NO330567B1 - Metode og innretning for selektiv soneisolasjon i en slisset foring - Google Patents

Description

Teknisk område

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for tilveiebringelse av isolasjon i en sone i et borehull som er foret med en slisset foring, ved å plassere en ekspanderbar foring inne i den sone som skal isoleres.

Bakgrunnsteknikk

Det finnes en hel del kjent teknikk som angår isolering av partier av et borehull av forskjellige grunner. For eksempel kan en sone produsere vann eller gass, og trenger å avstenges for mer effektiv produksjon av den petroleum som utvinnes. En sone kan også produsere sand eller bryte sammen og skape nedbrutt materiale, og trenger å isoleres for å opprettholde en effektiv operasjon. Imidlertid oppstår forskjellige problemer når borehullet er blitt komplettert ved innføring av en kjent, slisset foring.

Ett eksempel på den kjente teknikk er US-patent nr. 5 366 012 som beskriver en metode for komplettering av uforede seksjoner av et borehull ved at det i en forutbestemt posisjon i borehullet plasseres en foring som er forsynt med et antall overlappende slisser. Den øvre ende av foringen festes på plass, og en oppad avsmalende ekspansjonsdor trekkes oppover gjennom den slissede foring og utvider denne utover for å danne inngrep med borehullets vegger. Denne periferisk utadrettede bevegelse lettes ved åpningen av slissene, sammen med en svak forkorting av den totale lengde av foringen. Kompletteringer med slissede foringer av denne type etterlater et ringformet område rundt den slissede foring som gjør soneselektivitet nesten umulig.

En annen passende metode for tetning mellom en foring og et borehull, et foringsrør eller en rørledning, er vist i US-patent nr. 5 494 106. Dette patent beskriver en deformerbar, ringformet tetning som nedsenkes i borehullet i en deformert eller innsnevret tilstand som ikke hindrer innføring. Så snart den er på plass, ekspanderes tetningen. Under ekspansjon av tetningen herdes denne for å danne en i hovedsaken permanent reparasjon.

En annen metode for foring av et foringsrør er vist i US-patent nr. 5 454 419 hvor et rørformet, polymert materiale nedsenkes i borehullet i en strukket tilstand, som følge av en rekke vekter som er festet til den ledende eller nedre ende. Når det rørformede materiale er riktig anbrakt, frigjøres vektene og det rørformede materiale returnerer til sin normale tilstand i hvilken det presser mot borehullets vegger.

Et annet relevant eksempel er beskrevet i US-patent nr. 3 918 520.

Angivelse av oppfinnelsen

Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en fremgangsmåte for tilveiebringelse av selektiv isolasjon i en sone av en brønn eller et borehull som er foret med en ekspandert, slisset foring, hvor fremgangsmåten omfatter de trinn

å ekspandere fullstendig den ekspanderte, slissede foring inne i borehullet for å kontakte i hovedsaken hele overflaten av borehullet nær foringen,

å plassere minst én ytterligere, ekspanderbar, i hovedsaken uperforert foring innenfor en sone av den opprinnelige ekspanderte foring som skal isoleres, og

å ekspandere den minst ene ytterligere, ekspanderbare foring til tettende kontakt med den opprinnelige ekspanderte, slissede foring i det minste nær opp til endene av den sone som skal isoleres, slik at den ønskede sone av borehullet isoleres fra formasjonen.

Det selektive soneisolasjonssystem ifølge oppfinnelsen kan utnyttes i en komplettering med en slisset foring for selektivt å isolere, enten permanent eller midlertidig, seksjoner av borehullet for slike anvendelser som fluidavstengning eller stimuleringsformål. Det foreliggende selektive soneisolasjonssystem virker ved først å ekspandere en eksisterende, slisset foring i borehullet til den fulle innerdiameter av hullet. Den ene eller de flere faste, rørformede deler kjøres ned i det ekspanderte område og ekspanderes i det minste i den seksjon av borehullet som skal isoleres.

Det er også mulig å benytte ekspanderbare pakninger for selektivt å isolere seksjonen. Dessuten, dersom for store rifter eller flenger skulle opptre i den eksisterende, slissede foring etter ekspansjon, kan en kundespesifikk, andre utvidbar, slisset foring kjøres ned i borehullet og ekspanderes inne i den opprinnelige ekspanderte, slissede foring. Epoksyer, gummi, eller andre tetningsmaterialer kan også benyttes for bedre å bevirke en tetning. Den samme metodikk kunne også benyttes i faste, usementerte rørseksjoner for å øke den effektive borehullradius. Fordeler er tetning eller soneisolasjon av eksisterende kompletteringssystemer med slisset foring, perforert rør, sandkontrollanordning eller åpent hull, eller et annet kompletteringssystem.

Kort beskrivelse av tegningene

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives ved hjelp av et eksempel under henvisning til tegningene, der

fig. 1 viser et vertikalt snitt gjennom et parti av et borehull med en ekspanderbar foring på plass,

fig. 2 viser et vertikalt snitt som likner på fig. 1 og viser borehullet etter ekspansjon av foringen,

fig. 3 viser et vertikalt snitt av det samme borehull med den sekundære foring i posisjon, og

fig. 4 viser et vertikalt snitt gjennom borehullet/brønnen på fig. 3 med den tettende foring på plass.

Nærmere beskrivelse av en foretrukket utførelse

Borehullet 10 (fig. 1 og 2) har en første ekspanderbar foring 12 på plass og forløpende gjennom en sone av borehullet som skal isoleres. Denne første foring, når den er ekspandert, kontakter vanligvis ikke fullstendig alle overflater av borehullet, og den kan inneholde et antall rifter og/eller revner i slissene. En andre foring 14 (fig. 3 og 4) innføres i borehullet og anbringes for å dekke i det minste den sone av borehullet 10 som skal isoleres. Den andre foring 14 ekspanderes deretter for å danne tettende inngrep med den første ekspanderte, slissede foring 12, slik at den tetter åpningene i denne for å isolere dette parti av borehullet. Denne tetning kan forbedres ved tilføyelse av tetningsmaterialer (ikke vist), så som epoksyer, gummi og liknende.

Selv om bare en eneste andre foring 14 er blitt vist, ligger det innenfor oppfinnelsens ramme å inkludere innføring av mer enn én andre foring. Det ligger også innenfor oppfinnelsens ramme at disse andre foringer har fysiske egenskaper som er forskjellige fra hverandre, slik at f.eks. en første foring ville ha egenskaper som er egnet for å motstå høye trykk, mens den neste foring ville ha egenskaper som er egnet for å motstå eroderende effekter av strømmen gjennom borehullet.

Det skal bemerkes at når hvilken som helst slisset foring ekspanderes, kan mange ting hende med denne da borehull aldri er glatte sylindere. For eksempel, selv om man håper at størstedelen av slissene vil åpne seg som forventet og tillate den slissede foring å ekspandere, er borehullvegger aldri ensartede, og ekspansjon vil skje med forskjellige hastigheter i forskjellige retninger og over forskjellige avstander. Denne variasjon i ekspansjon kan belaste den slissede foring og frembringe rifter, revner og andre åpninger som, selv om de ikke på ugunstig måte påvirker oppgaven til den slissede foring, kan resultere i problemer for senere tettende partier av borehullet som beskyttes av en slik slisset foring.

Det selektive soneisolasjonssystem ifølge oppfinnelsen kan benyttes i en komplettering med slisset foring for selektivt å isolere, enten permanent eller midlertidig, avsnitt eller seksjoner av borehullet for slike anvendelser som fluidavstengning eller stimuleringsformål. Nåværende kompletteringer med slisset foring etterlater et ringformet område rundt den slissede foring som gjør soneselektivitet nesten umulig. Det selektive soneisolasjonssystem ifølge oppfinnelsen virker ved først å ekspandere den aktuelle, slissede foring til den fulle innerdiameter av borehullet, å kjøre minst én fast, rørformet foring ned i det ekspanderte område, og ekspandere i det minste denne seksjon av den rørformede foring i det område som skal isoleres. Dessuten, dersom for store rifter eller flenger skulle opptre i den eksisterende, slissede foring etter ekspansjon, kan en kundespesifikk, ekspanderbar, slisset foring (ikke vist) kjøres ned i borehullet og ekspanderes inne i den eksisterende, ekspanderte, slissede foring. Epoksyer, gummi eller andre tetningsmaterialer (heller ikke vist) kan også benyttes for bedre å bevirke en tetning mellom den ekspanderte, slissede foring og den rørformede foring.

Den samme metodikk ifølge oppfinnelsen kunne også benyttes i faste, usementerte rørseksjoner for å øke den effektive borehullradius.

Selv om en rørformet foring av metall er blitt vist på tegningene, er foringen ikke begrenset til dette. Den rørformede foring kunne være laget av mange forskjellige metaller og plastmaterialer. For eksempel kunne et minnemetall benyttes. Den rørformede foring vil bli formet på overflaten, deformert for innføring i borehullet, og formet på nytt når den er i posisjon. Likeledes kunne den rørformede foring formes og foldes eller komprimeres, og senere ekspanderes eller formes på nytt når den er i posisjon, ved benyttelse av en mekanisk anordning, så som en dor eller en oppblåsbar del, eller ved hjelp av en hydropneumatisk kraft, innbefattet en sprengkraft.

Fordeler med oppfinnelsen omfatter tetning eller soneisolasjon av eksisterende kompletteringssystemer med slisset foring, perforert rør, sandkontrollanordning eller åpent hull, eller et annet kompletteringssystem.

Oppfinnelsen kan utsettes for mange modifikasjoner og endringer som en fagmann på området ville komme på. Den beskrevne utførelse skal således i alle henseender betraktes som illustrerende og ikke begrensende for rammen av oppfinnelsen slik den er definert i de etterfølgende krav.

Claims (9)

1. Fremgangsmåte for tilveiebringelse av selektiv isolasjon i en sone av et borehull som er foret med en ekspandert, slisset foring,karakterisert vedat den omfatter de trinn å ekspandere fullstendig den ekspanderte, slissede foring (12) inne i borehullet (10) for å kontakte i hovedsaken hele overflaten av borehullet (10) nær foringen (12), å plassere minst én ytterligere, ekspanderbar, i hovedsaken uperforert foring (14) innenfor en sone av den opprinnelige ekspanderte foring (12) som skal isoleres, og å ekspandere den minst ene ytterligere, ekspanderbare foring (14) til tettende kontakt med den opprinnelige ekspanderte, slissede foring (12) i det minste nær opp til endene av den sone som skal isoleres, slik at den ønskede sone av borehullet (16) isoleres fra formasjonen.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat den nevnte tetning er permanent.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2,karakterisert vedat den minst ene ytterligere, ekspanderbare foring (14) innføres i en komprimert tilstand og frigjøres når den er i posisjon, eller innføres i en sammenfelt tilstand og ekspanderes når den er i posisjon.

4. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 1-3,karakterisert vedat den minst ene ytterligere, ekspanderbare foring (14) er dannet av et minnebevarende materiale som formes i begynnelsen og deretter deformeres for å tillate innføring i borehullet, og at dets minne aktiveres for å ekspandere foringen (14) til sin opprinnelige form og tette den utvalgte sone i borehullet (10).

5. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 1-4,karakterisert vedat den minst ene ekspanderbare foring (14) er dannet av metall eller et plastmateriale.

6. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 1-5,karakterisert vedat hver av den minst ene ekspanderbare foring (14) har forskjellige fysiske egenskaper i forhold til en foregående foring, slik at forskjellige egenskaper av strømning gjennom borehullet (10), så som trykk og erosjon, kan tas i betraktning.

7. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 1-6,karakterisert vedat ekspansjonen utføres ved benyttelse av en dor, en sprengkraft eller trykksatt fluid.

8. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 1-7,karakterisert vedat den omfatter det trinn å anbringe tetningsmaterialer for å bevirke en bedre tetning mellom den slissede foring og den minst ene ekspanderbare foring.

9. Selektivt soneisolasjonssystem som kan benyttes for selektivt å isolere, enten permanent eller midlertidig, seksjoner av et borehull (10) i en komplettering med slisset foring, for slike anvendelser som fluidavstengning eller stimuleringsformål,karakterisert vedat det omfatter ekspansjon av den eksisterende, slissede foring (14) til en diameter som er i hovedsaken lik borehullets innerdiameter, kjøring av minst én ekspanderbar, uperforert foring ned i den sone som skal isoleres, og ekspansjon av den minst ene foring for på tettende måte å danne inngrep med den slissede foring (12) i det minste nær endene av den sone som skal isoleres.