NO335729B1 - Well treatment system and method for achieving a transient underbalance state in a wellbore - Google Patents
Well treatment system and method for achieving a transient underbalance state in a wellbore Download PDFInfo
- Publication number
- NO335729B1 NO335729B1 NO20044226A NO20044226A NO335729B1 NO 335729 B1 NO335729 B1 NO 335729B1 NO 20044226 A NO20044226 A NO 20044226A NO 20044226 A NO20044226 A NO 20044226A NO 335729 B1 NO335729 B1 NO 335729B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- pressure wave
- pressure
- wellbore
- charge
- housing
- Prior art date
Links
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 title claims abstract description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 60
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 10
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims abstract description 8
- 239000002360 explosive Substances 0.000 claims description 35
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 31
- 238000005553 drilling Methods 0.000 abstract description 21
- 238000004891 communication Methods 0.000 abstract description 7
- 230000035515 penetration Effects 0.000 abstract description 7
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 30
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 12
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 12
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 8
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 8
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 5
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- -1 but not limited to Substances 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000002738 chelating agent Substances 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 2
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 1
- 238000010306 acid treatment Methods 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000009795 derivation Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 239000003180 well treatment fluid Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B21/00—Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
- E21B21/08—Controlling or monitoring pressure or flow of drilling fluid, e.g. automatic filling of boreholes, automatic control of bottom pressure
- E21B21/085—Underbalanced techniques, i.e. where borehole fluid pressure is below formation pressure
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B37/00—Methods or apparatus for cleaning boreholes or wells
- E21B37/08—Methods or apparatus for cleaning boreholes or wells cleaning in situ of down-hole filters, screens, e.g. casing perforations, or gravel packs
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/11—Perforators; Permeators
- E21B43/116—Gun or shaped-charge perforators
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/25—Methods for stimulating production
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/25—Methods for stimulating production
- E21B43/26—Methods for stimulating production by forming crevices or fractures
Abstract
2005 -01- 1 0 Et brønnbehandlingssystem og fremgangsmåte for å oppnå en transient underbalansetilstand i en brønnboring er beskrevet. Et brønnbehandlingssystem ifølge den foreliggende oppfinnelse inkluderer et hus som danner et tett trykkbølgekammer, og en trykkbølgeladning som er anordnet inne i det tette trykkbølgekammer, hvor trykkbølgeladningen er tilpasset til ved aktivering å penetrere huset og ikke penetrere materialet på utsiden av huset. Fluidkommunikasjon dannes mellom trykkbølgekammeret og brønnboringen når huset penetreres av trykkbølgeladningen. Penetreringen tillater brønnboringsfluid å strømme raskt inn i trykkbølgekammeret. Fluidstrøm inn i trykkbølgekammeret kan øke en bølge av strøm fra formasjonen og inn i brønnboringen.A well treatment system and method for achieving a transient underbalance condition in a wellbore is described. A well treatment system according to the present invention includes a housing which forms a dense pressure wave chamber, and a pressure wave charge which is arranged inside the dense pressure wave chamber, the pressure wave charge being adapted to penetrate the housing upon activation and not penetrate the material outside the housing. Fluid communication is formed between the pressure wave chamber and the wellbore when the housing is penetrated by the pressure wave charge. The penetration allows well drilling fluid to flow rapidly into the pressure wave chamber. Fluid flow into the pressure wave chamber can increase a wave of current from the formation and into the wellbore.
Description
Den foreliggende oppfinnelse vedrører forbedring av reservoar-kommunikasjon med en brønnboring. The present invention relates to the improvement of reservoir communication with a well bore.
For å komplettere en brønn perforeres én eller flere formasjonssoner ved en brønnboring, for å gjøre det mulig for fluid fra formasjonssonene å strømme inn i brønnen for produksjon til overflaten, eller for å gjøre det mulig å påføre injeksjonsfluider i formasjonens soner. En perforeringskanonstreng kan senkes inn i brønnen, og kanonene kan avfyres for å danne åpninger i foringsrøret og forlenge perforeringer inn i den omgivende formasjon. To complete a well, one or more formation zones are perforated during a well bore, to enable fluid from the formation zones to flow into the well for production to the surface, or to enable injection fluids to be applied to the formation's zones. A perforating gun string can be lowered into the well, and the guns can be fired to create openings in the casing and extend perforations into the surrounding formation.
Den eksplosive karakter ved dannelsen av perforeringstunnelene slår sandkorn ut fra formasjonen. Et lag av "sjokkskadet område" som har en permeabilitet som er lavere enn i den ubehandlede formasjonsmatriks kan dannes rundt hver perforeringstunnel. Prosessen kan også generere en tunnel som er full av bruddstykker av bergarter som er blandet med bruddstykker fra perforatørens sprengladning. Utstrekningen av skaden, og mengden av løse bruddstykker i tunnelen, kan dikteres av et mangfold av faktorer, inkludert formasjonens egenskaper, egenskaper ved sprengstoffladningen, trykktilstander, fluidegenskaper, og så videre. Det sjokkskadede området og løse bruddstykker i perforeringstunnelene kan forringe produksjonsevnen til produksjonsbrønner eller injeksjons-evnen til injeksjonsbrønner. The explosive nature of the formation of the perforation tunnels knocks sand grains out of the formation. A layer of "shock damaged zone" having a permeability lower than that of the untreated formation matrix can be formed around each perforation tunnel. The process can also generate a tunnel full of rock fragments mixed with fragments from the perforator's explosive charge. The extent of damage, and the amount of loose fragments in the tunnel, can be dictated by a variety of factors, including formation properties, characteristics of the explosive charge, pressure conditions, fluid properties, and so on. The shock-damaged area and loose fragments in the perforation tunnels can impair the production capacity of production wells or the injection capacity of injection wells.
Én populær fremgangsmåte til å fremskaffe rene perforeringer er underbalansert perforering. Perforeringen utføres med et lavere brønntrykk enn formasjonstrykket. Trykkutjevningen oppnås ved hjelp av fluidstrøm fra formasjonen og inn i brønnboringen. Denne fluidstrømmen fører med seg noen av de skadede bergartpartiklene. Det kan imidlertid være at underbalansert perforering ikke alltid er virksom, og den kan være kostbar og usikker å implementere under visse nedihullstilstander. One popular method of producing clean perforations is underbalanced perforation. The perforation is carried out with a lower well pressure than the formation pressure. Pressure equalization is achieved using fluid flow from the formation into the wellbore. This fluid flow carries with it some of the damaged rock particles. However, underbalanced perforation may not always be effective, and it may be expensive and unsafe to implement under certain downhole conditions.
Frakturering av formasjonen for å omgå den skadede og pluggede perforering kan være et annet alternativ. Frakturering er imidlertid en relativt kostbar operasjon. Videre er det påkrevd med rene, uskadede perforeringer for lave frakturerings-igangsettingstrykk og førsteklasses sonedekning (forutsetninger for god fraktureringsjobb). Syrebehandling, en annen fremgangsmåte som er i utstrakt bruk for å fjerne perforeringsskade, er ikke effektiv (på grunn av avledning) for behandling av et stort antall perforeringstunneler. Fracturing the formation to bypass the damaged and plugged perforation may be another option. However, fracturing is a relatively expensive operation. Furthermore, clean, undamaged perforations are required for low fracturing initiation pressures and first-class zone coverage (prerequisites for a good fracturing job). Acid treatment, another method widely used to remove perforation damage, is not effective (due to diversion) for treating a large number of perforation tunnels.
Det fortsetter således å eksistere et behov for en fremgangsmåte og en anordning for å bedre fluidkommunikasjon med reservoarer i formasjoner i en brønn. Thus, there continues to be a need for a method and a device to improve fluid communication with reservoirs in formations in a well.
I lys av det foregående og andre betraktninger, vedrører den foreliggende oppfinnelse behandling av en brønn. In light of the foregoing and other considerations, the present invention relates to the treatment of a well.
Det er følgelig tilveiebrakt et brønnbehandlingssystem for oppnåelse av Accordingly, a well treatment system has been provided for the achievement of
en transient underbalansetilstand i en brønnboring som angitt i selvstendig krav 1 Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer også en fremgangsmåte for oppnåelse av en transient underbalansetilstand i en brønnboring som angitt i selvstendig krav 8. a transient underbalance condition in a well drilling as stated in independent claim 1 The present invention also provides a method for achieving a transient underbalance condition in a well drilling as stated in independent claim 8.
Et brønnbehandlingssystem ifølge den foreliggende oppfinnelse inkluderer et hus som danner et tett trykkbølgekammer, og en trykkbølgeladning som er anordnet inne i det tette trykkbølgekammer, hvor trykkbølgeladningen er tilpasset til ved aktivering å penetrere huset og ikke penetrere materialet på utsiden av huset. Fluidkommunikasjon dannes mellom trykkbølgekammeret og brønnboringen når huset penetreres av trykkbølgeladningen. Penetrasjonen tillater at brønnboringens fluid strømmer raskt inn i trykkbølgekammeret. Fluidstrøm inn i trykkbølgekammeret kan øke en bølge av strøm fra formasjonen og inn i brønnboringen. Systemet inkluderer også en perforeringskanon som har en eksplosiv perforeringsladning tilpasset for å penetrere materialet på utsiden av huset; og et påføringsverktøy som har et trykksatt kammer som inneholder et behandlingsfluid, påføringsverktøyet har porter for å frigi behandlingsfluidet fra det trykksatte kammeret inn i brønnboringen. Det kan også være ønskelig å tilveiebringe et brønnbehandlingsfluid i brønnboringen før perforering av formasjonen. A well treatment system according to the present invention includes a housing that forms a sealed pressure wave chamber, and a pressure wave charge which is arranged inside the sealed pressure wave chamber, where the pressure wave charge is adapted to penetrate the housing upon activation and not penetrate the material on the outside of the housing. Fluid communication is formed between the pressure wave chamber and the wellbore when the casing is penetrated by the pressure wave charge. The penetration allows the wellbore fluid to flow quickly into the pressure wave chamber. Fluid flow into the pressure wave chamber can increase a wave of current from the formation into the wellbore. The system also includes a perforating gun having an explosive perforating charge adapted to penetrate the material on the outside of the casing; and an application tool having a pressurized chamber containing a treatment fluid, the application tool having ports for releasing the treatment fluid from the pressurized chamber into the wellbore. It may also be desirable to provide a well treatment fluid in the wellbore before perforating the formation.
En fremgangsmåte til brønnbehandling ifølge den foreliggende oppfinnelse inkluderer trinnene med å anordne et hus som har et tett trykkbølgekammer inne i brønnboringen; og detonering av en trykkbølgeladning, som er anordnet i trykkbølgekammeret, for å penetrere huset, hvilket tilveiebringer fluidkommunikasjon mellom trykkbølgekammeret og utsiden av huset. Trykkbølgeladningen er tilpasset til å penetrere huset og ikke penetrere formasjonen, foringsrøret eller et annet materiale på utsiden av huset. A method of well treatment according to the present invention includes the steps of arranging a housing which has a tight pressure wave chamber inside the wellbore; and detonating a pressure wave charge, which is disposed in the pressure wave chamber, to penetrate the housing, thereby providing fluid communication between the pressure wave chamber and the exterior of the housing. The pressure wave charge is adapted to penetrate the casing and not penetrate the formation, casing or other material outside the casing.
Det foregående har skissert trekkene og tekniske fordeler ved den foreliggende oppfinnelse slik at den detaljerte beskrivelse av oppfinnelsen som følger skal kunne forstås bedre. Ytterligere trekk og fordeler ved oppfinnelsen vil heretter bli beskrevet, hvilke danner gjenstanden for oppfinnelsens krav. The foregoing has outlined the features and technical advantages of the present invention so that the detailed description of the invention that follows should be better understood. Further features and advantages of the invention will now be described, which form the subject of the invention's claims.
Det foregående og andre trekk og aspekter ved den foreliggende oppfinnelse vil best forstås med henvisning til den følgende detaljerte beskrivelse av en bestemt utførelse av oppfinnelsen, når den leses sammen med de ledsagende tegninger, hvor: Figur 1 er en illustrasjon av et brønnbehandlingssystem ifølge den foreliggende oppfinnelse; Figur 1A er et tverrsnittsriss av trykkbølgeverktøyet på figur 1; Figur 2 er et tverrsnittsriss sett ovenfra av et trykkbølgeverktøy; Figur 3 er et tverrsnittsriss sett ovenfra av et trykkbølgeverktøy; Figur 4 er en illustrasjon av et annet brønnbehandlingssystem ifølge den foreliggende oppfinnelse; Figur 5 er et flytskjema av en fremgangsmåte ifølge en utførelse av den foreliggende oppfinnelse; og Figur 6-10 er tidsstyringsdiagrammer over trykk i forhold til tid i samsvar med fremgangsmåter ifølge den foreliggende oppfinnelse. The foregoing and other features and aspects of the present invention will best be understood with reference to the following detailed description of a particular embodiment of the invention, when read together with the accompanying drawings, in which: Figure 1 is an illustration of a well treatment system according to the present invention invention; Figure 1A is a cross-sectional view of the pressure wave tool of Figure 1; Figure 2 is a cross-sectional top view of a pressure wave tool; Figure 3 is a cross-sectional top view of a pressure wave tool; Figure 4 is an illustration of another well treatment system according to the present invention; Figure 5 is a flowchart of a method according to an embodiment of the present invention; and Figures 6-10 are timing charts of pressure versus time in accordance with methods of the present invention.
Det skal nå vises til tegningene, hvor viste elementer ikke nødvendigvis er vist i målestokk, og hvor like eller tilsvarende elementer er angitt med det samme henvisningstall gjennom de flere riss. Reference must now be made to the drawings, where elements shown are not necessarily shown to scale, and where similar or equivalent elements are indicated with the same reference number throughout the several drawings.
Som her brukt, uttrykkene "opp" og "ned"; "øvre" og "nedre"; og andre like uttrykk som angir relative posisjoner i forhold til et gitt punkt eller element brukes til nærmere å beskrive enkelte elementer ved utførelsene av oppfinnelsen. Disse uttrykkene vedrører i alminnelighet et referansepunkt, så som overflaten, hvorfra boreoperasjoner igangsettes som toppunktet, og den samlede dybde av brønnen er det laveste punkt. As used herein, the terms "up" and "down"; "upper" and "lower"; and other similar expressions that indicate relative positions in relation to a given point or element are used to further describe individual elements in the embodiments of the invention. These expressions generally relate to a reference point, such as the surface, from which drilling operations are initiated as the top point, and the overall depth of the well is the lowest point.
Fremgangsmåter og anordninger er tilveiebrakt for å behandle perforeringsskade og for å fjerne bruddstykker fra tunneler som er dannet ved perforering inn i brønnformasjon. Ytterligere fremgangsmåter og anordninger er tilveiebrakt i US-serienr. 10/667.011, benevnt IMPROVING RESERVOIR COMMUNICATION Methods and devices are provided for treating perforation damage and for removing cuttings from tunnels formed by perforating into a well formation. Additional methods and devices are provided in US Serial No. 10/667,011, entitled IMPROVING RESERVOIR COMMUNICATION
BY CREATING A LOCAL UNDERBALANCE AND USING TREATMENT FLUID, BY CREATING A LOCAL UNDERBALANCE AND USING TREATMENT FLUID,
innlevert 19. september 2003, US-patent nr. 6.732.798 og US-patent nr. 6.598.682, idet hver av disse herved inkorporeres heri ved referanse. filed September 19, 2003, US Patent No. 6,732,798 and US Patent No. 6,598,682, each of which is hereby incorporated herein by reference.
Det er flere mulige mekanismer for å skade en formasjons produksjonsevne og injeksjonsevne på grunn av perforeringsskade. Én kan være tilstede-værelsen av et lag med sandkorn med lav permeabilitet (korn som er frakturert av den rettede sprengladning) etter perforering. Ettersom det kan være at det produserte fluid fra formasjonen må passere gjennom denne sonen med lavere permeabilitet, kan det være at det opptrer et trykkfall som er høyere enn ønskelig, hvilket resulterer i lavere produktivitet. Perforering ved underbalanse er en måte til å redusere denne typen skade. I mange tilfelle kan imidlertid utilstrekkelig underbalanse resultere i kun en delvis avhjelping av skaden. Den andre hovedtype av skade kan oppstå fra perforeringsgenererte løse bergarter og bruddstykker fra sprengladningen som fyller perforeringstunnelene. Det kan være at ikke alle partiklene kan fjernes inn i brønnboringen under perforering ved underbalanse, og disse kan i sin tur forårsake fall i produksjonsevne og injeksjonsevne (for eksempel under gruspakking, injeksjon, og så videre). Enda en annen type skade skjer ved delvis åpning av perforeringer. Ulik kornstørrelsesfordeling kan forårsake at noen av disse perforeringene plugges (på grunn av brodannelse, ved foringsrør/sementpartiet av perforeringstunnelen), hvilket kan føre til tap av produksjonsevne og injeksjonsevne. There are several possible mechanisms for damaging a formation's production capability and injectivity due to perforation damage. One may be the presence of a layer of low permeability sand grains (grains fractured by the directed explosive charge) after perforation. As it may be that the produced fluid from the formation must pass through this zone of lower permeability, it may be that a pressure drop occurs that is higher than desired, resulting in lower productivity. Underbalance perforation is one way to reduce this type of damage. In many cases, however, insufficient underbalance can result in only a partial remedy of the injury. The other main type of damage can occur from perforation-generated loose rock and fragments from the explosive charge filling the perforation tunnels. It may be that not all the particles can be removed into the wellbore during perforating due to underbalance, and these in turn can cause a drop in production capacity and injection capacity (for example during gravel packing, injection, and so on). Yet another type of damage occurs when perforations are partially opened. Different grain size distributions can cause some of these perforations to plug (due to bridging, at the casing/cement portion of the perforation tunnel), which can lead to loss of production capability and injectivity.
For å avhjelpe disse typer skade, kan det være nødvendig med to krefter som virker samtidig, én for å frigjøre partiklene fra krefter som holder dem på plass og en annen for å transportere dem. De frakturerte sandkorn i perforerings-tunnelens vegger kan holdes på plass ved hjelp av bergart-sementering, mens de løse bergartene og sandpartikler og bruddstykker fra sprengladningen i tunnelen kan holdes på plass ved hjelp av svake elektrostatiske krefter. Tilstrekkelig fluid-strømhastighet er påkrevd for å transportere partiklene inn i brønnboringen. To remedy these types of damage, two forces acting simultaneously may be required, one to free the particles from forces holding them in place and another to transport them. The fractured sand grains in the perforation tunnel walls can be held in place by rock cementation, while the loose rock and sand particles and fragments from the blast charge in the tunnel can be held in place by weak electrostatic forces. Sufficient fluid flow velocity is required to transport the particles into the wellbore.
Ifølge forskjellige utførelser av oppfinnelsen er det tilveiebrakt en kombinasjon av hendelser for å forbedre behandlingen av skade og fjerning av bruddstykker: (1) påføring av behandlingsfluid/behandlingsfluider i tunneler; og eller (2) dannelse av en lokal transient lavtrykkstilstand (lokal transient underbalanse) i et brønnboringsintervall. According to various embodiments of the invention, a combination of events is provided to improve treatment of damage and removal of fragments: (1) application of treatment fluid(s) in tunnels; and or (2) formation of a local transient low pressure condition (local transient underbalance) in a well drilling interval.
Eksempler på behandlingsfluider som påføres inkluderer syre, chelatdanner, løsemiddel, overflateaktivt stoff, saltløsning, olje, og så videre. Påføringen av behandlingsfluidene forårsaker at i det minste ett av det følgende utføres: (1) fjerning av overflatespenning inne i perforeringstunneler, (2) reduksjon av viskositet i tilstander med tung olje, (3) økning av transport av bruddstykker, så som sand, (4) utrensing av gjenværende hud i en perforeringstunnel, (5) oppnåelse av stimulering nær brønnboringen, (6) utførelse av dynamisk avledning av syre, slik at mengden av syre som injiseres i hver perforeringstunnel hovedsakelig er den samme, og (7) oppløsning av enkelte mineraler. Påføringen av behandlingsfluidene forandrer i hovedsak kjemien til fluider i et målintervall i brønn-boringen, for å utføre i det minste én av de ovennevnte oppgaver. Påføringen av behandlingsfluider på perforeringstunneler gjøres i en overbalansetilstand (brønn-boringens trykk er større enn formasjonens trykk). Påføring av behandlingsfluider kan utføres ved bruk av et påføringsverktøy, som beskrives videre nedenfor. Examples of applied treatment fluids include acid, chelating agents, solvent, surfactant, saline, oil, and so on. The application of the treatment fluids causes at least one of the following to be performed: (1) removal of surface tension within perforating tunnels, (2) reduction of viscosity in heavy oil conditions, (3) increase of transport of fractured pieces, such as sand, ( 4) cleaning out residual skin in a perforation tunnel, (5) obtaining stimulation near the wellbore, (6) performing dynamic diversion of acid so that the amount of acid injected into each perforation tunnel is substantially the same, and (7) dissolution of certain minerals. The application of the treatment fluids essentially changes the chemistry of fluids in a target interval in the wellbore, in order to perform at least one of the above tasks. The application of treatment fluids to perforation tunnels is done in an overbalance condition (the pressure of the wellbore is greater than the pressure of the formation). Application of treatment fluids can be carried out using an application tool, which is described further below.
En etterfølgende fluidtrykkbølge danner den dynamiske underbalansetilstand (brønnboringstrykket er mindre enn formasjonstrykket), hvor fluid strømmer fra formasjonen og inn i brønnboringen. Etter den dynamiske underbalansetilstand settes brønnboringens målintervall til det ene av underbalansetilstand, overbalansetilstand og balansert tilstand. Følgelig, ifølge enkelte utførelser, dannes det en sekvens av en kombinasjon av overbalanse, underbalanse og balanserte tilstander i brønnboringens målintervall, så som overbalanse-underbalanse-overbalanse, overbalanse-underbalanse-underbalanse, overbalanse-underbalanse-balanse, underbalanse-overbalanse-underbalanse, og så videre. Denne sekvensen av forskjellige trykktilstander skjer innenfor en kort tidsperiode, så som i en tidsperiode som er mindre enn eller lik ca 10 sekunder. A subsequent fluid pressure wave forms the dynamic under-equilibrium state (the wellbore pressure is less than the formation pressure), where fluid flows from the formation into the wellbore. After the dynamic underbalance condition, the well drilling's target interval is set to one of underbalance condition, overbalance condition and balanced condition. Accordingly, according to some embodiments, a sequence of a combination of overbalance, underbalance and balanced conditions is formed in the target interval of the well drilling, such as overbalance-underbalance-overbalance, overbalance-underbalance-underbalance, overbalance-underbalance-balance, underbalance-overbalance-underbalance, and so on. This sequence of different pressure states occurs within a short time period, such as a time period less than or equal to about 10 seconds.
Den lokale transiente underbalansetilstand dannes ved bruk av et trykkbølgekammer som inneholder fluid med et relativt lavt trykk. Trykkbølge-kammeret er for eksempel et tett kammer som inneholder en gass eller et annet fluid ved et lavere trykk enn den omgivende brønnboringsomgivelse. Som et resultat av dette, når trykkbølgekammeret åpnes, strømmer en brå bølge av fluid inn i trykkbølgekammeret med lavere trykk for å danne den lokale lavtrykkstilstand i et brønnboringsområde som står i kommunikasjon med trykkbølgekammeret etter at trykkbølgekammeret er åpnet. I tillegg kan brønnboringstrykket reduseres ved å anvende trykkbølgekammeret som et sluk. The local transient under-equilibrium condition is created by using a pressure wave chamber containing fluid with a relatively low pressure. The pressure wave chamber is, for example, a sealed chamber that contains a gas or another fluid at a lower pressure than the surrounding wellbore environment. As a result, when the pressure wave chamber is opened, a sudden wave of fluid flows into the pressure wave chamber at a lower pressure to form the local low pressure condition in a wellbore area that is in communication with the pressure wave chamber after the pressure wave chamber is opened. In addition, the wellbore pressure can be reduced by using the pressure wave chamber as a drain.
Figur 1 er en illustrasjon av et brønnbehandlingssystem ifølge den foreliggende oppfinnelse, generelt angitt med tallet 8. Brønnbehandlingssystemet 8 inkluderer et trykkbølgeverktøy 10. Trykkbølgeverktøyet 10 kjøres inn i brønn-boringen 12 på et transportmiddel 14 (eksempelvis kabel, glatt vaier, kveilrør, andre rør, og så videre). Annet utstyr, så som, men ikke begrenset til, perforeringskanoner, sensorer, fluidhåndteringsutstyr og verktøy for påføring av kjemikalier, kan også transporteres inn i brønnen 12 med trykkbølgeverktøyet 10. Trykkbølgeverktøyet 10 er posisjonert nær en seksjon av det formasjonsintervall 16 som skal adresseres. Som vist på figur 1 har formasjonen 16 og brønn-boringens foringsrør 20 blitt perforert, som vist med tunneler 18. Man bør imidlertid legge merke til at det ikke er nødvendig at perforeringene 18 forefinnes før aktivering av trykkbølgeverktøyet 10. Figure 1 is an illustration of a well treatment system according to the present invention, generally indicated by the number 8. The well treatment system 8 includes a pressure wave tool 10. The pressure wave tool 10 is driven into the wellbore 12 on a means of transport 14 (for example cable, smooth wire, coiled pipe, other pipes , and so on). Other equipment, such as, but not limited to, perforating guns, sensors, fluid handling equipment, and chemical application tools, may also be transported into the well 12 with the pressure wave tool 10. The pressure wave tool 10 is positioned near a section of the formation interval 16 to be addressed. As shown in Figure 1, the formation 16 and the wellbore casing 20 have been perforated, as shown by tunnels 18. However, it should be noted that it is not necessary for the perforations 18 to be present prior to activation of the pressure wave tool 10.
Trykkbølgeverktøyet 10 inkluderer et hus 22 som er tett mot brønn-boringens 12 omgivelse. Det skal forstås at huset 22 kan være en del av en perforeringskanon. Huset 22 kan være huset for perforeringskanonen 42 (figur 4). Rettede sprengladninger 24, benevnt "trykkbølgeladninger", er anordnet inne i huset 22. Trykkbølgeladningene er på figur 1 vist med penetrasjonene 25 som dannes gjennom huset 22 når trykkbølgeladningene detoneres. The pressure wave tool 10 includes a housing 22 which is close to the surroundings of the wellbore 12. It should be understood that the housing 22 may be part of a perforating gun. The housing 22 can be the housing for the perforating gun 42 (Figure 4). Directed explosive charges 24, referred to as "pressure wave charges", are arranged inside the housing 22. The pressure wave charges are shown in figure 1 with the penetrations 25 which are formed through the housing 22 when the pressure wave charges are detonated.
Trykkbølgeverktøyet 10 er videre beskrevet med henvisning til figur 1A, som viser et tverrsnittsriss av trykkbølgeverktøyet 10 på figur 1. Huset 22 danner et trykkbølgekammer 26 som er tett mot brønnboringens omgivelse, inntil det er ønskelig å danne en trykkforandring i brønnboringen 12. Én eller flere trykkbølge-ladninger 24 er anordnet inne i trykkbølgekammeret 26, og de kan bæres av et ladningsrør 28. En tennladning 30, så som en detonerende lunte eller en elektrisk eller fiberoptisk ledning, er forbundet til trykkbølgeladningene 24. Trykkbølge-ladningen 24 er rettede sprengladninger som er tilpasset til kun å penetrere huset 22 og ikke penetrere eller skade brønnutstyr, så som brønnboringens foringsrør, på utsiden av huset 22. Trykkbølgeladningene 24 er forskjellig fra de perforerende rettede sprengladninger som penetrerer foringsrøret og/eller den omgivende formasjon. The pressure wave tool 10 is further described with reference to Figure 1A, which shows a cross-sectional view of the pressure wave tool 10 in Figure 1. The housing 22 forms a pressure wave chamber 26 which is close to the surroundings of the wellbore, until it is desired to create a pressure change in the wellbore 12. One or more shock wave charges 24 are arranged inside the shock wave chamber 26, and they can be carried by a charge tube 28. An ignition charge 30, such as a detonating fuse or an electrical or fiber optic wire, is connected to the shock wave charges 24. The shock wave charges 24 are directed explosive charges which is adapted to penetrate only the casing 22 and not penetrate or damage well equipment, such as the wellbore casing, on the outside of the casing 22. The pressure wave charges 24 are different from the perforating directed explosive charges that penetrate the casing and/or the surrounding formation.
Trykkbølgekammeret 26 har et innvendig trykk som er lavere enn et forventet trykk i brønnboringen 12 i det intervall av formasjonen 16 som skal behandles. Trykkbølgekammeret 26 kan være fylt med et fluid, så som, men ikke begrenset til, luft eller nitrogen. Når trykkbølgeladningene 24 detoneres, penetreres huset 22, hvilket åpner trykkbølgekammeret 26 til brønnboringen 12. Fluid fra brønnboringen strømmer inn i trykkbølgekammeret 26, hvilket hovedsakelig øyeblikkelig danner en underbalansetilstand. The pressure wave chamber 26 has an internal pressure that is lower than an expected pressure in the wellbore 12 in the interval of the formation 16 to be treated. The pressure wave chamber 26 may be filled with a fluid, such as, but not limited to, air or nitrogen. When the pressure wave charges 24 are detonated, the casing 22 is penetrated, opening the pressure wave chamber 26 to the well bore 12. Fluid from the well bore flows into the pressure wave chamber 26, essentially instantaneously creating an underbalance condition.
Når fluidet strømmer fra brønnboringen 12, inn i trykkbølgekammeret 26, hvis det er kaldere enn gassen inne i trykkbølgekammeret 26 (hvilket generelt er tilfelle), så vil det ved hjelp av varmeoverføring avkjøle gassen inne i trykkbølge-kammeret 26, hvilket reduserer dens trykk, hvilket ytterligere driver fortsatt fluid-innstrømming fra brønnboringen 12, inn i trykkbølgekammeret 26. Dette avkjølingsfremkalte trykkfallet øker underbalansetilstanden som er beskrevet ovenfor. When the fluid flows from the wellbore 12, into the pressure wave chamber 26, if it is colder than the gas inside the pressure wave chamber 26 (which is generally the case), then by means of heat transfer it will cool the gas inside the pressure wave chamber 26, which reduces its pressure, which further drives continued fluid inflow from the wellbore 12 into the pressure wave chamber 26. This cooling-induced pressure drop increases the under-equilibrium condition described above.
Forandringen i brønnboringens trykk kan reguleres ved hjelp av tallrike faktorer, inkludert størrelsen av huset 22 og trykkbølgekammeret 26, de initiale og relative trykk i brønnboringen og trykkbølgekammeret, størrelsen av penetrasjonene gjennom huset 22, antallet penetrasjoner som dannes gjennom huset 22, mengden og typen av sprengstoff som brukes i trykkbølgeladningene 24, og formen og oppbyggingen av trykkbølgeladningene. The change in wellbore pressure can be controlled by numerous factors, including the size of the casing 22 and the pressure wave chamber 26, the initial and relative pressures in the wellbore and the pressure wave chamber, the size of the penetrations through the casing 22, the number of penetrations formed through the casing 22, the amount and type of explosive used in the pressure wave charges 24, and the shape and structure of the pressure wave charges.
Trykkbølgeladningene 24 er tilpasset til kun å penetrere huset 22 og ikke perforere eller på annen måte skade nedihullselementer så som brønnens forings-rør, hvilket er i motsetning til konvensjonelle perforeringsladninger 46 (figur 4). Konvensjonelle perforeringsladninger har dype konkave, typisk koniske, paraboliske eller hemisfæriske sprengstoffhulrom som er foret med vanligvis metalliske foringer med høy tetthet. Trykkbølgeladninger 24 ifølge den foreliggende oppfinnelse har et grunt sprengstoffhulrom som kan være foret med en foring med meget lav tetthet eller ikke foret. The pressure wave charges 24 are adapted to only penetrate the casing 22 and not perforate or otherwise damage downhole elements such as the well casing, which is in contrast to conventional perforating charges 46 (Figure 4). Conventional perforating charges have deep concave, typically conical, parabolic or hemispherical explosive cavities that are lined with usually high-density metallic liners. Pressure wave charges 24 according to the present invention have a shallow explosive cavity which may be lined with a very low density liner or unlined.
Figur 2 er et tverrsnittsriss ovenfra av et trykkbølgeverktøy 10 ifølge den foreliggende oppfinnelse. Figur 2 er et eksempel på en foringsløs rettet sprengladning 24 (trykkbølgeladning). Trykkbølgeladningen 24 bæres av et ladningsrør 28 og er anordnet inne i trykkbølgekammeret 26 i huset 22. Trykkbølgeladningen 24 inkluderer en ladningsmantel 24 og et sprengstoff 34. Sprengstoffet 24 danner et sprengstoffhulrom 36. Trykkbølgeladninger 24 har et sprengstoffhulrom 36 med relativt stor radius, følgelig et grunnere sprengstoffhulrom 36, i forhold til konvensjonelle rettede sprengladninger for perforering. Figure 2 is a cross-sectional top view of a pressure wave tool 10 according to the present invention. Figure 2 is an example of a linerless directed explosive charge 24 (pressure wave charge). The pressure wave charge 24 is carried by a charge tube 28 and is arranged inside the pressure wave chamber 26 in the housing 22. The pressure wave charge 24 includes a charge jacket 24 and an explosive 34. The explosive 24 forms an explosive cavity 36. Pressure wave charges 24 have an explosive cavity 36 with a relatively large radius, consequently a shallower explosive cavity 36, compared to conventional directed explosive charges for perforation.
Figur 3 viser en trykkbølgeladning 24 som inkluderer en foring 38. Foringen 38 er påsatt på trykkbølgehulrommet 36. Foringen 38 kan være påført på en hvilken som helst måte som er tilgjengelig, så som ved pressing, støping, sprøyt-ing eller den kan være malt. Foringen 38 er en foring med lav tetthet. Foringen 38 kan være en metallisk eller ikke-metallisk foring, laget av et materiale så som, men ikke begrenset til, plast, salt og sand. Anvendelse av en foring 38 kan gjøre det mulig å bruke en mindre mengde sprengstoff 34, når dette er ønskelig. Figure 3 shows a pressure wave charge 24 that includes a liner 38. The liner 38 is applied to the pressure wave cavity 36. The liner 38 may be applied in any manner available, such as by pressing, molding, spraying, or it may be painted. . The lining 38 is a low density lining. The liner 38 may be a metallic or non-metallic liner, made of a material such as, but not limited to, plastic, salt and sand. Use of a liner 38 can make it possible to use a smaller amount of explosive 34, when this is desired.
Som vist på figur 2 og 3 kan huset 22 videre inkludere en fortynnet vegg, eller en muslingformet seksjon 40 som er tildannet ved sprengstoffhulrommet 36. Den fortynnede veggseksjon 40 kan muliggjør penetrasjon av huset 22 når trykk-bølgeladningen 24 detoneres og lette mengden av sprengstoff 34 som er påkrevd. As shown in Figures 2 and 3, the housing 22 may further include a thinned wall, or a clam-shaped section 40 which is formed at the explosive cavity 36. The thinned wall section 40 may enable penetration of the housing 22 when the pressure wave charge 24 is detonated and lighten the amount of explosive 34 which is required.
Figur 4 er en illustrasjon av en utførelse av brønnbehandlingssystemet 8 ifølge den foreliggende oppfinnelse. Brønnbehandlingssystemet 8 kan inkludere en perforeringskanon 42 og/eller et påføringsverktøy 44, i kombinasjon med et trykkbølgeverktøy 10 for å danne en lokal transient underbalansetilstand. Figure 4 is an illustration of an embodiment of the well treatment system 8 according to the present invention. The well treatment system 8 may include a perforating gun 42 and/or an application tool 44, in combination with a pressure wave tool 10 to create a local transient underbalance condition.
Trykkbølgeverktøyet 10 er beskrevet i detalj med henvisning til figur 1 til 3. Trykkbølgeladninger er vist på figur 4 ved hjelp av penetrasjoner 25 som dannes gjennom veggen i huset 22 når trykkbølgeladningene detoneres. The pressure wave tool 10 is described in detail with reference to Figures 1 to 3. Pressure wave charges are shown in Figure 4 by means of penetrations 25 which are formed through the wall of the housing 22 when the pressure wave charges are detonated.
En perforeringskanon 42 inkluderer perforeringsladninger 46 som kan aktiveres for å danne perforeringstunneler 18 i formasjonen 16 som omgir et brønnboringsintervall og foringsrør 20. A perforating gun 42 includes perforating charges 46 that can be activated to form perforating tunnels 18 in the formation 16 surrounding a wellbore interval and casing 20 .
Perforeringsladninger 46 har typisk et sprengstoffhulrom med kort radius, følgelig et dypt sprengstoffhulrom, i forhold til trykkbølgeladningene 24. Perforeringskanonen 42 kan aktiveres med forskjellige mekanismer, så som med et signal som overføres over en elektrisk leder, en fiberoptisk ledning, en hydraulisk kontrolledning eller en annen type ledning. Perforating charges 46 typically have a short radius explosive cavity, thus a deep explosive cavity, relative to the pressure wave charges 24. The perforating gun 42 can be activated by various mechanisms, such as by a signal transmitted over an electrical conductor, a fiber optic line, a hydraulic control line, or a other type of wire.
Brønnbehandlingssystemet 8 kan videre inkludere et påføringsverktøy 44 for påføring av et behandlingsfluid (eksempelvis syre, chelatdanner, løsemiddel, overflateaktivt stoff, saltløsning, olje, enzym og så videre, eller en hvilken som helst kombinasjon av det ovenstående) i brønnboringen 12, hvilket i sin tur strømmer inn i perforeringstunnelene 18. Behandlingsfluidet som påføres kan være et matriks behandlingsfluid. Påføringsverktøyet 44 kan inkludere et trykksatt kammer 63 som inneholder behandlingsfluidet. Ved åpning av en port 50, over-føres det trykksatte fluid i kammeret 63 inn i det omgivende brønnboringsintervall. Alternativt står påføringsverktøyet 44 i forbindelse med en fluidledning som for-løper til brønnens overflate. Behandlingsfluidet påføres ned fluidledningen til påføringsverktøyet 44 og gjennom porten 50 for å fylle det omgivende brønn-boringsintervall. Fluidledningen for behandlingsfluidet kan strekke seg gjennom transportmidlet 14. Alternativt kan fluidledningen gå på utsiden av transportmidlet 14. The well treatment system 8 may further include an application tool 44 for applying a treatment fluid (for example acid, chelating agent, solvent, surfactant, salt solution, oil, enzyme and so on, or any combination of the above) into the wellbore 12, which in its tur flows into the perforation tunnels 18. The treatment fluid that is applied can be a matrix treatment fluid. The application tool 44 may include a pressurized chamber 63 containing the treatment fluid. When a port 50 is opened, the pressurized fluid in the chamber 63 is transferred into the surrounding well drilling interval. Alternatively, the application tool 44 is in connection with a fluid line leading to the surface of the well. The treatment fluid is applied down the fluid line to the application tool 44 and through the port 50 to fill the surrounding wellbore interval. The fluid line for the treatment fluid can extend through the transport means 14. Alternatively, the fluid line can run on the outside of the transport means 14.
I operasjon, som vist på figur 5 med henvisning til figur 1 til 4, blir brønn-behandlingsanordningen 8 senket ved 60 til et brønnboringsintervall. Behandlingsfluid/behandlingsfluider kan deretter påføres (ved 62) ved åpning av porten 50 i påføringsverktøyet 44. I enkelte tilfelle reguleres påføringen av behandlingsfluid/- behandlingsfluider i henhold til en tidsutløsningsmekanisme 52. Hastigheten for dispensering av behandlingsfluidet/behandlingsfluidene velges slik at det oppnås optimal ytelse. I andre utførelser kan tidsutløsningsmekanismen 52 utelates. Perforeringskanonen 42 blir deretter aktivert ved 64 ved å avfyre rettede sprengladninger i perforeringskanonen for å forlenge perforeringstunnelene 18 inn i den omgivende formasjon 60. In operation, as shown in Figure 5 with reference to Figures 1 to 4, the well treatment device 8 is lowered at 60 to a well drilling interval. Treatment fluid/treatment fluids can then be applied (at 62) by opening the port 50 in the application tool 44. In some cases, the application of treatment fluid/treatment fluids is regulated according to a time trigger mechanism 52. The speed for dispensing the treatment fluid/treatment fluids is selected so that optimal performance is achieved . In other embodiments, the time release mechanism 52 may be omitted. The perforating gun 42 is then activated at 64 by firing directional explosive charges into the perforating gun to extend the perforating tunnels 18 into the surrounding formation 60.
Ved aktivering av perforeringskanonen 42 dannes det en transient overbalansetilstand. Tidsperioden for en overbalansetilstand kan være relativt kort (eksempelvis i størrelsesorden millisekunder). Disse overbalansetilstandene forårsaker injeksjonen ved 66 av behandlingsfluid inn i perforeringstunnelene 18. Tidspunktet for påføring av behandlingsfluidet/behandlingsfluidene 62 kan velges slik at det hovedsakelig faller sammen med aktiveringen av perforeringskanonen 64, slik at behandlingsfluidet/behandlingsfluidene kan injiseres 66 inn i perforeringstunnelene 18 ved tilstedeværelse av den transiente overbalansetilstand. Upon activation of the perforating gun 42, a transient overbalance condition is formed. The time period for an overbalance condition can be relatively short (for example in the order of milliseconds). These overbalance conditions cause the injection at 66 of treatment fluid into the perforation tunnels 18. The timing of application of the treatment fluid(s) 62 can be chosen to substantially coincide with the activation of the perforating gun 64, so that the treatment fluid(s) can be injected 66 into the perforation tunnels 18 in the presence of the transient overbalance condition.
For å oppnå en lengre periode med overbalanse, kan det anvendes en rørtransportert perforeringskanon, slik at trykksatt fluid påføres gjennom rør for å danne overbalansetilstanden i det ønskede intervall. En overbalanse på tusener av pund pr kvadrattomme (psi) kan typisk oppnås ved hjelp av rørtransporterte perforeringskanoner. To achieve a longer period of overbalance, a pipe-borne perforating gun can be used, so that pressurized fluid is applied through pipes to form the overbalance condition in the desired interval. An overbalance of thousands of pounds per square inch (psi) can typically be achieved using tube-borne perforating guns.
I enkelte tilfelle, så som med karbonatreservoarer, kan det være ønskelig å påføre syre i perforeringstunnelene 18. Det skjer konvensjonelt en avledning av slik syre, slik at syren strømmer ulikt inn i de forskjellige perforeringstunneler 18, hvilket skyldes den kjensgjerning at syren er tilbøyelig til å strømme mer til veier med mindre motstand. Ved tidsstyring av påføringen hovedsakelig samtidig med den transiente overbalanse som dannes på grunn av perforering, kan det imidlertid oppnås en mer lik fordeling av syre i perforeringstunnelene 18. Den mer ens-artede fordeling av syre i perforeringstunnelene 18 oppnås ved påføring av syre i en relativt kort tidsperiode (eksempelvis millisekunder). Denne prosessen benevnes dynamisk avledning. Injeksjonen av syre i hver perforeringstunnel 58 tilveiebringer stimulering nær brønnboringen, hvilken virker slik at den forbedrer en etterfølgende opprenskningsoperasjon. In some cases, such as with carbonate reservoirs, it may be desirable to apply acid to the perforation tunnels 18. There is conventionally a diversion of such acid, so that the acid flows differently into the different perforation tunnels 18, which is due to the fact that the acid tends to to flow more to paths of less resistance. By timing the application mainly at the same time as the transient overbalance that is formed due to perforation, however, a more equal distribution of acid in the perforation tunnels 18 can be achieved. The more uniform distribution of acid in the perforation tunnels 18 is achieved by applying acid in a relatively short period of time (eg milliseconds). This process is called dynamic derivation. The injection of acid into each perforation tunnel 58 provides stimulation near the wellbore, which acts to enhance a subsequent cleanup operation.
Trykkbølgeverktøyet 10 aktiverer 68 for å danne den lokale transiente underbalansetilstand. Dette forårsaker en strøm av fluid og bruddstykker ut av perforeringstunnelene 18 inn i brønnboringen, slik at opprenskning av perforeringstunnelene 18 kan utføres. Ytterligere operasjoner, så som frakturering og/eller gruspakking, kan deretter utføres ved 70. Før, samtidig eller etter de ytterligere operasjoner 70, kan brønnboringsintervallet settes 72 til hvilket som helst av en overbalansetilstand, underbalansetilstand eller balansert tilstand. The pressure wave tool 10 activates 68 to form the local transient underbalance condition. This causes a flow of fluid and fragments out of the perforation tunnels 18 into the wellbore, so that cleaning of the perforation tunnels 18 can be carried out. Additional operations, such as fracturing and/or gravel packing, may then be performed at 70. Before, concurrently, or after the additional operations 70, the well drilling interval may be set 72 to any of an overbalance condition, underbalance condition, or balanced condition.
Som man legger merke til av det ovenstående, settes en sekvens av forskjellige trykktilstander i brønnboringsintervallet ved den formasjon hvor perforeringstunnelene 18 dannes. Trykktilstandene inkluderer overbalansetil-stander, underbalansetilstander og balanserte tilstander. En hvilken som helst sekvens av slike tilstander kan frembringes i brønnboringsintervallet. Eksemplene som er omtalt ovenfor viser til først å danne en overbalansetilstand for å tillate injeksjon av behandlingsfluider inn i perforeringstunneler, fulgt av en transient underbalansetilstand for å rense ut perforeringstunnelene. Etter den transiente underbalanse settes det senere en annen trykktilstand i brønnboringsintervallet. De følgende diagrammer på figur 6-10 viser forskjellige sekvenser for trykktilstander som kan settes i brønnboringsintervallet. Figur 6 viser et diagram for å illustrere brønnboringstrykk og reservoar-trykk over tid (fra 0 til 0,5 sekunder), med begynnelse ved aktiveringen av perforeringskanonen 42 ved 64. Målintervallet i brønnboringen starter med en overbalansetilstand (hvor brønnboringstrykket er større enn reservoartrykket). Det dannes deretter en dynamisk underbalanse (hvor brønnboringstrykket er mindre enn reservoartrykket), angitt som 500. Som vist i eksempelet på figur 6, strekker den dynamiske underbalansetilstand seg over en periode som har en varighet på mindre enn 0,1 sekund. Senere, etter den dynamiske underbalanse ved 500, settes brønnboringsintervallet ved en overbalansetilstand. Figur 7 viser en annen sekvens, hvor brønnboringsintervallet starter i overbalansetilstanden, med en transient underbalanse ved 502 dannet kort etter den initiale overbalansetilstand. Senere opprettholdes det en underbalansetilstand. Figur 8 viser en annen sekvens, hvor brønnboringsintervallet starter i en overbalansetilstand, med dannelse av et transient trykkfall 506 hvor brønnborings-trykket reduseres, men forblir over reservoartrykket. Deretter reduseres brønn-boringstrykket videre, slik at det ved 508 balanseres i forhold til reservoartrykket. Senere settes brønnboringstrykket ved et trykk for å tilveiebringe en overbalansetilstand. Figur 9 viser et annet diagram hvor brønnboringstrykket starter overbalansert, og følges av et fall i brønnboringstrykket, for først å danne en transient tilstand hvor brønnboringstrykket forbli overbalansert (angitt som 510). Deretter dannes det en annen transient tilstand hvor brønnboringstrykket faller videre, slik at det dannes en underbalansetilstand (angitt som 512). Senere heves brønn-boringstrykket for å tilveiebringe en overbalanse, og til slutt balanseres brønn-boringstrykket og reservoartrykket. Figur 10 viser en annen eksempelsekvens, hvor brønnboringsintervallet starter underbalansert 514, fulgt av en transient overbalanse 516. Etter den transiente overbalanse dannes det en transient underbalanse 518. Brønnborings-intervallet holdes senere ved underbalansetilstanden. As is noted from the above, a sequence of different pressure conditions is set in the well drilling interval at the formation where the perforation tunnels 18 are formed. The pressure conditions include over-balance conditions, under-balance conditions and balanced conditions. Any sequence of such conditions can be produced in the well drilling interval. The examples discussed above refer to first establishing an over-equilibrium condition to allow injection of treatment fluids into perforation tunnels, followed by a transient under-equilibrium condition to purge the perforation tunnels. After the transient underbalance, a different pressure condition is later set in the well drilling interval. The following diagrams on Figure 6-10 show different sequences for pressure states that can be set in the well drilling interval. Figure 6 shows a diagram to illustrate wellbore pressure and reservoir pressure over time (from 0 to 0.5 seconds), beginning with the activation of the perforating gun 42 at 64. The target interval in the wellbore starts with an overbalance condition (where the wellbore pressure is greater than the reservoir pressure) . A dynamic underbalance is then formed (where the wellbore pressure is less than the reservoir pressure), designated as 500. As shown in the example in Figure 6, the dynamic underbalance condition extends over a period that has a duration of less than 0.1 second. Later, after the dynamic underbalance at 500, the well drilling interval is set at an overbalance condition. Figure 7 shows another sequence, where the well drilling interval starts in the overbalance condition, with a transient underbalance at 502 formed shortly after the initial overbalance condition. Later, a state of sub-balance is maintained. Figure 8 shows another sequence, where the well drilling interval starts in an overbalance state, with the formation of a transient pressure drop 506 where the well drilling pressure is reduced, but remains above the reservoir pressure. The wellbore pressure is then further reduced, so that at 508 it is balanced in relation to the reservoir pressure. Later, the wellbore pressure is set at a pressure to provide an overbalance condition. Figure 9 shows another diagram where the wellbore pressure starts overbalanced, and is followed by a drop in the wellbore pressure, to first form a transient state where the wellbore pressure remains overbalanced (indicated as 510). Then another transient condition is formed where the wellbore pressure falls further, so that an under-balance condition is formed (indicated as 512). Later, the wellbore pressure is raised to provide an overbalance, and finally the wellbore pressure and reservoir pressure are balanced. Figure 10 shows another example sequence, where the well drilling interval starts underbalanced 514, followed by a transient overbalance 516. After the transient overbalance, a transient underbalance is formed 518. The well drilling interval is later held at the underbalance state.
Diagrammene på figur 6-10 er illustrative eksempler, ettersom mange andre sekvenser av trykktilstander kan settes i brønnboringsintervallet, i henhold til brønnoperatørens behov og ønsker. The diagrams in Figure 6-10 are illustrative examples, as many other sequences of pressure conditions can be set in the well drilling interval, according to the needs and wishes of the well operator.
Av den foregående detaljerte beskrivelse av bestemte utførelser av oppfinnelsen, skulle det være åpenbart at det har blitt offentliggjort et brønn-behandlingssystem og en fremgangsmåte som er ny. Selv om bestemte utførelser av oppfinnelsen her har blitt offentliggjort i en viss detalj, har dette blitt gjort kun for det formål å beskrive forskjellige trekk og aspekter ved oppfinnelsen, og dette er ikke ment å være begrensende med hensyn på oppfinnelsens omfang. Det er tenkelig at forskjellige erstatninger, endringer og/eller modifikasjoner, inkludert, men ikke begrenset til, slike implementeringsvariasjoner som her har blitt foreslått, kan gjøres med de offentliggjorte utførelser uten å avvike fra oppfinnelsens idé og ramme slik den er angitt i de ledsagende krav som følger. From the foregoing detailed description of certain embodiments of the invention, it should be apparent that a well treatment system and method which is novel has been disclosed. Although certain embodiments of the invention have been disclosed herein in some detail, this has been done only for the purpose of describing various features and aspects of the invention, and this is not intended to be limiting with respect to the scope of the invention. It is conceivable that various substitutions, changes and/or modifications, including, but not limited to, such implementation variations as have been suggested herein, may be made with the disclosed embodiments without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the accompanying claims as follows.
Claims (9)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US50909703P | 2003-10-06 | 2003-10-06 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO20044226L NO20044226L (en) | 2005-04-07 |
| NO335729B1 true NO335729B1 (en) | 2015-02-02 |
Family
ID=33435299
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO20044226A NO335729B1 (en) | 2003-10-06 | 2004-10-05 | Well treatment system and method for achieving a transient underbalance state in a wellbore |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| CA (1) | CA2483803C (en) |
| GB (1) | GB2406865B (en) |
| NO (1) | NO335729B1 (en) |
| RU (1) | RU2355881C2 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7243725B2 (en) | 2004-05-08 | 2007-07-17 | Halliburton Energy Services, Inc. | Surge chamber assembly and method for perforating in dynamic underbalanced conditions |
| US8424606B2 (en) | 2008-12-27 | 2013-04-23 | Schlumberger Technology Corporation | Method and apparatus for perforating with reduced debris in wellbore |
| US9759048B2 (en) | 2015-06-29 | 2017-09-12 | Owen Oil Tools Lp | Perforating gun for underbalanced perforating |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2494256A (en) * | 1945-09-11 | 1950-01-10 | Gulf Research Development Co | Apparatus for perforating well casings and well walls |
| GB785155A (en) * | 1959-01-14 | 1957-10-23 | Borg Warner | Improvements in or relating to explosive charges |
| US3176613A (en) * | 1963-08-05 | 1965-04-06 | Physics Internat Company | Shaped explosive charge |
| US3630282A (en) * | 1970-05-20 | 1971-12-28 | Schlumberger Technology Corp | Methods and apparatus for perforating earth formations |
| US6494139B1 (en) * | 1990-01-09 | 2002-12-17 | Qinetiq Limited | Hole boring charge assembly |
| GB9603677D0 (en) * | 1996-02-21 | 1996-04-17 | Ocre Scotland Ltd | Downhole apparatus |
| US5936184A (en) * | 1997-11-21 | 1999-08-10 | Tracor Aerospace, Inc. | Devices and methods for clearance of mines or ordnance |
| US6598682B2 (en) * | 2000-03-02 | 2003-07-29 | Schlumberger Technology Corp. | Reservoir communication with a wellbore |
| US6732798B2 (en) * | 2000-03-02 | 2004-05-11 | Schlumberger Technology Corporation | Controlling transient underbalance in a wellbore |
-
2004
- 2004-10-05 CA CA2483803A patent/CA2483803C/en not_active Expired - Fee Related
- 2004-10-05 NO NO20044226A patent/NO335729B1/en not_active IP Right Cessation
- 2004-10-05 RU RU2004129403/03A patent/RU2355881C2/en not_active IP Right Cessation
- 2004-10-05 GB GB0422041A patent/GB2406865B/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2004129403A (en) | 2006-03-10 |
| RU2355881C2 (en) | 2009-05-20 |
| GB2406865A (en) | 2005-04-13 |
| GB0422041D0 (en) | 2004-11-03 |
| GB2406865B (en) | 2006-11-15 |
| NO20044226L (en) | 2005-04-07 |
| CA2483803C (en) | 2012-04-24 |
| CA2483803A1 (en) | 2005-04-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7428921B2 (en) | Well treatment system and method | |
| RU2299976C2 (en) | Method and tool string for well treatment to improve communication between reservoir and well bore (variants) | |
| CA2671526C (en) | Controlling transient pressure conditions in a wellbore | |
| US6598682B2 (en) | Reservoir communication with a wellbore | |
| US7909115B2 (en) | Method for perforating utilizing a shaped charge in acidizing operations | |
| RU2300626C2 (en) | Method for dynamic pressure regulation during well perforation (variants) | |
| CA2367753C (en) | Casing conveyed perforating process and apparatus | |
| US9080432B2 (en) | Energetic material applications in shaped charges for perforation operations | |
| NO309622B1 (en) | Device and method for completing a wellbore | |
| MXPA06010875A (en) | Methods of isolating hydrajet stimulated zones. | |
| NO342432B1 (en) | Method and apparatus for selective downhole fluid communication | |
| NO318134B1 (en) | Method, apparatus and equipment for perforation and stimulation of an underground formation | |
| RU2393340C1 (en) | Method and system for pressure control in underground formations | |
| US10597987B2 (en) | System and method for perforating a formation | |
| NO335729B1 (en) | Well treatment system and method for achieving a transient underbalance state in a wellbore | |
| WO2022240295A1 (en) | Toolstring and method for inner casing perforating, shattering annulus cement, and washing the first annulus in a second casing | |
| GB2403968A (en) | A tool string for creating underbalanced conditions | |
| GB2432381A (en) | Apparatus and method for perforating wellbores | |
| CN112855092A (en) | Downhole operation method and perforation short joint for separate production and separate injection | |
| CA2654384A1 (en) | Improving reservoir communication by creating a local underbalance and using treatment fluid | |
| MXPA97002069A (en) | Method and insulation device of z |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |