NO329159B1 - System for a stromme sement gjennom et skjaeringspunkt dannet mellom forste og andre bronnhull - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører generelt operasjoner utført i forbindelse med under-grunnsbrønner, og tilveiebringer, i en utførelsesform beskrevet heri, et system for komplettering av en brønn ved benyttelse av en isolasjon-omløps-overgangsskjøt. Mer spe-sifikt vedrører oppfinnelsen et system som angitt i ingressen av krav 1.

Av tidligere kjent teknikk skal nevnes US 5,477,925 A og US 6,158,514 A, der først-nevnte publikasjon viser komplettering og sementering av skjæringspunkt mellom vertikalt og forgrenet borehull og der sistnevnte publikasjon viser en fremgangsmåte for komplettering av sidegående borehullforbindelse med hovedstrøm som forsegles ved hjelp av multiple borehullhus.

En fremgangsmåte for komplettering av en brønn med et skjæringspunkt mellom et ho-vedbrønnhull og et forgreningsbrønnhull er å plassere et foringsrør i skjæringspunktet, slik at den øvre enden av foringsrøret er i hovedbrønnhullet og en nedre ende av fo-ringsrøret er i forgreningsbrønnhullet. F6ringsrøret kan, men trenger ikke, være sementert på plass ved å flyte sement rundt foringsrøret i brønnhullsbæringspunktet.

Ved overgang sideveis fra hovedbrønnhullet til forgreningsbrønnhullet strekker forings-røret seg over hovedbrønnhullet. For å tillate strømning gjennom hovedbrønnhullet fra nedenfor til ovenfor brønnhullskrysningspunktet er en sidevegg av foringsrøret typisk perforert ved bruk av konvensjonelle perforeringskanoner utstyrt med en innretning som far kanonene til å skyte gjennom sideveggen i en ønsket retning. En annen fremgangsmåte er å frese igjennom foringsrørets sidevegg ved bruk av en awiksinnretning plassert i foringsrøret. Imidlertid er bruken av eksplosiver svært risikofylt, og freseopera-sjoner er ganske tidkrevende.

Det ville være ønskelig å tilveiebringe et forbedret system som ikke krever bruk av eksplosiver, med deres iboende farer, og som ikke krever fresing gjennom foringsrørside-veggen for å tilveiebringe fluidkommunikasjon derigjennom.

Ved utføring av prinsippene ved den foreliggende oppfinnelse, i henhold til en utførel-sesform av denne, er det tilveiebragt et system som benytter en spesielt konfigurert iso-lasjons-omløps-overgangsskjøt. Overgangsskjøten blir benyttet i en foringsrørstreng-sammenstilling i skjæringspunktet mellom et hovedbrønnhull og et forgreningsbrønn-hull.

I ett aspekt inkluderer overgangsskjøten to rørstrenger, en inne i den andre. Et ringformet rom blir dannet mellom rørstrengene. Når overgangsskjøten er installert i brønn-hullslaysningspunktet strekker et sideveggsparti av overgangsskjøten seg over hoved-brønnhullet.

I et annet aspekt er én eller flere plugginnretninger anordnet i over-gangsskjøtens sidevegg når den er installert. Flugginnretningene blir åpnet for å tillate strømning gjennom overgangsskjøtens sidevegg. Plugginnretningene kan bli åpnet ved for eksempel å skjære en del av hver av iiinretningene, ved å løse opp en del av hver av innretningene, etc.

I enda et annet aspekt forhindrer pluggmnretningen strømning gjennom overgangsskjø-tens sidevegg før de blir åpnet. Plugginriretningene kan også isolere det ringformede rommet fra innsiden og utsiden av overgangsskjøten. Plugginnretningene kan fortsette å isolere det ringformede rommet fra innsiden og utsiden av overgangsskjøten etter å ha blitt åpnet.

I enda et annet aspekt blir sement strømmet gjennom det ringformede rommet, og

plugginraetningene forhindrer sementen fra å strømme sideveis ut av overgangsskjøtens sidevegg. Etter at sementen har herdet blir plugginnertningene åpnet for å tillate strøm-ning igjennom overgangsskjøtens sidevegg. Plugginnretningene kan inkludere generelt rørformcdc, hule partier som strekker seg fra den indre rørstrengen til den ytre rørstren-gen.

Systemet i henhold til den foreliggende oppfinnelse er kjennetegnet ved de i karakteri-stikken av krav 1 angitte trekk.

Fordelaktige utførelsesformer av oppfinnelsen fremgår av de uselvstendige krav.

Ovennevnte og andre særtrekk, fordeler, bytter og formål med oppfinnelsen vil fremgå for en fagperson innen området ved nøye betraktning av den detaljerte beskrivelsen av en representativ utførelsesform av oppfinnelsen, gitt nedenfor, og av de medfølgende tegninger.

Fig. 1 er et skjematisk tverrsnittsriss av en fremgangsmåte som innehar prinsippene ved den foreliggende oppfinnelsen; og fig. 2 er et tverrsnittsriss av en fremgangsmåte i fig. 1, hvor ytterligere trinn av fremgangsmåten har blitt utført.

I fig. 1 er det representativt vist en fremgangsmåte 10 som innehar prinsippene ved den foreliggende oppfinnelsen. I den følgende beskrivelsen av fremgangsmåten 10 og andre mordninger og fremgangsmåter beskrevet heri blir retningsbetegnelser, slik som "ovenfor", "nedenfor", "øvre", "nedre", etc. bare benyttet for enkel henvisning til de medfølg-ende tegninger. I tillegg skal det forstås at ulike utførelsesformer av den foreliggende oppfinnelse beskrevet heri kan bli benyttet i ulike orienteringer, slik som skrånet, vendt opp ned, horisontalt, vertikalt, etc, og i ulike konfigurasjoner, uten å fravike fra prinsippene ved den foreliggende oppfinnelsen.

Som vist i fig. ler noen trinn av fremgangsmåten 10 allerede blitt utført. En fSringsrør-streng 12 er blitt installert og sementert i et hovedbrønnhull 14. Et forgreningsbrønn-hull 16 har blitt boret, forløpende utover fra hovedbrønnhullet 14 ved å avbøye kutte-verktøy, slik som freser, rømmere, bor etc. bort fra en ledekile 18 plassert i hoved-brønnhullet nedenfor skjæringspunktet mellom hoved- og forgreningsbrønnhullene.

Freser, rømmere, etc. kan bli avbøyd bort fra ledekilen 18 for å danne et vindu 20 sideveis gjennom fbringsrørstrengen 12. Vinduet 20 kunne alternativt bli forhåndsutformet i fSringsrørstrengen 12. For eksempel kunne vinduet 20 ha en relativt enkelt fres eller boret deksel (for eksempel en ytre aluminiumshylse) eller fylling deri (for eksempel en glassfibeirnnsats) som blir fjernet når forgreningsbrønnhullet 16 blir boret.

Etter boring av forgreningsbrønnhullet 16 blir en fSrmgsrørstrengsanmienstilling 22 ført inn i riovedTjrønnhullet 14. En nedre ende av sammenstillingen 22 blir avbøyd bort fra ledekilen 18 og inn i forgreningsbrønnhullet 16. En pakning 24 (fortrinnsvis en opp-blåsbar pakning) blir satt i forgreningsbrønnhullet 16, og en pakning/foiingsrørhenger 26 blir satt i hovedbrønnhullet 14.

Pakning/foringsrørhengeren 26 fester sammenstillingen 22 i posisjon og radielt orientert som vist i fig. 1. Imidlertid kan andre midler bli benyttet for å posisjonere og/eller orientere sammenstillingen 22. For eksempel kan en orienteringslåsekopling av typen som er velkjent for fagpersoner innen området bli installert i foringsrørstrengen 12, en støtte eller skulder 23 på sammenstillingen 22 kan kontakte fSringsrøret i vinduet 20 og dermed forhindre ytterligere forflytning av sammenstillingen gjennom vinduet, etc. Som et annet eksempel kan et fremspring, en skulder, en støtte eller annen inngreps -inriretning

(som kan likne støtten 23 i visse henseender) kontakte ledekilen 18 i stedet for, eller i tillegg til å gripe foringsrøret 12 ved vinduet 20.

For dette formålet kunne ledekilen 18 inkludere en oppoverragende rørformet hals hvor-igjennom sammenstillingen 22 blir forflyttet før ledekilen avbøyer den nedre enden av sammenstillingen inn i forgreningsbrønnhullet 16. Støtten eller skulderen 23 på fo-rmgsrørsammenstillingen 22 kunne kontakte denne ledekilens 18 øvre hals for å plassere sammenstillingen riktig i forhold til vinduet 20 og forgreningsbrønnhullet 16. Dette inngrepet kunne også radielt orientere sammenstillingen 22 i forhold til ledekilen 18 dersom halsen er tilveiebragt med en orienteringsprofil, slik som en orienterings-sperre. I tillegg kan kabelverktøy, rørtalHer, "pip tags", etc. benyttes for å bestemme plasseringen av fiSrmgsrørsammenstillingen 22 i forhold til vinduet 20.

Støtten 23 omskriver fortrinnsvis foringsrørsammenstillingen 22, og strekker seg radielt utover fra denne som en flens. Denne flensformede støtten 23 kan tjene til å forhindre rusk og rask fra forgreningsbrønnhullet 16 fra å komme inn i hovedbrønnhullet 14 og akkumuleres rundt ledekilen 18, så vel som å bistå i plasseringen av fdringsrørsammen-stillingen 22.

Sammenstillingen 22 inkluderer en overgangsskjøt 28 som er plassert i skjæringspunktet mellom hoved- og forgreningsbrørmhullene 14,16. Overgangsskjøten 28 inkluderer en indre rørstreng 30 og en ytre rørstreng 32, med et ringformet rom 34 dannet derimel-lom. Flere plugginnretninger 36,38,40 er anordnet i en sidevegg av overgangsskjøten 28 der den strekker seg sideveis over hovedbrønnhullet 14. Plugginnretningene 36, 38,

40 er radielt orientert slik at de er motsatt av ledekilen 18.

Plugginnretningene 36, 38,40 blir benyttet for selektivt å tillate sfrømning gjennom overgangsskjøtens 28 sidevegg. Selv om tre av plugginnretningene 36, 38,40 er vist i fig. 1, skal det forstås at et hvilket som helst antall plugginnretninger, inkludert én, kunne bli benyttet.

Plugginnretningene 36,38,40 er bare vist i fig. 1 som eksempler på et stort mangfold av plugginnretninger som kan bli benyttet. Plugginnretningene 36,38,40 kunne også være annerledes konfigurert eller plassert i forrngsretrsammenstillingen 22 i tråd med prinsippene ved oppfinnelsen. For eksempel er plugginnretningene 36, 38,40 orientert slik at fluid strømmer igjennom dem i en radiell retning i forhold til foringsrørsammenstillin-gen 22 som vist i fig. 1, men plugginnretningene kunne være orientert slik at fluid

I

strømmer igjennom dem i den samme retningen som flxudstrømningen gjennom ledekilen 18, det vil si i en vertikal retning som sett i fig. 1.

Plugginnretningen 36 har et generelt rørformet og hult legeme som strekker seg mellom de indre og ytre strengene 30,32. En tettkopp 42, som strekker seg inn til innsiden av den indre strengen 30, stenger av én ende av plugginnretningen 36. Når tettkoppen 42 er kuttet av blir plugginnretningen 36 åpnet for strømning derigjennom.

Plugginnretningen 38 har også et generelt rørformet og hult legeme som strekker seg mellom de indre og ytre strengene 30,32. En oppløselig plugg 44, som strekker seg inn til innsiden av den indre strengen 30, stenger av én ende av plugginnretningen 36. Når pluggen 44 blir oppløst blir plugginmetningen 38 åpnet for strømning derigjennom.

Plugginnretningen 40 har også et generelt rørformet legeme som strekker seg mellom de indre og ytre strengene 30,32. Imidlertid forhindrer en oppløselig plugg 46 fluidstrøm-ning gjennom legemet til plugginnretningen 40. Når pluggen 46 er oppløst blir plugginnretningen 40 åpnet for strømning derigjennom.

Selvfølgelig kunne mange andre typer plugginnretninger bli benyttet. For eksempel kunne hele plugginnretningen være oppløselig, plugginnretningen kunne bli åpnet på andre måter, slik som ved skyving av plugginnretningen gjennom overgangsskjøtens 28 sidevegg, etc. Beskrivelsen av de spesifikke plugginmetningene 36,38,40 i den ek-semplifiserte fremgangsmåten 10 skal således ikke oppfattes som begrensende for prinsippene ved oppfinnelsen.

Etter at sammenstillingen 22 er plassert som vist i fig. 1, blir sement strømmet igjennom sammenstillingen. Som benyttet hei rbetegner betegnelsene "sement", "sementering" og liknende betegnelser en hvilken som helst måte å feste og/eller forsegle en rørstreng i et brønnhull ved å strømme en substans som kan herde rundt denne. Substansen kan være "cementitius", kan være en herdbar gel, polymerharpiks, slik som epoksy, etc.

Sementen blir strømmet nedover gjennom den indre rørstrengen 30 som indikert med pilene 48, fra hovedbrønnhullet 14 til forgrenmgsbrønnhullet 16. Sementen strømmer da utover gjennom konvensjonelle trinns sementeringsutstyr (ikke vist) og oppover mellom rørstrengen 30 og forgreningsbrønnhullet 16 som indikert med piler 52. Pilene 52, og den annen pil 50, indikerer også hvordan sementen strømmer oppover i det ringformede rommet 34 mellom rørstrengene 30, 32 i overgangsskjøten 28.

Når sementen strømmer igjennom det ringformede rommet 34 forhindrer plugginnretningene 36,38,40 sementen fra å bli strømmet utover fra det ringformede rommet, en-ten til innsiden eller til utsiden av overgangsskjøten 28. Plugginmetningene 36,38,40 forhindrer også sementen fra å bli levert inn i forgreningsbrønnhullet 16 (som indikert med piler 48), fra å strømme inn i det ringformede rommet 34, eller fra å strømme igjennom plugginnretningene til hovedbrønnhullet 14 under brønnhullsskjæringspunktet.

Sementen strømmer fra det ringformede rommet 34 og utover til et ringrom mellom den indre strengen 30 og brønnhullet 14, som indikert med piler 54. Fra dette ringrommet kan sementen strømme oppover igjennom en passasje i pakning/foringsrørhengeren 26 i henhold til konvensjonell sementeringspraksis.

Sammenstillingen blir således sementert i hoved- og forgreningsbrønnhullene 14,16 ved å levere sementen gjennom den indre strengen 30 og returnere sementen via det ringformede rommet 34. Plugginnretningene 36, 38,40 underletter denne prosessen ved å isolere sementleverings- og relumermgsstrømmene samtidig som det forhindres at sementen strømmer inn i hovedbrønnhullet 14 under dets krysningspunkt med forgre-nirigsbrønnhullet 16.

"Swab cups" 56, eller en annen egnet tetteinnretning, forhindrer sementen returnert til ringrommet mellom den indre strengen 30 og hovedbrønnhullet 14 fra å strømme nedover i hovedbrønnhullet til dets krysningspunkt med forgreningsbrønnhull 16. Paknin-gen 24, eller en annen egnet tetteinnretning, forhindrer sementen som blir strømmet fra den indre strengen 30 til forgrenmgsbrønnhullet 16 fra å strømme oppover i forgre-ningsbrønnhullet til dets skjæringspunkt med hovedbrønnhullet 14. Blant andre fordeler forhindrer denne konfigurasjonen sementen fra å strømme inn i, eller akkumuleres rundt, ledekilen 18.

For brønnkontrollsfonnål kan en ventil 57 bli benyttet for selektivt å forhindre fluid igjennom ledekilen 18. Ventilen 57 er fortrinnsvis trykkaktivert, og benytter trykk på-ført innsiden av ledekilen 18 etter at plugginnretningene 36, 38,40 er åpnet. Trykkaktiverte glidehylseventiler, trykkaktiverte intervallkontrollventiler, og andre typer konvensjonelle ventiler kan bli benyttet som ventilen 57. Selvfølgelig kan ventilen 57 bli akti-vert ved hjelp av et annet middel enn trykk uten å fravike fra prinsippene ved oppfinnelsen.

Ved nå i tillegg å henvise til figur 2, er fremgangsmåten 10 representativt vist, og ytterligere trinn i fremgangsmåten er blitt utført. Sementen strømmet igjennom overgangs-skjøten 28 har blitt tillatt å herde. Plugginnretningene 36,38,40 er blitt åpnet for der-ved å tillate strømning gjennom sideveggen av overgangsskjøten 28, og ventilen 57 har blitt åpnet for å tillate strømning gjennom ledekilen 18, som indikert med piler 58. Plugginnretningene 36,38,40 og ventilen 57 er åpnet som beskrevet ovenfor.

Bemerk at strømmen 58 også passerer gjennom en indre passasje 60 hos ledekilen 18. Fluidkommunikasjon blir således tilveiebragt mellom hovedbrønnhullet 14 ovenfor brønrmullsskja^rmgspuhktet og hovedbrønnhullet under brønnhmlsskjæirngspunktet. Som beskrevet ovenfor kan plugginnretningene 36,38,40 være orientert slik at fluid-strømningen 58 gjennom plugginnretningene er i samme retning som strømningen gjennom passasjen 60.

Strømning fra forgreningsbrønnhullet 16 (indikert med pilen 62) kan blandes med strømmen 58 fra det nedre hovedbrønnhullet 14, slik at strømmen inn i det øvre hoved-brønnhullet (indikert med pilen 64) er fra både forgrenmgsbrørmhullet og det nedre ho-vedbrønnhullet. Selvfølgelig kan brønnen være en injeksjonsbrønn i stedet for en pro-duksjonsbrønn, i hvilket tilfelle de ovenfor beskrevne strømningsretningene kan bli re-versert, og slrømningen fra eller til hvert av brørmhullene kan bli isolert fra andre brønnhuUsfruidslrømninger.

Plugginnretaingen 36 blir åpnet ved å føre et kutteverktøy, slik som et konvensjonelt opprenskningsverktøy benyttet etter sementeringsoperasjoner, eller et bor, en rømmer etc, inn i overgangsskjøten 28 og kutte inn i tettkoppen 42. Fortrinnsvis blir tettkoppen 42 fullstendig fjernet, som dermed fullstendig åpner det rørformede legemet til plugginmetningen 36 for sfrørnning derigjennom. Bemerk at selv om plugginnretningen 36 blir åpnet, isolerer den fremdeles det ringformede rommet 34 fra innsiden og utsiden av overgangsskjøten 28.

Plugginnretningen 38 blir åpnet ved å løse opp pluggen 44 på den indre enden av plugginnretningen. Dette oppløsningstrinnet kan for eksempel bli utført ved punktpåføring (spotting) av en syre i overgangsskjøten 28 tilstrekkelig lenge til å løse opp pluggen 44. En liknende fremgangsmåte kan bli benyttet for å løse opp pluggen 46 i det rørformede legemet til plugginmetningen 40. Andre fremgangsmåter for å løse opp pluggene 44, 46 kan bli benyttet uten å fravike fra prinsippene ved oppfinnelsen.

Claims (10)

1. System for å strømme sement igjennom et skjæringspunkt dannet mellom første (14) og andre (16) brøimhull, hvilket andre brønnhull (16) strekker seg utover fra det første brønnhullet (14), mens brønnhullsskjæringspunktet isoleres fra sementstrømmen, idet systemet innbefatter: en rørstrengsarmnemstilling (22) plassert i brønnen slik at en første del av sammenstillingen (22) strekker seg langsgående inne i det første brønnhullet (14), en andre del av sammenstillingen (22) strekker seg sideveis over det første brønnhullet (14), og en tredje del av sammenstillingen (22) strekker seg langsgående inn i det andre brønnhullet (16), karakterisert ved at sammenstillingen (22) inkluderer indre (30) og ytre (32) rørstrenger; en første tetteinnretning (26) som forsegler over et første ringrom mellom sammenstillingens (22) første del og det første brønnhull (14); og en andre tetteinnretoing (24) som forsegler over et andre ringrom mellom sammenstillingens (22) tredje del og det andre brønnhullet (16).

2. System i henhold til krav 1, karakterisert ved at de første og andre tetteinmetningene (26,24) isolerer brønnhullsskjæringspunktet fra sement som strømmer igjennom sammenstillingen (22) mellom de første og andre brønn-hullene (14,16).

3. System i henhold til krav 1, karakterisert ved å innbe-fatte minst én plugginnretning (36, 38,40) som forhindrer strømning igjennom en sidevegg av sammenstillingen (22), hvilken pluggmnretning (36,38,40) blir åpnet for å tillate strømning i det første brønnhullet (14) gjennom sammenstillingens (22) sidevegg.

4. System i henhold til krav 3, karakterisert ved at pluggirmretningen (36,38,40) isolerer brønnhullsskjæringspunktet fra sement som strømmer igjennom sammenstillingen (22) mellom de første og andre brønnhullene (14, 16). 1

5. System i henhold til krav 1, karakterisert ved at sementen strømmer fra det første brønnhullet (14) til det andre brønnhullet (16) igjennom den første rørstrengen (30), og at sementen strømmer fra det andre brønnhullet (16) til det første brønnhullet (14) igjennom et tredje ringrom (34) mellom de første og andre rørstrengene (30,32).

6. System i henhold til krav 1, karakterisert ved å innbe-fatte en ventilinnretning (57) i det første brønnhullet (14) som selektivt isolerer en del av det første brønnhullet (14) fra sammenstillingens (22) andre del.

7. System i henhold til krav 1, karakterisert ved aten posisjoneringsinnretning (23) på sammenstillingen (22) plasserer sammenstillingen i forhold til det første brønnhullet (14).

8. System i henhold til krav 7, karakterisert ved atposi-sjoneringsinnretningen (23) radielt orienterer sammenstillingen i forhold til det første brønnhullet.

9. System i henhold til krav 7, karakterisert ved at posisjoneringsinnretningen (23) radielt orienterer en plugginnretning (36,38,40) i sammenstillingen (22) med en sfrørnningspassasje (60) gjennom en avbøyingsinnretning (18) i det første brønnhullet (14).

10. System i henhold til krav 7, karakterisert ved atposi-sjoneringsmriretningen (23) er i kontakt med et vindu (20) dannet mellom de første og andre brønnhullene (14,16).