NO335411B1

NO335411B1 - Fremgangsmåte for tetting av en rørstreng i en brønnboring

Info

Publication number: NO335411B1
Application number: NO20053863A
Authority: NO
Inventors: Bennett M Richard; Michael A Carmody; Matthew Jay Jabs
Original assignee: Baker Hughes Inc
Priority date: 2003-01-29
Filing date: 2005-08-18
Publication date: 2014-12-08
Also published as: US6848505B2; AU2004208145A1; NO20053863L; CA2514967C; GB0517618D0; CA2514967A1; US20040144538A1; GB2414259A; WO2004067906A1; NO20053863D0; AU2004208145B2; GB2414259B

Abstract

En fremgangsmåte til tetting av f6ringsrør eller foriengningsrør i en brønnboring er beskrevet. Rørseksjonene av foringsrør eller forlengningsrør (16) mottar en kappe (18) som er bundet til den utvendige overflate. Kappen er fortrinnsvis en gummiforbindelse som er bundet til den utvendige vegg. Formuleringen ekspanderer på brønnfluider for å svelle ved en forhåndsbestemt hastighet. F6ringsrøret eller forlengningsrøret kan også ekspanderes med et konisk utvidelsesverktøy, fortrinnsvis før begynnelsen av svelling av kappen av betydning. Pakninger og tettende hengere kan valgfritt tilføyes ved endene av strengen av f6ringsrør eller forlengningsrør, for ytterligere å sikre mot kanaldannelse mellom tilstøtende formasjoner.

Description

Feltet for denne oppfinnelse er fremgangsmåter som er designet til å tette foringsrør eller forlengningsrør i en brønnboring ved bruk av teknikker som involverer et tetningsmateriale som sveller nede i hullet.

US 3385367 A omhandler en fremgangsmåte for tetting av en rørstreng i en brønnboring.

US 5195583 A omhandler en pakning til bruk ved isolering av lange lengder av et borehull mellom prøvetakingspunkter. Pakningen innbefatter bentonitt som er akti-vert ved det naturlige grunnvannet i borehullet.

Tradisjonelt har foringsrør og forlengningsrør blitt tettet i brønnboringen med sement som pumpes ned innvendig og senere forflyttes ut av bunnen i foringsrøret eller forlengningsrøret og inn i det ringformede rom mellom foringsrøret eller forleng-ningsrøret og brønnboringen. Denne prosedyre er kostbar og krever bruk av spesiali-sert utstyr og spesielt opplært personell. Prosessen er tidkrevende og utstyret opptar betydelig plass, slik at det på offshoreplattformer er påkrevet med grundig logistikk for å få plass til utstyret når sementeringsjobben er påkrevet. Det er også usikkerheter når det gjelder fordelingen av sementen, hvilket forårsaker bekymringer for kanaldannelse i fluider fra en sone som penetreres av foringsrøret eller forlengningsrøret til en tilstøtende sone.

Tidligere har det blitt designet pakninger som tetter produksjonsrør til forings-rør ved bruk av en ring som sveller i kontakt med brønnfluider. Disse pakningene kombinerte mekanisk kompresjon av ringen med dens svellende egenskap som ble brukt til å forbedre tettheten ved tetningen. Et eksempel på en slik pakning er US patent 4.137.970. Dette patent beskriver forskjellige polymerer, geler og geler som er fremstilt av kolloidale suspensjoner for å ta plassen til mekanisk komprimert gummi for å danne en kjemisk tetningsring. I applikasjoner i vannbrønner, som generelt er svært grunne sammenlignet med en typisk olje- eller gassbrønn, har kapper som bru-ker gysemasse som er plassert mellom fleksible plater bli viklet rundt foringsrøret og senket inn i vannet i brønnboringen. Når vannet nådde gysemassen, ekspanderte gysemassen mellom de fleksible plater for å tette foringsrøret. Designen av gysemassen virker ikke for de fluider og temperaturer man typisk ser i olje- og gass- brønner. I tillegg er det et behov for å tillate tilstrekkelig tid ved svellingen, for å gi tid til korrekt plassering av foringsrøret eller forlengningsrøret før vesentlig svelling begynner.

Den foreliggende oppfinnelse eliminerer sementeringsprosessen fullstendig. Den sørger for at rørseksjonene av foringsrør eller forlengningsrør mellom endefor-bindelsene blir omviklet med en gummihylse som fortrinnsvis er bundet til røret. Når strengen av foringsrør eller forlengningsrør kjøres, sveller gummien langsomt for å tette rundt foringsrøret eller forlengningsrøret. Foringsrøret eller forlengningsrøret kan valgfritt ekspanderes med et konisk utvidelsesverktøy for å redusere volumet av det ringformede rom rundt foringsrøret eller forlengningsrøret som gummihylsen må danne bro over. Pakningen kan valgfritt plasseres ved den nedre ende av foringsrør-strengen eller forlengningsrørstrengen, og en tettende henger kan brukes nær toppen av foringsrørstrengen eller forlengningsrørstrengen. Det kan brukes forskjellige for-muleringer for hylsene, hvilke er responsive for tilstedeværelsen av forskjellige fluider, eller som fremkaller svelling ved forskjellige hastigheter, avhengig av særegenhetene ved installasjonen. Fagpersoner innen teknikken vil videre forstå omfanget av den oppfinnelse det kreves beskyttelse for fra en beskrivelse av den foretrukne utførelse og kravene, hvilke fremkommer nedenfor.

Målene med foreliggende oppfinnelse oppnås ved en fremgangsmåte for tetting av en rørstreng i en brønnboring, kjennetegnet ved at den omfatter: tilveiebringelse av en sømløs kledning på en flerhet av rørseksjoner som utgjør rørstrengen;

kjøring av rørstrengen til en ønsket posisjon i brønnboringen;

bruk av brønnfluider for å fremme svelling av kledningen ved en hastighet som er langsom nok til å tillate plassering av strengen ved den dybde som er ønskelig, og tetting av brønnboringen på grunn av svellingen.

Foretrukne utførelsesformer av fremgangsmåten er videre utdypet i kravene 2 til og med 14.

En fremgangsmåte til tetting av foringsrør eller forlengningsrør i en brønnbor-ing er beskrevet. Rørseksjonene av foringsrør eller forlengningsrør mottar en kappe som er bundet til den utvendige overflate. Kappen er fortrinnsvis en gummiforbind else som er bundet til den utvendige overflate. Formuleringen ekspanderer på brønn-fluider, for å svelle ved en forhåndsbestemt hastighet. Foringen eller forlengnings-røret kan også ekspanderes med et konisk utvidelsesverktøy, fortrinnsvis før begynnelsen av svelling av kappen av betydning. Pakninger og tettende hengere kan valgfritt tilføyes ved endene av foringsrørstrengen eller forlengningsrørstrengen, for ytterligere å sikre mot kanaldannelse mellom tilstøtende formasjoner.

Detaljert beskrivelse av tegningene:

Fig. 1 er et snittriss av en lengde av foringsrør eller forlengningsrør og viser kappen montert i det detaljerte segment; Fig. 2 er et sideriss av brønnboringen før innsetting av forlengningsrør; Fig. 3 er risset på fig. 2 med foringsrøret eller forlengningsrøret kjørt inn; Fig. 4 er risset på fig. 3, og viser foringsrøret eller forlengningsrøret idet det valgfritt ekspanderes mens kappen er delvis ettergivende; og Fig. 5 viser foringsrøret eller forlengningsrøret fullstendig ekspandert, og gummien fullstendig ettergivende. Fig. 1 viser en typisk rørseksjon av foringsrør eller forlengningsrør 16 i en mye lengre streng som skal settes inn ved en ønsket lokalisering i en brønnboring. Brønn-boringen 12 som allerede har blitt foret med foringsrør 14 er vist på fig. 2. Fig. 3 viser rørseksjonen av foringsrør eller forlengningsrør 16 innsatt i brønnboringen og over-lappende med foringsrør 14. Avhengig av dimensjonene av brønnboringen og kledningen 18, kan ringrommet 20 mellom strengen 16 og brønnboringen 12 tettes ved svelling av kledningen 18 uten fysisk ekspansjon av strengen 16. Valgfritt, som vist på fig. 4, kan et konisk utvidelsesverktøy, skjematisk vist som 22, ekspandere strengen 16 før kledningen har avsluttet svelling, og mens hulrom så som 24 og 26 frem-deles eksisterer. Når ekspansjonen er fullført og svellingen stopper, vil sammenstil-lingen se ut som på fig. 5. Strengen 16 bæres av foringsrøret 14 og er fullstendig ekspandert til tilnærmet den samme diameter. Alternativt eller i tillegg kan en pakning eller en annen ringformet blokkeringsinnretning 28 plasseres ved den nedre ende, for å hindre kledningen 18 i å ekstrudere. I tillegg kan en hengeranordning 30 av tettende type plasseres ved den øvre ende av strengen 16, for å bære dens vekt og mot-virke enhver tendens kledningen 18 har til å ekstrudere når den sveller. Igjen kan

strengen 16 bæres fra foringsrøret 14 med en henger, så som 30 eller ekvivalent, og kledningen 18 designes tykk til å svelle og tette det ringformede rom 20. Alternativt kan kun den øvre ende av strengen 16 ekspanderes for å danne omkretskontakt for å feste den til foringsrøret 14, for å eliminere bruk av hengeren 30 og tilveiebringe en ekstruderingsbarriere.

Kledningen 18 som kan plasseres på hver rørlengde av strengen 16 kan vel-ges til å reagere med oljebasert slam, vannbaserte systemer, eller hydrokarbonproduksjon eller saltvannsproduksjon. Svellingshastigheten bør være langsom nok til å tillate strengen 16 å sammenstilles og plasseres i brønnboringen 12 ved den korrekte lokalisering. Kledningen for hydrokarbonfremkalt svelling er fortrinnsvis laget av en nitrilgummiforbindelse som leveres av PolyOne Corp., 150 So. Connell Ave., Dyersburg, Tn., 38024. En typisk formulering kan være Low CAN Butadiene Acrylo-nitrile 100, Zinc Oxide 5, Stearic Acid 0,50, Aminox 2, N550 Carbon Black 70, Di-Octyl Sebacate 7,5, Spider Sulfur, 0,50 Vulkacit DM 1, Vulkacit Thiuram 1,25 TETD 1,25 og den er fortrinnsvis bundet til den utvendige vegg av hver rørlengde av strengen 16. Når den er bundet er den fortrinnsvis i form av en enkelt ring, uten noen søm-mer som kan tillate kanaldannelse.

Den foreliggende oppfinnelse gir fordelene ved enkel utplassering, hindring av kanaldannelse på grunn av den bundne montering av kledningen 18, hindring av for tidlig sementsetting inne i strengen, og bruk sammen med konvensjonelle eller eks-panderbare foringsrør og forlengningsrør.

Claims

1. Fremgangsmåte for tetting av en rørstreng (16) i en brønnboring (12),karakterisert vedat den omfatter: tilveiebringelse av en sømløs kledning (18) på en flerhet av rørseksjoner som utgjør rørstrengen (16); kjøring av rørstrengen (16) til en ønsket posisjon i brønnboringen (12); bruk av brønnfluider for å fremme svelling av kledningen (18) ved en hastighet som er langsom nok til å tillate plassering av strengen (16) ved den dybde som er ønskelig, og tetting av brønnboringen (12) på grunn av svellingen.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert vedat den omfatter: binding av kledningen (18) til rørseksjonene.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert vedat den omfatter: ekspandering av rørseksjonene.

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 3, karakterisert vedat den omfatter: utførelse av ekspanderingen før kledningen (18) sveller fullstendig.

5. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert vedat den omfatter: tilveiebringelse av ekstruderingsbarrierer for kledningen (18) nær minst én ende av strengen.

6. Fremgangsmåte som angitt i krav 5, karakterisert vedat den omfatter: etterlating av endene av rørseksjonene udekket.

7. Fremgangsmåte som angitt i krav 6, karakterisert vedat den omfatter: tilveiebringelse av en kombinasjon av en henger (30) og ekstruderingsbarriere for kledningen (18) nær en øvre ende av strengen.

8. Fremgangsmåte som angitt i ethvert av de foregående krav,karakterisert vedat den omfatter: overlapping av strengen (16) med eksisterende brønnforingsrør (14); ekspandering av en ende av strengen (16) for å bære den fra det eksisterende brønnforingsrør (14).

9. Fremgangsmåte som angitt i krav 8, karakterisert vedat den omfatter: tilveiebringelse av hovedsakelig tettende kontakt langs omkretsen, mellom strengen (16) og det eksisterende brønnforingsrør (14), på grunn av ekspansjonen; bruk av den tettende kontakt som en ekstruderingsbarriere.

10. Fremgangsmåte som angitt i ethvert av de foregående krav,karakterisert vedat den omfatter: fremstilling av kledningen (18) av et materiale som sveller ved tilstedeværelse av det ene av oljebasert slam og oljebasert hydrokarbonproduksjon.

11. Fremgangsmåte som angitt i ethvert av kravene 1 til 9,karakterisert vedat den omfatter: fremstilling av kledningen (18) av et materiale som sveller ved tilstedeværelse av det ene av vannbaserte systemer og vannbaserte produksjonsbrønnfluider.

12. Fremgangsmåte som angitt i ethvert av de foregående krav,karakterisert vedat den omfatter: tillate kledningen (18) å fylle ujevnheter i brønnboringen på grunn av svellingen.

13. Fremgangsmåte som angitt i ethvert av de foregående krav,karakterisert vedat den omfatter: fremstilling av kledningen (18) av en polymer.

14. Fremgangsmåte som angitt i krav 13, karakterisert vedat den omfatter: fremstilling av kledningen (18) av gummi.