra overflaten fortrinnsvis i et bærefluid innstrøm-mende tetningslegeme med en til åpningen korresponderende

geometri og dimensjon.

Mottakeren kan for eksempel være anordnet mellom brønnpar-tier. Ved anvendelse av flere mottakere i en brønn hvor hver mottaker er utformet til bare å kunne fange et tetningslegeme som har en korresponderende geometri og dimensjon, er det mulig å velge hvilket parti av brønnen som skal stenges.

Dersom brønnen skal stenges for eksempel ved den andre mottaker regnet fra overflaten, velges et tetningslegeme som kan passere gjennom den første mottaker, og som komplementært passer i den andre mottaker.

En mottaker ifølge oppfinnelsen er forsynt med en sperre som er innrettet til å kunne forhindre at det fangede tetningslegemet kan forskyves ut av mottakeren når det skal produseres fra brønnen.

I en alternativ utførelsesform er det mellom brønnformasjonen og produksjonsrøret anordnet i det minste ett gjennornstrøm-ningskammer. Gjennornstrømningskammeret kommuniserer med brønnformasjonen via minst én kammeråpning, eventuelt via et sandfilter og/eller andre fluidgjennomstrømmende anordninger. Gjennornstrømningskammeret kommuniserer med produksjonsrøret via minst én pluggbar åpning og eventuelt via andre fluid-gjennomstrømmende anordninger.

Gjennornstrømningskammeret er ved hjelp av den pluggbare åpnings utforming innrettet til bare å kunne motta tetningslegemer som er tildelt en i forhold til den pluggbare åpning korresponderende geometri og dimensjon samt mindre tetningslegemer. Andre tetningslegemer vil ikke kunne strømme inn i gjennomstrømningskammeret. Den pluggbare åpnings utforming kan dessuten være utformet slik at tetningslegemer av en bestemt dimensjon eller et bestemt dimensjonsområde bare kan strømme inn i gjennomstrømningskammeret, men ikke tilbake gjennom den pluggbare åpning.

Ved at et tetningslegeme strømmer videre og legger seg over og stenger for kammeråpningen( forhindres ytterligere innstrømning av tetningslegemer og bærefluid gjennom den pluggbare åpning og inn i gjennomstrømningskammeret.

Når tetningslegemer bringes til å strømme inn i produksjons-røret fra overflaten, strømmer tetningslegemer av passende geometri og som har en dimensjon som er lik eller mindre enn den pluggbare åpning, inn i gjennomstrømningskammeret. Tetningslegemer som ikke kan strømme gjennom den pluggbare åpning, vil kunne legge seg over og tette den pluggbare åpning.

Ved å forsyne gjennomstrømningskammer i ulike parti av brøn-nen med en pluggbar åpning av ulik dimensjon og eventuelt u-lik geometri, kan det ved å forsyne brønnen med en bestemt art av tetningslegemer bestemmes hvilket eller hvilke gjen-nomstrømningskammer som skal tilføres tetningslegemer.

Når innstrømningen av tetningslegemer i brønnen stanses og brønnfluid deretter via gjennomstrømningskammeret kan•strømme fra brønnformasjonen og inn i produksjonsrøret, kan tetningslegemer av en mindre dimensjon strømme tilbake til pro-duks jonsrøret fra gjennomstrømningskammeret via den pluggbare åpning, mens andre tetningslegemer som befinner seg i gjen-nomstrømningskammeret, blir værende og vil kunne tette den pluggbare åpning og derved forhindre at brønnfluid strømmer inn i produksjonsrøret.

Tetningslegemene kan være fremstilt av et materiale som løses opp over tid for eksempel grunnet korrosjon eller annen kje-misk eller termisk nedbryting. Tetningslegemene kan være opp-løsbare ved hjelp av bestemte fluider så som syre eller ba-ser, eller de kan være av en permanent art. Tidsavgrenset stengning kan det være aktuelt å anvende for eksempel under utprøvning av hvilke gjennornstrømningskammer som skal stenges .

Anordningen er like velegnet for så vel forede som uforede brønner.

I det etterfølgende beskrives et ikke-begrensende eksempel på en foretrukket utførelsesform og fremgangsmåte som er anskue-liggjort på medfølgende tegninger, hvor: Fig. 1 viser et i en brønnformasjon anbrakt produksjonsrør som er forsynt med to mottakere og hvor et tetningslegeme strømmer inn i brønnen; Fig. 2 viser det samme som i fig, 1, men her er tetningslegemet fanget i en mottaker; Fig. 3 viser et produksjonsrør som er forsynt med to gjen-noms trømningskammer og er anbrakt i en brønnformasjon,■ Fig. 4 viser i større målestokk anordningen i fig. 3 hvor et tetningslegeme er på vei inn til gjennomstrømningskammeret; Fig. 5 viser et tetningslegeme som er for stort til å strømme inn i gjennomstrømningskammeret; og Fig. 6 viser et tetningslegeme som er for stort til å kunne strømme ut av gjennomstrømningskammerets første åpning.

På tegningene betegner henvisningstallet 1 en mottaker som er anbrakt i et produksjonsrør 2 og som er innrettet til å kunne fange et tetningslegeme 4 av korresponderende geometri og dimensjon. Produksjonsrøret befinner seg i en brønnformasjon 6, idet brønnformasjonens 6 partier kan være adskilt ved at en pakning 8 er satt i ringrommet 10 mellom produksjonsrøret 2 og brønnformasjonen 6. Mottakeren 1 er utformet med en ansats 12 som er innrettet til å kunne forhindre at tetningslegemer

4 som har en til mottakeren 1 korresponderende geometri og

dimensjon, kan strømme gjennom mottakeren 1.

Det kan med fordel anbringes flere mottakere 1 langs produk-sjonsrøret 2 i en brønnformasjon. Mottakerne 1 er utformet

med fra overflaten avtakende gjennomstrømningsdimensjon hvor den mottaker 1 som befinner seg nærmest overflaten har størst gjennomstrømningsdimensjon, mens den mottaker 1 som befinner seg lengst borte fra overflaten har minst gjennomstrømnings-dimens jon.

Mottakeren 1 er forsynt med en sperre 14, idet sperren 14 kan være utformet for eksempel i et elastisk materiale eller som en fjærende mekanisme ifølge i og for seg kjent teknikk. Sperren 14 er utformet slik at et tetningslegeme 4 som har en til den aktuelle mottaker 1 korresponderende geometri og dimensjon vil kunne forskyves gjennom sperren 14 i en retning, men ikke i motsatt retning. Mindre tetningslegemer kan passere gjennom sperren i begge retninger.

Ved å sende et tetningslegeme 4 av en bestemt geometri og dimensjon inn i produksjonsrøret 2 kan det velges hvilken mottaker 1 som skal stenges, se fig. 1 og 2.

Når brønnfluid strømmer inn i produksjonsrøret- 2, er tetningslegemet 4 forhindret av sperren 14 fra å strømme tilbake til overflaten. Mottakeren 1 sammen med tetningslegemet 4 og sperren 14 utgjør således en tettende anordning i produk-sjonsrøret 2. 1 en alternativ utførelsesform er minst et gjennomstrøm-ningskammer 20 tettende forbundet til produksjonsrøret 2 og anbrakt i brønnformasjonen 6, se fig. 3. Brønnformasjonens 6 partier kan slik det er beskrevet ovenfor være atskilt ved at en pakning 8 er satt i ringrommet 10 mellom produksjonsrøret 2 og brønnformasjonen 6.

Gjennomstrømningskammeret 20 er i sitt veggparti 22 forsynt med en kammeråpning 24 som er innrettet til å forbinde gjen-norns tr ømningskammerets 20 hulrom 26 med brønnformasjonen 6. En pluggbar åpning 28 forløper gjennom produksjonsrørets 2 rørvegg 30 og er innrettet til å forbinde hulrommet 26 med produksjonsrøret 2.

Ved å forsyne et gjennomstrømningskammer 2 0 eller grupper av gjennomstrømningskammer 20 med en pluggbar åpning 28 av ulik geometri og/eller dimensjon, kan det velges hvilken eller hvilke gjennomstrømningskammer 2 0 som skal avstenges ved å forsyne det aktuelle gjennomstrømningskammer 20 med tetningslegemer 32 av korresponderende geometri og dimensjon.

Kammeråpningen 24 er dimensjonert slik at tetningslegemer 32 av aktuell dimensjon ikke kan strømme gjennom kammeråpningen 24.

Den pluggbare åpning 28 er forsynt med en tilbakeløpssperre 34, hvor tilbakeløpssperren 34 kan være utformet for eksempel i et elastisk materiale eller som en fjærende mekanisme iføl-ge i og for seg kjent teknikk.

Når et tetningslegeme 32, her i form av en kule, strømmer sammen med et bærefluid gjennom produksjonsrøret 2, vil kulen 32 søke å følge fluidet ut av produksjonsrøret 2 via den pluggbare åpning 28, hulrommet 26 og kammeråpningen 24, til brønnformasjonen 6.

Kuler 32 som er mindre enn den pluggbare åpnings 28 diameter vil kunne strømme inn gjennom den pluggbare åpning 28 og til-bakeløpssperren 34 til hulrommet 26, se fig. 4, mens større kuler 32 ikke vil kunne komme inn i den pluggbare åpning 28, se fig. 5.

Ved strømming fra hulrommet 26 og til produksjonsrøret 2 kan mindre kuler 32 strømme tilbake gjennom tilbakeløpssperren 34 og den pluggbare åpning 28. Kuler 32 som har en slik størrel-se at de har inn i hulrommet 26 gjennom den pluggbare åpning 28 og tilbakeløpssperren 34 grunnet tilbakeløpssperrens 34 konstruksjon, stanses ved retur av tilbakeløpssperren 34 og tetter derved den pluggbare åpning 28, se fig. 6.

Kuler 32 som befinner seg i hulrommet 26 kan under innstrøm-ning av bærefluid fra produksjonsrøret 2 legge seg tettende over kammeråpningen 24 og derved stanse ytterligere innstrøm-ming av bærefluid til hulrommet 26.

Ved å anvende oppløsbare tetningslegemer 4, 32 kan tet-nings legemenes 4, 32 stengende funksjon tidsstyres eller sty-res ved hjelp av injeksjon av oppløsende væsker. Det er således ved hjelp av anordningen ifølge oppfinnelsen mulig å styre så vel hvilke mottakere 1 eller gjennomstrømningskamre 2 0 som skal stenges og hvor lenge de skal være stengt.

Claims (4)

1. Anordning for valgbart å kunne stenge av et parti av en brønnformasjon (6) hvor det er anordnet et rør (2) som er forsynt med minst to mottakere (1) eller pluggbare åpninger (28) hvor mottakerne (1) eller de pluggbare åpninger (28)som befinner seg i ulike partier av brønnforma-sjonen (6), har ulik dimensjon og/eller geometri, hvorved mottakerne {1) og de pluggbare åpninger (28) er innrettet til valgbart å kunne stenges ved å forsyne røret (2) med et tetningslegeme (4, 32) av korresponderende dimensjon og/eller geometri, karakterisert ved at mottakeren (1) eller den pluggbare åpning (28) er forsynt med en sperre (14, 34) hvor sperren (14, 34) er innrettet til å kunne forhindre at et til mottakeren (1), henholdsvis åpningen (28), korresponderende tetningslegeme (4, 32) kan forskyves ut av mottakeren (1) eller åpningen (28).

2 . Anordning i henhold krav 1, karakterisert ved at det tettende mellom røret (2) og brønnforma-sjonen (6) er anordnet et gjennomstrømningskammer (20) hvor gjennomstrømningskammeret (20) er kommuniserbart forbundet til brønnformasjonen (6) ved hjelp av en kammeråpning (24) og til røret (2) ved hjelp av den pluggbare åpning (28), idet gjennomstrømningskammeret (20) er innrettet til å kunne motta minst ett tetningslegeme (32) hvor tetningslegemet (32) er innrettet til å kunne tette kammeråpningen (24) og/eller den pluggbare åpning (28).

3. Anordning i henhold til ett eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at tetningslegemet (4, 32) er fremstilt i et oppløsbart materiale.

4. Fremgangsmåte for valgbart å kunne stenge av et parti av en brønnformasjon (6) hvor det er anordnet et rør (2), og som for øvrig er forsynt med en anordning i henhold til ett eller flere av de foregående krav, hvor røret (2) forsynes med et tetningslegeme (4, 32) med en dimensjon og/eller geometri som korresponderer til en mottaker (1) eller pluggbar åpning (28) som skal stenges, karakterisert ved at mottakeren (1) eller den pluggbare åpning (28) forsynes med en sperre (14, 34) hvor sperren (14, 34) er innrettet til å kunne forhindre at et til mottakeren (1), henholdsvis åpningen (28), korresponderende tetningslegeme (4, 32) kan forskyves ut av mottakeren (1) eller åpningen (28).