NO323289B1 - Method and system for completing a well. - Google Patents
Method and system for completing a well. Download PDFInfo
- Publication number
- NO323289B1 NO323289B1 NO20011609A NO20011609A NO323289B1 NO 323289 B1 NO323289 B1 NO 323289B1 NO 20011609 A NO20011609 A NO 20011609A NO 20011609 A NO20011609 A NO 20011609A NO 323289 B1 NO323289 B1 NO 323289B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- production
- valve
- well
- pressure
- cementing
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 20
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 134
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 49
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims description 39
- 238000012856 packing Methods 0.000 claims description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 claims description 4
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 3
- 235000014676 Phragmites communis Nutrition 0.000 claims 2
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 3
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 3
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B34/00—Valve arrangements for boreholes or wells
- E21B34/06—Valve arrangements for boreholes or wells in wells
- E21B34/063—Valve or closure with destructible element, e.g. frangible disc
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
- E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
- E21B33/13—Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices or the like
- E21B33/14—Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices or the like for cementing casings into boreholes
- E21B33/16—Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices or the like for cementing casings into boreholes using plugs for isolating cement charge; Plugs therefor
- E21B33/165—Cementing plugs specially adapted for being released down-hole
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B21/00—Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
- E21B21/10—Valve arrangements in drilling-fluid circulation systems
- E21B21/103—Down-hole by-pass valve arrangements, i.e. between the inside of the drill string and the annulus
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
- E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
- E21B33/13—Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices or the like
- E21B33/14—Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices or the like for cementing casings into boreholes
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B34/00—Valve arrangements for boreholes or wells
- E21B34/06—Valve arrangements for boreholes or wells in wells
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse angår brønner for petroleumsproduksjon. Mer spesifikt angår oppfinnelsen komplettering samt fremgangsmåter og anordning for produksjon av brønner. The present invention relates to wells for petroleum production. More specifically, the invention relates to completion as well as methods and devices for the production of wells.
Prosessen og strukturen med hvilke en petroleumsproduksjonsbrønn forberedes for produksjon inkluderer trinnene med å tette produksjonssonen for forurensning og feste produksjonsstrømningsrørene inne i borehullet. Disse produksjonssonene befinner seg tusenvis av meter under jordoverflaten. På grunn av dette er prosedyrene ifølge tidligere teknikk for å gjennomføre disse trinnene kompleks og ofte farlig. Enhver forbedring av prosedyrer eller utstyr som eliminerer en "tur" ned i borehullet er vanligvis en velkommen forbedring. The process and structure by which a petroleum production well is prepared for production includes the steps of sealing the production zone from contamination and securing the production flow pipes inside the wellbore. These production zones are located thousands of meters below the earth's surface. Because of this, the prior art procedures for carrying out these steps are complex and often dangerous. Any improvement in procedures or equipment that eliminates a "trip" downhole is usually a welcome improvement.
Ifølge tidligere teknikk gjennomføres innsetting og åpning av produk-sjonsrør i separate "turer" ned i brønnen. Først festes veggforings-forlegnings-røret ved sementering og produksjonsstrengen plasseres der det er ønskelig inne i borehullet og de nødvendige tetningspakningene settes av fluidtrykket inne i produkjonsrørboringen. Etter at pakningene er satt åpnes en sementerings-sirkulasjonsventil i produksjonsrøret av rørboringstrykket og sement pumpes i posisjon i ringrommet rundt produksjonsrøret og ovenfor produksjonssonens øvre tetningspakning. According to prior art, the insertion and opening of production pipes is carried out in separate "trips" down the well. First, the wall lining-laying pipe is attached by cementing and the production string is placed where it is desired inside the borehole and the necessary sealing gaskets are set by the fluid pressure inside the production pipe bore. After the gaskets have been set, a cementing circulation valve in the production pipe is opened by the pipe drilling pressure and cement is pumped into position in the annulus around the production pipe and above the production zone's upper sealing gasket.
Denne prosedyren etterlater en seksjon med sement inne i produksjons-produkjonsrørboringen nedenfor sementeringsventilen som blokkerer det øvre produksjonsrørboringen for produksjonsstrøm. Blokkeringen ligger mellom den øvre delen av produksjonsrørboringen og produksjonssilen ved eller nær terminalenden av produksjonsrørstrengen. I henhold til tidligere teknikks praksis fjernes blokaden av resterende sement vanligvis ved boring. En borkrone og en støttende borestreng må senkes ned i brønnen, inne t produksjonsrørene, i en kostbar, uavhengig "tur" for å fjerne blokkeringen. This procedure leaves a section of cement inside the production-production wellbore below the cementing valve that blocks the upper production wellbore from production flow. The blockage is located between the upper part of the production pipe bore and the production screen at or near the terminal end of the production pipe string. According to prior art practice, the blockage of residual cement is usually removed by drilling. A drill bit and supporting drill string must be lowered into the well, inside the production tubing, in an expensive, independent "trip" to remove the blockage.
Fra US 5746 274 fremgår det et system for installasjon og sementering av forlengningsrør og for sirkulering av fluid før formasjonsbehandling. Systemet omfatter en forlengningsrørenhet, en sementeringsenhet og en sirkulasjons og produksjonsenhet. Sementeringsenheten omfatter en sementeringsventil og en ringromstetning, eksempelvis en pakning. Systemet benytter et vaskerør sammen med sirkulasjons- og produksjonsenheten for å behandle formasjonen med fluid. US 5746 274 shows a system for installing and cementing extension pipes and for circulating fluid before formation treatment. The system comprises an extension pipe unit, a cementing unit and a circulation and production unit. The cementing unit comprises a cementing valve and an annulus seal, for example a gasket. The system uses a wash pipe together with the circulation and production unit to treat the formation with fluid.
Fra WO 97/15748 fremgår det et system for komplettering av awiks-borehull. Systemet omfatter ett eller flere filtre som er forhåndspakket med en permeabel masse. Etter innføring i brønnen, blir sement eller annet materiale pumpet inn i ringromshulrommene over filtrene for å avslutte kompletterings-prosessen. WO 97/15748 discloses a system for completing awiks boreholes. The system comprises one or more filters which are pre-packed with a permeable mass. After introduction into the well, cement or other material is pumped into the annulus cavities above the filters to complete the completion process.
Den foreliggende oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for komplettering av en brønn. Fremgangsmåten omfatter omfattende: (i) sammen-stilling av en brønnfluidproduksjonsstreng med en trykkaktivert sementeringsventil, en utvendig foringsrørpakning og en trykkaktivert produksjonsventil operativt forbundet med produksjonsstrengen, (ii) posisjonering av produksjonsstrengen i brønnen slik at et punkt for brønnfluidinnløp er ved en ønsket brønn-fluidproduksjonslokalisering, (iii) økning avtrykket inne i produksjonsstrengen for å blåse opp den utvendige foringsrørpakningen, (iii) økning av fluidtrykk inne i produksjonsstrengen for å åpne den trykkaktiverte sementeringsventilen, og (iv) pumping av en ønsket mengde borehullssement ned produksjonsstrengen og gjennom sementeringsventilen. Fremgangsmåten omfatter videre (a) levering av en lukkende nedpumpingsplugg mot den trykkaktiverte sementeringsventilen, (b) økning av fluidtrykk for å lukke nevnte sementeringsventil, og økning av fluidtrykk for å forflytte den lukkede nedpumpingspluggen, idet den lukkende nedpumpingspluggen åpner produksjonsventilen og spyler restsement ut av produksjonsventilen. The present invention relates to a method for completing a well. The method includes comprehensively: (i) assembling a well fluid production string with a pressure-activated cementing valve, an external casing seal and a pressure-activated production valve operatively connected to the production string, (ii) positioning the production string in the well so that a point for well fluid inlet is at a desired well- fluid production location, (iii) increasing the pressure inside the production string to inflate the external casing packing, (iii) increasing fluid pressure inside the production string to open the pressure-activated cementing valve, and (iv) pumping a desired amount of wellbore cement down the production string and through the cementing valve. The method further comprises (a) providing a closing pump-down plug against the pressure-activated cementing valve, (b) increasing fluid pressure to close said cementing valve, and increasing fluid pressure to move the closed pump-down plug, the closing pump-down plug opening the production valve and flushing residual cement out of the production valve.
Videre omfattes et system for komplettering av en brønn. Systemet omfatter: (i) en brønnfluidproduksjonsstreng med en trykkaktivert sementeringsventil, en utvendig foringsrørpakning og en trykkaktivert produksjonsventil operativt forbundet med produksjonsstrengen. Systemet omfatter videre: (a) en lukkende nedpumpingsplugg tilpasset for (i) å danne en tetning tilstøtende den trykkaktiverte sementeringsventilen slik at økning av fluidtrykket i produksjonsstrengen lukker sementeringsventilen; (ii) å bli forflyttet ved påføring av fluidtrykk; og (iii) å åpne produksjonsventilen og spyle restsement ut av produksjonsventilen. Furthermore, a system for completing a well is included. The system comprises: (i) a well fluid production string with a pressure actuated cementing valve, an external casing packing and a pressure actuated production valve operatively connected to the production string. The system further comprises: (a) a closing pumpdown plug adapted to (i) form a seal adjacent the pressure actuated cementing valve such that increasing fluid pressure in the production string closes the cementing valve; (ii) to be displaced by the application of fluid pressure; and (iii) opening the production valve and flushing residual cement out of the production valve.
Et mål ved foreliggende oppfinnelse er å posisjonere produksjonsrør inne i borehullet, feste produksjonsrørene i brønnen ved sementering og åpne rørene for produksjonsstrøm i én nedihullstur. For å oppnå dette og andre mål som vil komme frem i det følgende, inkluderer foreliggende oppfinnelse en produksjonsrorstreng som har det foreliggende brønnkompletterings-verktøy-settet festet ovenfor produksjonssilen og ledeskoen (eng: casing snoe). An aim of the present invention is to position production pipes inside the borehole, secure the production pipes in the well by cementing and open the pipes for production flow in one downhole trip. In order to achieve this and other objectives that will emerge in the following, the present invention includes a production rudder string which has the present well completion tool set attached above the production screen and the casing snoe.
Dette kompletterings-verktøysettet innkluderer en linjeføring av fire grunnleggende verktøy i seriell nedihulls rekkefølge. Ved opphullsenden av linjeføringen er det en trykkdrevet sementeringsventil etterfulgt av en ytre foringsrørpakning. Nedenfor foringsrørpakningen er det en trykkdrevet produksjonsventil og nedenfor produksjonsventilen er det en hullplugglandings-krage (eng: bore plug landing coilar). This completion tool kit includes an alignment of four basic tools in serial downhole order. At the downhole end of the liner there is a pressure operated cementing valve followed by an outer casing seal. Below the casing seal there is a pressure-driven production valve and below the production valve there is a drill plug landing coiler.
Med produksjonsrørstrengen nede i hullet og åpenhulls-produksjonssilen plassert i den ønskede posisjonen inne i brønnproduksjonssonen, plasseres det en åpningsplugg i produksjonsrørboringen ved overflaten og pumpes med vann, annet brønnfluid eller kompletteringssement ned mot pluggens landingskrage. Ved kontakt med landingskragen forsegler i det vesentlige pluggen produk-sjonsrørboringen for å forenkle det å oppnå store trykkøkninger inne i dette. Drevet av en trykkøkning inne i produksjonsrørsøylen, ekspanderes den ytre foringsrørspakningen for å blokkere borehullsringrommet mellom veggen i det åpne borehullet og pakningslegemet. En ytterligere økning av trykket skyver åpningsmuffen til den trykkaktiverte sementeringsventilen inn på linje med de indre og ytre sirkulasjonsportene. Ved linjeføring av sirkulasjonsportene føres produksjonsrørfluid så som sement ut gjennom portene og inn i brønnhullets ringrom. På grunn av nærværet av den ekspanderte ytre foringsrørpakningen nedenfor sirkulasjonsportene, må ringromsementen flyte opphulls og rundt rørene ovenfor pakningen. With the production tubing string downhole and the open hole production screen positioned in the desired position within the well production zone, an opening plug is placed in the production tubing borehole at the surface and pumped with water, other well fluid or completion cement down towards the landing collar of the plug. Upon contact with the landing collar, the plug essentially seals the production pipe bore to facilitate achieving large pressure increases inside it. Driven by a pressure increase inside the production tubing string, the outer casing packing expands to block the wellbore annulus between the wall of the open wellbore and the packing body. A further increase in pressure pushes the orifice sleeve of the pressure actuated cementing valve into line with the inner and outer circulation ports. When aligning the circulation ports, production pipe fluid such as cement is led out through the ports and into the annulus of the wellbore. Due to the presence of the expanded outer casing packing below the circulation ports, the annulus cement must flow uphole and around the pipes above the packing.
Når den ønskede mengden sement er plassert i produksjonsrørboringen ved overflaten, blir den fluidiserte sementen inne i produksjonsrørhull-søylen lukket med en lukkende nedpumpingsplugg. Vann eller et annet hensiktsmessig brønnfluid pumpes mot lukningspluggen for å drive resten av sementen i ringrommet ut gjénnom sirkulasjonsportene. Ved sirkulasjonsport-terskelen fester lukningspluggen til et pluggsete på lukningsmuffen i den trykkdrevne sementeringsventilen. Med en første pumpet trykkøkning som virker på luknings-pluggens sete, føres sementeringsventilens lukningsmuffe inn i en posisjon som blokkerer sirkulasjonsportene. En andre trykkøkning, som normalt er større enn den første, utvikler en kraft på pluggsetet med tilstrekkelig magnitude til å When the desired amount of cement is placed in the production tubing borehole at the surface, the fluidized cement inside the production tubing hole column is closed with a shut-off pump-down plug. Water or another appropriate well fluid is pumped against the closure plug to drive the rest of the cement in the annulus out through the circulation ports. At the circulation port threshold, the shut-off plug attaches to a plug seat on the shut-off sleeve in the pressure-operated cementing valve. With an initial pumped pressure increase acting on the seat of the shut-off plug, the cementing valve's shut-off sleeve is advanced into a position that blocks the circulation ports. A second pressure increase, which is normally greater than the first, develops a force on the plug seat of sufficient magnitude to
skjære skruene som holder seteringen. Når de strukturelt frigjøres fra ventil- cut the screws holding the seat ring. When they are structurally freed from valve-
lukningsmuffen legger lukningspluggen og pluggsetet på en stempellast på den korte sementsøylen som støttes av åpningspluggen og plugglandingskragen. Denne søylelasten overføres til fluidtrykk på den trykkaktiverte produksjonsventilen og tvinger frem en åpning for strømning av fluid gjennom ventilen. Når den trykkaktiverte produksjonsventilen åpnes, føres søylen med restsement ut gjennom den åpne ventilen nedenfor pakningen. the closure sleeve places the closure plug and plug seat on a piston load on the short cement column supported by the opening plug and plug landing collar. This column load is transferred to fluid pressure on the pressure actuated production valve and forces an opening for fluid flow through the valve. When the pressure-activated production valve is opened, the column of residual cement is fed out through the open valve below the packing.
Selv om søylen med.restsement føres inn i produksjonssonehullet, blir det absolutte volumet av sement i søylen dispergert i en ubetydelig konsentra-sjon (eng: dispersed as insignificant). Even if the column with residual cement is fed into the production zone hole, the absolute volume of cement in the column is dispersed in an insignificant concentration (eng: dispersed as insignificant).
Når lukningspluggen drives av kompletteringsfluidet gjennom det sentrale hullet i produksjonsventilen forbi ventilåpningen, strømmer kompletteringsfluidet, vann eller lett oppløsningsmiddel, gjennom ventilåpningen for å spyle den for restsement og avfall (eng: debris). På dette tidspunktet er det åpnet en veldefinert produksjonsstrømbane fra produksjonssonen og inn i produksjons-rørboringen. Når trykket på kompletteringsfluidet frigjøres, skyller oppover-strømmende produksjonsfluid rester av kompletteringsfluidet ut av produksjons-rørboringen foran strømmen av produksjonsfluid. When the closure plug is driven by the completion fluid through the central hole in the production valve past the valve opening, the completion fluid, water or light solvent, flows through the valve opening to flush it of residual cement and debris. At this point, a well-defined production flow path has been opened from the production zone into the production pipe bore. When the pressure on the completion fluid is released, upwardly flowing production fluid flushes remnants of the completion fluid out of the production wellbore ahead of the flow of production fluid.
En detaljert beskrivelse av oppfinnelsen som følger etter dette henviser til de mange numrene i figurene idet like referansetegn i de mange figurene rela-terer til de samme eller tilsvarende elementer i alle figurene, og: Figur 1 er en skjematisk brønn i montert foreliggende oppfinnelse for komplettering og produksjon; Figur 2 er et delsnitt av foreliggende brønnkompletteringsverktøysett i innmontert stilling; Figur 3 er et delsnitt av en trykkdrevet sementeringsventil; Figur 4 er et delsnitt av foreliggende brønnkompletteirngsverktøysett i pakningsutspilt stilling; Figur 5 er et delsnitt av foreliggende brønnkompletteringsverktøysett i stilling for sementering i ringrommet; Figur 6 er et delsnitt av foreliggende brønnkompletteringsverktøysett i stilling for sementterminering; Figur 7 er et delsnitt av foreliggende brønnkompletteringsverktøysett i stilling som åpner for produksjonsstrøm. A detailed description of the invention that follows refers to the many numbers in the figures, as like reference signs in the many figures relate to the same or corresponding elements in all the figures, and: Figure 1 is a schematic well in assembled present invention for completion and production; Figure 2 is a partial section of the present well completion tool kit in the installed position; Figure 3 is a partial section of a pressure driven cementing valve; Figure 4 is a partial section of the present well completion tool set in the gasket unfolded position; Figure 5 is a partial section of the present well completion tool set in position for cementing in the annulus; Figure 6 is a partial section of the present well completion tool set in position for cement termination; Figure 7 is a partial section of the present well completion tool set in a position that opens for production flow.
Oppfinnelsens anvendelsesmiljø er representert ved skjematikken i figur 1, som illustrerer et borehull 10 som vanligvis blir initiert fra jordoverflaten i verti-kal retning. Med anordninger og fremgangsmåter som er velkjent innen tidligere teknikk, kan det vertikale borehullet kontinuerlig transitteres til en horisontal The application environment of the invention is represented by the diagram in Figure 1, which illustrates a borehole 10 which is usually initiated from the ground surface in a vertical direction. With devices and methods well known in the prior art, the vertical borehole can be continuously transited to a horizontal
hullretning 11 etter behov for bunnhull-lokalisering eller konfigurasjon av produksjonssonen 12. Vanligvis vil en andel av det vertikale overflateborehullet 10 i sitt indre være foret med et stålforingsrør 14 som settes på plass med hole direction 11 as required for bottomhole location or configuration of the production zone 12. Typically, a portion of the vertical surface borehole 10 will be internally lined with a steel casing 14 which is set in place with
sement i ringrommet mellom den indre borehullsveggen og den ytre periferi-flaten til foringsrøret 14. cement in the annulus between the inner borehole wall and the outer peripheral surface of the casing 14.
Verdifulle fluider så som petroleum og naturgass som befinner seg inne i produksjonssonen 12 blir effektivt ført til overflaten for transport og raffinering gjennom en streng i produksjonsrøret 16.1 dette dokument anvendes betegnelsen "fluid" i sin videste betydning til å inkludere væsker, gasser, bland-inger og plastisk flytende faststoffer. I mange tilfeller vil ringrommet mellom den ytre flaten til produksjonsrøret 16 og den indre flaten av foringsrøret 14 eller det åpne borehullet 10 være blokkert med en produksjonspakning 18. Det vanligste behovet for en produksjonspakning 18 er for å skjerme den nedre produksjonssonen 12 for forurensning av fluider som dreneres langs borehullet 10 fra Valuable fluids such as petroleum and natural gas located within the production zone 12 are effectively brought to the surface for transport and refining through a string in the production pipe 16.1 this document uses the term "fluid" in its broadest sense to include liquids, gases, mixtures and plastically liquid solids. In many cases, the annulus between the outer surface of the production tubing 16 and the inner surface of the casing 14 or the open wellbore 10 will be blocked with a production packing 18. The most common need for a production packing 18 is to shield the lower production zone 12 from contamination by fluids which is drained along the borehole 10 from
høyere soner og lag. higher zones and layers.
Terminalenden av en produksjonsstreng 16 kan være et åpent hull uten foringsrør men er ofte utstyrt med et forléngningsrør eller en ledesko 20 og en produksjonssil 22.1 mangel på en sil kan det anvendes en lengde av et boret eller et slisset rør. Produksjonssilen 22 grovseparerer berg- og jordpartikler fra de ønskede fluidene som bæres av formasjonsstrukturen (12) og slipper produksjonssonefluidene inn i det indre hullet i produksjonsrørstrengen 16. Følgelig anvendes betegnelsen "sil" i en utvidet betydning her som entrings-punktet for brønnfluidet inn i produksjonsrøret. The terminal end of a production string 16 can be an open hole without casing but is often equipped with an extension pipe or a guide shoe 20 and a production strainer 22. In the absence of a strainer, a length of drilled or slotted pipe can be used. The production screen 22 coarsely separates rock and soil particles from the desired fluids carried by the formation structure (12) and releases the production zone fluids into the inner hole in the production pipe string 16. Accordingly, the term "screen" is used in an expanded sense here as the entry point for the well fluid into the production pipe .
I henhold til praksis ifølge foreliggende oppfinnelse blir en produksjonsstreng 16 utstyrt med det foreliggende brønnkompletterings-verktøysettet 30. Verktøysettet plasseres i opphulls retning fra produksjonssilen 22 men i umiddelbar nærhet av denne. Som representert i figur 1 blir produksjons-pakningen 18 (om nødvendig), kompletterings-verktøysettet 30, produksjonssilen 22 og ledeskoen 20 forhåndsmontert med produksjonsrøret 16 når produksjonsstrengen senkes ned i brønnhullet 10. According to the practice according to the present invention, a production string 16 is equipped with the present well completion tool set 30. The tool set is placed in the downhole direction from the production screen 22 but in the immediate vicinity of it. As represented in Figure 1, the production packing 18 (if necessary), the completion tool kit 30, the production screen 22 and the guide shoe 20 are pre-assembled with the production pipe 16 when the production string is lowered into the wellbore 10.
Med henvisning til figur 2, omfatter kompletterings-verktøysettet 30 en trykkaktivert sementeringsventil 32, en ytre foringsørrpakning 34, en trykkaktivert produksjonsventil 36 og en plugglandingskråge 38. Hver av disse anordningene kan være kjent for fagfolk i en eller annen modifisert form eller anvendt kombinasjon. Referring to Figure 2, the completion tool kit 30 includes a pressure actuated cementing valve 32, an outer casing seal 34, a pressure actuated production valve 36 and a plug landing collar 38. Each of these devices may be known to those skilled in the art in some modified form or combination used.
Som vist mer i detalj i figur 3, frembringer den trykkdrevne sementeringsventilen sirkulasjonsporter 40 og 42 mellom det indre hullet til verktøyet og den ytre verktøysbekledningen. De indre sirkulasjonsportene 42 er gjennom en aksielt glidende muffe 44. Muffen er aksielt plassert slik at den hindrer de indre portene 42 fra kommunikasjon med de ytre portene 40 i brønnmonterings-posisjon. Nedihulls blir muffen flyttet, ved et forut bestemt fluidtrykk inne i verk-tøyets innerhull, fra den lukkede monteringsposisjonen til en posisjon som er slik at de indre og de ytre portene kommer på linje. Når disse er på linje, kan brønnsement pumpes ut fra det indre hullet i verktøyet og produksjonsrør-strengen gjennom portene 40 og 42 og inn i brønnens ringrom rundt produk-sjonsrørstrengen. Anvendelsen av betegnelsen "sement" er her ment å beskrive enhver substans som har en flytende eller plastisk strømningstilstand og som kan pumpes på plass og deretter induseres til å herde. As shown in more detail in Figure 3, the pressure driven cementing valve creates circulation ports 40 and 42 between the inner hole of the tool and the outer tool casing. The inner circulation ports 42 are through an axially sliding sleeve 44. The sleeve is axially positioned so that it prevents the inner ports 42 from communicating with the outer ports 40 in the well assembly position. Downhole, the sleeve is moved, by a predetermined fluid pressure inside the tool's inner hole, from the closed mounting position to a position such that the inner and outer ports come into line. When these are aligned, well cement can be pumped out from the inner hole in the tool and the production tubing string through the ports 40 and 42 and into the annulus of the well around the production tubing string. The use of the term "cement" is intended herein to describe any substance which has a liquid or plastic flow state and which can be pumped into place and then induced to harden.
Avstengning av kommunikasjonen mellom portene 40 og 42 oppnås ved en andre glidemuffe 46, til hvilken det er festet et plugglandingssete 48 med skjærskruer 49. Prosedyremessig blir sementblandingsrestene lukket av en kamlukkeplugg (eng: wiper closing plug). Lukkepluggen pumpes med vann eller annet hensiktsmessig brønnbearbeidingsfluid ned produksjonsstrenghullet inntil den treffer plugglandingssetet 48. Når pluggen treffer setet 48, kan fluidtrykket i hullet for eksempel økes til 70 kg/cm<2> mot pluggen og setet 48 inntil lukke-muffen 46 føres inn i stillingen som lukker forbindelsen mellom portene 40-42. Ytterligere trykk mot lukningspluggen og setet 48, for eksempel 350 kg/cm2, vil skjære ut monteringsskruene 49 og presse pluggen og setet ut av verktøy-boringen. Closure of the communication between the ports 40 and 42 is achieved by a second sliding sleeve 46, to which a plug landing seat 48 is attached with shear screws 49. Procedurally, the cement mixture residues are closed by a wiper closing plug. The closing plug is pumped with water or other suitable well processing fluid down the production string hole until it hits the plug landing seat 48. When the plug hits the seat 48, the fluid pressure in the hole can be increased to, for example, 70 kg/cm<2> against the plug and the seat 48 until the closing sleeve 46 is introduced into the position that closes the connection between ports 40-42. Additional pressure against the closure plug and seat 48, for example 350 kg/cm 2 , will shear out the mounting screws 49 and force the plug and seat out of the tool bore.
Den ytre foringsrørpakningen 34 kan være enhver anordning som gir en tetting av brønnens ringrom rundt produksjonsrørstrengen. Et vanlig eksempel på en foringsrørpakning frembringer en ekspanderbar elastomer-gummiring (eng: elastomer boot) rundt et indre rørlegeme. Et indre hull i rørlegemet blir koaksielt forbundet til produksjonsrørstrengen. Den ekspanderbare gummiringen festes til rørlegemet rundt omkretsen til de to periferikantene. Med dette skapes det et fluidtett kammer mellom rørlegemet og den indre flaten til den ekspanderbare gummiringen. Dette kammeret forbindes ved en tilbakeslags-ventilskontrollert kanal til det indre hullet i rørlegemet. Overtrykksfluid inne i rørlegemet vil således ekspandere gummiringen mot foringsrøret eller borehullsveggen. The outer casing seal 34 can be any device that provides a seal of the annulus of the well around the production pipe string. A common example of a casing seal produces an expandable elastomer boot around an inner tube body. An inner hole in the casing is coaxially connected to the production pipe string. The expandable rubber ring is attached to the tube body around the circumference of the two peripheral edges. With this, a fluid-tight chamber is created between the tube body and the inner surface of the expandable rubber ring. This chamber is connected by a non-return valve-controlled channel to the inner hole of the tubular body. Overpressure fluid inside the pipe body will thus expand the rubber ring against the casing or borehole wall.
Den trykkdrevne produksjonsventilen 36 er en innkoplingsanordning med en intern muffe plassert i en radiell avstand innover fra den ytre kappen for å definere et ringrom for fluidstrømning mellom den indre veggen til ventilkappen og den ytre veggen til muffen. Dette strømningsrommet knyttes til det indre hullet i ventilen ved en trykkettergivende struktur så som en trykkbristeskive eller-rørblad for å skape en ensrettet strømningsforbindelse. The pressure operated production valve 36 is an engagement device with an internal sleeve located radially inwardly from the outer jacket to define an annulus for fluid flow between the inner wall of the valve jacket and the outer wall of the sleeve. This flow space is connected to the inner hole of the valve by a pressure restoring structure such as a pressure rupture disk or tube blade to create a unidirectional flow connection.
Plugglandingskragen 38 er en forlengelse av produksjonsventilmuffen som fortsetter en åpen strømningsforbindelse med ringrommet i produksjonsventilen. Internt i landingskragen er det et nedpumpbart pluggsete. The plug landing collar 38 is an extension of the production valve sleeve which maintains an open flow connection with the annulus of the production valve. Internal to the landing collar is a pump-down plug seat.
Den ovenfor beskrevne produksjonsrørstrenganordningen senkes ned i borehullet 10 med pakningene 18 usatt og den ytre foringsrørpakningen 34 i ikke oppumpet tilstand. Portene 40 og 42 i sementeringsventilen 32 er lukket. Produksjonsstrømsilen 22 plasseres der det er ønskelig og en åpnende nedpumpingsplugg 50 plasseres i produksjonsrørstrengboringen for å bli pumpet av . brønnkompletteringssement ned i kontaktposisjon med landingskragen 38. Om ønskelig kan pluggen 50 også sendes nedihulls med vann eller annet brønn-bearbeidingsfluid. Med pluggen 50 festet på landingskrage-pluggsetet 38, økes fluidtrykket inne i produksjonsrørboringen mot åpningspluggen 50 for å pumpe opp pakningen 34. Dette blokkerer brønn ringrommet mellom produksjonssilen 22 og sementeringsventilen 32. The above-described production pipe string assembly is lowered into the borehole 10 with the seals 18 unseated and the outer casing seal 34 in a non-inflated state. The ports 40 and 42 in the cementing valve 32 are closed. The production stream strainer 22 is placed where it is desired and an opening pump down plug 50 is placed in the production pipe string bore to be pumped off. well completion cement down into contact position with the landing collar 38. If desired, the plug 50 can also be sent downhole with water or other well processing fluid. With the plug 50 attached to the landing collar plug seat 38, the fluid pressure inside the production pipe bore is increased against the opening plug 50 to pump up the packing 34. This blocks the well annulus between the production screen 22 and the cementing valve 32.
Deretter økes fluidtrykket i produksjonsrørboringen ytterligere for å for-skyve åpningsmuffen 44 og skape forbindelse mellom sirkulasjonsportene 40 Then the fluid pressure in the production pipe bore is further increased to advance the opening sleeve 44 and create a connection between the circulation ports 40
og 42. Når sirkulasjonsportene har forbindelse, strømmer sement gjennom portene og opp ringrommet i borehullet rundt produksjonsrørene. and 42. When the circulation ports are connected, cement flows through the ports and up the borehole annulus around the production pipes.
Det totale sementvolumet som er nødvendig for en gitt brønn beregnes vanligvis med betydelig nøyaktighet. Når den ønskede mengden sement er pumpet inn i produksjonsrørboringen, plasseres følgelig en lukkende nedpumpingsplugg 54 inn i hullet for å tette sementsøylen. Bak den lukkende nedpumpingspluggen 54 pumpes vann eller et annet hensiktsmessig brønn-bearbeidingsfluid for å fullføre sem entove rf øringen og feste den lukkende nedpumpingspluggen 54 mot sementeringsventil-pluggsetet 48. En trykkøkning, for eksempel 70 kg/cm<2>, i produksjonsrørboringen mot pluggen 54 og setet 48 gir en forskyvning av ventillukkemuffen 46 og stenger med det forbindelsen mellom portene 40 og 42. Deretter økes produksjonsrørhutlstrykket ytterligere, for eksempel til 350 kg/cm<2>, for å skjære ut holdeskruene 49 og frigjøre både setet 48 og lukkepluggen 54. Når den frigjøres, vil fritt stempelnaturen til plugg-og seteenhetene drives mot restsementsøylen som var isolert mellom den åpnende nedpumpingspluggen 50 og den lukkende nedpumpingspluggen 54. Trykk mot den lukkende nedpumpingspluggen 54 blir med det overført til restsementsøylen og således til den trykkdrevne produksjonsventilen 36. Dette trykket åpner permanent strømningspassasjen mellom produksjonsstrøm-ringrommet og produksjonsrørboringen. Fortsatt trykk mot restsementsøylen spyler restsementen gjennom den nyåpnede produksjonsventilen og inn i borehullet nedenfor pakningen 34. The total volume of cement required for a given well is usually calculated with considerable accuracy. Accordingly, when the desired amount of cement has been pumped into the production tubing bore, a closing pump down plug 54 is placed into the hole to seal the cement column. Behind the closing pump-down plug 54, water or another appropriate well-processing fluid is pumped to complete the cement transfer and secure the closing pump-down plug 54 against the cementing valve plug seat 48. A pressure increase, for example 70 kg/cm<2>, in the production pipe bore against the plug 54 and the seat 48 provide a displacement of the valve closing sleeve 46 and thereby close the connection between the ports 40 and 42. Then the production pipe cylinder pressure is further increased, for example to 350 kg/cm<2>, to cut out the retaining screws 49 and release both the seat 48 and the closing plug 54. When released, the free piston nature of the plug and seat assemblies will be driven against the residual cement column which was isolated between the opening pump down plug 50 and the closing pump down plug 54. Pressure against the closing pump down plug 54 is thereby transferred to the residual cement column and thus to the pressure driven production valve 36 .This pressure permanently opens the flow passage between production flow annulus and the production pipe drilling. Continued pressure against the residual cement column flushes the residual cement through the newly opened production valve and into the borehole below the seal 34.
På dette tidspunktet er brønnkompletteringsprosessen i det vesentlige fullført og brønnen er klar til produksjon. Noen operatører kan imidlertid velge å sende inn et sementkontamineringsfluid i produksjonssoneboringen for å sørge for en påfølgende fjerning av restsøylesementen fra borehullet. At this point, the well completion process is essentially complete and the well is ready for production. However, some operators may choose to inject a cement contamination fluid into the production zone well to provide subsequent removal of the residual column cement from the wellbore.
Claims (13)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US53900400A | 2000-03-30 | 2000-03-30 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO20011609D0 NO20011609D0 (en) | 2001-03-29 |
| NO20011609L NO20011609L (en) | 2001-10-01 |
| NO323289B1 true NO323289B1 (en) | 2007-02-26 |
Family
ID=24149345
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO20011609A NO323289B1 (en) | 2000-03-30 | 2001-03-29 | Method and system for completing a well. |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| AU (1) | AU783553B2 (en) |
| CA (1) | CA2342657C (en) |
| GB (1) | GB2360802B (en) |
| NO (1) | NO323289B1 (en) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6729393B2 (en) | 2000-03-30 | 2004-05-04 | Baker Hughes Incorporated | Zero drill completion and production system |
| GB2406348B (en) * | 2001-04-25 | 2005-06-22 | Baker Hughes Inc | Well completion method and apparatus |
| NO326033B1 (en) * | 2007-01-08 | 2008-09-01 | Hpi As | Device for downhole two-way pressure relief valve |
| GB2475477A (en) * | 2009-11-18 | 2011-05-25 | Paul Bernard Lee | Circulation bypass valve apparatus and method |
| CN102071902B (en) * | 2010-11-17 | 2013-04-10 | 东营市友佳石油机械有限公司 | Drilling-free cement filling device for horizontal well |
| US9976384B2 (en) * | 2013-12-05 | 2018-05-22 | Weatherford Technology Holdings, Llc | Toe sleeve isolation system for cemented casing in borehole |
| CN113803056A (en) * | 2020-06-12 | 2021-12-17 | 中国石油化工股份有限公司 | Single-channel well building shaft operation preparation method |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5117910A (en) * | 1990-12-07 | 1992-06-02 | Halliburton Company | Packer for use in, and method of, cementing a tubing string in a well without drillout |
| US5595246A (en) * | 1995-02-14 | 1997-01-21 | Baker Hughes Incorporated | One trip cement and gravel pack system |
| US5598890A (en) * | 1995-10-23 | 1997-02-04 | Baker Hughes Inc. | Completion assembly |
| US5738171A (en) * | 1997-01-09 | 1998-04-14 | Halliburton Company | Well cementing inflation packer tools and methods |
-
2001
- 2001-03-28 GB GB0107764A patent/GB2360802B/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-03-29 NO NO20011609A patent/NO323289B1/en not_active IP Right Cessation
- 2001-03-30 CA CA002342657A patent/CA2342657C/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-03-30 AU AU33376/01A patent/AU783553B2/en not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU3337601A (en) | 2001-10-04 |
| NO20011609L (en) | 2001-10-01 |
| GB2360802A (en) | 2001-10-03 |
| NO20011609D0 (en) | 2001-03-29 |
| CA2342657A1 (en) | 2001-09-30 |
| GB0107764D0 (en) | 2001-05-16 |
| GB2360802B (en) | 2002-05-22 |
| CA2342657C (en) | 2004-11-02 |
| AU783553B2 (en) | 2005-11-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6729393B2 (en) | Zero drill completion and production system | |
| CA2383683C (en) | Well completion method and apparatus | |
| NO335305B1 (en) | Subsurface well string, well packing and method for fixing an underground well pack. | |
| US7681654B1 (en) | Isolating well bore portions for fracturing and the like | |
| US20080251253A1 (en) | Method of cementing an off bottom liner | |
| NO336668B1 (en) | Completion system for producing hydrocarbons from a borehole formation, a method for completing a subsurface well for gas-lifted fluid extraction, and a method for producing hydrocarbons from a formation near a wellbore. | |
| US8327930B2 (en) | Equipment for remote launching of cementing plugs | |
| NO329656B1 (en) | Coupling isolation device for use in multilateral well processing operation | |
| NO20111730A1 (en) | Gravel packing complements in side wells in oil and gas wells | |
| NO302046B1 (en) | Underwater brönninjiseringssystem | |
| US20030094285A1 (en) | Valve assembly | |
| US20060266530A1 (en) | System and method for fluid control in expandable tubing | |
| NO318155B1 (en) | Device for combined testing and drilling of an unlined well using gasket barriers | |
| BRPI1000811B1 (en) | fluid removal method | |
| NO325323B1 (en) | Wellhead assembly for injecting a fluid | |
| US11401778B1 (en) | Methods and systems for casing disconnect system with liner top testing | |
| NO342075B1 (en) | Bypass unit and method for injecting fluid around a well tool | |
| NO323289B1 (en) | Method and system for completing a well. | |
| US20220325605A1 (en) | Method for interval action on horizontal wells | |
| US11015439B1 (en) | Interventionless methods and systems for testing a liner top | |
| NO853394L (en) | DEVICE FOR AA BLOCKING A DRILL HOLE BY DRILLING AFTER OIL SOURCES E.L. | |
| RU2777032C1 (en) | Set of equipment for multi-stage hydraulic fracturing | |
| RU2614998C1 (en) | Method of deep gas well equipment with tubing string composition | |
| US11299962B1 (en) | Interventionless methods and systems for testing a liner top | |
| GB2309717A (en) | Method and apparatus for abandoning sub-sea wells |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |