NO328717B1 - Anordning og fremgangsmåte for å øke produksjonsstrømmen i en brønn - Google Patents

Abstract

Foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning (6) for å løfte fluid fra en oljebrønn, hvor anordningen omfatter et par avstandsplasserte tetningselementer (7), hvor de avstandsplasserte tetningselementene (7) er oppblåsbare for å etablere en tettende forbindelse mellom produksjonsrøret (4) og anordningen (6), og i det minste ett innløp (9) i produksjonsrøret (4), hvor innløpet er forbundet til en gassløfteventil (11) anordnet i anordningen. (6). Foreliggende oppfinnelse vedrører også en fremgangsmåte for å løfte fluid fra en oljebrønn.

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning og en fremgangsmåte for å løfte fluider fra en underjordisk brønn under produksjon av gass og olje. Mer spesifikt vedrører oppfinnelsen en anordning og en fremgangsmåte for å injisere et medium inn i et produksjonsrør, hvor det naturlige reservoartrykket har avtatt over tid.

Et hydrokarbonreservoar kan inneholde olje, gass og vann. Forutsetningene for produksjon, det vil si mengde olje, gass, vann og trykk i reservoaret, vil generelt varie-re gjennom reservoarets forskjellige lag, og vil også utsettes for forandringer under reservoarets produksjonstid.

Idet hydrokarbonene produseres fra reservoaret, vil det naturlige trykket i den geologiske formasjonen avta, hvor dette vil føre til at hydrokarbonproduksjonen vil minke.

Det er kjent flere fremgangsmåter for å opprettholde trykket i hydrokarbonreservoaret, og derved også øke strømmen av et medium. De to mest vanlige system medfø-rer å injisere vann eller gass enten i den geologiske formasjonen eller også inn i brønnens produksjonsrør. Andre produksjonsfremmende fremgangsmåter kan være å installere en eller flere pumper langs produksjonsrøret. Hovedideen for alle slike fremgangsmåter er som nevnt å utvinne mer hydrokarboner fra reservoaret.

Alle kjente kunstige løftesystem idag frigir en strøm av medium inn i produksjons-røret, uten å kontrollere strømmens form annet enn ved å bryte hovedinjeksjons-strømmen i mindre strømmer og bobler. Aktuell løsgjøring av en strøm av medium som dette kan forårsake at en del av mediestrømmen vil virke mot produksjons-strømmen i røret (det vil si tilføres med en retning nedover i produksjonsrøret) og derved føre til en minkning i produksjonsstrømmen.

US 3.042.065 beskriver en anordning og en fremgangsmåte for å øke produksjons-strømmen i en olje- og/eller gassbrønn, der et fluid ved hjelp av en gassløfteventil injiseres inn i brønnens produksjonsrør. Gassløfteventilen, som omfatter tetningselementer, er anordnet i produksjonsrøret.

I US 5.383.520 beskrives et tetningssystem for å avtette bestemte soner i en olje-og/eller gassbrønn, der et kveilerør benyttes for å føre pakningssystemet ned i et produksjonsrør. Når pakningssystemet er anbrakt på det ønskede sted, vil pakningene i pakningssystemet aktiveres, hvorved en sone avtettes.

Følgelig er det et formål med den foreliggende oppfinnelsen å tilveiebringe en mer effektiv anordning og fremgangsmåte for å øke produksjonsstrømmen i et pro-duksjonsrør.

Det er videre et formål med den foreliggende oppfinnelsen å tilveiebringe en for-bedret fremgangsmåte for å øke produksjonsstrømmen i et produksjonsrør.

Nok et formål med den foreliggende oppfinnelsen er å tilveiebringe en anordning som kan anordnes på et ønsket sted i brønnen.

En videre hensikt med den foreliggende oppfinnelsen er å tilveiebringe en anordning som aktiveres først når den er anordnet på det ønskede stedet i brønnen.

Det er videre en hensikt med den foreliggende oppfinnelsen å tilveiebringe en anordning for å redusere tid og innsats som kreves for å injisere et medium inn i pro-duksjonsrøret.

Disse formål oppnås ved en anordning og en fremgangsmåte for å injisere et medium inn i et produksjonsrør ifølge oppfinnelsen som definert i de vedlagte selvsten-dige krav, hvor utførelser av oppfinnelsen er gitt i de uselvstendige kravene.

Foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning for å øke produksjonsstrømmen i et produksjonsrør. Anordningen omfatter et par avstandsplasserte tetningselementer (eng. straddle sealing elements) som er anordnet rundt en ytre omkrets av anordningen. Når anordningen kjøres ned på innsiden av produksjonsrøret, kan anordningen festes med festeinnretninger på et ønsket sted, hvoretter de avstandplasserte tetningselementene blåses opp for å opprette en tettende forbindelse mellom innsiden av produksjonsrøret og anordningen. Ett av de avstandplasserte tetningselementene anordnes videre over et innløp i produksjonsrøret, mens det andre avstandplasserte tetningselementet er anordnet under innløpet.

En gassløfteventil er videre anordnet på innsiden av anordningen, hvor gassløfte-ventilen er forbundet til innløpet i produksjonsrøret gjennom et forbindelsesstykke. For å kontrollere injeksjonen av mediumet som skal injiseres, er gassløfteventilen utformet for å åpne først når et visst trykk oppnås i det mediumet som skal injiseres, hvor gassløfteventilen vil lukke igjen når trykket faller under et visst trykk.

Anordningen kan også omfatte lukkeinnretninger for å dekke innløpet i produk-sjonsrøret når anordningen ikke er i bruk, eller så kan lukkeinnretningen anordnes på utsiden eller innsiden av produksjonsrøret hvor anordningen i dette tilfellet vil ha aktiveringsinnretninger for å åpne og/eller lukke lukkeinnretningene.

De foregående og andre hensikter, trekk og fordeler ved oppfinnelsen vil være åpenbare fra den følgende mer spesielle beskrivelsen av foretrukne, ikke-begrensende utførelser av oppfinnelsen, som illustrert i de medfølgende tegninger:

Figur 1 er et skjematisk riss av kjent teknikk,

Figur 2 viser en anordning som benyttes for å forsegle et område mellom foringsrø-ret og å injisere et medium inn i produksjonsrøret ifølge en foretrukket utførelse av oppfinnelsen, og Figur 3 viser et tverrsnitt av produksjonsrøret, foringsrøret og anordningen ifølge den foreliggende oppfinnelsen. Figur 1 viser kjent teknikk innenfor oppfinnelsens område, hvor et hydrokarbonreservoar 1 er forbundet til en flytende struktur 2 eller en havbunnsstruktur 3 eller en landbasert struktur (ikke vist) med et produksjonsrør 4.

Idet et hydrokarbonreservoar har produsert hydrokarboner over en periode, vil det naturlige trykk i formasjonen avta, hvor dette fører til at mindre hydrokarboner dri-ves ut av hydrokarbonreservoaret 1.

For å øke produksjonen av hydrokarbonene i hydrokarbonreservoaret 1, injiseres et fluidmedium inn i produksjonsrøret 4. Dette kan gjøres ved å plassere injeksjonsanordninger 5 langs produksjonsrøret 4, gjennom hvilke injeksjonsanordninger 5 flu-idmediet injiseres.

Mediumet som skal injiseres kan være gass, væske, prosessert brønnfluid eller fluid fra hydrokarbonreservoaret 1, hvor mediumet kan tas fra et område i nærheten av injeksjonsanordningen 5 eller det kan tilføres fra en struktur 2, 3 vekk fra injeksjonsanordningen.

Injeksjonsanordningen 5 kan for eksempel, om mediumet som skal injiseres fra en struktur 2, 3, være et rør og en trykkoperert ventil som er anordnet på enden av rø-ret, hvor røret og ventilen kjøres ned til det ønskede sted langs produksjonsrøret 4, etter hvilket ventilen innsettes i et innløp i produksjonsrøret 4.

Injeksjonsanordningen 5 kan også være en eller flere pumper som er anordnet langs produksjonsrøret 4, hvor pumpene opereres fra strukturen 2, 3.

Figur 2 viser en anordning 6 som benyttes for å forsegle et valgt område i et hydrokarbonreservoar, hvor anordningen 6 er fremstilt for å være en separat del som kan kjøres ned i brønnen på innsiden av produksjonsrøret 4. Anordningen 6 omfatter et par avstandsplasserte tetningselementer 7, hvor de avstandsplasserte tetningselementene 7 er oppblåsbare. De avstandsplasserte tetningselementene 7 er videre anordnet på utsiden av anordningen 6, for å etablere en tettende forbindelse mellom innsiden av produksjonsrøret 4 og anordningen 6, idet de avstandsplasserte tetningselementene 7 er anordnet rundt den indre omkretsen av produksjonsrøret 4.

Anordningen 6 festes på et ønsket sted på innsiden av produksjonsrøret 4 på en måte som vil være åpenbar for en fagmann, og vil derfor ikke diskuteres videre her.

De avstandsplasserte tetningselementene 7 er videre plassert for å være anordnet over og under i det minste ett innløp 9 i produksjonsrøret 4.

Anordningen 6 kan videre omfatte en glidende hylse 10, eller denne glidende hylsen 10 kan også være anordnet enten på utsiden eller innsiden avproduksjonsrøret 4, hvor den glidende hylsen 10 dekker innløpet 9 i produksjonsrøret 4.

I anordningen 6 er det videre anordnet en gassløfteventil 11, hvor gassløfteventilen 11 på en ikke vist måte er festet på innsiden av anordningen 6. Gassløfteventilen 11 er i en foretrukket utførelse av oppfinnelsen plassert i senter av anordningen, når sett i den longitudinale retningen av produksjonsrøret 4.

Gassløfteventilen 11 er en ventil som er fremstilt for å åpne når den utsettes for et visst trykk, og hvor ventilen gjennom dens innside vil frembringe en økning i has-tigheten i mediumet som skal injiseres. Dette vil medføre i et trykkfall i produk-sjonsrøret 4 i området hvor mediumet injiseres. Fluidstrømmen, indikert med piler på figuren, vil derfor bli "trukket" oppover i produksjonsrøret 4.

Når trykket i gassløfteventilen 11 faller under en viss verdi, vil gassløfteventilen 11 stenge.

For å tette av et område over og under anordningen 6, er et pakningssystem 13 anordnet mellom et foringsrør 8 og produksjonsrøret 4. Denne utførelsen kan benyttes om for eksempel mediumet tilføres fra strukturen 2, 3 gjennom et rør eller tas fra hydrokarbonreservoaret 1.

Som det kan ses av figur 3, er gassløfteventilen 11 forbundet til innløpet 9 gjennom et forbindelsesstykke 12. Denne forbindelsen vil sikre at mediumet som skal injiseres i sin helhet tilføres til gassløfteventilen 11, hvor dette vil medføre i en effektiv utnyttelse av mediumet.

Når anordningen 6 benyttes for å injisere et medium i produksjonsrøret 4, åpnes den glidende hylsen 10 for å avdekke innløpet 9, hvor denne avdekning kan gjøres når anordningen 6 installeres i oljebrønnen, eller den kan åpnes før anordningen 6 benyttes. Den glidende hylsen 10 kan aktiveres hydraulisk, manuelt eller elektrisk.

Mediumet som skal injiseres kan tilføres produksjonsrøret 4 fra en struktur 2, 3 ved hjelp av rør og/eller gjennom rommet mellom brønnforingen 8 og produksjonsrøret 4. Hvordan denne tilføring gjøres vil være åpenbar for en fagmann og er derfor ikke diskutert videre her.

Mediumet kan også tilføres fra selve hydrokarbonreservoaret 1, hvor dette gjøres ved å perforere brønnforingen 8, hvorved mediumet tillates å strømme inn i mellomrommet mellom brønnforingen 8 og produksjonsrøret 4.1 dette tilfellet er et område over og under innløpet 9 avtettet med pakninger 13, for på denne måten å sikre at mediumet tilføres mellom pakningene 13.

Det tilførte medium vil, idet den glidende hylsen 10 er åpen, trenge inn i gassløfte-ventilen 11, og når trykket på innsiden av gassløfteventilen 11 er stort nok, vil det medføre i en åpning av gassløfteventilen 11.

Fluid i produksjonsrøret 4 vil forhindres fra å strømme ut av produksjonsrøret 4 og inn i mellomrommet mellom brønnforingen og produksjonsrøret 4, idet de avstandsplasserte tetningselementene elementene 7 i anordningen 6 avtetter et område over og under innløpet 9, og gassløfteventilen 11 i tillegg er lukket.

På figur 3 er det vist et tverrsnitt av brønnforingen 8, produksjonsrøret 4 og de avstandsplasserte tetningselementene 7. Det er videre indikert at anordningen 6 er anordnet på innsiden av produksjonsrøret 4, hvor gassløfteventilen 11 i anordningen 6 er forbundet med innløpet 9 gjennom forbindelsesstykket 12.

Mens anordningene og fremgangsmåtene ved den foreliggende oppfinnelsen har blitt beskrevet gjennom foretrukne utførelser, vil det være åpenbart for en fagmann at variasjoner kan anvendes til hva som har blitt beskrevet heri, uten å avvike fra konseptets prinsipper, teksten og omfanget av den foreliggende oppfinnelsen som definert i de vedlagte krav. Alle slike tilsvarende erstatninger og modifikasjoner som er åpenbare for en fagmann er ansett å ligge innenfor omfanget og konseptet av den foreliggende oppfinnelsen slik som den er satt frem i de følgende kravene.

Claims (6)

1. En anordning (6) for å øke produksjonsstrømmen i et produksjonsrør (4), hvor et medium injiseres inn i produksjonsrøret (4), karakterisert ved at anordningen (6) omfatter et par avstandsplasserte tetningselement (7) som er oppblåsbare, for å etablere en tettende forbindelse mellom produksjonsrøret (4) og anordningen (6), hvor ett av de avstandsplasserte tetningselementene (7) videre er anordnet over i det minste ett innløp (9) i produksjonsrøret (4) og det andre avstandsplasserte tetningselementet (7) er anordnet under innløpet (9), en gassløfteventil (11) anordnet i anordningen (6) og forbundet til innløpet (9) i produksjonsrøret (4) gjennom et forbindelsesstykke (12), hvor anordningen (6) er en separat enhet anordnet på innsiden av produk-sjonsrøret (4).

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at gassløfteventilen (11) er anordnet for å åpne når et visst trykk er oppnådd i mediumet som skal injiseres og å lukkes når trykket faller under et visst trykk.

3. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at det på innsiden av produksjonsrøret (4) er anordnet festeinnretninger for å feste anordningen (6) på et ønsket sted.

4. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at en lukkeinnretning (10) vil åpne eller lukke for innløpet (9) i produksjonsrøret (4).

5. En fremgangsmåte for å øke produksjonsstrømmen i et produksjonsrør (4), hvor et medium injiseres inn i produksjonsrøret (4), karakterisert ved at anordningen (6), som omfatter et par avstandsplasserte tetningselementer (7) som kjøres ned i produksjonsrøret (4), hvor de avstandsplasserte tetningselementene (7) i et valgt område blåses opp for å dan-ne et isolert område mellom innsiden av produksjonsrøret (4) og anordningen (6), hvor de avstandsplasserte tetningselementene (7) videre er anordnet over og under i det minste ett innløp (9) i produksjonsrøret (4), etter hvilket et fluid medium som skal injiseres inn i produksjonsrøret (4) tilføres til mellomrommet mellom en foring (8) og produksjonsrøret (4), og deretter åpnes innløpet (9), hvorved mediumet rettes inn i en gassløfteventil (11) i anordningen, hvor gass-løfteventilen (11) vil injisere mediumet inn i produksjonsrøret (4) når et visst trykk er oppnådd i gassløfteventilen (11).

6. Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert ved at anordningen (6) ved et ønsket sted festes til produksjon srørets (4) innside med festeinnretninger.