NO327689B1 - Fremgangsmate for a installere et rorlegeme i en olje-/gassbronn og rorlegeme for gjennomforing av fremgangsmaten - Google Patents

Abstract

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for å. installere et foringsrør eller en liner/forlengingsrør (12f) inn i en brønn , fortrinnsvis i en horisontal eller svært avbøyd brønn, og en liner (12f) eller et foringsrør i form av en streng, der en lengde av foringsrøret eller lineren (12f) kjøres ned i brønnen til en første dybde, hvoretter en ny, tilleggslengde av et foringsrør eller liner (12f) kjøres gjennom det allerede installerte og sementerte foringsrør eller liner (12f) for dannelse av et nytt, forlenget foringsrør eller liner (12f) i brønnen.Lineren (12f) er fylt med et medium som er lettere enn borefluidet i den borede, ikke forede seksjonen av brønnen, hvilket tillater at lineren (12f) flytes inn i boringen slik at tilleggslineren kan kjøres til en andre dybde som er større enn nevnte første dybde.Lineren (12f) er fylt med skum (14). Skummet (14) er konfigurert på en slik måte at en avlang, rørformet kanal (15) er dannet i skummet (14). Kanalen (15) strekker seg fortrinnsvis langs hele lengden til tilleggstrengen.

Description

Oppfinnelsens tekniske område

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte og et foringsrør eller et linerelement beregnet på å installeres i en brønn, fortrinnsvis i en horisontal eller svært avvikende brønn, der en første foring føres ned og installeres i brønnen til en første dybde, hvoretter en ny foring føres ned gjennom en allerede installert og sementert foring og videre ned i brønnen for derigjennom å danne en ny foring oppstrøms i brønnen til et andre dyp som er større enn nevnte første dyp, og der den nye foringen er fylt med et oppdriftsmedium som er beregnet på å fjernes etter fullført installasjon, og at en avlang rørformet kanal fortrinnsvis er dannet i hele den nye forings (12f) lengde, hvilken kanal tillater boreslam å passere.

Bakgrunn for oppfinnelsen

I mange brønner, og da særlig i horisontale eller svært avbøyde brønner, er det på grunn av stor akkumulert friksjons-motstand mot foringsrøret, forårsaket av friksjon mellom kontaktflatene på røret, boregeometrien, foringsrørstørrelsen, hullets størrelse, for mye utkutting i hullet eller mangel på motvirkende skyvekraft fra foringsrørets vekt på grunn av vertikalt grunn brønndybde, ofte vanskelig, om ikke umulig, å kjøre en liner eller et foringsrør til brønnens borede totale dybde (TD). Når foringsrøret kjøres ned i slike brønnhull, kan de akkumulerte motstandskreftene langs brønnens hele lengde overstige de motvirkende skyvkreftene fra den kombinerte vekten av lineren og løpestrengen, eller vekten av foringsstrengen, hvilket hindrer foringsrøret eller foringsstrengen i å nå den planlagte settedybden. Dette er særlig relevant for linere som skal installeres i bunndelen av et produksjons-foringsrør, om disse er kjørt i full lengde, hvilket på grunn av utforming av brønnintegriteten er den vanligst tyngste foringsstrengkjøring i en brønn.

Ved installering av en liner eller et foringsrør på en konvensjonell måte, kjøres lineren til bunnen ved hjelp av dens egen vekt og de tunge borestrenglengder i kjørestrengen eller foringrøret ved kjøring til bunnen ved hjelp av dens egen vekt. I svært avbøyde brønner vil vekten til den rør-formede foringsrøret eller lineren hvile på den nedre siden av brønnveggen og resultere i en friksjonskraft som virker mot kjøringen av lineren eller foringsrøret inn i brønnhullet. Friksjonskraften bestemmes av linerens eller foringsrørets vekt og friksjonskoeffisienten. Den overflatemålte friksjonsfaktor kan typisk være 0,17 til 0,35, avhengig av den forede brønnboring, det åpne hullet, det vil si den omliggende formasjon, og typen fluid som er fylt i brønnhullet. Slikt fluid kan for eksempel være vannbasert borefluid, oljebasert borefluid, skumfluidsystemer, vann eller gass.

Når en lang, svært avbøyd eller horisontal seksjon skal fores eller forsegles med en liner, kan friksjonen være større enn den mulige skyvkraften fra vekten av kjørestrengen og selve linerstrengen, noe som krever en alternativ installa-sjonsmåte for å nå den totale dybde (TD). Den hittil kjente løsning for å nå den totale dybde er å flyte lineren eller foringsrøret til den totale dybde, enten ved: å anvende luft eller nitrogen (streng med lukket ende)

innvending i foringsrøret eller lineren, eller ved

å anvende en indre streng som danner et gassfylt ringrom mellom den indre strengen og foringsrøret eller lineren.

Flyting av rørlegemer ved bruk av luft (når ingen hydrokarboner er til stede) eller nitrogen (når hydrokarboner er til stede), forhindrer sirkulasjon gjennom rørlegemet. Når lineren er ved TD, fylles væske inn i lineren og gass venti-leres ut, hvilket resulterer i en øking av rørelegemets gross vekt per meter. Sirkulasjon er ofte helt kritisk for å komme over hindringer og utgjør en fundamental del av brønnkon-trollen ved boreoperasjoner. Å flyte rørlegemer ved å anvende en innvending streng er tidkrevende og representerer en mer risikofylt håndtering ved overflaten under installasjon av den indre strengen innvendig i lineren eller foringsrøret.

Det skal anføres at lengden på foringsrøret eller strengen som inneholder skummet kan være så lang som 1500 meter til 5000 meter eller mer. Slike lengder kan kjøres ved hjelp av borestrengen fra en enhet på overflaten.

Ved installasjon av lange rørformede legemer i en brønn med utvidet rekkevidde, har det vært foreslått å benytte flyting som en transportmåte for å nå total dybde (TD). Å skape et nedhulls oppdriftskammer i et foringsrør gjør den lettere og øker sannsynligheten for suksess for å få foringsrøret til å nå den planlagte dybden for brønnhullet. Det vil si, at om foringsstrengen er lagd lettere, så vil friksjonsmotstanden reduseres og hindringer vil lettere kunne overkommes.

Et eksempel på en flytemetode for installasjon av en liner består i å anvende nitrogen innvendig i hulrommet i linerstrengen i kombinasjon med tykkvegget borerør (Heavy Weight Drill Pipe eller HWDP) og vektrør (Drill Collars eller DC) i tilknytning til en landingsstreng for derigjennom å nå den planlagte dybde. Installasjonen er tidkrevende og krever svært mye logistikk (nitrogenservice).

GB 2226583 og til dels også EP 0186317 omhandler anvendelse av et skumformet oppdriftslegeme inne i en liner for flyting av lineren til større dybder i sterkt avvikende eller horisontal brønnhull, der boreslam samtidig tillates å sirkuleres gjennom en sentralt anordnet kanal i oppdriftslegemet.

EP 1184536 vedrører en fremgangsmåte og en innretning for installering av et foringsrør i et brønnhull. Foringen kjøres normalt inn i brønnen til en stoppdybde. For å gjøre det mulig å kjøre foringen til en større dybde, benyttes deretter et oppdriftskammer som inneholder en gass eller væske som er lettere enn brønnvæsken. Kammeret kan være fylt på forhånd eller det kan fylles på plassen ned gjennom hullet. Oppdriftsfluidet kan være en gass, slik som nitrogen, karbondioksid eller luft. Oppdriftsfluidet kan være en væske, slik som vann eller dieselolje. Ved fullført installasjon fjernes oppdriftsfluidet ved tømming.

US 4384616 vedrører en fremgangsmåte for å skyve et foringsrør ned i et svært avbøyd brønnhull. Den nedre enden av røret er plugget og den nedre delen av rørstrengen er fylt med fluider, slik som komprimert gass, petroleumsprodukter, vann osv. Fluidet har en lavere egenvekt enn tettheten til borefluidet i borehullet. Dette skaper en oppdriftseffekt på røret i den avbøyde delen av borehullet, hvilket bidrar til å forhindre røret i å komme i kontakt med den nedre delen av det avbøyde hullet. Røret kan være plugget eller utstyrt med en kappe over den lettere seksjonen og kan være fylt med et tyngre fluid for å tvinge røret nedover til ønsket posisjon. Pluggene og kappene fjernes deretter, for eksempel ved utboring, når røret er klart for bruk. Fluidet slippes deretter ut i boreslammet.

WO 99/05447 beskriver en isolert rørledning på dypt vann som omfatter et innvendig rør som langs sin lengde er omgitt av en isolerende kjerne. Den isolerende kjernen omfatter makrokuler omgitt av et syntaktisk skum som inkluderer et halvstivt harpiksbindemiddel og mikrokuler. Det halvstive harpiksbindemiddelet forsterker makrokulene for å skaffe tilveie tilstrekkelig styrke for derigjennom å kunne motstå det hydrostatiske trykket på vanndyp som overstiger flere tusen fot, og likevel være fleksibelt nok til å ta opp bøying assosiert med rørleggingsoperasjoner på dypt vann.

Oppsummering av oppfinnelsen

Et formål med oppfinnelsen er å utvikle en sikrere, mer effektiv og mer kostnadsoptimal fremgangsmåte for å installere en liner eller et foringsrør i boreoperasjoner med forlenget rekkevidde (ERD), sammenlignet med flyting ved hjelp av luft eller nitrogen.

Et annet formål ved oppfinnelsen er å skaffe tilveie en fremgangsmåte for å installere linere eller foringsrør i slike forlengede brønner, hvilket gjør det mulig for operatøren å reagere raskest mulig på ustabilitet i brønnen under installasjonen av en liner eller et foringsrør for sikring av strikt kontroll på brønnstyringen.

Nok et formål med oppfinnelsen er å være i stand til å respondere raskt for å forandre brønnstyringsparametrene og raskt kunne sirkulere ut opptredende gasser fra den omliggende formasjon.

Et ytterligere formål med oppfinnelsen er å skaffe tilveie en løsning som ved hjelp av en vannstråle tillater utvasking av eller bortspyling av mulige formasjonshindringer som forhindre kjøring av lineren eller foringen videre inn i borehullet.

Nok et annet formål med oppfinnelsen er å skaffe tilveie flyteeffekt uten å måtte være avhengig av bruk av et lukket oppdriftskammer.

Ifølge foreliggende oppfinnelse oppnås formålene ved hjelp av en fremgangsmåte som er nærmere definert i den karakteriserende del av det uavhengige kravet 1, lest i sammenheng med ingressen til dette kravet.

Ifølge en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen er tilleggslineren fylt med skum, idet skummet er konfigurert på en slik måte at en avlang rørformet kanal er dannet i skummet. Kanalen kan med fordel strekke seg langs hele lengden til tilleggslinerstrengen.

Ifølge en utførelsesform er skummet konsentrisk anordnet inne i lineren og tilleggslineren som inneholder skummet kan fortrinnsvis kjøres gjennom den første foringen ved hjelp av en borestreng.

Skummet kan fjernes fra tilleggslinerstrengen når tilleggslinerstrengen har nådd den andre dybde, og fortrinnsvis etter utført sementering av tilleggslinerstrengen.

Skummet kan videre fjernes ved å utsette skummet for et trykk som overstiger det designtrykk som skummet på forhånd

er maksimalt beregnet på å kunne motstå.

Skummet er utformet og konfigurert slik at dette skal kollapse når skummet utsettes for et indre trykk som overstiger 350 bar. Alternativt kan skummet fjernes enten ved en spyleoperasjon basert på en høytrykks borevæske for fjerning av skummet, eller ved utboring.

Ifølge en ytterligere utførelsesform kan skummet være laget av en kombinasjon av store og små kuler, innbakt i en egnet matriks. De største kulene som danner en del av skummet, kan ha en diameter opp til for eksempel 4-5 cm.

Som en alternativ fremgangsmåte for fjerning av skum, kan matriksen være laget av et materiale med en forhåndsbestemt og på forhånd designet smeltepunkt som ligger under den forventede temperatur i det medium som skal transporteres gjennom lineren. Matriksen vil da smelte og frigjør derved kulene fra bindemiddelet i matriksen.

Det skal anføres at kulene, som utgjør deler av skummet, inkluderer kuler som har et stort spenn i diametre. Dette muliggjør tett pakking av kulene som følgelig resulterer i en så liten tetthet og så lav vekt som mulig. Dette gjør at lineren får stor oppdrift.

Skummet kan fortrinnsvis anbringes i hver av rørsek-sjonene som skal danne lineren eller foringen på en over-flatefasilitet, forut for sammenstillingen av røret.

Det skal anføres at når begrepet "skum" benyttes her, så menes lettvektsdesignet skum dannet av produserte, hule kuler eller kuler fylt med en inert gas. Kulene er fortrinnsvis laget av glass, innbakt i en harpiksmatriks. Alternativt kan kulene være laget av karbon, keramikk, polymerer, metall eller lignende.

Ved å anvende skum inne i en liner eller et foringsrør i kombinasjon med en sentralt plassert strømningspassasje, er det mulig å kombinere flyteoperasjonen, kjøring av lineren eller foringsrøret for å nå den totale dybde og samtidig være i stand til å sirkulere borefluidet.

Skummet kan ha følgende utviklede egenskaper:

Lav tetthet, hvilket gir skummet så mye oppdrift som

mulig.

Porøst, hvilket tillater trykk å virke på linerens

eller foringsrørets innvendige vegg.

Lav permeabilitet, hvilket muliggjør styrt sementering av rommet utenfor lineren eller foringsrøret. Alternativt kan en anvende en åpen sentral utboring som kan tåle det hydrostatiske hodet.

Lav sammentrykkbarhet eller ikke-sammentrykkbarhet for

å støtte funksjonen som oppdriftsmateriale.

Lett å feste til den innvendige vegg på foringsrøret eller lineren, noe som kan oppnås enten på en mekanisk måte eller ved hjelp av et kjemisk adhesjonsmiddel, slik som lim.

Evnen til å føre sement forbi eller gjennom skummet. Opprettholde akseptable materialegenskaper over en periode på en uke når enheten er eksponert for en temperatur på 125 °C og 450 bar.

Lett borbar eller utvaskbar, for eksempel stabil under statiske forhold og deretter enten mekanisk eller kjemisk behandlet for å endres til et utspylbart materiale som enkelt kan spyles ut. Alternativt kan skummet kunne fjernes ved å utsette dette for et trykk som overstiger et på forhånd fastlagt designtrykk utover det skummet er designet for å motstå.

En ytterligere fordel med skum er den lave vekten kombinert med stor trykkstyrke, og at skummet generelt er upåvirket av den temperatur som skummet kan utsettes for nede i hullet.

Ifølge en utførelsesform av en foretrukket fremgangsmåte, kan designet skum, som fortrinnsvis er laget av mikrokuler av glass eller andre typer materialer, være innbakt i en matriks. Skummet kan være festet til den indre overflaten på foringsrøret eller lineren. En åpen kanal eller et rør er dannet gjennom det designede skum, der diameteren fortrinnsvis er 3" eller mer. Sementeringsoperasjonen ved denne fremgangs-måten vil bli beskrevet nedenfor i tilknytning til figur 6.

I en annen utførelsesform kan lineren være fylt med

designet skum, fortrinnsvis laget av mikrokuler av glass eller et annet egnet materiale, innbakt i en matriks. I tillegg kan det også anvendes større kuler med en diameter opp til 4-5 cm, avhengig diameteren til foringsrøret eller lineren som skal flytes.

Ifølge en tredje utførelsesform anvendes kuler som er i stand til å motstå et forhåndsfastlagt trykk som en del av det designede skum. Kulene kan fortrinnsvis holdes i posisjon av et indre rør eller kanal innvendig i foringsrøret eller lineren. Røret eller kanalen kan fortrinnsvis være av en type som lett kan bores ut, og som samtidig tillater at sementering kan utføres gjennom nevnte rør eller kanal. Ifølge en slik utførelsesform kan små trykkutlignende ventiler eller sprengningsdisker være installert inne i røret.

Oppfinnelsen vedrører også et linerelement eller foringsrør som omfatter et avlangt rør som strekker innvendig i hele lengden til lineren eller foringsrøret og der rommet mellom den indre overflate på lineren eller foringsrøret og den innvendige anordnede kanal er fylt med et fast materiale som har en egenvekt som er mye mindre enn egenvekten til borefluidet.

Ifølge en utførelsesform av et slikt linerelement eller foringsrør kan det avlange røret og det faste materialet være prefabrikkert, fortrinnsvis på et landanlegg. Det faste materialet omfatter et stort antall gassfylte hulrom. Hulrommene kan være dannet som gassfylte kuler dannet av glass, metall, karbon eller andre typer lignende materialer. Tykkelsen på kuleskallene er konfigurert på en slik måte at kuleskallene kollapser eller imploderer når kulene utsettes for et forhåndsfastlagt ytre trykk. Slikt forhåndsfastlagte trykk kan være i størrelsesorden 500 bar eller høyere.

Ifølge en annen utførelsesform av linerelementet eller foringsrøret kan de gassfylte kuler ha mer eller mindre lik diameter. Alternativt kan de gassfylte kuler ha varierende diameter som eksempelvis varierer mellom 15um og 5cm, hvilket muliggjør at rommet er tettpakket med kuler.

Ifølge en ytterligere utførelsesform av linerelementet eller foringsrøret, kan det avlange røret være dannet av et rør, fortrinnsvis laget av et materiale som kan bores ut. Det avlange røret kan omfatte en eller flere ventiler eller sprengningsdisk, for å tillate et trykksatt fluid i å komme inn i rommet fylt med nevnte faste materiale. Alternativt kan det avlange røret omfatte en eller flere sammenklappbare sprengningsdisk.

Ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen kan hulrommene eller kulene være innbakt i en matriks som har en egenvekt som er mye mindre enn egenvekten til boreslammet.

Kort beskrivelse av tegningene

En foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen skal nå beskrives i større detalj under henvisning til de medfølgende tegninger, der: figur 1 illustrerer på en generell måte en vertikalt boret brønn ned i en formasjon, der flere enheter er benyttet for dette formålet;

figur 2a illustrerer skjematisk en typisk, tidligere kjent brønnkonstruksjon for en avbøyd brønn i et oljefelt i Nordsjøen;

figur 2b illustrerer skjematisk den tidligere kjente brønnen vist i figur 2a, der et foringsrør flytes inn i en nylig boret avbøyd brønn;

figur 3 illustrerer skjematisk en konsepttegning av et foringsrør utstyrt med skummateriale og en passasje for sirkulering ifølge foreliggende oppfinnelse;

figur 4 illustrerer skjematisk konvensjonell flyting av en 9 5/8" liner inn i et nylig boret, avbøyd brønnhull;

figur 5 viser skjematisk flyting av en tilsvarende 9 5/8" liner med skum og en strømningspassasje inn i et råboret brønnhull;

figur 6 viser en fremgangsmåte for sementering ifølge foreliggende oppfinnelse, basert på et lettvektsdesignet skum ifølge foreliggende oppfinnelse, der sementeringen er utført gjennom et lettvektsdesignet belegg i lineren; og

figur 7 viser en alternativ fremgangsmåte for anvendelse av lettvektdesignet skum, der det anvendes en indre streng og knusbare kuler anordnet i et ringrom mellom lineren eller et foringsrør og en indre streng, idet skummet består av et materiale som kan bli boret ut.

Detaljert beskrivelse av en foretrukket utførelsesform

Nedenfor, der det er hensiktsmessig, vil de samme henvisningstall anvendes for identiske komponenter på de ulike tegningene.

Det henvises til figur 1 som skjematisk viser konvensjonell boring av en brønn. For enkelthets skyld er brønnen tegnet vertikalt. Som vist, er et dreiebord eller et boretårns toppdrive 10, benyttet for å rotere en borestreng 11. Bore-tårnet 10 omfatter en kronblokk 10a, en toppdrive 10b, og et dreiebord 10c. Nevnte toppdrive 10 kan være et roterende maskineri som er hydraulisk eller elektrisk drevet og som påfører borestrengen rotasjon og moment. Nevnte toppdrive 10b kan være mekanisk opphengt i løpeblokken (ikke vist), idet en slik løpeblokk er opphengt i vaier fra kronblokken 10a. Langs en del av sin lengde er borestrengen utstyrt med et tungvekts borerør lia. Ved enden av nevnte tungvekts borerør lia er et installasjonsverktøy for røroppheng 11b og et lineroppheng lic anordnet. Viskeplugger lid er opphengt i nevnte lineropphenget lic. Nevnte viskeplugg lid kan være forhåndsinstallert som en integrert del av et installasjonsverktøy for røroppheng 11b. Borestrengen 11 senkes ned innvendig i et foringsrør 12, idet ringrommet mellom foringsrøret 12 og den omliggende formasjon 13 i en ferdigboret del av brønnen er sementert. Ifølge utførelsesformen vist i figur 1 omfatter foringsrøret 12 et 32" brønnforingsrør 12a, en 26" overflateforing 12, et 18 5/8 foringsrør 12c og et 13 3/8 foringsrør 12d.

Ved den øvre enden av foringen 12 er et avledningssystem 10d, stigeledning 12b, en sikkerhetsventil 10f og et brønnhode 10g anordnet.

Når en ny 12 H" seksjon 12e i borehullet er boret ut, føres en ny seksjon med foringsrør eller liner 12f ned i borehullet, hvilket borehull er fylt med borefluid. Ved den nedre enden kan lineren 12f være utstyrt med en landingskrage 12g.

Ved installasjon av lineren 12f til enden av en nylig utboret del 12f av brønnen i et svært avvikende borehull, kjøres lineren 12 til brønnens bunn ved hjelp av dens egen vekt og lengder av tunge borerør lia på løpestrengen. I svært avvikende brønner vil vekten av en rørformet liner 12f hvile på en side av brønnhullet, hvilket leder til en friksjonskraft som virker mot kjøringen av foringsrøret eller lineren 12 inn i et nylig boret brønnhull. Friksjonskraften bestemmes av linerens 12f vekt og av friksjonskoeffisienten. Overflatemålte friksjonsfaktor kan typisk være 0,17-0,35, avhengig av den forede brønnboring, det åpne hullet, det vil si formasjonen og hva slags type fluid som er fylt i brønnhullet. Slikt fluid kan være vann, gass, vannbasert borefluid eller oljebasert borefluid.

Figur 2a viser skjematisk brønnen, idet et brønnhode 10g, et 32" rør 12a, en 26" overflateforing 12b, en 18 5/8" foring 12c og en 13 3/8" foring 12d er vist. Alle disse enhetene er sementert. Ifølge utførelsesformen vist i figur 2a er også ringrommet mellom foringsstrengene 12a-d og den omliggende formasjon 13 sementert. For klarhets skyld skal det anføres at verken sementeringen eller borehullet er vist i figuren. Figur 2b viser det neste trinnet i installasjonen av lineren, idet en liner 12f indikert med stiplede linjer flytes inn i brønnen. Figurene 2a og 2b viser en kjent, konvensjonell løsning.

Når en lang, svært avbøyd eller horisontal del skal fores og forsegles, kan friksjonen mellom kjøreutstyret, definert av lineren 12f og landingsstrengen 16, og kontaktarealet mot det allerede installerte foringsrør 12d og formasjonen 12e overstige den mulige vekten til kjørestrengen, noe som følgelig begrenser videre boring.

Figur 3 viser skjemtisk et snitt gjennom en liner 12 ifølge foreliggende oppfinnelse. Lineren 12f er fylt med lettvektsdesignet skum 14. Som vist i figuren er videre en passasje 15 for sirkulering av borefluid og/eller sement sentralt anordnet gjennom lineren 12f. Passasjen 15 bør fortrinnsvis være 3" eller mer. Det skal imidlertid anføres at for fluidtyper med mindre viskositet, kan mindre diametre være mulig. Basert på tidligere kjente fluidtyper, er imidlertid en diameter på minst 3" å anbefale. Lettvektsdesignet skum kan fortrinnsvis være designet med de følgende parametere: Lav tetthet, hvilket gjør skummet 14 så flytende som

mulig.

Porøst, hvilket tillater trykket å virke mot den innvendige veggen på lineren 12f eller foringsrøret 12a-d.

Lav permeabilitet, hvilket muliggjør styrt sementering av rommet utenfor lineren eller foringsrøret 12a-f. Alternativt kan en anvende en åpen, sentral utboring 15 som kan overleve det hydrostatiske hodet.

Lav sammenpressbarhet eller ikke-sammenpressbarhet,

for å opprettholde funksjonen som et

oppdriftsmateriale.

Lett å feste til den innvendige vegg på foringsrøret 12a-e eller lineren 12f, noe som kan oppnås enten på en mekanisk måte eller ved hjelp av et kjemisk adhesjonsmiddel, slik som lim.

Evnen til å overføre sement forbi eller gjennom

skummet 14.

Opprettholde akseptable materialegenskaper over en periode på en uke når enheten eksponeres for en temperatur på 125 "C og 450 bar.

Lett utborbar eller utvaskbar, for eksempel stabil under statiske forhold og deretter enten mekanisk eller kjemisk bearbeidbar for endring til et utspylbart materiale som enkelt kan spyles ut. Alternativt kan skummet 14 kunne fjernes ved å utsette dette for et trykk som overstiger et på forhånd fastlagt designtrykk utover det trykk skummet 14 er designet for å motstå.

Forskjellige varianter av linerseksjonen eller forings-røret kan som vist i figur 3 være mulig. Ifølge en utførelses-form kan lettvektsdesignet skum 14 støpes på innsiden av en stålrørseksjon 12f for dannelse av en forings- eller linerseksjon. I dette tilfellet er en kanal 15 anordnet fortrinnsvis sentralt i lengderetningen gjennom røret 12f. Lettvektsdesignet skum kan omfatte en matriks og et stort antall hulrom, for eksempel dannet av gassfylte kuler av glass, karbon, metall eller lignende. Alternativt kan matriksen være dannet av ekspandert skum, egnet til å motstå de opptredende trykk.

Ifølge en andre utførelsesform av liner- eller foringsseksjonen kan lettvektsdesignet skum 14 omfatte et stort antall gassfylte kuler av glass, karbon, metall eller lignende typer materiale, innbakt i en matriks av en egnet type. Nevnte lettvektsdesignet skum 14 kan være støpt i ringrommet mellom veggen til nevnte liner- eller forings-seksjon og et rør som strekker seg gjennom hele liner- eller foringsseksjons lengde. Ifølge en variant kan hver kule ha en uniform diameter, det vil si at alle kulene har samme diameter og dimensjon. Kulenes diameter kan være i størrelsesorden 15 pm eller større. Ifølge en andre utførelsesform kan kulene ha varierende diameter, for derigjennom å muliggjøre tettpakking av kulene for oppnåelse av så lett materiale som mulig.

Ifølge en tredje variant kan ringrommet mellom røret som strekker seg gjennom hele lengden til linerseksjonen eller foringen og linerseksjonens vegg være fylt med gassfylte kuler med varierende diameter, for derigjennom å muliggjøre tettpakking av kulene for å oppnå en så lett linerseksjon som mulig. I denne sistnevnte variant anvendes ikke en matriks.

Alle linerseksjonene eller foringsrørene eller varianter av disse er fortrinnsvis fabrikkert i landanlegg og skipet til en boreplattform.

Om et rør 15 er anvendt for å danne en kanal 15, kan røret videre fortrinnsvis være utstyrt med en eller flere ventiler, for å tillate fluid ved et forhåndsbestemt trykk å komme inn i ringrommet mellom røret og veggen til linerseksjonen for derigjennom å implodere kulene. I stedet for eller i tillegg til nevnte ventiler kan røret være utstyrt med en eller flere sprengningsdisker for å tillate at kulene imploderer ved et forhåndsbestemte trykk. Slikt forhåndsbestemt trykk kan være i størrelsesorden 500 bars eller mer.

Røret kan fortrinnsvis være laget av et materiale som lett kan ødelegges eller bores ut.

Figur 4 viser en konvensjonell løsning der en 9 5/8" liner 12f flytes inn i en brønnboring ved hjelp av en forbindelsesledning 16 til overflaten, idet lineren 12f er festet til enden av en slik forbindelsesledning til overflaten eller til en landingsstreng 16. Lineren 12f kan være fylt med gass som fortrinnsvis fylles i lineren under kjøringen av lineren 12f inn i hullet. En ventil 16a er anordnet ved den nedre enden på landingsstrengen 16. Hensikten med dette er å kunne ventilere lett fluid fra lineren 12f og inn i landingsstrengen 16 for å forhindre at gass forlater lineren 12f. Ventilen 16a kan typisk åpnes ved å øke trykket inne i landingsstrengen 16. Ved den nedre enden til landingsstrengen 16 kan et lineroppheng lic være anordnet. Den konvensjonelt flytelineren er lukket ved sin frie ende, hvilket utelukker mulighetene for sirkulering. Dette kan være en ulempe siden det er ønskelig å sirkulere borefluid under installasjonen av et foringsrør eller en liner for å i) sikre brønnstyring; ii) sirkulere/ vaske ut mulige hindringer, bruddstykker eller lignende, enten som små lepper/kanter i formasjonen forårsaket av ujevnt utborede hull eller borekaks eller lignende.

Figur 5 viser en løsning ifølge en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse der lineren 12f er av en type som illustrert i figur 3, det vil si en liner som er fylt med en lettvektsdesignet skum 14 og en passasje 15 som strekker seg aksialt gjennom lineren og skummet 14.

Det skal anføres at skummet fortrinnsvis kan omfatte hule kuler som er tett sammenpakket. Ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen kan kulene ha ulike diametre, hvilket gjør det mulig å fylle ringrommet så mye som mulig. Kulene kan være innbakt i en matriks. Egenvekten til skummet kan for eksempel være i størrelsesorden 300-800 kg/m3 og kulenes diameterstør-relse kan for eksempel variere mellom 15 um og 5 cm.

Det foreligger flere fremgangsmåter for installasjon og sementering av lineren 12f i borehullet, slik som: sementering med en innvendig streng (kjent løsning) standard liner sementeringsmetode (tilpasset de kjente

løsninger)

sementering med "løse kuler" ifølge foreliggende oppfinnelse.

Figur 6 viser skjematisk en fremgangsmåte for sementering ifølge foreliggende oppfinnelse - den såkalte "standard sementeringsmetode". Foringsrøret vil ifølge denne metode bli innvendig kledd med skum med et gjenværende, åpent, innvendig åpningshull for sirkulering, der diameteren er større enn 3"

(76,4 mm). Denne innkledning foregår i en fabrikasjonshall forut for skipning av rørseksjonene ut til riggen for installasjon i brønnen. Dette lettvektsmaterialet er antatt å danne en indre diameter i foringsrøret som, med hensyn til sementeringsoperasjonen, vil fungere på samme måte som stål.

To alternativer for sementering kan vurderes, nemlig:

kjøring av et konvensjonelt lineroppheng med et sett

med en topp- og bunnsementviskeplugg, eller

kjøring med et sett med viskepil/-plugg frigjort fra plattformen og som løper hele veien fra boredekket på riggen til landingskragen ved den motsatte ende av brønnen.

Ulempen med denne metoden er at utboring av lettvektsmaterialet kan være tidkrevende og generere avfallvolumer.

For denne type operasjoner bores brønnen til den totale dybde og borestrengen trekkes ut av hullet. Foringsstrengen med lettvektsskumlag kjøres. Hengeren og landingsstrengen kjøres deretter og systemet sirkuleres forut for sementering. Bunnviskepluggen kjøres og sement pumpes inn. Toppviskepluggen droppes ned og sement skyves ut. Pakkeren settes deretter og overskudd av sement sirkuleres ut av hullet. Skumlaget innvendig i lineren/foringsrøret bores ut.

En alternativ fremgangsmåte, basert på bruk av lett-vektsdesignede kuler er vist i figur 7 og kan være som følger: Foringsrøret inneholder kuler som vist skjematisk i figuren, for å skaffe tilveie oppdrift. Kulene er plassert innvendig i lineren eller foringsrøret og holdes på plass av en indre streng som består av et utborbart materiale. En trykkutlignende ventil eller sprengningsdisker er installert i den innvendige strengen. Forut for fjerning av kulene fra brønnen, etter fullført sementeringsoperasjon, vil trykket tilføres gjennom den innvendige strengen og derved også på kulene, slik at kulene kollapser. På denne måten reduseres volumet av vrakgods.

Brønnen er boret til total dybde og borestrengen trekkes ut av hullet. Lineren, nå fylt med kuler som holdes på plass av en forhåndsinstallert streng kjøres deretter ned i brønn-hullet på landingsstrengen. Landingsstrengen omfatter borerør (standard og tungvekt), for å unngå kjøring med inner-strengen. Hulrommene i ringrommet mellom foringsrøret og den innvendige strengen fylles deretter med borefluid. Lineren og linerhenger kjøres deretter ned i brønnen på landingsstrengen til den totale dybde.

Bunnviskepilen kjøres, og sementen skyves ut ved hjelp av toppviskepluggen. Pakkeren settes deretter og trykk som overstiger kollapstrykket til kulene, for eksempel 350-600 bar, påføres kulene, hvoretter kulene klapper sammen. Landingsstrengen trekkes deretter ut av hullet og de sammenklappede kulene bores eller sirkuleres ut av brønnen, mens den indre strengen bores ut.

Ved å anvende lettvektsdesignet skum ifølge foreliggende oppfinnelse og nevnte tilhørende fremgangsmåte(r) beskrevet ovenfor, vil den totale tid det tar fra fullført boring ned til total dybde er nådd og til fullført installasjon av lineren eller foringsrøret reduseres vesentlig. Videre vil falsk rotasjon unngås.

Selv om spesifikke dimensjoner er spesifisert for utførelsesformene ovenfor, skal det anføres at foringsrøret og lineren kan ha hvilke som helst andre egnede dimensjoner uten derved å fravike den oppfinneriske tanke.

I beskrivelsen ovenfor og i det etterfølgende patentkrav benyttes termer med følgende definisjoner:

Borestreng

I boreteknologien for petroleum, er en borestreng fra en oljerigg søylen eller strengen med borerør med påmontert verktøykoplinger som overfører fluid og rotasjonskraft fra Kellydriven eller toppdriven til landestrengen og borekrona. Begrepet er ofte, og særlig i oljebransjen løst anvendt til både borerør og vektrør. Noen typer borefluider pumpes nesten alltid ned innvendig i borestrengen og sirkulerer tilbake gjennom ringrommet, eller det ringformede hulrom mellom borestreng og formasjonen.

Foringsrør

Et foringsrør er et metallrør som ved boring etter olje eller gass anvendes i kombinasjon med sement for sekvensielt å stabilisere nylig boret formasjon. Foringsrøret kjøres fra brønnhodet og ned til en planlagt dybde for å tette av spesifikk formasjonstrykkintervall, hvor formasjonstrykket er poretrykk og formasjonens frakturtrykk.

Liner

En liner er et metallrør som anvendes ved boring etter olje eller gass i kombinasjon med sement for å stabilisere nylig borede formasjoner. Lineren er opphengt i det tidligere installerte foringsrøret ved hjelp av en linerhenger.

Skum

Skum er substansen som er formet ved å innestenge mange gassbobler i en væske eller i et fast stoff.

ERD ( Extended Reach Drilling)

Begrepet "Extended Reach Drilling" er anvendt for boring av brønner med en målt dybdeforhold (MD)/sann vertikal dybde (TD) som overstiger 2,5. Dette betyr at en brønn som er boret ut til en vertikal dybde på si 2500 meter må ha en målt dybde målt langs veggbanen på omlag 6250 meter for å falle innenfor denne definisjonen. Den lengste oljebrønn per dags dato er om lag 11282 meter og den største MD/TD erfart er om lag 8.

Friksjonskoeffisient

Begrepet "friksjonskoeffisient" er en dimensjonsfri kvantitet benyttet for å kalkulere friksjonskraften (statisk eller kinetisk). Koeffisienten for statisk friksjon er definert som forholdet mellom maksimal statisk friksjonskraft (F) mot kontaktoverflåtene og normalkraften (N). Koeffisienten for kinetisk friksjon er definert som forholdet

mellom kinetisk friksjonskraft (F) mellom kontaktoverflaten

og normalkraften (N). Kilde: www. wikipedia. org)

Friksjonsfaktor

Begrepet "friksjonsfaktor" kommer en fram til ved å sammenligne målte verdier for "string pick up" og slack down weights med simulerte verdier. Simuleringen kan bare ta høyde for friksjon forårsaket av friksjonskoeffisienten, som er en inngangsparameter i simuleringen. I realiteten bidrar tilleggsparametere til den målte kraft, slik som for eksempel tett borehull, oppbygging av borekaks i borehullet, horisontale sidekrefter i sterkt oppbygde seksjoner, osv. Friksjonsfaktoren er følgelig friksjonskoeffisienten kombinert med en rekke andre kraft influerende faktorer.

Foring

I de medfølgende patentkrav anvendes for klarhets skyld fellesbetegnelsen "foring" for foringsrør, foring og/eller liner.

Claims (13)

1. Fremgangsmåte for å installere en foring (12f) i en brønn, fortrinnsvis i en horisontal eller svært avvikende brønn, der en første foring (12a-12d) føres ned og installeres i brønnen til en første dybde, hvoretter en ny foring (12f) føres ned gjennom en allerede installert og sementert foring (12a-12d) og videre ned i brønnen for derigjennom å danne en ny foring oppstrøms i brønnen til et andre dyp som er større enn nevnte første dyp, og der den nye foringen (12f) er fylt med et oppdriftsmedium (14) som er beregnet på å fjernes etter fullført installasjon, og at en avlang rørformet kanal (15) fortrinnsvis er dannet i hele den nye forings (12f) lengde, hvilken kanal (15) tillater boreslam å passere, karakterisert ved at nevnte oppdriftsmedium (14) utgjøres av hule kulelegemer, fylt med et fluid, og at kulelegemene først utsettes for et trykk som overstiger et på forhånd fastlagt trykk som kulelegemene er utformet for å motstå, slik at kulene kollapser og deretter kan pumpes ut sammen med borevæsken.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, der kulelegemene er utformet for å bryte sammen ved et trykk som overstiger 350 bar.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, der kulelegemene fjernes ved en spyleoperasjon som anvender et fluid med høyt trykk.

4. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-3, der det anvendes en kombinasjonen av store og mindre kuler, innbakt i en matriks.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, der de største kulelegemene kan ha en diameter opp til 5-6 cm.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 4 eller 5, der kulelegemene inkluderer kulelegemer som har et stort antall ulike diametre, hvilket muliggjør tett pakking av kulelegemene slik at tettheten og vekten blir så liten som mulig, hvorved foringen eller foringsrøret (12f) får en stor oppdrift.

7. Foring (12f) beregnet på å installeres i en horisontal eller en svært avvikende brønn, der foringen (12) er i form av en streng som løper ned i brønnen til en første dybde hvoretter en ny foring (12f) føres ned gjennom en allerede installert og sementert foring (12a-12d) og videre ned i brønnen for etablering av en ny foring (12f) oppstrøms i brønnen til et andre dyp som er større enn nevnte første dyp, hvilken nye foring (12f) er fylt med et oppdriftsmedium (14) som er beregnet på å fjernes fra foringen (12f) etter fullført installasjon, og at en avlang rørformet kanal (15) fortrinnsvis er dannet i hele den nye forings (12f) lengde, hvilken kanal (15) tillater boreslam å passere, karakterisert ved at nevnte medium (14) omfatter hule kulelegemer, fylt med et fluid og dannet av glass, metall, karbon eller andre lignende materialer, og at kulelegemenes skalltykkelse er slik konfigurert at skallet kollapser eller imploderer når kulelegemet utsettes for et trykk som overstiger et på forhånd fastlagt trykk.

8. Foring (12f) ifølge krav 7, der det forhåndsbestemte trykket er i størrelsesorden 500 bar eller mer.

9. Foring (12f) ifølge krav 7 eller 8, der kulelegemene har hovedsakelig samme diameter.

10. Foring (12f) ifølge et av kravene 7-9, der kulelegemene har ulike diametre, for eksempel varierende mellom 15um and 5 cm, hvilket tillater tett pakking av rommet med kulelegemer.

11. Foring (12f) ifølge krav 10, der den avlange kanalen (15) omfatter en eller flere ventiler som tillater trykksatt fluid å komme inn i rommet som er fylt med nevnte kuleformede legemer.

12. Foring (12f) ifølge krav 11, der den avlange kanalen (15) omfatter en eller flere skiver som kan kollapse ved nevnte kuleformede legemer.

13. Foring (12f) ifølge et av kravene 7-12, der kulelegemene er innkapslet i en matriks hvis egenvekt er mye mindre enn egenvekten til borevæsken.