NO326635B1 - Fremgangsmate for fjerning av minst en del av et pakningselement i et ringrom - Google Patents

Abstract

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for fjerning av i det minste en del av en gjenstand (8) i et ringrom (4) dannet mellom en utvendig overflate av et rørformet element og en veggflate. Nærmere bestemt vedrører oppfinnelsen en fremgangsmåte for å fjerne en ringromspakning (8) av den svellbare typen eller av skumtypen, fra ringrommet i et borehull. Fremgangsmåten innbefatter å plassere et høytrykksspyleverktøy (12) inne i det rørformede elementet og bevirke en høytrykks-fluidstrøm (14) fra høytrykks-spyleverktøyet til elementet (8), hvorved elementet fjemes.

Description

Oppfinnelsen vedrører undergrunnsbrønner for utvinning av hydrokarboner eller andre formål, og nærmere bestemt til en fremgangsmåte for å fjerne minst en del av et pakningselement i et ringrom dannet mellom en utvendig overflate av et rørformet element og en veggflate. Nærmere bestemt vedrører oppfinnelsen en fremgangsmåte for å fjerne en ringromspakning av den svellbare typen eller av skumtypen, fra ringrommet i et borehull.

Ringromspakninger benyttes ofte til å tette eller sperre av et en del av ringrommet mellom et rør (for eksempel et produksjonsrør) og borehullet. En anvendelse er beskrevet i norsk patent nr. 312 478, der en ringromspakning et anbrakt på utsiden av produksjons-røret. Ringromspakningen innbefatter en kjerne med et elastisk polymer. Pakningen sveller ved absorpsjon av hydrokarboner og ekspanderer for å tette ringrommet mellom et produksjonsrør og en brønnvegg.

Fagpersonen vil også kjenne til andre svellbare pakninger, så som slike som sveller i vann eller vannbaserte fluider, eller skumbaserte pakninger, benyttet som slike som ekspanderer ved tilstedeværelse av gass. Svellbare pakninger generelt benyttes for å tette eller stenge av deler av et ringrom mellom et rør og en borehullsvegg.

Fra tid til annen oppstår behovet for å trekke røret eller rørledningen (fjerning fra, eller forflytning inne i, brønnen). Med systemer som benytter mekaniske eller oppblåsbare ringromspakninger, oppnås denne trekkingen ved mekanisk å frigjøre eller deflatere pakningene. Imidlertid er rør, rørledninger, etc. satt med svellbare pakninger eller pakninger av skumtypen, i det alt vesentlige satt permanent.

Derfor, for å trekke et rør eller en rørledning, etc, satt med svellbare pakninger eller pakninger av skumtypen, omfatter kjente teknikker (for eksempel) en mekanisk frese-prosess for å fjerne pakningen. Dette er en iterativ prosess som krever flere kjøringer. For eksempel vil en første kjøring være nødvendig for å kutte røret. Deretter kjøres et freseverktøy ("overshot mill"), før røret kuttes under pakningen i en tredje kjøring. Denne fremgangsmåten må gjentas for hver pakning for å hente opp røret. Man vil derfor forstå hvordan trekkeoperasjonen legger beslag på mye riggtid og medfører en bety-delig kostnadskonsekvens.

Det er derfor et behov for en fremgangsmåte der rør eller rørledninger som er satt med svellbare pakninger eller pakninger av skumtypen, kan trekkes lettere og raskere enn med de kjente fremgangsmåter.

Det finnes ulike fremgangsmåter og systemer for å utføre nedihulls skjære- eller kutte-operasjoner, enten i undergrunnsformasjoner, pakninger eller rørledninger

RU 2 123 106 viser en fremgangsmåte for å skjære perforeringskanaler ved hjelp av slipende fluider.

US 4 296 822 viser et "multi-purpose" fluidstrøm-drevet nedihullsverktøy som er tilpas-set for innfesting til den nedre enden av rørstrengen som skal føres inn i en brønnboring, og som er i stand til å skjære kjerneprøver fra formasjonene i undergrunnen.

US 4 450 907 viser et verktøy som har en spesiell muffe ("overshot") som er festet til et avskjæringsrør på en pakning. En fremgangsmåte og anordning for fjerning av utfelt faststoff fra over en pakning i en brønnboring i nødvendig grad for å lette fjerningen av pakningen. Muffen innbefatter en åpning gjennom hvilken rørledningen kan føres og inn i ringrommet.

GB 916 579 viser et freseverktøy for fjerning av en elastisk pakning fra en brønnboring.

US 4 428 430 viser en fremgangsmåte og en anordning for å perforere en sirkelformet åpning gjennom sideveggen i et vektrør (drill coilar) for å gi sirkulasjon av vektet bore-væske ned gjennom borestrengen og tilbake opp gjennom brønnens ringrom. Et kabel-verktøy for perforering ved hjelp av en kjemisk reaktant senkes til en ønsket posisjon inne i vektøret, og en enkelt dyse for en kjemikaliestrøm tvinger en kjemisk reaktant gjennom strålen ved høyt trykk og ved en høy temperatur for å reagere med vektrørets metall og derved fjerne en del av metallet slik at det gjenværende metallet avgrenser en fluid-sirkulasjonsåpning gjennom vektrørets vegg. Anordningen innbefatter et verktøy-hus som avgrenser en enkelt fluidstrømningsdyse, trykkaktuerte kiler med huset for å understøtte huset og forhindre bevegelse inne i borerøret, et kjemikalielegeme inne i verktøyet, en reaksjonsseksjon for å oppvarme kjemikaliet, en desentraliseringsmeka-nisme som reagerer på trykk for å posisjonere verktøyet og derved plassere strømnings-dysen in en posisjon slik at den kan rette kjemikaliene rett mot vektrørets innvendige vegg.

US 5 494 103 viser en spyleanordning for bruk ved frakturering av en brønn. Frakturering initieres ved dannelsen av åpninger gjennom et borerør og deretter dannelsen av vifteformede slisser i formasjonen som omgir røret. Slissene dannes ved hjelp av et spy-leverktøy som har minst en hydraulisk dyse Spyleverktøyet kan benyttes i en hvilken som helst brønnkonfigurasjon.

US 6 439 313 viser et verktøy for å fjerne en gjenstand fra et borehull, f.eks. en pakning i et rør, ved hjelp av et spyleverktøy under maskinering av et kompletteringsutstyr. En utførelse omfatter et perforert rør med en åpning som er tildekket av et annet materi-al enn selve verktøyet er utført av. Spyleverktøyet benyttes for å åpne perforeringen i røret.

Det er derfor frembrakt en fremgangsmåte for fjerning av minst en del av et pakningselement i et ringrom dannet mellom en utvendig overflate av et rørformet element og en veggflate, kjennetegnet ved: a) plassere et høytrykks-spyleverktøy inne i det rørformede elementet, ved en posisjon ved pakningselementet i ringrommet; b) bevirke en høytrykks-fluidstrøm fra høytrykks-spyleverktøyet, inn i en åpning mellom en innvendig overflate av det rørformede elementet og den utvendige overflaten av det rørformede elementet; c) føre fluidstrømmen mot et område av pakningselementet ved nevnte åpning; d) opprettholde fluidstrømmen inntil en del av pakningselementet er fjernet,

hvorved det rørformede elementet kan forflyttes relativt veggflaten.

Ved en alternativ utførelse av fremgangsmåten dannes åpningen mellom trinnene a) og b) ved å bevirke en fluidstrøm fra høytrykks-spyleverktøyet, mot en innvendig overflate i det rørformede elementet, hvorved en fluidbane frembringes mellom høytrykks-spyle-verktøyet og gjenstanden.

Den oppfunnede fremgangsmåten er egnet for fjerning av gjenstander i ringrommet mellom en borhullsvegg og et rør, ved hjelp av et høytrykks-spyleverktøy inne i røret.

Oppfinnelsen vil nå beskrives i ytterligere detalj, med henvisning til de følgende figurer som illustrerer prinsippet ved fremgangsmåten i samsvar med oppfinnelsen og der like komponenter er tildelt like henvisningstall. Figur 1 viser et snitt i lengderetningen av et høytrykks-spyleverktøy ved en plassering i en undergrunnsbrønn, før rørpenetrasjon; Figur 2 viser et snitt i lengderetningen av et høytrykks-spyleverktøy ved en plassering i en undergrunnsbrønn, etter rørpenetrasjon og delvis oppløsning av pakningen; Figur 3 viser et snitt i lengderetningen av et høytrykks-spyleverktøy ved en plassering i en åpen ("open-hole") undergrunnsbrønn; Figur 4 viser et snitt i lengderetningen av et høytrykks-spyleverktøy ved en plassering vis-å-vis en ringromspakning, i et rør med preeksisterende hull.

I figur 1 er det vist et rør 5 med en innvendig veggoverflate 7 og en utvendig veggoverflate 6, satt i en undergrunnsbrønn med en veggoverflate 2. Denne brønnboirngsvegg-overflaten 2 kan være i et foringsrør ("casing") eller "liner", eller - i det tilfellet der brønnen er komplettert som en åpen brønn - innbefatte undergrunns fjell eller sedimen-ter. Alternativt kan røret være en kveilrørsstreng, og i et åpent hull kan det kjøres inn i produksjonsrør. Røret 5 er satt i brønnen ved hjelp av ringromspakninger 8, enten av svellbar type eller av skumtypen. Pakningen 8 er vist i en satt (ekspandert) tilstand, i ringrommet 4 avgrenset av rørets 5 utvendige overflate 6 og brønnboringens veggoverflate 2. Den kyndige personen vil forstå at flere pakninger normalt er nødvendig for å sette et rør. Av illustrasjonshensyn viser imidlertid figur 1 kun én slik pakning.

Svellbare pakninger og pakninger av skumtypen ekspanderer vesentlig når røret og pakningen er plassert i brønnen. Den ekspanderte pakningen opptar en del av ringrommet 4 mellom rørets 5 utvendige veggoverflate 6 og brønnboringens veggoverflate 2, for på den måten i det alt vesentlige å feste røret 5 på plass i brønnen.

I en praktisk og eksempelvis anvendelse, har et rør 5 en stålvegg med en tykkelse på omlag 10 mm. Ringromspakningen 8 innbefatter vanligvis et gummimateriale som i den ekspanderte tilstanden kan ha en tykkelse mellom omlag 10 mm og 60 mm og en ut-strekning i lengderetningen mellom om lag 0,3 m og 9 m når den er satt i ringrommet.

Iblant er det nødvendig å trekke røret 5. Denne operasjonen kan utføres ved for eksempel å feste en anordning (ikke vist) til den enden av røret som er utenfor brønnen, og påføre en hensiktsmessig trekkekraft på røret. Friksjonskrefter mellom rørets utvendige overflate 6 og brønnboringens vegg 2 må således fjernes eller minst reduseres til et ak-septabelt nivå slik at det er mulig å bevege røret. I samsvar med oppfinnelsen oppnås

dette ved å plassere et høytrykks-spyleverktøy 12, med en eller flere dyser, ved den po-sisjonen i røret som er nærliggende den pakningen 8 som skal fjernes, og ved å avlevere

en høytrykks-lfuidstråle 14 mot pakningen. I en praktisk utførelse kan et hydraulisk høytrykks-spyleverktøy av den type som er vist i U.S. Patent Nr. 5,494,103 benyttes.

Høytrykks-spyleverktøyet 12 føres fortrinnsvis ned i røret med et transportelement 16,

hvis hensikt kan innbefatte å opphenge høytrykks-spyleverktøyet 12 (i det tilfellet brøn-nen er hovedsakelig vertikal), men også frembringe fluid under høyt trykk til høytrykks-spyleverktøyet 12, og som en opsjon frembringe styrings- og feed-back signaler mellom høytrykks-spyleverktøyet og en styreenhet. I figur 3 er dette vist skjematisk ved at

transportelementet 16 innbefatter en ledning 21 for å tilføre et fluid under høyt trykk fra et reservoar 20 til høytrykks-spyleverktøyet 12, og en styre- og feed-back ledning 23 mellom høytrykks-spyleverktøyet 12 og en styreenhet 22.1 den illustrerte utførelses-formen er reservoaret 20 og styreenheten 22 lokalisert over jordens overflate 24.1 praktiske anvendelser kan transportelementet 16 innbefatte kveilrør eller et borerør.

Når høytrykks-spyleverktøyet 12 er ført til det ønskede sted i røret 5 med hensyn på pakningen 8 som skal fjernes, støtes en fluidstråle 14 ut fra høytrykks-spyleverktøyet 12, mot en innvendig overflate 7 i røret. Fluidet kan innbefatte slipende preparater eller fluidet kan innbefatte kjemikalier, eller begge deler. Rørveggen perforeres således av fluidstrålen på en kjent måte, og det frembringes en åpning mellom rørets innvendige overflate 7 rørets utvendige overflate 6. Fluidstrålen 14 rettes så gjennom åpningen i rørets 5 vegg.

I det tilfellet der fluidet innbefatter slipemidler, skjærer høytrykks-fluidstrålen 14 en spalte i pakningen 8. En kombinasjon av fluidets høye hastighet og dets slipende egen-skaper vil igangsette en oppløsningsprosess av det forholdsvis myke materialet i den ekspanderte pakningen. Pakningsmaterialet, som i den ekspanderte tilstanden er noe svekket, vil ikke være i stand til å stå imot den slipende strålen.

I det tilfellet der fluidet innbefatter egnede kjemikalier, vil støtet fra høytrykks-fluidstrålen 14, forsterket av kjemikaliene, penetrere pakningens gummimatriks, hvorved pakningen vil løse seg opp og/eller falle fra hverandre.

Figur 2 illustrerer et mellomtrinn i fremgangsmåten i samsvar med oppfinnelsen, og viser en delvis oppløst pakning etter at den har vært utsatt for høytrykks-fluidet som forklart over. Pakningsrfagmenter 10 beveger seg bort fra rørveggens åpning på grunn av høytrykks-strålen og/eller på grunn av fragmentenes iboende oppdrift.

Prosedyren over kan gjentas for å fjerne gjenværende deler av pakningen (om nødven-dig), eller for å fjerne pakninger langs røret 5 (for eksempel som vist i figur 3). Posisjoneringen av høytrykks-spyleverktøyet 12 inne i røret 5 kan registreres og styres av styreenheten 29. Posisjoneringen kan utføres med eller uten dybdekorrelasjon, ved å kjøre høytrykks-spyleverktøyet ned i brønnen trinnvis og perforere ved regelmessige (for eksempel 0.3 m) intervaller.

Selv om det i det fleste praktiske anvendelser vil være hensiktsmessig å danne en åpning i rørets 5 vegg ved hjelp av den hydrauliske strålen 14 som beskrevet over, innbefatter fremgangsmåten i samsvar med oppfinnelsen også bruken av et rør 5 med allerede tilstedeværende hull 26, som illustrert i figur 4.1 denne konfigurasjonen posisjoneres høytrykks-spyleverktøyet 12 nær et hull 26 i røret 5, og høytrykks-strålen 14 - innbefat-tende slipemidler og/eller kjemikalier - avleveres til pakningen 8 gjennom dette hullet 26.

Figurene og beskrivelsen er hovedsakelig rettet mot vertikale brønner. Fagpersonen vil imidlertid forstå at brønnens orientering ikke er viktig for oppfinnelsen. Oppfinnelsen kan også anvendes like mye i forede brønner som åpne brønner.

Claims (12)

1. Fremgangsmåte for fjerning av minst en del av et pakningselement (8) i et ringrom (4) dannet mellom en utvendig overflate (6) av et rørformet element (5) og en veggflate (2), karakterisert ved: a) plassere et høytrykks-spyleverktøy (12) inne i det rørformede elementet (5), ved en posisjon ved pakningselementet (8) i ringrommet; b) bevirke en høytrykks-fluidstrøm (14) fra høytrykks-spyleverktøyet (12), inn i en åpning (26) mellom en innvendig overflate (7) av det rørformede elementet (5) og den utvendige overflaten (6) av det rørformede elementet (5); c) føre fluidstrømmen (14) mot et område av pakningselementet (8) ved nevnte åpning (26); d) opprettholde fluidstrømmen (14) inntil en del av pakningselementet (8) er fjer net, hvorved det rørformede elementet (5) kan forflyttes relativt veggflaten (2).

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert v e d at åpningen (26) dannes mellom trinnene a) og b) ved å bevirke en fluid-strøm (14) fra høytrykks-spyleverktøyet (12), mot en innvendig overflate (7) i det rør-formede elementet (5), hvorved en fluidbane frembringes mellom høytrykks-spyleverk-tøyet (12) og pakningselementet (8).

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at pakningselementet (8) innbefatter en svellbar pakning eller en pakning av skumtypen.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert v e d at veggflaten (2) innbefatter en vegg i en undergrunnsbrønn.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert v e d at høytrykks-spyleverktøyet (12) fjernes fra det rørformede elementet etter utførelsen av trinn d).

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert v e d at høytrykks-fluidstrømmen frembringes fra et reservoar (20), via en tilfør-selsledning (21).

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at høytrykks-spyleverktøyet (12) er festet til et fremføringselement (16).

8. Fremgangsmåte ifølge kravene 6 og 7, karakterise r t ved at fremføringselementet (16) innbefatter tilførselsledningen (21).

9. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at fremføringselementet (16) innbefatter kveilrør.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at fremføringselementet (16) innbefatter et borerør.

11. Fremgangsmåte ifølge kravene 1 og 6, karakterise r t v e d at fluidstrømmen innbefatter slipende sammensetninger.

12. Fremgangsmåte ifølge kravene 1 og 6, karakterise r t ved at fluidstrømmen innbefatter kjemiske sammensetninger.