NO332288B1 - Fremgangsmate for fjerning av fyllmasse fra et borehull - Google Patents

Abstract

Fremgangsmåte for fjerning av fyllmasse fra et borehull (W), hvor fremgangsmåten omfatter: forskyve et kveilerør (CT) inn i borehullet (W); sirkulere et rensefluid gjennom kveilerøret (CT) for å danne en oppslemming av rensefluid og partikkelfaststoffer fra fyllmassen; og trekke kveilerøret (CT) ut av borehullet (W) ved en uttrekkingshastighet POOH som er tilstrekkelig til i hovedsak å fjerne partikkel-faststofferfra borehullet (W) under sirkulasjon av rensefluid ved en strømningsrate som er mindre enn den strømningsrate som er ødvendig for å bevege partikkelfaststoffer kontinuerlig i oppslemmingen i borehullet (W).

Description

FREMGANGSMÅTE FOR FJERNING AV FYLLMASSE FRA ET BOREHULL

Denne søknad krever prioritet på grunnlag av foreløpig søknad med søknadsnummer. 60/200,241 inngitt 28.4.00 i USA.

Denne oppfinnelse er knyttet til det å rense et borehull for fyllmasse, og nærmere bestemt det å rense et olje- eller gassbrønnhull for betydelig fyllmasse ved bruk av kvel I rør.

Det finnes løsninger på et analogt problem innenfor et beslektet område, problemet med kakslag innenfor området kveilrørsborlng i awiksbrønner, et felt hvor det benyttes annerledes utstyr under annerledes omstendigheter. Løsningene ligner, men har viktige forskjeller med hensyn til den herværende oppfinnelse. Ved boring med kveil-rør (CT) i awiksbrønner renser noen, om Ikke alte/utøvere ut kakslag som utvikler seg med en skrapeomgang. Borekaks i en awiksbrønn danner periodisk lag under CT i hullet ovenfor borestedet, til tross for forsøk på å sirkulere ut all bore kaksen med borevæsken. Noen utøvere rører om, fører med og sirkulerer periodisk ut kakslagene ved å trekke borekronen og dennes enhet tilbake opp gjennom hullet mens sirkulering pågår. Denne skrapeomgang med borekronen er en relativt kort tur gjennom et parti av borehullet og er selvfølgelig oppstykket av perioder med boring hvor det dannes mer borekaks som (stort sett) blir transportert ut ved sirkulering av borevæsken. Be-hovet for en skrapeomgang bestemmes ved måling av friksjon når et borekakslag forårsaker for mye motstand eller friksjon på kveilrøret, slik at det er vanskelig å legge vekt på borekronen.

WO 99/49181 beskriver således en fremgangsmåte og anordning for å forbedre transport av masse ut av borehullet og utgjør et eksempel på bakgrunnsteknikk innen området.

US 4671359 omhandler et rensesystem for utrensing av partikler fra et gruspakkelag eller en liner i et borehull. Rensesystemet er basert på anvendelse av et kveilrør hvor det er anordnet en dyse i det nedre endeparti, Idet fluid strømmer gjennom dysen for å løsgjøre faststoffene og fora* og holde dem suspendert.

Skrapeomgangen med borekronen omfatter typisk ikke full uttrekking fra hullet ("POOH"), men snarere bare med omtrent 30 meter, progressivt økende etter som mer hult blir boret. Omgangens lengde kan øke etter hvert som hullet blir dypere. Det er Ikke kjent at POOH-hastigheter ved skrapeomgangen med borekrone velges vi-tenskapelig ved bruk av modellering i datamaskin. Dette er ikke en overhalingssitua-sjon som har betydelig utrensing av fyllmasse i én skrapeomgang som mål. En borekrone og dennes enhet utgjør et kostbart og innviklet brønnverktøy for en skrapeomgang.

Hovedforskjeller mellom den herværende oppfinnelse og periodiske skrapeomganger med borekrone innbefatter for det første at det i den herværende oppfinnelse brukes et langt mindre kostbart spylemunnstykke sammenlignet med en dyr borekrone, mo-tor og tilknyttede enheter, for å røre om og trekke med fyllmassen. En andre forskjell er bruken av bakovervendte dyser under POOH ifølge den herværende oppfinnelse. En tredje hovedforskjell er den ingenlørtekniske fremgangsmåte for valg av pumpehastigheter og/eller RIH-hastigheter (RIH - innkjøring i borehullet) og/eller POOH-hastigheter basert på modellering i datamaskin med det mål å rense hullet i én omgang.

Med hensyn til datamodelleringen av brønner generelt, og videre med hensyn til modellering av rensinger i og for seg, har det vært kjent innenfor faget å modellere en

utrensing av et faststoff-/borekakslag ved at det modelleres sirkulering i et avviksborehull som inneholder kveilrør. Så vidt oppfinnerne vet, har det ikke vært kjent å modellere tofaset strømning under disse omstendigheter, og heller ikke å modellere virkningene av en dynamisk skrapeomgang under spyling. Særlig har det ikke vært kjent å modellere en skrapeomgang som innebærer POOH med et munnstykke som har dyser som peker oppover i hullet.

Hvis man ser på brønnrenseindustrien spesielt, er ett problem som historisk har møtt brønneiere og operatører, spørsmålet om en brønn faktisk er ren når brønnen under rensing har ren strømning med overhalingskveilrøret (CT) ved måldybden (TD). Et andre problem er at siden mange av de såkalte "rutlne"-rensrnger ikke er så enkle som man kunne vente, vil den vanlige definisjon av "ren" sannsynligvis bli fastsatt gjennom lokal felterfaring og representerer kanskje ikke det som kan eller skulle oppnås. Et tredje problem har vært å avgjøre spørsmålet om hvor rent er rent nok. En ineffektiv elter ufullstendig brønnrens fører til kortere produksjonsperioder mellom rensingene samt økt vedlikehold.

Det koster mer å gjøre en jobb om igjen enn å gjøre den riktig første gang. Formålet med den herværende oppfinnelse er å sikre at eiere/operatører så lenge som mulig ikke pådrar seg kostnadene med å rense brønnene sine, hvilket forlenger brønnpro-duksjon og opprettholder kabeltilgjengelighet. En brønn som krever rensing hver 12. måned mellom dårlig strukturerte, ufullstendige jobber, kan vare 24 måneder mellom ordentlig strukturerte rensejobber.

Med mindre en brønn er et vertikalt hull (<35° avvik) med en kompletteringsenhet som er mer en stor nok, og med et moderat bunnhullstrykk, vil renseprosedyrer ifølge tradisjonell praksis sannsynligvis legge igjen betydelig med brokker eller borekaks i hullet. Et ytterligere formål med den herværende oppfinnelse er å tilby en omfattende, godt planlagt måte å gripe an rensing med CT, hvilken tar sikte på i det vesentlige å rense et hull for fyllmasse I én omgang.

I én foretrukket utførelse omfatter oppfinnelsen en fremgangsmåte for utrensing av fyllmasse fra et borehull, hvilken omfatter omrøring av faststoffpartikler ved innkjøring av en kveilrørsenhet i hullet, i typiske tilfeller gjennom betydelig fyllmasse, under sirkulering av i det minste ett rensefluid gjennom et munnstykke som har en spylevirknlng rettet nedover i hullet. Denne oppfinnelse kan innbefatte fremkalling av partlk-kelmedriving gjennom uttrekking fra hullet under sirkulering av i det minste ett rensefluid gjennom et munnstykke som har en spylevirkning rettet oppover i hullet. Oppfinnelsen omfatter styring av i det minste pumpehastigheten for rensefluidet og uttrekkingshastigheten for kveilrørsenheten, slik at i det vesentlige alle faststoffpartikler holdes oppe i hullet ovenfor en ende av kveilrørsenheten under uttrekki ng. Oppfinnelsen kan også innbefatte styring av POOH-hastigheten, slik at det opprettes likevektssandlag i hullet ovenfor munnstykkene, dersom eller i den utstrekning slike lag ikke ble opprettet under innkjøring i hullet (RIH).

Fremgangsmåten omfatter således trekkene:

- forskyve et kveilrør (CT) med et munnstykkeverktøy omfattende minst en åpning/dyse tilpasset for skrå/vinklet spyling inn i borehullet (W); - sirkulere et rensefluid gjennom kveil røret (CT) for å danne en slurry av rensefluid og partikkelfaststoffer fra fyllmassen; - og trekke kveilrøret (CT) med kveilrørssammenstllllngen ved en uttrekkshastighet som er tilstrekkelig til i hovedsak å fjerne partikkelfaststoffer fra borehullet (W) under sirkulasjon av rensefluid ved en strømningsrate som er mindre enn den strømningsra- te som er nødvendig for å bevege partikkelfaststoffer kontinuerlig i slurryen i borehullet (W), og som er tilstrekkelig for å dra med partikkelfaststoffer som vil synke ut av suspensjon ved et sterkt avvikende borehull slik at i hovedsak alle partikkelfaststoffer i fyllemassen holdes opph ul Is, og

- å bestemme uttrekkshastigheten ved hjelp av datamaskinmodellering.

Oppfinnelsen kan i én utførelse omfatte en fremgangsmåte for utrensing av fyllmasse fra et borehull i én skrapeomgang som omfatter spyling nedover i hullet, gjennom et munnstykke koplet til kveilrøret, med i det minste ett rensefluid i det minste under et parti av innkjøring i hullet. Oppfinnelsen kan innbefatte spyling med i det minste ett rensefluid oppover hullet, gjennom et munnstykke koplet til kveilrøret, i det minste under et parti av uttrekking fra hullet. Oppfinnelsen kan innbefatte pumping, i det minste under et parti av uttrekking fra hullet, av i det minste ett rensefluid ved et valgt pumpehastlghetsregime, uttrekking fra hullet i det minste fra en seksjon av borehullet ved et valgt uttekkingshastighetsregime, og i det vesentlige rensing av borehullet for fyllmasse. Oppfinnelsen innbefatter fortrinnsvis høyenergispyling nedover i hullet og lavenergispyling oppover I hullet.

Oppfinnelsen kan innbefatte en fremgangsmåte for rensing av et borehull for fyllmasse, omfattende bakoverrensing med i det minste én i hullet oppoverrettet dyse som er koplet til kveilrøret, under uttrekking fra hullet etter et valgt trekkhastighetsregime. Denne oppfinnelse kan innbefatte pumping av f det minste ett rensefluid etter et valgt pumpehastighetsreglme nedover i kveilrøret og ut gjennom den i det minste ene dyse under i det minste et parti av uttrekkingen fra hullet. Oppfinnelsen kan også innbefatte valg, ved datamodellering, av i det minste ett av 1) pumpehastlghetsregime og/eller 2) hastighetsregime for uttrekking fra hullet, slik at én rensing i det vesentlige renser borehullet for fyllmasse.

Oppfinnelsen kan innbefatte en fremgangsmåte for å rense et borehull for partikkelmateriale, omfattende modellering av en rensing, idet det tas hensyn til en flerhet av brønnparametere og en flerhet av utstyrsparametere, for å tilveiebringe i det minste ett kjøreparameterregime som er beregnet til i en gitt grad å rense borehullet i én skrapeomgang med kveilrør, idet kveilrøret er fastgjort til I det minste én foroverrettet dyse og én bakoverrettet dyse. Denne oppfinnelse kan innbefatte rensing av borehullet for å oppnå en gitt grad av rensing i én skrapeomgang med kveilrøret under reali-sering av i det minste ett tilveiebrakt kjøreparameterregime.

Oppfinnelsen kan innbefatte apparat for utrensking av fyllmasse fra et borehull i én skrapeomgang omfattende et munnstykke tilpasset til å festes til kveilrør, idet munn stykket har i det minste én høyenergidyse rettet nedover i hullet, i det minste én lavenergidyse rettet oppover i hullet samt middel for i munnstykket å skifte flu idst røm fra den i det minste ene høyenergidyse til den i det minste ene lavenergldyse.

Oppfinnelsen kan innbefatte en fremgangsmåte for utrensing av fyllmasse fra et borehull I én skrapeomgang, omfattende datamodellering av transport av faststofflag i et avviksborehull under uttrekking fra borehullet med kveilrør, ifølge et uttrekkings-hastighetsreglme, og under spyling oppover i hullet med i det minste ett rensefluid ifølge et pumpehastlghetsregime for rensefluid.

I foretrukne utførelser omfatter oppfinnelsen verktøyutforming og metodologi for kveilrør i vertikale brønner, awiksbrønner og horisontale brønner. Oppfinnelsen innbefatter innkjøring av kveilrør i brønner under sirkulering av vann, gelerte væsker eller flerfasede fluider ved bruk av et munnstykke med en "høyenergC-spylevirkning rettet forover og nedover i brønnen for å røre opp partikkelfaststoffene og tillate kveilrøret å nå en måldybde eller bunn i brønnen. Når bunnen eller den ønskede dybde er nådd, innbefatter oppfinnelsen reversering av munnstykkets spyleretning til å peke oppover (opp gjennom borehullet) under sirkulering av vann, gelerte væsker eller flerfasede fluider ved bruk av et lavenergi-virvelmunnstykke som igjen vil skape en partikkel-medrivende virkning for å fremme omrøring av faststoffene og deretter føre med faststoffene I suspensjon for transport ut av borehullet mens kveilrøret trekkes ut av hullet. Den motsatte spylevirkning sammen med en styrt pumpehastighet og skrapeomgangshastighet kan frembringe en faststofftransportvlrkning som renser hullet fullstendig ved at borekaks foran (ovenfor) enden av kveilrøret kontinuerlig holdes omrørt.

Lavenergimunnstykkene har et lite trykkfall som gir rom for høyere gjennomstrøm-ningshastigheter, noe som gir forbedret renseeffekt. Denne fremgangsmåte og dette verktøy er mer effektive enn eksisterende fremgangsmåter siden prosessen kan be-grenses til én gjennomgang eller rensing med den mulighet at verktøyet kan tilbake-stilles for gjentatte sykluser hvis det oppstår problemer.

Det kan oppnås bedre forståelse av den herværende oppfinnelse ved vurdering av nedenstående detaljerte beskrivelse av de foretrukne utførelser sammen med følgen-de tegninger, hvor: Fig. 1, 2 og 3 illustrerer kjent teknikk som vil kunne gi mislykket rensing av borehull med betydelig fyllmasse.

Fig. 4 illustrerer en vertikal brønn med betydelig fyllmasse.

Fig. 5 er et diagram som illustrerer tiden det tar å transportere partikler 300 meter vertikalt med ulike rensefluider.

Fig. 6 illustrerer kreftene på en partikkel I en avviksbrønn.

Flg. 7 illustrerer dannelsen av et sandlag omkring røret i ringrommet ved avviksbo-ring.

Fig. 8 er en tabell som illustrerer partiklers vertikale fallhastighet.

Fig. 9 illustrerer fordeler, ulemper og anvendelser for typiske rensefluider.

Fig. 10 illustrerer foretrukne rensemunnstykker ifølge den herværende oppfinnelse. Fig. 11 viser en plan over en strømnlngssløyfe for borekakstransport for forsøk knyttet til den herværende oppfinnelse.

Flg. 12 er et foto av en horisontal transportstrømnlngssløyfe benyttet i forsøk knyttet til den herværende oppfinnelse. Fig. 13 er et diagram som illustrerer virkningen av skrapeomgangshastighet og gjen-nomstrømningshastighet på hullrenseeffekten i forsøk knyttet til den herværende oppfinnelse. Fig. 14 er et diagram som illustrerer hullrenseeffekten for vann ved vinkelen 90° ved et spesielt munnstykkevalg i tilknytning til forsøk i forbindelse med den herværende oppfinnelse. Fig. 15 illustrerer faktisk hullrensevolum med forskjellige typer munnstykker for vann ved et horisontalt borehull i forsøk knyttet til den herværende oppfinnelse. Fig. 16 illustrerer effekten av sandtype på hullrenseeffekt med rensefluider ved et horisontalt borehull i forsøk knyttet til den herværende oppfinnelse.

Flg. 17 illustrerer effekten av fluidtype på hullrenseeffekten med spesielle rensefluider i awiksborehull i forsøk knyttet til den herværende oppfinnelse. Fig. 18 illustrerer effekten av avviksvinkel på hullrenseeffekten med fluider og munnstykker i forsøk knyttet til den herværende oppfinnelse. Fig. 19 illustrerer virkningene av gassfase på renseeffekten for partikkelfyllmasse med et spesielt munnstykke i forsøk knyttet til den herværende oppfinnelse. Fig. 20 illustrerer virkningene av gassvolumfraksjon på skrapeomgangshastighet for partikkelfyllmasse for et spesielt munnstykke i en avviksbrønn i forsøk knyttet til den herværende oppfinnelse. Fig. 21A og 21B illustrerer metodologier knyttet til den herværende oppfinnelse.

Uttrykket "brønnparametere" kan, slik det benyttes i dette skrift, innbefatte boren ul ls-parametere, fyllmasseparametere og produksjonsparametere. Borehullsparametere vil kunne innbefatte brønngeometri og kompletterlngsgeometrl. Fyllmasseparametere vil kunne Innbefatte partikkelstørrelse, partikkelfasong, partikkeldensitet, partikkelkom-pakthet og partikkelvolum. Produksjonsparametere vil kunne innbefatte om et borehull er i overbalansert, balansert eiter underbalanser! tilstand, om borehullet er i produksjon eller er stengt, eller om det er en injeksjonsbrønn, bunnhullstrykk (BHP) og/eller bunnhullstemperatur (BHT). Utstyrsparametere vil kunne innbefatte munnstykketype(r), munnstykkedysen(e)s energi og retning, kveilrørets diameter og type samt valg av rensefluid eller -fluider. Rensefluider er typisk vann, saltvann, geler, polymerer, otjer, skum og gasser, herunder blandinger av forannevnte. Tofaset strøm-ning angir strømning som Innbefatter en betydelig mengde væske og gass.

En kjøreparameterkombinasjon innbefatter i det minste én av et pumpehastlghetsregime, fast eller variabelt, for rensefluid(er) og et "uttrekking ut av borehullet hastighetsregime" (POOH-hastighetsregime), fast eller variabelt. Et pumpehastlghetsregime strekker seg muligens til å omfatte et regime for flere rensefluider, dersom det benyttes en flerhet av fluider, samtidig eller i sekvens, og til å omfatte en nitrogen- eller gassmengde, hvis slik brukes, samt tidsinnstillingen for regimet. Et fefehastighetsre-gime for kveilrør Innbefatter i det minste en hastighet for uttrekking fra hullet (POOH). Slike hastigheter vil kunne være variable eller faste, og behøver ikke nødvendigvis utelukke stans eller diskontinuiteter eller avbrudd. Et "kjøreparameterregime" er en kombinasjon av kjøreparametere som innbefatter i det minste én av en fluidpumpe-hastighet og en uttrekking ut av borehullet hastighet (POOH-hastighet), som begge kan være faste eller variable.

En skrapeomgang for kveilrør betegner én innføring av røret i borehullet (RIH) og én bakoverrensing, eller uttrekking, av røret fra borehullet (POOH) (eller i det minste fra et betydelig segment av borehullet). En skrapeomgang benyttes tradisjonelt i industri-en for å betegne én RIH og én POOH. Typisk er innkjøring i hullet og uttrekking fra hullet en komplett omgang, fra overflaten til enden av brønnen og tilbake. Det skal forstås at en "skrapeomgang" faktisk bare behøver foregå gjennom et betydelig parti av borehullet som inneholder fyllmassen. POOH betegner uttrekking fra hullet. Hullet det vises til er i det minste et betydelig segment av borehullet, om ikke hele borehullet. Typisk viser POOH til uttrekking fra borehullet fra enden til overflaten. Ved noen anledninger innbefatter det aktuelle parti av borehullet ikke partier som strekker seg helt til enden.

I det vesentlige å rense et borehull betyr § fjerne minst 80 % av fyllmassen eller par-tikkelmaterialet fra borehullet. Betydelig fyllmasse angir fyllmasse av et slikt omfang, når brønnparameterne er gitt, at et parti av brønnen er I det vesentlige tilstoppet av partikkelmateriale. Ordet fyllmasse benyttes for å innbefatte ulike typer fyllmasse som hoper seg opp i bunnen eller i bunnpartiene av olje- og gassborehull. Fyllmasse omfatter typisk sand. Disse to ord brukes av og til om hverandre. Fyllmasse kan innbefatte avstivningsmateriale, vektmateriale, sprengningsavfall, opphopet støv eller knust sandstein. Fyllmateriale kan innbefatte alminnelige formasjonsbrokker og brønnstein.

En dyse som er rettet oppover i hullet, styrer fluid oppover i hullet. En dyse som er rettet forover eller nedover i hullet, styrer fluid nedover i hullet. Nedoverpekende angir at det utstrømmende fluid er rettet, eller t det minste har en betydelig bevegelseskomponent rettet, nedover i borehullet. Oppoverpekende angir at det utstrømmende fluid er rettet, eller i det minste har en vesentlig bevegelseskomponent rettet, oppover i borehullet. En kveilrørsenhet viser til kveilrøret og munnstykke(r) og/eller annet utstyr festet til kveilrøret nede i hullet. "Høyenergispylevlrkning" betyr en munnstykkedyse med et betydelig trykkfall, i størrelsesorden minst 69 bar, over munnstykkeåpningen. Lavenerglspylevirkning betyr en munnstykkedyse med et lite trykkfall, i størrelsesorden 14 bar eller mindre, over munnstykkeåpningen. De verdier for "betydelig trykkfall" som er nødvendig for å definere "høyenergispyling" til forskjell fra "lavenergispyling", er basert på bevegelsesenergi. De mest foretrukne verdier er 69 bar og over for høyenergi og 3,5 bar og under for lavenergi. Disse tall innebærer hastigheter på minst 61-122 m/s for 69 bar avhengig av munnstykkets effekt, og mindre enn 30 m/s for lavenergiregimet. Hvis det forutsettes at pumpehastigheten forblir i det vesentlige den samme, vil da en dyse med høyenergispylevlrkning ha en liten åpning, relativt sett, mens en dyse med lavenergispylevirkning vil ha en større åpning, relativt sett.

Når det er tale om fremgangsmåter for utrensing av betydelig fyllmasse fra et borehull i én skrapeomgang, skal det forstås at slike fremgangsmåter er i stand til, i det minste I de fleste tilfeller, i det vesentlige å rense ut fyllmasse fra et borehull i én skrapeomgang. Én skrapeomgang representerer den ideelle jobb, "toppen" på en effektivi-tetskurve etter planen. I praksis er én skrapeomgang ikke noen nødvendighet. Det kan for eksempel praktiseres en "skuffing" (RIH/delvis POOH/RIH/full POOH). Den delvise POOH kan være bare noen titalls centimeter.

Omrøring av partikkelfaststoffer eller fyllmasse angir omrøring i en utstrekning som betydelig omfordeler fyllmassen. Dette er mer enn en ubetydelig eller mindre eller overflatisk opplivning. Omrøring kan også løsne eller sprenge fra hverandre partikkel-konglomerater.

For å illustrere foretrukne utførelser, ta utgangspunkt i 300 m med foringsrør hvor de nedre 90 m er fylt med vann og sand. Anta at disse 300 m foringsrør befinner seg i en brønn med 45° helning. Fyllmasse er vanligvis sand eller sandsteinsfjell som er knust. Den kan typisk omfatte produsert støv eller avstivningsmateriale. Ifølge foretrukne utførelser av oppfinnelsen, vil kveilrør med et valgt dobbeltmunnstykke kjøres ned til og gjennom de øvre 210 m av foringsrør under sirkulering av et forhåndsvalgt rensefluid. Ved inntrengning i fyllmassen vil det velges en pumpehastighet for rensefluidet, fortrinnsvis ut fra en forhåndsmodellering av brønn- og utstyrsparameterne, slik at én eller flere hoveddyser i dobbeltmunnstykket, fortrinnsvis høyeffektsdyser rettet nedover i borehullet, omrører og omfordeler fyllmassen og sirkulerer ut noe fyllmasse. Innkjøringshastighet i hullet vil velges, fortrinnsvis sammen med modellering på datamaskin, slik at innkjøringshastigheten kombinert med valget av rensefluid eller - fluider, pumpehastighet og hovedspyling omrører og omfordeler i det vesentlige hele fyllmassen, slik at foringsrøret ikke lenger er helt fylt med fyllmassen. Innkjøring i hullet under omrøring og omfordeling av fyllmassen i en awiksbrønn vil i de fleste tilfeller skape likevektslag av fyllmasse ut fra den 100 % pakkede fyllmasse. Mens 100 % pakket fyllmasse opprinnelig fylte det indre rom i de nedre 90 m foringsrør fullstendig, fyller de frembrakte (sannsynligvis (ikevekts)lag av fyllmasse etter RIH ikke fo-ringsrørets indre rom fullstendig.

Når en måldybde er nådd, vil kveilrøret og munnstykket bli trukket ut av hullet. Spy-lemunnstykkets retning vil nå fortrinnsvis bli endret til en lavenergidyse eller -dyser rettet oppover i hullet. Den styrte uttrekkingshastlghet fra hullet, fortrinnsvis bestemt gjennom forhåndsmodellering, velges sammen med rensefluid, fyllmassetype, fyllmas-sens beliggenhet/dybde, pumpehastighet og andre brønnparametere og utstyrsparametere for å vaske fyllmasselaget ut av hullet. Likevektslag, hvis eller i den utstrekning slike ikke er opprettet tidligere, skal dannes i hullet ovenfor rensedysen under uttrekking.

Pumpene knyttet til pumping av fluid i kveilrør har et praktisk maksimumsdriftstrykk ved overflaten. Idet den herværende oppfinnelse tar hensyn til de praktiske driftstrykk knyttet til kjøring av kveilrør, benytter den fortrinnsvis et høytrykkfallmunnstykke som retter stråler av rensfluid nedover i hullet under innkjøring i hullet. Under uttrekking fra hullet benytter den herværende oppfinnelse fortrinnsvis et lavtrykkfallmunnstykke med en stråle eller stråler rettet oppover i hullet.

Jo større pumpehastighet for rensefluidet og jo større POOH-hastighet desto raskere vil omgangen totalt og desto lavere vil de samlede kostnader i alminnelighet være. Det finnes imidlertid grenser for hastighetene for i det vesentlige å rense i én omgang.

Ett aspekt ved den herværende oppfinnelse er å omrøre partikkelfaststoffer under RIH med en kveilrørsenhet som sirkulerer i det minste ett rensefluid gjennom et munnstykke som har en spylevirknlng rettet nedover i hullet. Fremgangsmåten innbefatter fremkalling av partikkelmedrivning ved uttrekking fra hullet mens det sirkuleres i det minste ett rensefluid gjennom et munnstykke som har en spylevirknlng rettet oppover i hullet. Oppfinnelsen omfatter videre uttrekking fra hullet i en slik hastighet av i det vesentlige alle faststoffer fra fyllmassen blir holdt oppe i hullet ved enden av kveilrør-senheten under uttrekking fra hullet. Det kan sees at dersom kveilrørsenheten faktisk holder i det vesentlige alt partikkelfaststoff oppe i hullet ved enden av enheten, da vil i det vesentlige alt av partikkelfaststoffene være fjernet fra hullet når enheten er trukket ut av hullet.

Gitt brønnparametere og utstyrsparametere og en pumpehastighet, valgt gjennom ingeniørteknikk for å muliggjøre en rensing i én skrapeomgang, krever gjennomføring av en kostnadseffektiv og i det vesentlige fullstendig rensing i én renseomgang at man fører nøye tilsyn med uttrekkingshastigheten fra hullet. Av kostnadseffektivitetsgrun-ner er det viktig å trekke ut fra hullet så raskt som mulig så lenge alt partikkelfaststoff holdes i hullet ovenfor en ende av kveilrørsenheten. For å gjennomføre rensingen f én skrapeomgang, må uttrekkingshastigheten fra hullet imidlertid ta hensyn til opprettel-sen av likevektslag i hullet ovenfor enden av kveilrøret. Et likevektslag er et lag av fyllmasse med en slik tverrsnittsdimensjon at det gjenværende ringrom i foringsrøret (eller hullet eller røret) for sirkulering av rensefluid og medrevet partikkelmateriale er tilstrekkelig lite til at hastigheten gjennom dette reduserte ringromsparti er tilstrekkelig høy til at de medførte, transportere partikler ikke kan bli felt ut, men blir transportert oppover i hullet.

Ved de fleste rensinger ville likevektslag bli dannet bak kveilrøret mens kveilrøret og munnstykket blir kjørt inn i hullet. Det vil si at munnstykkets nedoverrettede stråle vil omrøre den utstrømmende fyllmasse. Denne omrøring vil omfordele fyllmassen mens den samtidig sirkulerer noe fyllmasse bakover ut av hullet. I mange situasjoner vil mye av den omfordelte fyllmasse danne "likevektslag" bak enden av kveiirørsmunn-stykket under innkjøring i hullet. Ved likevektslag, slik disse defineres, er hastigheten til rensefluidet og den medførte sand gjennom den gjenværende del av ringrommet tilstrekkelig høy til at ytterligere fyllmassepartikler ikke kan utfelles. Siden et likevektslag, pr. definisjon, ikke kan vokse, vil de øvrige sandpartikler eller den øvrige fyllmasse bli transportert ut av hullet.

Uttrekking fra hullet plukker opp den ledende eller i hullet nedre kant av likevektsla-get, rører om og trekker med seg den ledende kant og sender fyllmassen oppover i hullet forbi likevektslagene til overflaten. Siden laget oppe i hullet har nådd likevekts-tilstand, må de medførte sandpartikler ved likevektslagenes ledende eller i hullet nedre ende transporteres til overflaten. Uttrekkingshastigheten fra hullet skal ikke over-skride en hastighet som er slik at de ovennevnte betingelser Ikke kan opprettholdes.

Fig. 21A og 21B illustrerer ovennevnte prinsipper. Fig. 21A Illustrerer kveilrør CT. Fig. 21A illustrerer et skrånende borehull DW som i bunnen er fylt med opprinnelig sand F. Kveilrøret CT som bærer en kveilrørsenhet CTA, kjøres inn i hullet avgrenset av det skrånende borehull DW. Kveilrørsenheten CTA innbefatter et munnstykke N, slik som

med forovervendte dyser FFJ. Forovervendte dyser har en spylevirkning rettet nedover i hullet. Forovervendte dyser har fortrinnsvis en høytrykkfall- eller en høyenergispyle-vlrkning under innkjøring i hullet. Munnstykket N med dyser FFJ skaper flytende sand-partikkelmateriale FSP av den opprinnelige sand eller fyllmasse F. De flytende sandpartikler beveger seg i fluidstrømmens FS oppover i hullet mot overflaten. Noen sandpartikler SS felles ut som følge av gravitasjonskraften til de danner likevektssandlag ESB i det gjenværende ringromsområdet A inn til ringromsområdet for fluidstrøm-men FS blir tilstrekkelig lite i kraft av likevektssandlag ESB til at ytterligere sandpartikler ikke kan avsette seg. Det vil si at fluidstrømmens FS hastighet blir så stor i ringrommet at sandpartikler ikke lenger felles ut. Likevektssandlag vokser ikke. Under uttrekking fra hullet, eller POOH, blir rensefluidet sprøytet gjennom bakovervendte dyser RFJ. Bakovervendte dyser er lavtrykkfall- eller lavenergidyser. Bakovervendte stråler plukker opp den ledende kant LE av likevektssandlagene etterlatt ved innkjø-ring i hullet. Denne flufdiserte sand omfatter fiuidisert overskuddssand FES og beveger seg i fluidstrøm FS oppover i hullet til overflaten. Likevektssandlag ESB er av en slik størrelse at ytterligere sand ikke kan avsette seg, fordi fluidstrømmens hastighet med medført fiuidisert sand er for stor. Uttrekkingshastigheten fra hullet skal være tilstrekkelig liten, slik at de bakovervendte stråler fullstendig kan slite bort likevektssandla-genes ledende kant når de beveger seg.

Ved bruk av dataprogram for kveilrørsmodellering og jobbutforming er det mulig å ta praktisk talt enhver driftsvariabel med i beregningen. Rensing i overensstemmelse med den herværende oppfinnelse kan være planlagt for å:

- maksimere fjerning av brokker

- minimere nitrogenforbruk

- redusere de samlede rensekostnader.

Fluidvalg og kjøreprosedyrer kan i overensstemmelse med den herværende oppfinnelse bestemmes alt etter kompletteringsgeometrier og typen og volumet av fyllmasse som skal fjernes. Valg av fluid kan være avgjørende. Billige fluider kan ofte ikke suspendere fyllmassepartikler på en effektiv måte under borehullsbetingelser fordi disse, eksempelvis polymerer, typisk vil bli tynne under høy temperatur og høye skjærkref-ter. Avanserte fluider kan på den annen side være uøkonomisk å bruke, og til og med unødvendig dersom kjøreprosedyrer slik som va rier ing av pumpehastigheten kan løfte fyllmassen. Den herværende oppfinnelse konsentrerer seg om den mest effektive og økonomiske gjennomføringsmåte, hvorved kostnadene minimeres.

Hvis en eier/operatør har en avviksbrønn, sammenpakket fyllmasse, komplettering med tynt hull, høy bunnhullstemperatur (BHT) eller hvilke som helst av en mengde andre kompliserende faktorer, kan den utviklede fremgangsmåte for CT-rensing ifølge den herværende oppfinnelse gi de mest kostnadseffektive resultater.

En brønn behøver ikke være ren bare fordi den har gjennomstrømning og CT har nådd måldybden (TD). Fyllmasse kan bli fiuidisert av CT, dog ikke løftes til overflaten, men faller i stedet ned i det såkalte rotten ul let igjen når sirkulasjonen stanser.

Fig. 1-3 illustrerer problemene som kan oppstå med tradisjonelle CT-rensinger. Fig. 1 illustrerer en 35° avviksbrønn W som er fylt med sand S slik at perforeringene P blokkeres eller delvis dekkes. Brønner som produserer sand S, vil vanligvis fylle rottehullet RH sakte over tid. Når sanden S begynner å dekke perforeringene P, vil brønnens ytelse forringes.

Flg. 2 illustrerer samme brønn W med kveilrør CT kjørt til TD og sand S fiuidisert ovenfor et stasjonært lag SB på den lavestliggende side. Dersom den kritiske hastighet ikke er nådd, danner mye av sanden S et sandlag SB på den lavestliggende side LS av forlengningsrøret LN og blir aldri produsert til overflaten. Brønnen synes ren fordi det som kommer tilbake er rent, og kveilrøret er stasjonært ved TD.

Flg. 3 illustrerer kveilrøret CT som nå er fjernet, og hvor sandlaget SB har falt ned til bunnen og opptar rottehullet RH. Fortsatt sandproduksjon vil fylle det gjenværende rottehull snarere enn om det hadde vært renset helt. Rensing av hele rottehullet betyr mindre hyppige rensinger og mer konstant kabeltilgjengelighet.

Rensing av en vertikal brønn VW, fig. 4, anses ofte for å være enkelt, men det finnes likevel mange måter for å gjøre rensingen raskere og mer effektiv. En vanlig faktor som begrenser rensehastigheten for en brønn, er "ringromsstruping" i produksjonsrø-ret PT. En tradisjonell brønn har produksjonsrør PT som er mye mindre enn pro-duksjonsforingsrøret eller forlengningsrøret LN. At det oppnås tilstrekkelig hastighet i forlengningsrøret til å løfte fyllmassen innen et rimelig tidsrom, kan medføre meget høye hastigheter i produksjonsrøret. De høye hastigheter fører til store friksjonstrykk som kan overbelaste brønnen, hvilket kan medføre at potensielt skadende returfluider går tapt til formasjonen.

Denne virkning kan motvirkes ved bruk av kveilrør som ikke er for stort for å sørge for et tilstrekkelig ringrom, og ved å velge et fluid som har effektive løfteegenskaper i forlengningsrøret, men likevel lavt friksjonstrykk i produksjonsrøret. Friksjonsreduserende midler i vann (005 - 0,1 % tilsetting) gir typisk det beste fluidvalg ved rensing av fine partikler (f.eks. formasjonssand) fra brønner i balansert eller underbalanser! tilstand. Disse produkter reduserer friksjonstrykket i kveilrøret, hvorved de tillater enten større sirkulasjonshastigheter eller bruk av mindre kveilrør. Mindre kveilrør kan bety billigere operasjoner, kan løse vektbegrensningsproblemer til havs, og også redusere ringromsstruping. Friksjonsreduserende midler reduserer også friksjonen i ringrommet og reduserer derfor strupevirkningen. Rense hastig heter kan generelt økes med opp til 50 % ved bruk av friksjonsreduserende midler da disse typisk tillater høy-ere fyllmasseinntrengningshastlgheter og kortere tid for full utrensking ("bottoms up"). Endelig reduserer friksjonsreduserende midler partikkelutfellingen litt, hvorved de bidrar til transporter ing i brønnen, men samtidig gjør overflatesepa rasjon enkel idet de ikke hindrer sand fra å avsette seg i overflatetanker. Den tekniske fremgangsmåte ifølge den herværende oppfinnelse kan vurdere disse komplekse faktorer og gjennom datamodellering foreslå den kostnadseffektive løsning.

Store partikler har ofte utfeliingshastigheter i vann eller friksjonsredusert vann som kan måle seg med den ringromshastighet som kan oppnås (f.eks. 8 mesh sand synker ved omtrent 20,3 cm/s gjennom vann). Stivere geler eller skum skal typisk begrense store partiklers synkehastighet. Rensing av vertikale brønner i overbalansert tilstand krever typisk et fluid som har noen lekkasjekontroilerende eller blokkerende egenska per. En stivere gel eller skum benyttes ofte for å ha kontroll over lekkasje. Produksjon i brønnen under rensingen kan bidra til å holde en brønn underbalansert og minimere nitrogenforbruk. Brønnproduksjonen bidrar Imidlertid ikke til å rense rottehullet nedenfor perforeringene og resulterer i tilleggsstrømning opp gjennom produksjonsrøret og fører derved til ytterligere friksjonstrykk. Oen tekniske løsning ifølge den herværende oppfinnelse basert på datamodellering kan ta slike faktorer med I beregningen og foreslå den kostnadseffektive løsning.

Som illustrert ved diagrammet på fig. 5, tar det ved utrensing av 420 mikron (40 mesh) sand fra et 17,8 cm (7") forlengningsrør over 70 minutter å flytte fyllmasse 300 m opp gjennom borehullet ved pumping av vann ved 1 fat/min. Bruk av friksjonsreduserende midler og opprettholdelse av samme gjennomstrømningshastighet reduserer denne tid med 15 minutter. Utnyttelse av de lavere friksjonstrykk ved å pumpe raskere reduserer den totale tid med ytterligere 30 minutter. Økning av gelinnholdet til høyere verdier forårsaker ofte flere forsinkelser og fører til komplikasjoner med høye pumpetrykk, ringromsstruping og separerlngsproblemer på overflaten. Rensinger ved bruk av brønnforsterker krever derfor nøye planlegging for å sikre at:

- løftehastighetene er tilstrekkelige nedenfor perfore ringene,

- friksjonstrykkene ikke er for høye ved kompletter-

ingen, og

- hastighetene ikke er for høye i kompletterings- eller

overflaterøropplegget, hvilket ville medføre erosjon.

Den herværende oppfinnelse bidrar til å minimere alle disse potensielle problemer gjennom detaljert teknisk planlegging og modellering.

Awiksbrønner og horisontale brønner byr typisk på en mye større utfordring enn vertikale brønner. Videre bryter nærværet av kveilrør på den lavestliggende side av borehullet fluidhastighetsprofilen og fører til et stillestående område hvor gravitasjonskref-ter dominerer og utfelling kan skje. Det er således ikke tilstrekkelig bare å sikre at fluidhastigheten overstiger partiklenes synkehastighet. Figur 6 illustrerer at transport av en partikkel PT 90 meter langs et avvikshull DW med et fluid som beveger seg ved jevn hastighet, f.eks. 15 cm/sek., krever at fluidet suspenderer partikkelen over et betydelig tidsrom. Hvis partikkelen bare må synke 7,5 cm for å treffe den lavestliggende side i en brønn, må utfeflingshastigheten være så lav som 0,0127 cm/s. Mange fluidhastighetsprofller er ikke jevne, og partikkelsuspensjonen må således være vesentlig høyere enn hva dette enkle eksempel beregner. Etter hvert som avsatte lag bygger seg opp, øker imidlertid den faktiske Innsnevring av ringrommet fluidhastighe ten betydelig. På denne måte kan det oppnås en størrelse på likevektslag hvor fluidhastigheten blir så høy at partikler ikke lenger avsetter seg.

Fig. 7 illustrerer at I en komplettering på 7,3 cm (2-7/8"), kan det volum av sand S som kan bli igjen og delvis fylle ringrommet A dannet av 3,18 cm rør T som ligger i et 1524 m langt avviksavsnitt av en brønn W, lett fylle 30 m av 17,8 cm foringsrør.

Mange faktorer påvirker faststofftransport. En av disse er rensefluidet. Høyeffektive biopolymerer som rensefluider kan være fordelaktig i awiksbrønner. Disse polymerer er avhengig av høy gelstyrke ved lave skjærhastigheter for å oppnå fyllmassesuspen-sjon, og har under lamlnarstrømbetingelser evne til å bære fyllmasse over lange av-stander langs skrånende borehull uten å avsette betydelige mengder fyllmasse på den lavestliggende side. Ved høye skjærhastigheter "tynnes" imidlertid disse fluider be-traktelig, og selv om skjærtynning kan bidra til å holde friksjonstrykkene nede, blir evnen til å suspendere partikler betydelig redusert. Den beste kombinasjon av fluid-egenskaper og skjærhastighet for rensing av foringsrør eller forlengningsrør kan være uegnet for produksjonsrør av mindre diameter. Og, som omtalt ovenfor, kan avsetting av et grunt lag med fyllmasse ved avvikskompiettering resultere i at det legges igjen et stort sandvolum gjennom hele borehullet, og således hindre senere tilgang til brøn-nen, hvorved brønn produksjonen reduseres eller det kreves gjentatt renseoperasjon tidligere enn nødvendig. En ytterligere komplikasjon som må tas med i beregningen, er at det under forhold med eksentrisk ringromsstrøm blir en betydelig mengde av fyllmassen transportert mye saktere enn hovedstrømmen av fluidet. Beregning av par-tikkelslipp kan således være avgjørende for å sikre at det pumpes tilstrekkelige hullvo-iumer, og at operasjoner ikke stanses for tidlig mens partikler fremdeles er underveis til overflaten.

Et ytterligere hensyn er at viskøse fluider ikke er velegnet for å hente opp fyllmasse fra et lag som har dannet seg. Særlig i horisontale brønner må sandlaget røres om

fysisk for at partiklene igjen skal rives med I strømmen. Dette oppnås ofte best, ifølge den herværende oppfinnelse, ved bruk av spesialmunnstykker for omvendt sirkulasjon og en utviklet teknikk for rensing av seksjonen gjennom opptrekking av kveilen under sirkulasjon. Rense hastig heten regnes ut på grunnlag av sandlagets høyde og fluidets egenskaper og hastighet.

Lavviskøse fluider som sirkuleres ved høye hastigheter, kan være meget effektive til rensing av lange horisontale avsnitt, særlig hvor de beste polymerer har vansker med å transportere fyllmassen uten at det dannes store sandlag. Bare et lavviskøst høy-hastighetsfluid (slik som friksjonsredusert vann) kan generere nok turbulens til å plukke opp tyilmassepartikfene når disse først har avsatt seg. Friksjonsredusert vann har de tilleggsfordeler at de er mye billigere enn biopolymerer og ikke kompliserer håndteringen av returfluider på overflaten. Det tilsettes ofte nitrogen til vannet for å redusere fluidets væsketrykk og også øke hastighetene.

Det optimale regime for rensing av awiksbrønner og horisontale brønner er sterkt avhengig av de nøyaktige brønnparametere. Langtrekkende brønner kan særlig kreve meget høye sirkulasjonshastigheter og store fluidvolumer for rensing. Ukorrekt jobbutforming kan føre til at rensingen tar dagevis lenger enn nødvendig, eller at bare en liten prosentandel av fyllmassen blir fjernet. Teknikkene og fremgangsmåtene ifølge den herværende oppfinnelse som innbefatter ba kover rensing av fyllmassen ved bruk av spesialutformede sirkulasjonsmunnstykker og eventuelt innbefatter støtvis strøm-ning av ulike fluider og/eller periodisk pumping ved høye hastigheter med kveilrøret stasjonært for å omgå tretthets!nnsnevringer i kveilrøret, kan i alminnelighet redusere kostnadene mye og øke effektiviteten ved rensinger av awiksbrønner og horisontale brønner.

Tabellen i fig. 9 illustrerer typiske rensefluider, deres fordeler, ulemper og anvendelser. Optimalisering av enhver kveilrørsrensejobb krever omhyggelig valg av fluid. Fluidet må ikke bare være det best egnede til den renseteknikk som er valgt, men det må også ha den nødvendige ytelse under brønnforhold. For eksempel:

- Polymergeler tynnes i alminnelighet ved høyere

temperaturer og høyere skjærhastigheter. Man må

være klar over gelegenskapene i borehullet.

- Skummidler påvirkes av brønntemperatur og brønn-

fluider. Skummidlet må være forenlig med alle de

fluider som vil kunne finnes i borehullet.

Partikkelsynkehastigheten målt i et fluid kan variere mye avhengig av partfkkelstørrel-se, -fasong og -densitet samt fluidets densitet og viskositet. Større partikler synker raskere enn mindre partikler og til og med lett viskøse fluider hindrer partikkelutfeliing mye. I noen tilfeller kan rensinger løfte de små partikler ut av brønnen mens de større etterlates. Tabellen i fig. 8 illustrerer partikkelsynkehastigheter.

Datamodellering i overensstemmelse med den herværende oppfinnelse innbefattet simulering og analyse, representerer et nøyaktig og kraftig planleggingsverktøy til-gjengelig for kveilrørsrensinger. Forståelse av hva som kreves ved rensinger, kan være til ingen nytte hvis friksjonstrykkene, strømningshastighetene og brønnproduk- sjonsprosessen ikke kan modelleres nøyaktig. I overensstemmelse med den herværende oppfinnelse kan modellering nøyaktig forutsi strømningsregimene, hastighetene og friksjonstrykkene på alle punkter langs borehullet og ned gjennom kveilrøret. Systemet modellerer fortrinnsvis kreftene og belastningene på kveilrøret for å sikre at kveilens begrensninger ikke overskrides, verken av trykk eller av motstandskrefter som finnes i brønner med store vinkler. Sanntidsanalyse ved bruk av datamodellering på brønnstedet lar ingeniører raskt oppdage skiftende eller uforutsette forhold i brøn-nen, slik som endringer i bunnhullstrykk (BHP) eller brønnens produktivitet. Jobb-konstruksjonen kan da straks forandres for å avspeile den nye plan, hvorved fortsatt trygge og effektive operasjoner sikres. Sanntidsdata tillater operatører å tilpasse job-ben etter, eller oppdatere, opprinnelige jobberegninger. Modelleringen Ifølge den herværende oppfinnelse innbefatter fortrinnsvis tofaset strømning innenfor kraftanalyser, beregner tid til svikt når hindringer påtreffes, benytter BHP, overflatetrykk og tofaset strømning for å foreta nøyaktige beregninger, gir meget stabil, hurtig utregning av pålitelig ytelse og er brukervennlig og lett å kjøre på feltet.

Effektivt å redusere TCO (totale driftskostnader), hvilke kan tilskrives brønnrensing med kveilrør/krever langtidsperspektiv på emnet. Som omtalt ovenfor, kan det å ha mindre utlegg på hver jobb, men utføre flere rensejobber, over tid være den dyreste veien å gå. Det er viktig å definere driftsva ria biene og forstå de vesentlige kostnads-drivere for hver situasjon. Datamodelleringsanalyse i overensstemmelse med den herværende oppfinnelse gir omfattende CT-jobbplaner for å bidra til å nå målene. Den herværende oppfinnelse gir i foretrukne utførelser:

- Nøyaktige, grundige CT-jobbplaner

- Jobbovervåking i sanntid på stedet

- Mer fullstendig fjerning av brokker

- Optimalisert fluidutforming

- Optimalisert valg av utstyr

- Optimalisert nitrogenforbruk

- Lengre intervaller med uhindret produksjon

- Reduserte totale driftskostnader

Den herværende oppfinnelse tilbyr en komplett pakke - en teknisk fremgangsmåte for rensinger med kveilrør for maksimalt vellykket operasjon.

Den herværende oppfinnelsen kan innbefatte én av en rekke spesialiserte verktøyer for å fremme renseoperasjoner, herunder særlig høyeffektive spylemunnstykker. For eksempel kunne foretrukne utførelser ha et virveimunnstykke festet til enden av et dobbelt vekselmunnstykke for å indusere virvling i spylingen. Egnede verktøyer hjel-per den herværende oppfinnelse til generelt å løse renseproblemer på den mest kostnadseffektive måte.

I noen tilfeller vil fyllmassen være sammenpresset. I denne situasjon kan et enkelt vaskemunnstykke kanskje ikke ha nok spylekraft til å bryte opp fyllmassen. Fyllmassen kan ikke løftes ut av brønnen uten at den først er brutt fra hverandre. Den herværende oppfinnelse har utviklet et høyhastighets-/høyeffektspylemunnstykke, Fig. 10A, I dette skrift kalt Tornado-verktøyet. Dette verktøy tilveiebringer høyenergistråler med større ødeleggelseskraft enn tradisjonelle vaskemunnstykker. Dette verktøy er nærmere bestemt utformet av BJ Services Company, Houston, Texas, for renseoperasjoner. Verktøyet har både forover- og bakovervendte dyser. Spylefluidet avledes enten hovedsakelig forover eller hovedsakelig bakover, avhengig av om verktøyet spyler ned i sammenpresset fyllmasse, eller brukes til å "feie" fyllmasse oppover i brønnen på den lavestliggende side i et borehull. Ingeniørtekniske algoritmer regner ut hvor raskt kveilen kan kjøres inn i fyllmassen, og hvor raskt kveilen kan "feies" tilbake opp gjennom brønnen sammen med verktøyet. For rask innkjøring kunne resultere i at et for stort sandlag ble avsatt bak verktøyet; for rask opptrekking kunne resultere i at fyllmassen ble forbigått og etterlatt når verktøyet trekkes tilbake til overflaten.

Teknologien Ifølge den herværende oppfinnelse kan sterkt redusere den tid som er nødvendig for mer utfordrende rensinger, og gi beskyttelse mot at kveilen setter seg fast f brønnen på grunn av sand som pakker seg sammen bak spylemunnstykkene.

Den herværende oppfinnelse beregner i noen utførelser å bruke en brønnseparator for å skille en blanding av gass og væske, idet den sender gassen til ringrommet for å gjøre søylen lettere og sender væsken til verktøyet nedenfor. Komprimerbare fluider er ofte ikke gode spylefluider da strålen ikke holder seg sammenhengende. Den eks-panderende gass blåser faktisk det strømmende fluid fra hverandre. Bruken av en brønnseparator ovenfor et virvelmunnstykke tillater benyttelse av kraftige væskestrå-ler selv om Inniblandede fluider pumpes gjennom kveilen.

Fig. 10A-10G illustrerer foretrukne munnstykkeutførelser, herunder et Tornado-verktøy, slik de brukes sammen med den herværende oppfinnelse. Fig. 10A-10D Illustrerer én utførelse av et dobbeltmunnstykke N, Tornado-verktøyet. Munnstykket innbefatter forovervendte dyser FFJ og bakovervendte dyser RFJ. Det kan sees at de forovervendte dyser har mindre åpning sammenlignet med de bakovervendte dyser. Forovervendte dyser FFJ er således i utførelsene på fig. 10 utformet for å tilveiebringe et høytrykksfall, eller for å oppnå høyenergistråler. Bakovervendte dyser er dimensjo- nert med større åpninger for å tilveiebringe lav energi, eller for å oppnå lavtrykksstrå-ler.

Fig. 10A illustrerer Tornado-munnstykket N med strømningsstamme FM I dennes fjær-forspente stilling oppe i hullet. I slik posisjon strømmer fluid F gjennom munnstykket og stammen FM og ut gjennom de forovervendte dyser FFJ. De bakovervendte dyser RFJ er tilstoppet av partier av strømningsstammen FM i strømningsstammens fjærfor-spente stilling lengst oppe I hullet. En fjær SP forspenner strømningsstammen FM i dennes posisjon oppe i hullet eller dens bakre posisjon. Når strømning gjennom munnstykket N økes til en forhåndsbestemt mengde, overvinner trykk på den ringfor-mede stempelskulder FMP på strømningsstammen, idet trykkfallet gjennom strøm-ningsstammen FM er gitt, fjærens SP forspenningskraft, og strømningsstammen FM beveger seg mot høyre på tegningen til sin fremre posisjon eller posisjonen nede i hullet. Idet strømningsstammen FM beveger seg nedstrøms, mottar den fremre eller nedstrøms ende av strømningsstammen pluggen PG relativt tettsluttende. Det kan være beregnet en meget liten klaring mellom den innvendige diameter til strømnings-stammens FM nedre ende og pluggen PG, slik at kanskje 1 % av fluidet fortsatt kan sildre gjennom strømningsstammen FM og nå de forovervendte dyser. Hovedmassen av fluidet i strømningsstammen FM strømmer imidlertid nå, når strømningsstammen har beveget seg til sin fremre eller nedstrøms posisjon mot fjæren SP, gjennom porter PT og ut gjennom de bakovervendte dyser RFJ. Figur 10B illustrerer den fremre eller nedstrøms ende av munnstykket N i større detalj. Fig. 10C illustrerer den oppstrøms eller bakre ende av munnstykket N i større detalj. Når strømningsstammen FM beveger seg mot høyre på tegningen, eller beveger seg forover eller nedstrøms, glir pinner PN i J-spor JS på den utvendige flate av strømningsstammen FM. Fig. 10D viser en illustrasjon av J-sporene JS I større detalj. Av fig. 10D kan det sees at når strømnings-stammen FM beveger seg forover, glir pinner PN i J-spor JS fra en innledningsvis, øvre posisjon 10 til en posisjon 20 hvor strømningshastigheten er økt til maksimum. Når

trykket deretter reduseres, beveger pinnene PN seg I J-sporene JS til posisjon 30 som er en nedre posisjon for bakoverspyling. Det kan forstås at dersom trykket igjen økes, kan pinnene PN fortsette å bevege seg langs J-sporene JS, slik at strømningsstammen FM kan returneres til sin opprinnelige, øvre posisjon for foroverspyllng. I den posisjon ville pinnene PN Igjen returnere til en posisjon som er analog med den angitte posisjon 10 i J-sporet JS.

For å betjene den foretrukne utførelse på fig. 10A-10D ville Tornado-munnstykkeverktøyet vanligvis blitt kjørt inn i hullet med strømningsstammen i øvre posisjon. Slik posisjon ville tillate blottlegging av de foroverspylende vaskedyser. Inn- kjøring i hullet ville således Innbefatte vasking og/eller spyling av hullet gjennom de foroverspylende vaskedyser. Ved måldybden kunne Tornado-munnstykkeverktøyet bli stilt om for å stenge de fremre dyser og åpne for de bakre dyser. Omstillingen oppnås ved at gjennomstrømningshastigheten økes og derfor trykkfallet gjennom strømnings-stammen. Denne økning f trykkfall skaper en nedad rettet kraft på strømningsstammen for å overvinne fjærkraften. Et J-spor i strømningsstammen styrer deretter st røm-ningsstammens endelige posisjon, så snart trykkfallet er redusert ved reduksjon av gjennomstrømningshastigheten. Strømningsstammen ligger såtedes typisk i en bakre posisjon med pinnene PN i inngrep i J-sporet JS omtrent ved posisjon 10, eller i en fremre posisjon med pinnene PN i inngrep i J-sporene JS i en mer bakre posisjon 30. Ved at gjennomstrømningshastigheten økes og deretter reduseres kan derfor verktøy-et sykle mellom en foroverspyllngs- og en bakoverspylingsposisjon.

Fig. 10E og 10F illustrerer en andre enklere utførelse av et spylemunnstykke. Fig. 10E illustrerer munnstykket med stempel PN låst med skjærepinner SP i en bakre posisjon eller i en posisjon oppe i hullet, hvorved de bakre spyledyser RFJ blokkeres. Fluid som strømmer gjennom dette munnstykke strømmer ut gjennom de fremre spyledyser FFJ, som illustrert på fig. 10E. Når en kule BL sendes ned gjennom røret og inn i munnstykket, setter kulen BL seg på stemplet PN, hvilket bryter skjæreplnnene SP og sender stemplet PN med kulen BL tii å sette seg på enden av dysen N. I en slik posisjon er fluidet til de forovervendte dyser FFJ blokkert og strømmer ut gjennom de bakovervendte dyser RFJ.

Flg. 10G illustrerer et enklere arbeidsmunnstykke som ikke gir rom for noen omstil-ling. Alt fluid som strømmer gjennom munnstykket N på fig. 10G, vil til enhver tid strømme ut både gjennom de bakovervendte dyser RFJ og de forovervendte dyser

FFJ.

Skrapeomganger er vanlig praksis på feltet for å rense et hull for sand i renseoperasjoner. En skrapeomgang kan defineres som bevegelse av enden av kveilrør inn og ut av hullet, i det minste over et visst stykke. For å rense ut faststoffer fra borehullet, skal det velges en egnet skrapeomgangshastighet på grunnlag av driftsbetingelser. Det finnes ikke noen tidligere utgitt informasjon knyttet til valget av skrapeomgangshastighet. I denne studie ble det gjennomført tallrike laboratorietester for å undersøke hullrensing med en skrapeomgang og hvordan hullrenseeffekten påvirkes av faststofftransportparametere slik som: a) munnstykketype, b) partikkelstørrelse, c) flutdtype,

d) awiksvinkel, e) effekt av flerfaset strøm.

Resultatene angir følgende:

1. Sammenlignet med hullrensing med stasjonær sirkulasjon,

gir bruken av skrapeomgang en mer effektiv rensing.

2. For en gitt driftsbetingelse finnes det en optimal skrapeomgangshastlghet, hvorved faststoffene kan fjernes

helt i løpet av korteste tid.

3. Munnstykker med korrekt valgt dysearrangement gir en høyere optimal skrapeomgangshastlghet og gir en mer

effektiv rensing.

4. Hullrenseeffekten avhenger av awiksvfnkelen, fluidtypen,

partikkelstørrelsen og munnstykketypen.

Det er utviklet korreleringer som for gitte driftsbetingelser beregner optimale skrape-omgangshastigheter og mengden av faststoffer som fjernes og som blir igjen i et borehull. Skrapeomgangen gir en fordel fremfor hullrensing og kan modelleres for å gi mer effektive operasjoner.

Faststofftransport og borehullsrensinger kan være meget effektive når det benyttes kveilrørsteknikker dersom man har kunnskap om og forståelse av samspillet mellom de ulike parametere. Dårlig transport kan ha en negativ virkning på borehullet, hvilket kan forårsake sandbrodannelse og som et resultat få kveilrøret til å sette seg fast. Kveilrør kan da være en kostnadseffektiv teknologi når den samlede prosess er vel-strukturert og godt utført. Den hurtige utbredelse av sterkt avvikende/horisontale brønner har gjort det viktig å ha en pålitelig kunnskapsmasse om faststofftransport under enfasede og flerfasede betingelser.

I våre tidligere studier (J. Li og S. Walker: "Sensitivity Analysis of Hole Cleaning Para-meters in Directional WellsVSensitivitetsanalyse av hullrensingsparametere ved av-viksbrønner, avhandling SPE 54498 fremlagt på 1999 SPE/ICoTa Coiled Tubing Roundtable (rundebordsdiskusjon om kveilrør) holdt i Houston, Texas, 25.-26. mai 1999; S. Walker og 3. Li: "Effects of Particle Size, Fluid Rheology, and Pipe Eccentricity on Cut-tings TransportVVirkninger av partikkelstørrelse, flu id reol og i og røreksentrisitet på borekakstransport, avhandling SPE 60755 fremlagt på 2000 SPE/ICoTa Coiled Tubing Roundtable holdt i Houston, Texas, 5. - 6. april 2000) ble det gjennomført en omfattende eksperimentell test med faststofftransport for stasjonær sirkulasjon. Studiene innbefattet effekten av forholdet mellom væske/gass-volums strømningshastighet, borehastighet (ROP), avviksvinkel, sirkulasjonsfluidegenskaper, partikkelstørrelse, fluidreologi og røreksentrisitet på faststofftransport. Nevnte avhandlinger er innbefattet I dette skrift gjennom henvisning, og det forutsettes at man er fortrolig med disse studier. På bakgrunn av testresultatene ble dataene i disse analysert, det ble utviklet korrelasjoner, og det ble utviklet et dataprogram.

I denne studie ble det undersøkt hullrenseeffektivitet ved simulert skrapeomgang ved ulike transportparametere slik som awiksvinkel, fluidtype, partikkelstørrelse og munnstykketype. På bakgrunn av disse testresultater ble et eksisterende dataprogram modifisert og justert til å innbefatte disse viktige tilleggsparametere og deres virkning på hullrensing ved skrapeomgang.

Strømnfngssløyfen vist på fig. 11 ble benyttet til dette prosjekt. Den ble utviklet ved de tidligere studier som det er vist til ovenfor. Strømningssløyfen er utformet for å simulere et borehull i full skala. Denne strømningssløyfe består av et 6 m langt gjen-nomsiktig Lexanrør med en innvendig diameter på 12,7 cm (5") for å simulere den åpne brønn, og et 3,8 cm (1-1/2") indre stålrør for å simulere kveilrør. Strømnings-sløyfen ble modifisert og hydrauliske jekker ble installert for å muliggjøre bevegelse av røret (se fig. 12). Det indre rør kan plasseres og beveges inn og ut av Lexan-røret for å simulere en skrapeomgang. Sløyfen er montert på en stiv ledeskinne og kan skrå-stilles i hvilken som helst vinkel I området 0°-90° fra vertikalen.

Når kveilrøret er i testavsnittet, omfatter metodologien sirkulering av sanden inn i testavsnittet og oppbygging av et innledende sandlag med en jevn høyde over hele testavsnlttet. Metodologien innbefatter deretter uttrekking av kveilen fra testavsnittet med en forhåndsinnstilt hastighet.

De registrerte parametere Innbefatter strømningshastigheter, innledende sandlags høyde før kveilrøret trekkes ut av hullet (POOH), og endelig sandlagshøyde etter POOH av kveilrøret, fluid temperatur, trykkfall over testavsnittet og skrapeomgangshastlghet. Dataene samlet fra instrumenteringen registreres ved bruk av et datastyrt datainnhentingsprogram. (Se henvisninger ovenfor for mer informasjon.)

I denne studie (se ovenstående henvisninger angående partikkelstørrelse) er det pr. i dag blitt utført over 600 tester ved bruk av tre ulike partikkelstørrelser over et hastig-hetsområde for væske og gass og med vinkler på 65° og 90° fra vertikalen. Det ble undersøkt på hvilken måte skrapeomgangen påvirker de ulike faststofftransportparametere. Resultatene og drøftingen konsentrerer seg om den situasjon som innebærer hullrensing ved skrapeomgang, hvor røret trekkes ut av hullet mens det sirkuleres vann, gel og flerfasede gasskombinasjoner.

Studien konsentrerte seg om skrapeomgangssituasjonen hvor kveilrøret trekkes ut av hullet. Den kritiske hastighetskorrefasjon utviklet i en tidligere studie (se ovenstående henvisninger) kan brukes til å beregne faststofftransporten for kveilrørets innkjøring i hullet (RIH).

Skrapeomgangen er en randeffekt. Når sirkulasjonsfluidene blir pumpet ned gjennom kveilrøret og ut av enden og returneres til overflaten gjennom ringrommet, endrer strømmen retning rundt enden av kveilrøret, og spylevirkningen gjør at bare faststoffene nær enden av kveilrøret blir flytende. Når strømningsbetingelsene er lavere enn den kritiske betingelse, vil faststoffer synke ut av suspensjon ved et sterkt avvikende borehull.

Ut fra det som er observert ved forsøk i denne studie, finnes det for et gitt sett av betingelser en optimal skrapeomgangshastlghet, ved hvilken hastighet eller lavere sand kan bli fjernet fullstendig når kveilen trekkes ut av hullet. Når kveilrøret blir POOH ved en skrapeomgangshastlghet som er høyere enn den optimale skrapeomgangshastlghet, etterlates noe sand. Vanligvis etterlates mer sand i hullet etter som skrapeom-gangshastigheten økes. Hullrensingseffekten defineres som den prosentandel sand volum som er fjernet fra hullet etter skrapeomgangen, mot det innledningsvise sandvolum før skrapeomgangen. 100 % hullrensingseffekt betyr at hullet ble fullstendig renset. Vanligvis fører en høyere pumpehastighet til en høyere optimal skrapeomgangshastlghet. Den vertikale akse på fig. 13 er lik 100 % minus hullrensingseffekten. For en gitt munnstykketype og avviksvinkef er det en minimumsstrømningshastighet hvor hullrensingseffekten er nær null. Med lav pumpehastighet øker det gjenværende sandvolum ikke-lineært med den dimensjonsløse skrapeomgangshastighet. Med høy strømningshastighet øker imidlertid det gjenværende sandvolum i hullet lineært med den dimensjonsløse skrapeomgangshastighet. Fig. 13 viser disse tre parametere som kan korreleres og benyttes for å velge egnede strømningshastlgheter og skrapeomgangshastlghet for å sikre en effektiv renseoperasjon. Igjen, hvis pumpehastigheten er for lav, eller kveilrøret trekkes ut av hullet for hurtig, vil faststoffer bli etterlatt. Det finnes andre variabler som kan påvirke hul I rensingens effektivitet under rensinger med skrapeomgang. Virkningen av følgende variabler er undersøkt i denne studie:

1. Munnstykketype

2. Partikkelstørrelse

3. Flu id type

4. Avvlksvinkel

5. Virkning av flerfaset strømning

Effekt av munnstykketype.

I denne studie ble det undersøkt tre forskjellige munnstykketyper. For enkelhetens skyld kan munnstykkene kalles munnstykke A, B og C. Hvert av disse tre munnstykker hadde ulike dyseutforminger og størrelse. Den effektive hullrensetid med skrapeomgang ble undersøkt for hver munnstykketype, og den optimale skrapeomgangshastighet for en lang rekke strømningshastigheter ble bestemt. Tidligere "tommelfingerregler" antok at rensingen av et borehull tar omtrent to hullvolumer for et vertikalt borehull. Ved disse forsøksstudier er det funnet ut at disse "tommelfingerregler" er utilstrekkelige.

Fig. 15 viser antallet hullvolumer som kreves for tre ulike munnstykketyper for å rense hullet ved bruk av vann i et horisontalt avsnitt til en brønn. Det er et ikke-lineært forhold mellom antallet hullvolumer og in-situ-væskehastigheten. For en gitt munnstykketype er antallet hullvolumer som trengs, konstant når in-sftu-væskehastigheten er høy nok. Med en lav in-situ-væskehastighet øker imidlertid antallet hullvolumer dra-matisk med reduksjonen i pumpehastigheten. Noe som er viktig å legge merke til, er at innenfor visse hastighetsområder vil hullet ikke bli tilstrekkelig renset dersom in-situ-minimumshastigheten ikke oppnås, og denne verdi kan variere avhengig av munnstykketypen. Det er vesentlig å velge en egnet munnstykkeutforming og skrapeomgangshastighet for å sikre en effektiv rensing. Faststofftransportparameterne som samvirker med hverandre (vist på fig. 14 og 15), kan korreleres ved bruk av en di-mensjonsløs skrapeomgangshastighetsparameter. Ut fra denne informasjon kan egnede munnstykker, strømningshastigheter og skrapeomgangshastighet velges for å tilveiebringe en effektiv rensing.

Virkning av partikkelstørrelse.

De tidligere studieresultater (se henvisninger ovenfor) angir at det finnes en partik-kelstørrelse som byr på størst vanskelighet ved rensing med vann ved fremgangsmåten med stasjonær sirkulasjon, og fra studien er den i størrelsesorden 0,76 mm diameter frac-sand. I motsetning til hullrensing med stasjonær sirkulasjon gir hullrensingssituasjonen med skrapeomgang andre konklusjoner på grunnlag av partik-kelstørrelse. I denne studie ble det undersøkt tre partikkel ty per av ulik størrelse: 1) fin borehullssand, 2) frac-sand, 3) utboret kaks. Figur 16 viser resultatene av under-søkelsen av partikkelstørrelse som innbefattet et vidt område, og resultatene antyder at for et horisontalt borehull med høy pumpehastighet har større partikler en større hullrensende effekt enn mindre partikler har. Resultatene for lav pumpehastighet var motsatt.

Virkningen av partikkelstørrelse på faststofftransport er forskjellig ved hullrensing med stasjonær sirkulering og med skrapeomgang. På grunn av kompleksiteten i samspillet mellom de ulike faststofftransportparametere er det en utfordring å generalisere og trekke konklusjoner. For mer informasjon om virkninger av partikkelstørrelse, venn-ligst se ovennevnte henvisninger.

Effekt av fluidtype.

Hullrensing med skrapeomgang tilfører en ny dimensjon med hensyn til fluidtype. I motsetning til hullrensing med stasjonær sirkulering, hvor gel ikke kunne plukke opp faststoffene og bare strømmet over toppen av faststofflaget (se henvisninger ovenfor), transporterer rensemetoden med skrapeomgang faststoffene på en effektiv måte I sterkt avvikende borehull. På grunn av turbulensen som skapes av fluidet ved enden av kveilrøret, er geler i stand til å plukke opp og føre med seg faststoffer og transportere dem langs borehullet. For små partikler som borehullsfinpartikler, er bruken av gel for lange horisontale avsnitt gunstig. De større partikler, slik som frac-sand eller utboret kaks, er tilbøyelige til å utfelles i raskere takt.

Virkningen av fluidtype på hullrenseeffekten er vist på fig. 17. Det er ikke noen betydelig forskjell mellom Xanvis og HEC for alle de testede strømningshastigheter. Det er ikke noen forskjell mellom vann og gel, bortsett fra ved meget lave pumpehastigheter, dvs. ved meget lave skjærhastigheter, hvor geler overgår vann/saltvann. I det tilfelle hvor in-situ-væskehastigheten er lav, ville derfor pumping av gel rense hullet bedre.

Effekt av avviksvfnkel.

Forsøksresultatene i den tidligere studie (se henvisning ovenfor) viser at den høyeste in-situ-minimumsvæskehastighet som er nødvendig, er ved omtrent 60°. Virkningen av awiksvinkel på hullrenseeffekten ved fremgangsmåten med skrapeomgangen er vist på fig. 18. Den generelle tendens ved høyere gjennomstrømningshastigheter som er typiske for 3,8 cm kveilrør, er at det ikke er noen betydelig forskjell i faststofftransporteffektiviteten mellom horisontal og 65 grader. Det er tydelige forskjeller for fluid-typer; for eksempel med vann viser faststofftransport seg å være vanskeligere ved 65 grader enn horisontalt, men med Xanvis-gel er 65 grader lettere enn horisontalt.

Virkning av flerfaset strømning.

Flerfaset strømning er meget innviklet, og dersom det brukes feil, kan det være en ulempe og gi dårlig hullrensing, mens dersom man forstår dette med tilsetting av gass, er det fordeler som viser seg gunstige for faststofftransport. Fig. 19 og 20 viser virkningen av flerfaset strømning for ulike gassvolumfraksjoner. Med tilsetting av gassfasen opp til en gassvolumfraksjon (GVF) på 50 % ved stasjonær sirkulering, kan hullrensing forbedres med opp til 50 %. Mens med hullrensing med skrapeomgang gir tilsettingen av gassfasen opp til GVF 50 % bare en renseeffektforbedring på 10-20 %. For eksempel, dersom brønnen ble renset 80 % med vann ved hullrensemetoden med skrapeomgang, ville effektiviteten i faststofftransporten kunne økes til 85 % med tilsetting av gassfasen. Selv om det ved hullrensing med stasjonær sirkulasjon skjer en betydelig økning i hullrenseeffekt ved tilsetting av gassfasen, er metoden med bruken av skrapeomgangen mer effektiv enn bare tilsettingen av gassfasen. Tilsettingen av gassfasen er gunstig i lavtrykksreservoarer og der hvor det er begrensninger på grunn av hydrostatiske forhold.

Som vist på fig. 19, er det ikke noen betydelig virkning på faststofftransporteffektivitet ved tilsettingen av gassfasen ved høye relative in-situ-væskehastlg heter. Etter som den relative in-situ-væskehastighet reduseres til en lav verdi, er faststofftransportef-fektivltet avhengig av tilsettingen av gassfasen. Etter som gassfasen tilsettes, avtar faststofftransporteffektiviteten til mer gass tilsettes og den relative in-situ-hastighet begynner å øke, hvilket fører til en forbedring i faststofftransporteffekti vi teten.

Fig. 20 viser virkningen av å tilsette gass i systemet, hvilket resulterer I en reduksjon i optimal skrapeomgangshastighet. De tre kurver representerer situasjoner som innebærer tilsetting av gass og reduksjon av væskestrømnlngshastigheten, hvorved den samlede kombinerte gjennomstrømningshastighet holdes konstant. Det er større av-hengighet av gasstilsetting ved de høyere samlede gjennomstrømnlngshastlgheter for den optimale skrapeomgangshastighet sammenlignet med de lavere gjennomstrøm-ningshastigheter. Når det med en konstant samlet kombinert strømningshastighet tilsettes mer gass, avtar den optimale skrapeomgangshastighet, men effektiviteten i faststofftransporten forbedres vanligvis når det tilsettes gass I systemet med en fast væskestrømningshastighet som vist på fig. 19. Kompleksiteten i oppførselen ved flerfaset strømning gjør det vanskeligere å generalisere testresultatene.

Basert på forsøksstudlen og analysen av hullrensingsprosessen, ble det funnet at bruken av skrapeomgangen gir en mer effektiv rensing enn hullrensing med stasjonær sirkulering. Det ble funnet ut at for et gitt sett av brønnbetingelser, finnes det en optimal skrapeomgangshastighet, hvorved faststoffene kan fjernes helt. Den optimale skrapeomgangshastighet er avhengig av avviksvinkel, fluidtype, partikkelstørrelse og munnstykketype. Munnstykker med korrekt valgte dysearrangementer gir en effektiv renseoperasjon.

Undersøkelsen av partikkelstørrelse omfattet et vidt spekter og resultatene antyder at når borehullet har ulike helningsvinkler, er det for partikler fra 0,15 mm og opp til 7 mm i diameter, en betydelig virkning på faststofftransport. Sfæriske partikler slik som frac-sand er lettest å rense, og borehullsfinpartikler viser seg å være vanskeligere, men de større partikler, slik som utboret kaks, byr på størst vanskelighet ved faststofftransport.

Fluidreologl spiller en viktig rolle for faststofftransport, og for å oppnå optimale resultater for hullrensing, er den beste måte for opphenting av faststoffer å ha et lavviskøst fluid i turbulent strømning, men for å maksimere bæreevnen skal det brukes en gel eller et flerfaset system for å transportere faststoffene ut av borehullet.

Det store antall uavhengige variabler som påvirker faststofftransport, krever at det benyttes en datamodell for på en effektiv måte å foreta beregninger.

Claims (14)

1. Fremgangsmåte for fjerning av fyllmasse fra et borehull (W),karakterisert vedat fremgangsmåten omfatter: - forskyve et kveilrør (CT) med et munnstykke verktøy omfattende minst en åpning/dyse tilpasset for skrå/vinklet spyling inn I borehullet (W); - sirkulere et rensefluid gjennom kveilrøret (CT) for å danne en slurry av rensefluid og partikkelfaststoffer fra fyllmassen; - og trekke kveilrøret (CT) med kveilrørssammenstillingen ved en uttrekkshastighet som er tilstrekkelig til i hovedsak å fjerne partikkelfaststoffer fra borehullet (W) under sirkulasjon av rensefluid ved en strømningsrate som er mindre enn den strømningsrate som er nødvendig for å bevege partikkelfaststoffer kontinuerlig i slurryen i borehullet (W), og som er tilstrekkelig for å dra med partikkelfaststoffer som vil synke ut av suspensjon ved et sterkt avvikende borehull slik at i hovedsak alle partikkelfaststoffer i fyllemassen holdes opphufls, og - å bestemme uttrekkshastigheten ved hjelp av datamaskinmodellering.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat data-maskinmodelleringen i tillegg bestemmer uttrekkshastigheten for en gitt fluidtype og for partikkelstørrelsen av faststoffet.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat data-maskinmodelleringen i tillegg bestemmer uttrekkshastigheten i lys av et valgt rensefluid.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3,karakterisert vedat data-maskinmodelleringen i tillegg bestemmer uttrekkshastigheten i lys av renseflui-dets hastighet på stedet.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat data-maskinmodelleringen i tillegg bestemmer en innføringshastighet slik at innfø-rlngshastigheten kombinert med valg av rensefluid, en pumperate og høytrykks-spyling forstyrrer og redistribuerer partikkelfaststoffet for å danne en likevektsseng.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 5,karakterisert vedat data-maskinmodelleringen i tillegg bestemmer innføringshastigheten i lys av borehullets (W) avviksvinkel.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 6,karakterisert vedat avviks-vinkelen er mellom 20 grader og 90 grader fra vertikal retning.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 5,karakterisert vedat partikkelfaststoffene ved fremkanten av en likevektsseng blir transportert til overflaten.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat fluidet er en biopolymer.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat data-maskinmodelleringen i tillegg bestemmer uttrekkshastigheten i lys av i det minste en av parameterne borehulls bunntrykk BHP, overflatetrykk eller tofase strømning.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedatdata-maskinmodelleringen i tillegg bestemmer uttrekkshastigheten i lys av den art av dyse gjennom hvilken rensefluidet sirkuleres.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat data-maskinmodelleringen i tillegg bestemmer uttrekkshastigheten i lys av borehullets (W) awlksvinkel.

13. Fremgangsmåte Ifølge krav 12,karakterisert vedatav-viksvinkelen er mellom 0 grader og 90 grader fra vertikal retning.

14. Fremgangsmåte ifølge krav 12,karakterisert vedat av-viksvinkelen er over 90 grader.