NO334105B1 - Fremgangsmåte for arbeid i en brønn ved komplettering, testing og plugging av et brønnhull - Google Patents

Description

Bakgrunn for oppfinnelsen

Oppfinnelsens fagområde

Denne oppfinnelsen omhandler generelt verktøy benyttet til komplettering av underjordiske brønner. Mer spesifikt beskriver foreliggende oppfinnelse midler for perforering, gruspakkingskomplettering, testing og plugging av en brønn i en enkelt tur.

Beskrivelse av kjent teknikk

Hydrokarbonfluider slik som olje og naturgass blir fremskaffet fra en underjordisk geologisk formasjon, referert til som et reservoar, ved boring av en brønn som gjennomtrenger den hydrokarbonbærende formasjonen. Så snart et brønnhull har blitt boret, må brønnen kompletteres før hydrokarbonene kan bli produsert fra brønnen. En komplettering innebærer konstruksjon, utvelgelse og installasjon av utstyr og materialer i eller omkring brønnhullet for transport, pumping eller kontrollering av produksjonen eller injeksjon av fluider. Etter at brønnen er komplettert kan produksjonstesting begynne.

Sand eller mudder som strømmer inn i brønnhullet fra løse formasjoner kan føre til en oppsamling av fyllmasse inne i brønnen, redusert produksjonshastighet og kan forårsake skader på underjordisk produksjonsutstyr. Vandrende sand har muligheten til å pakke seg omkring det underjordiske produksjonsutstyret, eller kan gå inn produksjonsrøret og bli fraktet inn i produksjonsutstyret. På grunn av sin svært slipende natur kan sand som befinner seg innenfor produksjons-strømmen resultere i erodering av rør, strømningsledninger, ventiler og prosess-utstyr. Problemene forårsaket på grunn av sandproduksjon kan i betydelig grad øke kostnadene ved drift og vedlikehold. Tapet av sand fra formasjonen kan danne områder med lommer og underminere stabiliteten til formasjonen, og dette kan føre til at formasjonen kollapser og et totalt tap av brønnens produksjonskapasitet. En måte å kontrollere sandproduksjon på er å plassere relativt grovkornet sand (dvs "grus") omkring utsiden til et slisset, perforert eller annen type av duk eller filterduk (screen). Grusen virker som et filter som behjelper å sikre at formasjonens finsand og sand ikke migrerer med de produserte fluidene inn i brønnhullet. Ved en typisk komplettering med gruspakking plasseres en filterduk i brønnhullet og posisjoneres innenfor den løse formasjonen som skal kompletteres for produksjon. Filterduken er typisk forbundet til et verktøy som inkluderer en produksjonspakning og en overkrysning og verktøyet er i sin tur forbundet med en arbeids- eller produksjonsrørstreng. Grusen blir pumpet i et flytende slam ned i røret og gjennom overkrysningen, og strømmer på denne måten inn i ringrommet mellom filterduken og brønnhullet. Væsken som danner slammet lekker inn i formasjonen og/eller gjennom filterduken, som er dimen-sjonert til å forhindre at grusen i slammet strømmer igjennom. Den væsken som passerer gjennom filterduken strømmer opp i røret og deretter leder overkrysningen den inn i ringromsområdet ovenfor pakningen hvor den kan bli sirkulert ut av brønnen. Som et resultat av denne operasjonen blir grusen avsatt i ringromsområdet omkring filterduken hvor den danner en gruspakking. Filterduken hindrer gruspakkingen fra å gå inn i produksjonsrøret. Det er viktig å dimensjonere grusen for riktig oppfanging av formasjonssanden og filterduken må være kon-struert på en slik måte at den hindrer en strøm av grus gjennom filterduken.

Noen ganger er det ønskelig å komplettere en sone, utføre produksjons-tester og deretter plugge brønnen enten midlertidig eller permanent. Offshore brønner for utvinning er ofte boret, komplettert og deretter strømningstestet for å skaffe informasjon vedrørende produksjonskapasiteten til feltet og omfanget av de potensielle gjenvinnbare reservene. Ettersom det normalt ikke finnes noen produksjonsfasiliteter, plattformer eller rør på plass når disse prøvebrønnene blir boret, må de plugges etter strømtestingen. Utvinning av feltet, dersom den startes opp i det hele tatt, kan forekomme flere år etter at prøvebrønnen er testet og plugget. Feltutvinning kan inkludere design og konstruksjon av faste eller flytende produksjonsfasiliteter, rørdesign og konstruksjon for å transportere produktet til markedet, og detaljerte studier av reservoaret for å bestemme den mest økono-miske utviklingsplanen og den mest effektive produksjonshastigheten som kan oppnås.

Dagens metoder for komplettering av en brønn, utførelse av strømnings-tester og plugging av brønnen involverer et antall turer inn og ut av brønnen. Eksempelvis kan en tur benyttes for å perforere brønnen, en annen tur kan plassere sandfilterdukene og utføre gruspakkeoperasjonen, og enda en annen tur kan være nødvendig for å plugge og forlate brønnen. Hver tur inn og ut av brønnhullet resulterer i økt tid og kostnader. Hver reduksjon i antallet turer inn og ut av brønnen som er nødvendig for å utføre disse prosedyrene vil resultere i betydelige kostnadsbesparelser.

Fra US 4,541,486 fremgår det et system for perforering og gruspakking av perforerte områder av et brønnforingsrør i en enkelt tur inn i brønnen.

Det er et behov for forbedrede verktøy og metoder for å sette en operatør i stand til å komplettere en brønn, utføre strømningstester og deretter plugge brønnen.

Oppsummering av oppfinnelsen

Den foreliggende oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for arbeid i en brønn ved komplettering, testing og plugging av et brønnhull i en enkelt tur. Fremgangsmåten omfatter: perforering av et intervall innfor brønnhullet, posisjonering av en sandfiltersammenstilling tilstøtende det perforerte intervallet, gruspakking av det perforerte intervallet, utførelse av brønntester på det perforerte intervallet; og plugging av brønnhullet, alt i en enkelt tur inn i brønnhullet.

En utførelsesform av foreliggende oppfinnelse kan omfatte en kompletteringsanordning for perforering, komplettering, testing og plugging av et brønnhull i en enkelt tur som omfatter et perforeringsapparat, en sandfilterduk, en isoleringsventil, en pakking og en arbeidsstreng. Perforeringsapparatet, sandfilterduken, isolasjonsventilen og pakningen kan bli direkte eller indirekte mekanisk festet til arbeidsstrengen. Sandfilterduken er typisk plassert ovenfor perforeringsapparatet, og pakningen og isolasjonsventilen er begge plassert ovenfor sandfilterduken og er løsbart festet til arbeidsstrengen. Perforeringsapparatet er i stand til å lage perforeringer på en forhåndsbestemt sone innenfor brønnhullet for å danne en perforert sone. Kompletteringsanordningen er langsgående bevegbar innenfor brønnhullet og er i stand til å plassere sandfilterduksammenstillingen tilstøtende den perforerte sonen for å forberede en gruspakkeoperasjon og strømningstesting. Arbeidsstrengen er i stand til å frigjøres fra pakningen og isolasjonsventilen, og muliggjør dermed fjerning av arbeidsstrengen fra brønnhullet etter gruspakking og strømningstesting har blitt gjennomført.

Isolasjonsventilen er bevegbar mellom en åpen og en stengt posisjon og omfatter en langsgående strømningspassasje og en forseglingsmekanisme som dermed muliggjør at fluidet kan strømme gjennom den langsgående strømnings-passasjen når isolasjonsventilen er i sin åpne posisjon og fluidstrømmen i den langsgående strømningspassasjen er innsnevret av forseglingsmekanismen når isolasjonsventilen er i sin stengte posisjon. Isolasjonsventilen er typisk i sin åpne posisjon når arbeidsstrengen koples til pakningen og i dens stengte posisjon når arbeidsstrengen frakoples pakningen. Kompletteringsanordningen kan også omfatte en andre pakning plassert mellom perforeringsapparatet og sandfilterduken. Denne andre pakningen er i stand til å bli innrettet innenfor brønnhullet for å isolere sonen som skal perforeres og å legge til rette for brønntesting etter-følgende perforering.

Kompletteringsanordningen kan videre omfatte et testeverktøy som er i kommunikativ forbindelse med arbeidsstrengen. Testverktøyet er i stand til å bli plassert innenfor brønnhullet under brønntesting eller kan bli festet til brønnen ved overflaten og er i stand til å utføre brønntesteoperasjoner.

En annen utførelsesform av oppfinnelsen kan omfatte en anordning for komplettering, testing og plugging av en brønn i en enkelt tur inn i brønnhullet. Anordningen omfatter perforeringsapparat, en sandfilterduk, en testkomponent og en isolasjonsventil. Anordningen er langsgående bevegbar innenfor brønnhullet og er i stand til å plassere perforeringsapparatet ved en ønsket lokasjon for å danne en perforeringssone og er deretter i stand til å plassere på nytt slik at sandfilterduken blir tilstøtende den perforerte sonen. Isolasjonsventilen er i stand til å beveges mellom en åpen og en stengt posisjon, og når den er i den stengte posisjonen er den i stand til å isolere den perforerte sonen. Anordningen kan videre omfatte en pakking.

Enda en annen utførelsesform av oppfinnelsen kan omfatte en fremgangsmåte for komplettering, testing og plugging av et brønnhull i en enkelt tur som omfatter perforering av et intervall innenfor brønnhullet, posisjonering av en sandfilterduksammenstilling tilstøtende det perforerte intervallet, gruspakking av det perforerte intervallet, utførelse av produksjonstesting på det perforerte intervallet og plugging av brønnhullet, alt i en enkelt tur inn i brønnhullet. Brønnen kan bli kvalt med trykksatt hydrostatisk fluid etter at brønnhullet er perforert og etter produksjonstestingen dersom dette er nødvendig. Fremgangsmåten kan videre omfatte innsetting av en verktøysammenstilling inn i brønnhullet som inkluderer et perforeringsapparat, sandfilterduk og en pakking festet til en arbeidsstreng, sandfilterduken plassert ovenfor perforeringsapparatet og pakningen som er plassert ovenfor sandfilterduken, og innstilling av pakningen før gruspakking finner sted i brønnhullet.

Plugging av brønnhullet omfatter frigjøring av arbeidsstrengen fra pakkingen og lokaliseringsplugger under fjerning av arbeidsstrengen fra brønnhullet. Pluggene lokalisert innenfor brønnhullet omfatter materiale sirkulert ned arbeidsstrengen, slik som sand eller betong. Fremgangsmåten kan videre omfatte stenging av en isolasjonsventil etter brønntesting og før plugging av brønnhullet. De ovenfor beskrevne verktøysammenstillingene kan omfatte en isolasjonsventil Den før nevnte verktøysammenstillingen kan omfatte en isolasjonsventil som stenger og isolerer den perforerte sonen enten før eller etter, eller i forbindelse med frigjøringen av arbeidsstrengen fra pakkingen. Isolasjonsventilen er i stand til å begrense strømningen av fluider fra formasjonen gjennom pakkingen. En andre pakning kan bli plassert nedenfor sandfilterduksammenstillingen og ovenfor perforeringsapparatet, og inntilt før gruspakking. Den andre pakningen innstilt mellom sandfilterduken kan isolere sandfilterduken fra den delen av brønnhullet nedenfor den perforerte sonen, noen ganger omtalt som en sump. Ved å ha sandfilterduken isolert fra sumpområdet vil dette generelt muliggjøre en bedre gruspakking enn det kunne oppnås dersom sumpområdet hadde blitt overlatt åpent til sandfilterduken og det perforerte intervallet.

Enda en annen utførelsesform til oppfinnelsen kan omfatte en fremgangsmåte for komplettering, testing og plugging av et brønnhull omfattende en innsettingsverktøysammenstilling inn i brønnhullet. Verktøysammenstillingen omfatter et perforeringsapparat, en gjenvinnbar pakning, en sandfilterduksammenstilling, en permanent pakning, og en isolasjonsventil på en arbeidsstreng. Fremgangsmåten involverer posisjonering av perforeringsapparatet ved en forhåndbestemt lokasjon innenfor brønnhullet, innstilling av den gjenvinnbare pakningen, perforering av brønnhullet og dannelse av en perforert sone. Den gjenvinnbare pakningen blir deretter frigjort, verktøysammenstillingen plassert på nytt for å plassere sandfilterduksammenstillingen hovedsaklig tilstøtende den perforerte sonen og den gjenvinnbare pakningen plassert nedenfor hvor sandfilterduksammenstillingen er innstilt. Den permanente pakningen plassert ovenfor sandfilterduksammenstillingen er innstilt og en gruspakkeoperasjon utføres tilstøtende sandfilterduksammenstillingen som dermed avsetter en gruspakking i ringromområdet mellom sandfilterduksammenstillingen og den perforerte sonen. Testing av den perforerte sonen blir deretter utført. Etter testing blir isolasjonsventilen stengt, arbeidsstrengen blir frigjort fra den permanente pakningen, og borehullet plugges mens arbeidsstrengen trekkes ut fra borehullet. Alle de ovenstående trinnene skjer ved en enkelt tur inn i brønnen.

Den perforerte sonen kan strømmes tilbake etter at brønnen har blitt perforert om dette er ønskelig. Dersom nødvendig kan brønnen bli midlertidig kvalt med hydrostatisk fluidtrykk før frigjøring av den gjenvinnbare pakningen og før frigjøring av arbeidsstrengen fra den permantente pakningen.

Kort beskrivelse av tegningene

Figur 1 er et tverrsnitt av et brønnhull som viser en typisk gruspakning kompletteringsanordning. Denne illustrasjonen er av kjent teknikk. Figur 2 er en illustrasjon av en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse.

Figur 3-5 viser en utførelsesform av en isoleringsventil.

Beskrivelse av illustrative utførelseseksempler

Ved å referere til de vedlagte tegningene, er figur 1 av kjent teknikk og illustrerer et brønnhull 10 som har trengt igjennom en underjordisk sone 12 som inkluderer en produserende formasjon 14. Brønnhullet 10 har en foring 16 som har blitt sementert på plass. Foringen 16 har et flertall av perforeringer 18 hvilke tillater fluidkommunikasjon mellom brønnhullet 10 og den produktive formasjonen 14. Et brønnverktøy 20 er posisjonert innenfor foringen 16 i en posisjon tilstøtende den produserende formasjonen 14 som skal bli gruspakket. Perforeringene 18 kan være laget før installasjonen av brønnverktøyet 20 og er typisk laget av en perforeringsapparat kjørt på en wirestreng.

Foreliggende oppfinnelse kan bli benyttet i både forede brønner og åpen-hullskompletteringer. For forenkling av illustrasjon vil en foret brønn med perforering bli vist.

Brønnverktøyet 20 omfatter en rørformet komponent 22 festet til en produksjonspakning 24, en overkrysning 26, og et eller flere filterdukelementer 28. Blanke seksjoner 32 til røret kan benyttes til å danne en riktig relativ avstand til posisjonene til hver av komponentene. Et ringsromsområde 34 dannes mellom hver enkelt av komponentene og borehullets foring 16. Kombinasjonen av brønn-verktøyet 20 og rørstrengen som strekker seg fra brønnverktøyet til overflaten kan bli omtalt som en produksjonsstreng.

I en gruspakkeoperasjon innstilles pakningselementet 24 for å forsikre en forsegling mellom den rørformede komponenten 22 og foringen 16. Grusslam pumpes ned den rørformede komponenten 22, skyter ut fra den rørformede komponenten gjennom åpninger i overkrysningen 26 og løper inn i ringromsområdet 34.1 en typisk utførelsesform har partikkelmaterialet (grus) i slammet har en gjennomsnittlig partikkelstørrelse mellom 40/60 maskevidder - 12/20 maskevidder, selv om andre dimensjoner kan benyttes. Slamdehydrering skjer når bærevæsken forlater slammet. Bærefluidet kan etterlate slammet ved hjelp av perforeringene 18 og entre rørkomponenten 22. Bærefluidet strømmer opp i gjennom rørkomponenten 22 inntil overkrysningen 26 plasserer det i ringsromsområdet 36 ovenfor produksjonspakningen 24 hvor det kan forlate brønnhullet 10 ved overflaten. Ved slamdehydrering vil gruskornene pakkes tett sammen. Det endelige ringrommet fylt med grus er omtalt som en gruspakking. Det er ønskelig at gruspakkingen fullstendig fyller ringrommet 38 tilstøtende filterdukelementet 28 og strekker seg inn i ringrommet 40 tilstøtende det blanke røret ovenfor filterdukelementet 28.

Området 42 nedenfor filterdukelementet 28 omtales noen ganger som et "sumpområde" og kan forårsake komplikasjoner ved å tilveiebringe og opprett-holde en god gruspakking. Sumpen 42 som vist i figur 1 inneholder ikke midler for dehydrering av bærefluid siden det hverken er noen perforeringer eller filterdukelementer innenfor sumpen 42 gjennom hvilke fluidet kan strømme. Dersom gruspakkeoperasjonen etterlater et hullområde i sumpen 42 kan grusen plassert i ringrommet 38 tilstøtende filterdukelementet 28 migrere ned inn i sumpen 42 og danne hulrom innenfor gruspakkingen. Denne migrasjonen av grus kan bli akselerert av strømmen av hydrokarboner fra perforeringene 18, gjennom ringrommet 38 og gjennom filterdukelementet 28. Dette fluidstrømningen kan ha en tendens til å fluidisere eller "forstøve" gruspakkingen, hvilket tillater de individuelle gruskornene å bli påvirket av gravitasjonskrefter og til å settes i sumpområdet 42. En fremgangsmåte for å minimalisere de uheldige effektene til sumpområdet 42 er å lokalisere en andre pakning (ikke vist) nedenfor filterdukelementet 28. Innstilling av denne andre pakningen før gruspakkeoperasjonen vil segle av sumpområdet 42 og forhindrer migrasjon av grus inn til sumpområdet som beskrevet ovenfor.

Når benyttet her inkluderer utrykket "filterduk" wirepakkede filterduker, mekaniske filterduker og andre filteringsmekanismer typisk benyttet i forbindelse med sandfilterduker. Sandfilterduker trenger å ha åpninger som er små nok til å forhindre en strøm av grus, som ofte er i verdiområdet 60-120 masker, men andre dimensjoner kan benyttes. Filterdukelementet 28 kan omtales som en sandfilterduk. Filterduker av forskjellige typer blir produsert av US Filter/Johnson Screen, blant andre, og er velkjente for de som kjenner teknikken.

I en typisk brønnkomplettering vil et perforeringsapparat kjørt på et rør eller en wireline bli benyttet til å perforere den sonen som skal kompletteres. Etter at brønnen er perforert blir en kompletteringssammenstilling som vist i figur 1 ført inn i brønnen og en gruspakking blir utført. Så snart gruspakking har blitt oppnådd, kan den fullstendige sonen bli testet. Etterfølgende testingen, dersom brønnen skal plugger, blir brønnen typisk kvalt ved å benytte fluider hvis hydrostatiske trykk er høyt nok til overvinne formasjonstrykket til den kompletterte sonen. Så snart brønnen er kvalt blir rørkomponenten 22 fjernet fra pakningen 24 og trukket ut av brønnen. En broplugg (ikke vist) blir dermed typisk kjørt ned i brønnen og stilt inn ovenfor pakningen. Dette kan gjøres på rør eller wireline. Ved å benytte en rør-streng, blir sementplugger gjenfunnet ovenfor bropluggen og ved andre lokasjoner idet rørstrengen blir fjernet fra brønnen. Disse stegene krever flere turer inn i brønnen med enten en wireline eller rørstreng for å gjennomføre hele operasjonen med perforering, gruspakking, strømningstesting og plugging av brønnen.

Figur 2 illustrerer en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse som muliggjør perforering, gruspakking, testing og plugging av brønnen i en enkelt tur. Enkelttursystemet vist generelt som 50 omfatter er perforeringsapparat 52, en gjenvinnbar pakning 54, sandfilterduker 56, en isolasjonsventil 58, og en produksjonspakning 60. Disse elementene er festet til en rørstreng 62 som strekker seg til overflaten.

For å benytte denne utførelsesformen blir kompletteringstursystemet 50 ført inn i brønnhullet som skal kompletteres på en slik måte at perforeringsapparatet 52 blir posisjonert tilstøtende den sonen som skal kompletteres. Den gjenvinnbare pakningen 54 er innstilt for å isolere den sonen som skal perforeres fra fluidene innenfor brønnhullet. Perforeringsapparatene 52 bli så detonerte og lager perforer inger i den formasjonen som skal testes. Den perforerte formasjonen kan bli gjennomstrømmet på dette tidspunktet i et forsøk på å rengjøre perforeringene for rester eller skade fra perforeringene dersom dette er ønskelig. Andre tester slik som trykk eller temperaturundersøkelser kan bli utførte så vel som initiell strøm-ningstesting. Brønnen kveles midlertidig dersom nødvendig. Med utrykket "å kvele" en brønn skal det forstås anvendelse av et hydrostatisk trykk på formasjonen som er tilstrekkelig for å balansere formasjonstrykket, og på denne måten forhindre strømning av fluider fra formasjonen.

Etterfølgende perforeringen av sonen som skal testes er den gjenvinnbare pakningen 54 frigjort og kompletteringstursystemet 50 blir senket inntil sandfilterduken 56 er i all hovedsak tilstøtende den perforerte formasjonen. Den gjenvinnbare pakningen 54 blir igjen innstilt til å forsegle de nedre delene av brønnhullet fra de etterfølgende kompletteringsaktivitetene. Produksjonspakningen 60 er innstilt og en gruspakkeoperasjon blir utført for å plassere en gruspakking i ringromsområdet mellom sandfilterduken 56 og den perforerte formasjonen. Grusinneholdende slam blir pumpet ned i rørkomponenten 62, skyter ut fra rørkomponenten gjennom åpninger i overkrysningen 64 og entrer ringromsområdet mellom sandfilterduken 56 og den perforerte sonen. Slamdehydrering forekommer når bærefluidet forlater slammet. Bærefluidet kan forlate slammet ved bruk av den perforerte sonen og entrer formasjonen som blir komplettert. Bærefluidet kan også forlate slammet ved bruk av sandfilterduken 56 og entrer rørkomponenten 62. Bærefluidet strømmer opp gjennom rørkomponenten 62 inntil overkrysningen 64 plasseres denne i ringromsområdet ovenfor produksjonspakningen 60 hvor den kan bli sirkulert ut av brønnhullet ved overflaten. Ved slamdehydrering skulle gruskornene være tettpakkede. Det endelige ringromsområdet fyllt med grus er omtalt som en gruspakking. Det er normalt ønskelig at gruspakkingen fullstendig fyller ringsromsområdet tilstøtende filterdukelementet 56 og strekker seg en avstand inn i ringsromsområdet tilstøtende det blanke røret 66 ovenfor filterdukelementet 56, selv om andre systemkonstruksjoner også kan implementeres.

Utrykket "tilstøtende" eller "hovedsaklig tilstøtende" som er benyttet for å beskrive plasseringen av sandfilterduken i forhold til de perforerte intervallene referes til en plassering av sandfilterduken som er innenfor et tilstrekkelig nærhet til de perforerte intervallene for på denne måten tilveiebringe en effektiv strøm- ningspassasje for produserte fluider mellom de perforerte formasjonene og sandfilterduken.

Så snart gruspakkeoperasjonen er utført kan formasjonen testes. Strømningstester innebærer generelt at brønnen produserer gjennom inn-snevringer med kjente dimensjoner, såkalte mengeregulatorer, og målinger av produksjonskapasitet og strømningstrykket til brønnen for hver regulator-dimensjon. Analyse av strømningshastighetene og trykk ved forskjellige strupedimensjoner kan gi verdifulle reservoardata og kan indikere den generelle størrelsen og produksjonskapasiteten til formasjonen. Annen testing slik som trykkoppbygging og nedtappingstester kan blir utførte og instrumenter slik som nedihulls trykkmålingsanordninger kan bli benyttet for å skaffe ytterligere informasjon. Ytterligere testing er også mulig, eksempelvis, temperaturunder-søkelser og prøver kan bli tatt gjennom hele dybden til brønnen for å bestemme nedihullssammensetninger og om det finnes spor av parafin eller avskallinger av avleiringer eller av hydrater å utvinne innenfor brønnen.

Testverktøy som kan benyttes kan være av mange forskjellige konstruksjoner og funksjoner, slik som strømningsstrupingen ovenfor, nedihulls prøve-instrumenter og trykktransmittere for bare å nevne noen. Mange andre testverktøy og testemetoder er kjente for de som kjenner teknikken og denne anvendelsen begrenser ikke foreliggende oppfinnelse kun de typene som er beskrevet her.

Etter at brønntestingen er fullført kan det bli nødvendig å plugge brønnen. Dersom brønnen har noen som helst produksjonskapasitet i det hele tatt må den mest sannsynlig kveles for å hindre fortløpende strømning av formasjonsfluider. Så snart brønnen har blitt kvalt, kan plugging av brønnen bli oppnådd med kompletteringstursystemet 50 ved å stenge formasjonens isolasjonsventilen 58 og på denne måten isolere den perforerte formasjonen fra brønnhullet ovenfor produksjonspakningen 60. Rørstrengen 62 blir så koplet fra produksjonspakningen og fjernet fra brønnen. Mens rørstrengen 62 koples fra produksjonspakningen 60, kan sand eller betongplugger bli sirkulert ned i rørstrengen for å bli innsatt innenfor brønnhullet.

US patentskrifter 5,810,087 og 5,950,733 av Patel beskriver en isolasjonsventil som er spesielt egnet til denne anvendelsen. Figur 3-5 illustrerer en ut-førelsesform av denne isolasjonsventilen. Figur 3 viser isolasjonsventilen 70 i den initielle åpne innkjøringsposisjon, figur 4 viser isolajonsventilen 70 i dens stengte posisjon, mens figur 5 viser isolasjonsventilen 70 i dens gjenåpnede posisjon. Ventilelementet i denne utførelsesformen omfatter en kuleventil 72 som er forbundet til en kulestyring 74. Kulestyringen 74 inkluderer et par spor 76 i hvilke en innrykkbar sperrehake 78 er plassert. En oppadragende langsgående bevegelse av kulestyringen 74 vil føre til at den innrykkbare sperrehakeen 78 til å bevege seg ut av et spor og falle inn i det andre sporet til sporparene 76. Denne bevegelsen til gjøre operatøren i stand til å rotere kuleventilen fra innkjørings-posisjonen vist i figur 3 til den stengte posisjonen vist i figur 4. Isolasjonsventilen 70 omfatter videre en trekkdor 80 som blir holdt i en øvre posisjon ved hjelp av et oljekammer 82. Ved anvendelse av en revneplate (ikke vist) og en væskepassasje 84 som forbinder oljekammeret 82 og den interne boringen til isolasjonsventilen 70, og et utskytende trykk innenfor isolasjonsventilen kan revne revneplaten og tillate oljen innenfor oljekammeret 82 å kommunisere gjennom en væskepassasje 88 med et atmosfærisk kammer 86. Idet olje overflyttes fra oljekammeret 82 til det atmosfæriske kammeret 88 beveger trekkdoren 80 seg langsgående fra sin øvre posisjon vist i figur 4 til dens nedre posisjon som vist i figur 5. Denne nedadgående bevegelsen til trekkdoren 80 vil også føre til at operatøren beveger seg nedadgående fra dens øvre posisjon vist i figur 4 til dens nedre posisjon som vist i figur 5. Når operatøren 74 beveger seg nedadgående til dens posisjon som vist i figur 5, vil ventilen 72 bli rotert fra den stengte posisjon vist i figur 4 til dens åpne posisjon vist i figur 5. Egnetheten til å åpne isolasjonsventilen er nødvendig når en brønn skal plugges midlertidig, men skal gjeninnsettes i produksjonsstatus på en senere tidspunkt i fremtiden.

Selv om isolasjonsventilen beskrevet ovenfor er spesielt godt tilpasset for bruk til denne anvendelsen, er foreliggende oppfinnelse ikke begrenset til denne spesifikke utførelsesformen og kan omfatte andre ventilutførelser, konstruksjoner og driftsmekanismer enn de som er viste. Eksempler på mulige variasjoner av ventilkonstruksjonen kan inkludere anvendelsen ventiler av platetypen i stedet for kuleventiler og anvendelsen av en mekanisk eller elektrisk drevne midler for å bevege ventilen mellom den åpne og den stengte posisjonen.

Dersom det en ønskelig å reentre brønnen på en senere dato kan brønnen blir midlertidig plugget.

Ved igjen å referere til figur 2, kan en midlertidig plugging av brønnen bli oppnådd ved å tilflekke sand på toppen av produksjonspakningen 60 og den stengte isolasjonsventilen 58, etterfulgt av tilflekking balanserte betongplugger ved forskjellige lokasjoner idet rørstrengen 62 trekkes ut av brønnen. Ved en senere dato kan brønnen reentres, betongpluggene kan bores ut, sanden sirkuleres bort fra toppen av produksjonspakningen 60 og isolasjonsventilen 58, rørstrengen 62 satt inn i produksjonspakningen 60 og isolasjonsventilen 58 åpnet for å tillate produksjon fra den kompletterte formasjonen til å blir produsert gjennom sandfilterduken 56, isolasjonsventilen 58, pakningen 60 og gjennom rørstrengen 62 til overflaten.

Å plugge brønnen permanent er oppnådd på den samme måten som for den midlertidige pluggingen som beskrevet ovenfor, bortsett fra at en sementplugg blir plassert på toppen av produksjonspakningen 60 og isolasjonsventilen 58 i stedet for sand. Betongpluggen hindrer reentering av produksjonspakningen 60 eller åpning av isolasjonsventilen 58.

Det et er mulig med anvendelse av foreliggende oppfinnelse å perforere, gruspakke, strømningsteste og plugge en brønn i en enkelt tur med å utføre trinnene som beskrevet ovenfor. Reduksjonen i antallet turer som er nødvendig for å utføre disse prosedyrene, ved anvendelse av foreliggende oppfinnelse, vil resultere i betydelige besparelser av tid og kostnader forbundet med vurdering av prøvebrønner.

Beskrivelsen og illustrasjonene i denne søknaden refererer seg til et vertikalt brønnhull som har en sementert foring på plass og omfatter perforeringer i foringen for å tilrettelegge kommunikasjon mellom brønnhullet og den produserende formasjonen. Foreliggende oppfinnelse kan også anvendes til å komplettere brønner som ikke er forede og lignende til brønnhull som har en retning som avviker fra vertikalt.

Claims (9)

1. Fremgangsmåte for arbeid i en brønn ved komplettering, testing og plugging av et brønnhull i en enkelt tur idet fremgangsmåten omfatter: perforering av et intervall av brønnhullet; posisjonering av en sandfiltersammenstilling (56) tilstøtende det perforerte intervallet; gruspakking av det perforerte intervallet,karakterisert ved: utførelse av brønntester på det perforerte intervallet; og plugging av brønnhullet, alt i en enkelt tur inn i brønnhullet.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvorved brønnen kveles med et hydrostatisk fluidtrykk påfølgende at brønnen er perforert og etter produksjonstesting.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, videre omfattende: innsettelse av en verktøysammenstilling i brønnhullet som inkluderer et perforeringsapparat (52), sandfilterduk, og pakning festet til en arbeidsstreng, idet sandfilteret (56) er lokalisert ovenfor perforeringsapparatet (52) og pakningen (60) er lokalisert ovenfor sandfilteret (56); og innstilling av pakningen (60) før gruspakkingen av brønnhullet.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, hvorved plugging av brønnhullet omfatter frigjøring av arbeidsstrengen (62) fra pakningen (60) og gjenvinningsplugger mens arbeidsstrengen (62) fjernes fra brønnhullet.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, hvorved de gjenvunnede pluggene innenfor brønnhullet omfatter materiale sirkulert ned arbeidsstrengen (62), slik som sand og betong.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 3, videre omfattende: stenging av en isolasjonsventil; hvorved isolasjonsventilen (58) stenges etter brønntestingen og før plugging av brønnhullet.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 5, hvorved verktøysammenstillingen omfatter en isolasjonsventil som stenger og isolerer den perforerte sonen før eller i forbindelse med frigjøring av arbeidsstrengen (62) fra pakningen (60).

8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, hvorved isolasjonsventilen (58) begrenser strømningen av fluider fra formasjonen gjennom pakningen (60).

9. Fremgangsmåte ifølge krav 8, hvorved en andre pakning blir lokalisert nedenfor sandfilterduksammenstilling og ovenfor perforeringsapparatet (52), og den andre pakningen (60) blir innstilt før gruspakking.