NO337983B1

NO337983B1 - Perforeringskanon og fremgangsmåte for komplettering av en brønn

Info

Publication number: NO337983B1
Application number: NO20035272A
Authority: NO
Inventors: Andrew J Martin
Original assignee: Schlumberger Technology Bv
Priority date: 2002-12-03
Filing date: 2003-11-27
Publication date: 2016-07-18
Also published as: US20040104029A1; CA2451822A1; US6837310B2; GB0327311D0; GB2395962A; NO20035272L; CA2451822C; NO20035272D0; GB2395962B

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører feltet brønnovervåking. Mer bestemt vedrører oppfinnelsen utstyr og fremgangsmåter til samtidsovervåking av brønner under forskjellige prosesser.

Det er et vedvarende behov for å forbedre effektiviteten ved produksjon av hydrokarboner og vann fra brønner. Én fremgangsmåte for å forbedre en slik effektivitet er å tilveiebringe overvåking av brønnen, slik at det kan gjøres justeringer for å ta hånd om målingene. Andre årsaker, så som sikkerhet, er også faktorer. Det er følgelig et vedvarende behov for å tilveiebringe slike systemer. Likeledes er det et vedvarende behov for å forbedre plasseringen av brønn-behandlinger.

Generelt, ifølge en utførelse, tilveiebringer den foreliggende oppfinnelse overvåkingsutstyr og fremgangsmåter til bruk i forbindelse med brønner. Et annet aspekt ved oppfinnelsen tilveiebringer spesialisert utstyr til bruk i en brønn.

Foreliggende oppfinnelse er særlig egnet for å tilveiebringe en perforeringskanon, som har en flerhet av rettede ladninger i et område for rettede ladninger av perforeringskanonen, med et instrument i området for rettede ladninger der instrumentet omfatter i det minste en av en hydraulisk linje og en fiber optisk linje.

Foreliggende oppfinnelse er videre egnet til å frembringe en fremgangsmåte til komplettering av en brønn, omfattende: aktivering av perforeringskanonen ved kjøring av en komplettering til hvilken det er innfestet en instrumentert perforeringskanon inn i brønnen; overvåking av en karakteristikk i brønnen med et instrument på perforeringskanonen

Andre trekk og utførelser vil fremgå av den følgende beskrivelse, tegningene og kravene.

Hvordan disse hensiktene og andre ønskelige karakteristika kan oppnås er forklart i den følgende beskrivelse og de vedføyde tegninger, hvor: Fig. 1 viser en brønn som har en perforeringskanon med en kontroll-ledning. Fig. 2 viser en perforeringskanon i en brønn som har en kontroll-ledning som er posisjonert i en passasje i kanonhuset. Fig. 3 viser et tverrsnittsriss av et perforeringskanonhus ifølge den foreliggende oppfinnelse, hvor det vises tallrike alternative design. Fig. 4 er et tverrsnittsriss av et perforeringskanonhus ifølge den foreliggende oppfinnelse, hvor det vises tallrike alternative design. Fig. 5 er et sideriss av et perforeringskanonhus ifølge den foreliggende oppfinnelse.

Fig. 6 viser en alternativ utførelse av den foreliggende oppfinnelse.

Fig. 7 viser en annen utførelse av den foreliggende oppfinnelse.

Fig. 8 er et partielt tverrsnittsriss av en alternativ utførelse av den foreliggende oppfinnelse. Fig. 9 til 16 viser forskjellige andre alternative utførelser av den foreliggende oppfinnelse.

Fig. 17 viser et mellomkanonhus ifølge den foreliggende oppfinnelse.

Fig. 18 viser en utførelse av den foreliggende oppfinnelse hvor en instrumentert perforeringskanon er forsynt med en komplettering. Fig. 19 viser en utførelse av den foreliggende oppfinnelse hvor brønnen kan perforeres og gruspakkes i en enkelt tripp inn i brønnen. Fig. 20 viser en utførelse av den foreliggende oppfinnelse hvor perforeringsladningene er anordnet i foringsrøret.

Det skal imidlertid legges merke til at de vedføyde tegninger kun viser typiske utførelser av denne oppfinnelsen, og de skal derfor ikke anses begrensende for dens omfang, idet oppfinnelsen kan gi adgang til andre like effektive utførelser.

I den følgende beskrivelse er det angitt tallrike detaljer for å gi en forståelse av den foreliggende oppfinnelse. Det vil imidlertid forstås av de som har fagkunnskap innen området at den foreliggende oppfinnelse kan praktiseres uten disse detaljer, og at tallrike variasjoner eller modifikasjoner fra de beskrevne utførelser kan være mulig.

I beskrivelsen blir uttrykkene "opp" og "ned"; "oppover" og "nedover"; "opp-strøms" og "nedstrøms"; og andre like uttrykk som angir relative posisjoner ovenfor eller nedenfor et gitt punkt eller element i denne beskrivelsen brukt for klarere å beskrive enkelte utførelser av oppfinnelsen. Anvendt på anordninger og fremgangsmåter til bruk i brønner som er avviksbrønner eller horisontale, kan imidlertid slike uttrykk vise til en venstre-til-høyre relasjon, høyre-til-venstre relasjon, eller en annen relasjon som er passende.

Ett aspekt ved den foreliggende oppfinnelse er bruken av en sensor, så som en fiberoptisk distribuert temperatursensor, i en brønn for å overvåke en operasjon som utføres i brønnen, så som en perforeringsjobb, så vel som produksjon fra brønnen. Andre aspekter omfatter opplegg av kontroll-ledninger og sensorplassering i en perforeringskanon og tilknyttede kompletteringer. Enda et annet aspekt ved den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en perforeringskanon 20 som er instrumentert (eksempelvis med en fiberoptisk ledning 24 eller en intelligent kompletteringsinnretning 26). Med henvisning til de vedføyde tegninger, viser fig. 1 et brønnhull 10 som har penetrert en undergrunns sone som inkluderer en produktiv formasjon 14. Brønnhullet 10 har er et foringsrør 16 som har blitt sementert på plass. Foringsrøret 16 har en flerhet av perforeringer 18 som er tildannet i dette, som tillater fluidkommunikasjon mellom brønnhullet 10 og den produktive formasjon 14. Avfyring av en perforeringskanon 20 som har rettede ladninger 22 ved den ønskede posisjon i brønnen danner perforeringene. Utførelsen av perforeringskanonen 20 som er vist på fig. 1 er en kabeltransportert perforeringskanon, og den er instrumentert med en kontroll-ledning 24 som har utstrekning langs lengden av kanonen 20. Fig. 1 viser også en utførelse i et foret hull, selv om den foreliggende oppfinnelse kan brukes i både forede brønner og åpenhulls kompletteringer.

Selv om den er vist med kontroll-ledningen 24 på utsiden av perforeringskanonen 20, er andre arrangementer mulig, som her beskrevet. Merk at andre utførelser som her er omtalt også vil omfatte intelligente kompletteringsinnretninger 26 på perforeringskanonen 20 eller den tilknyttede komplettering.

Eksempler på kontroll-ledninger 24 er elektriske, hydrauliske, fiberoptiske og kombinasjoner av disse. Merk at kommunikasjonen som er tilveiebrakt av kontroll-ledningene 24 kan være med nedihulls kontrollere istedenfor med overflaten, og at telemetrien kan inkludere trådløse innretninger og andre telemetri-innretninger, så som induktive kopiere og akustiske innretninger. I tillegg kan kontroll-ledningen i seg selv omfatte en intelligent kompletteringsinnretning, som i eksempelet med en fiberoptisk ledning, som tilveiebringer funksjonalitet, så som temperaturmåling (som i et distribuert temperatursystem), trykkmåling, sand-deteksjon, seismisk måling og lignende. I tillegg kan den fiberoptiske ledning brukes til å detektere detonasjon av kanonene.

I tilfelle av en fiberoptisk kontroll-ledning kan kontroll-ledningen 24 dannes ved en hvilken som helst konvensjonell fremgangsmåte. I én utførelse av den foreliggende oppfinnelse dannes en fiberoptisk kontroll-ledning 24 ved å vikle en flat plate rundt en fiberoptisk ledning på en måte som ligner det som er vist i US-patent nr. 5.122.209. I en annen utførelse installeres den fiberoptiske ledning i røret ved å pumpe den fiberoptiske ledning inn i et rør (eksempelvis en hydraulisk ledning) som er installert i brønnen. Denne teknikken tilsvarer det som er vist i US endringspatent nr. 37.283. Essensielt føres den fiberoptiske ledning 14 langs ledningsrøret 52 ved injeksjon av et fluid ved overflaten, så som injeksjon av fluid (gass eller væske) med pumpen 46. Fluidet og det fremkalte injeksjonstrykket virker slik at det fører den fiberoptiske ledning 14 langs ledningsrøret 52.

Eksempler på intelligente kompletteringsinnretninger 26 som kan brukes i forbindelse med den foreliggende oppfinnelse er måleinstrumenter, sensorer, ventiler, prøvetakingsinnretninger, en innretning som brukes i en intelligent komplettering eller smart brønnskomplettering, temperatursensorer, trykksensorer, strømningsreguleringsinnretninger, detonasjonsdetektorer, strømningsmengde-måleinnretninger, måleinnretninger for forhold mellom olje/vann/gass, avleiringsdetektorer, aktuatorer, låseanordninger, utløsningsmekanismer, utstyrssensorer (eksempelvis vibrasjonssensorer), sanddeteksjonssensorer, vanndeteksjonssensorer, dataregistratorer, viskositetssensorer, tetthetssensorer, boblepunktsensorer, pH-målere, flerfase strømningsmålere, akustiske sanddetektorer, faststoffdetektorer, sammensetningssensorer, resistivitetsgruppeinnretning og -sensorer, akustiske innretninger og sensorer, andre telemetriinnretninger, nærinfrarødsensorer, gammastråledetektorer, H2S-detektorer, C02- detektorer, nedihulls minneenheter, nedihulls kontrollere, posisjonsgivere, innretninger for å bestemme orientering og andre nedihulls innretninger. I tillegg kan kontroll-ledningen i seg selv omfatte en intelligent kompletteringsinnretning, som nevnt ovenfor. I ett eksempel tilveiebringer den fiberoptiske ledning en fordelt temperatur og/eller trykkfunksjonalitet, slik at temperaturen og/eller trykket langs lengden av den fiberoptiske ledning kan bestemmes.

I en utførelse på fig. 1, hvor kontroll-ledningen 24 er en fiberoptisk ledning, er den fiberoptiske ledningen 24 forbundet til en mottaker 12 som kan være lokalisert i kjøretøyet 13. Mottakeren 12 mottar de optiske signaler gjennom den fiberoptiske ledning 14. Mottakeren 12, som typisk vil inkludere en mikro- prosessor og en opto-elektronisk enhet, omformer de optiske signaler tilbake til elektriske signaler, og leverer deretter dataene (de elektriske signaler) til brukeren. Levering til brukeren kan være i form av et grafisk display på en datamaskinskjerm eller en utskrift av rådataene. I en annen utførelse er mottakeren 12 en data-maskinenhet, så som en bærbar datamaskin som plugges inn i den fiberoptiske ledning 24. I hver utførelse prosesserer mottakeren 12 de optiske signaler eller dataene for å gi den valgte datautmating til operatøren. Prosesseringen kan inkludere datafiltrering og analyse for å gjøre det lettere å se dataene. Fig. 2 viser en kabeltransportert perforeringskanon 20 som har et kanonhus 28 i form av en hul bærer, og en flerhet av rettede ladninger 22. Huset 28 har en passasje 30 (kontroll-ledningspassasje) som er tildannet i dets vegg, med en kontroll-ledning 24 som forløper gjennom passasjen 30. Passasjen 30 tilveiebringer beskyttelse for kontroll-ledningen 24 og reduserer den samlede størrelse av perforeringskanonen 20 når den sammenlignes med en perforeringskanon hvor kontroll-ledningen 24 er anordnet på en utvendig overflate av huset 28. Fig. 3 er et tverrsnittsriss av huset 30, og viser alternative posisjoner for passasjen 30, kontroll-ledningen 24 og den intelligente kompletteringsinnretning 26. Huset 28 har en utskjæring 32. En utskjæring 32, eller en utsparing, er et fortinnet parti av kanonhuset 28. En rettet ladning 22 inne i huset 28 er innrettet med utskjæringen 32 for å minimalisere det energitap som er nødvendig for å penetrere huset 28. Passasjen 30, kontroll-ledningen 24 og den intelligente kompletteringsinnretning 26 er anordnet i en avstand fra utskjæringen 32 for å forhindre skade på instrumenteringen (det vil si kontroll-ledningen 24 og den intelligente kompletteringsinnretningen 26) når de rettede ladningene 22 avfyres. I enkelte anvendelser kan det imidlertid være ønskelig å avfyre gjennom en kontroll-ledning 24 eller en komponent i en intelligent kompletteringskomponent 26, f.eks. for å detektere detonasjon, eller for andre formål.

I en alternativ utførelse som er vist på fig. 3, er en kontroll-ledning 24a anordnet i en passasje 30a som er dannet i den utvendige overflate 34 av huset 28. I en annen alternativ utførelse som er vist på fig. 3, er en passasje 30b dannet i en innvendig overflate 36 av huset 28. En intelligent kompletteringsinnretning 26 og en kontroll-ledning 24b er posisjonert i passasjen 30b.

Fig. 4 viser en alternativ utførelse hvor en passasje 30c som er dannet i husets utvendige overflate 34 har en kontroll-ledning 24c. Et deksel 38 er anordnet over i det minste et parti av lengden av passasjen 30c, for å opprettholde kontroll-ledningen 24c i passasjen 30c. Dekslet 38 kan være avtakbart eller fast innfestet til huset 28, eksempelvis ved sveising, skruer, nagler, ved at det smettes inn i motsvarende spor i huset 28, eller ved lignende midler. Alternativt kan perforeringskanonen 20 omfatte én eller flere kabelbeskyttelser, tilbakeholdende elementer, klips, klebemiddel, epoksy, sement eller andre materialer for å holde kontroll-ledningen 24 i passasjen 30.

I én utførelse, vist på fig. 3, er et materialfyllstoff 40 plassert i passasjen

30a for å støpe kontroll-ledningen 24a på plass. Som et eksempel kan materialfyll-stoffet 40 være en epoksy, en gel som setter seg eller et annet lignende materiale.

I én utførelse er kontroll-ledningen 24a en fiberoptisk ledning som er støpt til, eller bundet til, perforeringskanonen 20. På denne måte kan spenningen og/eller tøyningen som påføres på perforeringskanonen 20 detekteres og måles av den fiberoptiske ledning 24a.

En annen utførelse som er vist på fig. 4 tilveiebringer en innvendig passasje 30d inne i veggen i huset 28. En kontroll-ledning 24d strekker seg gjennom den innvendige passasje 30d. Fig. 4 viser også en utførelse for posisjonering av en intelligent kompletteringsinnretning 26 (eksempelvis en sensor). Som i den viste utførelse kan den intelligente kompletteringsinnretningen 26 være plassert inne i veggen i huset 28. Fig. 5 viser en perforeringskanon 20 som har et hus 28 med en passasje 30 (eksempelvis en utsparing eller fordypning) som er dannet i dens utvendige overflate 34. Braketter 42, eller klips, fastholder kontroll-ledningen 24 inne i passasjen 30. Passasjen 30 og kontroll-ledningen 24 er sideforskjøvet fra kanonutskjæringene 32. Fig. 6 viser en perforeringskanon 20 som omfatter et hus 28 og et ladningsrør 44. Ladningsrøret 44 har en flerhet av åpninger 46 for å holde rettede ladninger 22. En tensor 48 er lagt opp langs baksiden av de rettede ladninger for å avfyre de rettede ladninger 22. Ladningsrøret er plassert i huset 28 med de rettede ladninger 22 innrettet med husets utskjæringer 32. Én utførelse av oppfinnelsen som er vist på fig. 6 har en kontroll-ledning 24 med utstrekning langs lengden av ladningsrøret 44. Som omtalt ovenfor med hensyn på huset 28, kan kontroll-ledningen 24 ha sin utstrekning gjennom en passasje 30 som er anordnet på ladningsrøret 44 (eksempelvis den innvendige overflate, den utvendige overflate eller innenfor veggen). En annen utførelse på fig. 6 viser en kontroll-ledning 24 som er anordnet på huset 28 av perforeringskanonen 20.

Bemerk at kontroll-ledningen 24 i hver av de utførelser som her er omtalt kan ha sin utstrekning i hele lengden av perforeringskanonen 20, eller langs et parti av denne. Kontroll-ledningen 24 kan i tillegg strekke seg lineært langs perforeringskanonen 20, eller følge en bueformet eller ikke-lineær bane. Fig. 6 viser en perforeringskanon 20 som har en kontroll-ledning 24 som er ført i en helisk bane langs perforeringskanonen 20 (både utførelsen med ladningsrøret og utførelsen med huset). I en utførelse omfatter kontroll-ledningen 24 en fiberoptisk ledning som er helisk viklet rundt perforeringskanonen 20 (innvendig i eller utenfor perforeringskanonen 20). I denne utførelsen har en fiberoptisk ledning 24 som omfatter et distribuert temperatursystem, eller som tilveiebringer annen funksjonalitet (eksempelvis distribuert trykkmåling), en økt oppløsning. Andre baner omkring perforeringskanonen 20 som øker lengden av den fiberoptiske ledning 24 pr lengdeenhet av lengden av perforeringskanonen 20 vil også funksjonere slik at den øker oppløsningen for den funksjonalitet som er tilveiebrakt av den fiberoptiske ledning 24.

Fig. 7 viser en annen utførelse av den foreliggende oppfinnelse hvor en kontroll-ledning 24 er anordnet ved en rettet ladning 22. I den viste utførelse har den rettede ladning 22 en hylsterpassasje 52 som er anordnet i hylsteret 50 for den rettede ladning. Kontroll-ledningen 24 forløper gjennom hylsterpassasjen 52.

I én utførelse er kontroll-ledningen 24 en fiberoptisk ledning som brukes til skudd-deteksjon. Når skuddet avfyres brytes den fiberoptiske ledning på dette punktet. Lys som reflekteres gjennom den fiberoptiske ledningen viser enden av den fiberoptiske ledningen og det punkt hvor ledningen ble brutt. Fig. 8 viser en kabeltransportert perforeringskanon som har en kontroll-ledning 24 som er anordnet i huset 28 og har sin utstrekning langs dets lengde. Fig. 9 viser en alternativ utførelse hvor passasjen 30 er ført i en bueformet bane (eksempelvis helisk) langs ladningsrøret for en perforeringskanon 20 med høy skuddtetthet. Fig. 10 er et tverrsnittsriss av et ladningsrør 44 som viser ytterligere alternative utførelser for instrumentering av en perforeringskanon 20. Én utførelse viser en passasje 30 som strekker seg langs ladningsrøret 44. Et par kontroll- ledninger 24 er ført gjennom passasjen 30. En annen utførelse som er vist på fig. 10 tilveiebringer en intelligent kompletteringsinnretning 26 som er montert i veggen i ladningsrøret 44, så som en utsparing som er anordnet i veggen, eller inne i ladningsrøret 44. Enda en annen utførelse som er vist på fig. 10 tilveiebringer en kontroll-ledning 24 inne i ladningsrøret.

Selv om de ovennevnte perforeringskanoner 20 har blitt beskrevet som kabeltransporterte, kan kanonene 20 også transporteres med rør.

Fig. 11 til 16 viser utførelser av den foreliggende oppfinnelse hvor perforeringskanonen 20 omfatter en flerhet av rettede ladninger 22 som er montert på en bærer 54. Fig. 11 viser en halvt-engangs perforeringskanon 20 som har en lineær bærer 54. En kontroll-ledning 24 er montert på bæreren 54. Tilsvarende viser fig. 12 en halvt-engangsbærer 54 som har en flerhet av kapselformede ladninger 22 som er montert på denne, og en kontroll-ledning 23 som er montert på bæreren. Engangskanoner kan også brukes sammen med den foreliggende oppfinnelse.

Som her brukt blir huset 28, ladningsrøret 44 og bæreren 54 generelt benevnt en "bærerkomponent" i perforeringskanonen 20.

I perforeringskanonen 20 på fig 13 er bæreren 54 et hult rør. En kontroll-ledning 24 strekker seg gjennom bæreren 54, det hule røret. Fig. 14 og 15 viser en alternativ utførelse av den foreliggende oppfinnelse som brukes sammen med en dreie-perforeringskanon 20. Dreie-kanonen 20 har en bærer 54 og en trekkstang 58. De rettede ladninger 22 er montert på trekkstangen 58 i en første posisjon hvor aksen i de rettede ladninger 22 generelt peker langs aksen til perforeringskanonen 20. Så snart den er nede i hullet blir trekkstangen 58 brakt til å bevege seg i forhold til bæreren 54. En holder 56 som forbinder hver av de rettede ladninger til bæreren bevirker at de rettede ladninger 22 roterer til en annen avfyringsposisjon. Dreie-kanonen 20 kan bruke et mangfold av andre metoder for å oppnå dreiingen av de rettede ladninger 22. Fig. 14 viser alternative utførelser av den foreliggende oppfinnelse. I én utførelse er trekkstangen 58 et hult rør som har en kontroll-ledning 24 som har sin utstrekning inne i dette. I en annen utførelse har bæreren 54 en kontroll-ledning 24 som er montert i dette (se også fig. 15). Fig. 16 viser en annen utførelse hvor perforeringskanonen 20 omfatter en spiralremse-bærer 54, hvor bæreren 54 er tildannet i en helisk form. En kontroll-ledning 24 strekker seg langs bærer-remsen 54.

Det skulle av det ovenstående legges merke til at de rettede ladninger kan være orientert i et mangfold av fasemønstre, som vist på figurene. Fig. 17 viser en annen utførelse av den foreliggende oppfinnelse hvor tilstøtende perforeringskanoner er innbyrdes sammenbundet med et mellomkanonhus 60. Mellomkanonhuset 60 kan inneholde én eller flere intelligente kompletteringsinnretninger 26, som f.eks. kan brukes til å måle reservoar-parametere, produksjonskarakteristika, orientering av kanonen, og målinger av kanonytelse. I tillegg kan den intelligente kompletteringsinnretning 26 i mellomkanonhuset 60 omfatte sikkerhetsinnretninger som forhindrer detonasjon inntil visse betingelser er oppfylt (eksempelvis visse nedihulls parametere, så som trykk, temperatur, lokalisering eller orientering). Videre kan mellomkanonhuset omfatte en svivel, en motor eller en annen innretning som muliggjøre orientering av perforeringskanonen 20. Mellomkanonhuset 60 kan også inneholde andre innretninger som blåses opp for å isolere seksjoner av brønnhullet, for å stenge av soner, eller innretninger som struper produksjon fra seksjoner av brønnen. Fig. 18 viser en alternativ utførelse av den foreliggende oppfinnelse hvor perforeringskanonene 20 kjøres som en del av en permanent komplettering 62. En komplettering 62 kan omfatte et stort mangfold av komponenter og kostbare innretninger så som pakninger, sikkerhetsventiler, sandskjermer, strømnings-reguleringsventiler, pumper, intelligente kompletteringsinnretninger og lignende. I enkelte tilfeller er det ønskelig å kjøre perforeringskanonen 20 sammen med kompletteringen 62, for å redusere antallet tripper inn i brønnen, og av andre årsaker. Fig. 18 viser en permanent komplettering 62 som har en perforeringskanon 20 og en kontroll-ledning som har sin utstrekning langs kompletteringen 62 og perforeringskanonen 20. Fig. 19 viser en annen utførelse av den foreliggende oppfinnelse hvor brønnen perforeres og gruspakkes i en enkelt tripp inne i brønnen. Kompletteringen 62 har en perforeringskanon 20 som er forbundet til denne, og som omfatter pakninger 64, en sandskjerm 66 og en tverrforbindelsesport 68. Sammenstillingen av kompletteringen 62 og perforeringskanonen kjøres inn i brønnen på en servicestreng 70. En kontroll-ledning 24 har sin utstrekning langs kompletteringen 62 og perforeringskanonen 20. Så snart perforeringskanonen 20 er innrettet med formasjonen 14, avfyres perforeringskanonen 20. Perforeringskanonen 20 slippes generelt inn i drivrørshylsen. Kompletteringen 62 beveges deretter på plass, og pakningene 64 settes for å isolere formasjonen 14. Deretter gruspakkes ring-rommet mellom sandskjermen 66 og brønnhullets vegg, og servicestrengen 66 tas ut av brønnen og byttes ut med et produksjonsrør. I alternative systemer utføres gruspakkeoperasjonen ved bruk av et serviceverktøy gjennom produksjonsrøret, slik at innkjøringsstrengen også kan tjene som produksjonsstrengen.

Hvis det imidlertid ikke brukes en gruspakkeoperasjon gjennom produksjonsrøret, og servicestrengen 70 byttes ut med et produksjonsrør, kan det være at det er nødvendig å bytte ut kontroll-ledningen 24 som strekker seg ovenfor pakningen 64. I en utførelse bruker den foreliggende oppfinnelse følgelig en konnektor 72 ved eller nær den øvre pakning 64, hvilket gjør at kontroll-ledningen 64 kan atskilles slik at det øvre parti av kontroll-ledningen 24 (partiet ovenfor pakningen 64) kan tas ut av brønnhullet 10. Når produksjonsrøret plasseres i brønnen 10 har en kontroll-ledning som er festet til produksjonsrøret en konnektor 72 som kompletterer forbindelsen lenger nede i hullet enn kontroll-ledningen nedenfor den øvre pakning 64 som tidligere ble etterlatt i brønnen 10 med kontroll-ledningen 24 som var festet til produksjonsrøret.

I utførelsen på fig. 20 er perforeringskanonen 20 en foringsrørtransportert perforeringskanon 20. I denne utførelse er det til foringsrøret 16 montert én eller flere rettede ladninger 22. De rettede ladninger 22 kan være montert i veggen i foringsrøret 16, inne i foringsrøret 16, eller festet til utsiden av foringsrøret 16. En kontroll-ledning 24 strekker seg langs perforeringskanonen 20 (det parti av foringsrøret som har de rettede ladninger 22). I den viste utførelse har kontroll-ledningen 24 en "U"-konfigurasjon, og strekker seg fra overflaten, inn i brønnen, og returnerer til overflaten. En slik "U"-konfigurasjon er særlig nyttig når kontroll-ledningen 24 er en fiberoptisk ledning som blåses inn i brønnen, som tidligere beskrevet. I et slikt tilfelle kan kontroll-ledningen tilveiebringe redundans.

I enkelte utførelser bruker perforeringskanonen 20 alternative former for initiatorer 74 (se fig. 11) for å aktivere de rettede ladninger 22. Som et eksempel kan initiatoren 74 være en initiator med eksploderende folie (exploding foil initiator, EFI) som aktiveres elektrisk. Som her brukt kan "initiator med eksploderende folie" være av forskjellige typer, så som initiatorer med eksploderende folie i form av en "flyvende plate" og initiatorer med eksploderende folie som er "boble-aktivert". I tillegg, i videre utførelser, kan det også anvendes initiatorer med eksploderende broledning. Slike initiatorer, inkludert EFI- og EBW-initiatorer, kan generelt benevnes høyenergiinitiatorer av brotypen, hvor en relativt høy strøm dumpes gjennom en ledning eller en avsmalnet seksjon av en folie (begge benevnt en bro) for å bevirke at broen fordamper eller "eksploderer". For-dampningen eller eksplosjonen frembringer energi for å bevirke at en flygende plate (for EFI med flyvende plate), en boble (for den bobleaktiverte EFI) eller en sjokkbølge (for EBW-initiatoren) detonerer et eksplosiv. Enkelte elektriske initiatorer er beskrevet i det i felleskap overdratte samsvarende US-patent nr. 6.385.031, bevilget 7. mai 2002, benevnt "Switches for Use in Tools" og US-patent nr. 6.386.108, bevilget 14. mai 2002, bebenevnt" Initiationf Explosive Devices", som herved inkorporeres ved referanse.

Ved bruk av en EFI eller en annen elektrisk aktivert initiator, er det mulig å selektivt avfyre en sekvens av perforeringsstrenger eller til og med en serie av rettede ladninger. Som et eksempel, hvis en flerhet av kontrollinnretninger inkludert en mikrokontroller og en detonatorsammenstilling er koplet på en kabel, så kan brytere inne i perforeringskanonen styres til selektivt å aktivere kontrollinnretninger ved å sende kommandoer til kontrollinnretningene sekvensielt. Dette muliggjør avfyring av en sekvens av perforeringsstrenger eller rettede ladninger i en ønsket rekkefølge. Selektiv aktivering av en sekvens av verktøystrenger er beskrevet i det felles overdratte samsvarende US-patent nr. 6.283.227, bevilget 4. september 2001, bebenevnt" Downholectivation System That Assigns and Retrieves Identifiers", og US-patentsøknad nr. 09/404.522, innlevert 23. september 1999 og publisert som WO 00/20820, 13. april 2000, benevnt "Detonators for Use with Explosive Devices", som herved inkorporeres ved referanse.

En perforeringskanon 20 som har elektrisk aktiverte initiatorer 74 kan følgelig instrumenteres på den måte som tidligere er beskrevet. I et slikt system kan instrumenteringen (eksempelvis den fiberoptiske ledning 24 eller den intelligente kompletteringsinnretning 26) tilveiebringe data under perforerings-jobben. For eksempel kan instrumenteringen tilveiebringe informasjon som vedrører skuddbekreftelser, trykk, temperatur eller strømning, blant annen informasjon, mellom detonasjoner fra den individuelle kanonen 20 eller den rettede ladningen 22. I ett eksempel kjøres derfor en perforeringskanon 20 som har en flerhet av rettede ladninger 22 og elektrisk aktiverte initiatorer inn i en brønn 10. De rettede ladninger 22 avfyres i en bestemt sekvens under tilveiebringelse av valgmuligheten med å bevege perforeringskanonen 20 mellom skudd, hoppe over defekte ladninger 22, så vel som andre særtrekk. Instrumenteringen 24, 26 tilveiebringer tilbakemelding angående skuddbekreftelse. I et annet eksempel måler instrumenteringen 24, 26 temperaturen og trykket i brønnen etter hvert skudd.

I en annen utførelse av den foreliggende oppfinnelse brukes instrumenteringen 24, 26 i perforeringskanonen 20 til å bestemme plasseringen av en fraktureringsbehandling, en kjemisk behandling, sement, eller en annen brønn-behandling ved å måle temperaturen eller en annen brønnkarakteristikk under injeksjonen av fluidet i brønnen. Temperaturen kan måles under en stripp-hastighetstest på lignende måte. I hvert tilfelle kan det utføres en avhjelpende handling hvis de ønskede resultater ikke oppnås (eksempelvis injisering av ytterligere materiale inn i brønnen, utførelse av en ytterligere operasjon). Det bør legges merke til at i én utførelse kommuniserer en overflatepumpe med en kilde for materiale som skal plasseres i brønnen. Pumpen pumper materialet fra kilden inn i brønnen. Videre kan instrumenteringen 24, 26 i brønnen forbindes til en kontroller som mottar dataene fra den intelligente kompletteringsinnretning og tilveiebringer en indikasjon på plasseringsposisjonen ved bruk av dataene. I et eksempel kan indikasjonen være en visning av temperaturen i forskjellige posisjoner i brønnen. I et annet eksempel omfatter den avhjelpende handlingen avfyring av en perforeringskanon 20. I dette eksempelet kan den avhjelpende handlingen omfatte fornyet perforering av en bestemt sone, perforering av et lengre intervall i brønnhullet, perforering av en annen sone eller lignende.

Den instrumenterte perforeringskanonen 20 ifølge den foreliggende oppfinnelse bør ikke forveksles med kjente perforeringskanoner som har sensorer som er plassert ovenfor eller nedenfor perforeringskanonen. I den følgende oppfinnelse skal følgelig uttrykket "instrumentert" og lignende bety at instrumenteringen er anordnet på selve perforeringskanonen 20, så som festet til et hus 28, et ladningsrør 44 eller en bærer 54 av kanonen 20, posisjonert nedenfor den øverste rettede ladningen 22 av perforeringskanonen 20, og ovenfor den nederste rettede ladningen 22, mellom rettede ladninger 22, eller i hovedsakelig det samme tverrsnittsparti av brønnen 10 som de rettede ladninger 22. Instrumentet 24, 26 er følgelig anordnet på det samme området for rettede ladninger av perforeringskanonen 20 som de rettede ladninger 22.

Selv om kun noen få eksemplifiserende utførelser av denne oppfinnelsen har blitt beskrevet i detalj i det ovenstående, vil fagpersoner innen området lett forstå at mange modifikasjoner ved de eksemplifiserende utførelser er mulige uten i vesentlig grad å avvike fra den nye lære og fordeler ved denne oppfinnelsen. Det er følgelig meningen at alle slike modifikasjoner skal inkluderes innenfor opp-finnelsens ramme slik denne er angitt i de følgende krav. I kravene er det meningen at middel-pluss-funksjon avsnitt skal dekke de strukturer som her er beskrevet som å utføre den angitte funksjon, og ikke kun strukturelle ekvivalenter, men også ekvivalente strukturer. Følgelig, selv om en spiker og en skrue ikke behøver å være strukturelle ekvivalenter ved at en spiker anvender en sylindrisk overflate for å holde tredeler sammen, mens en skrue anvender en helisk overflate, kan en spiker og en skrue innenfor området sammenfesting av tredeler være ekvivalente strukturer. Det er søkerens uttrykkelige intensjon ikke å påberope 35 U.S.C. § 112, avsnitt 6 for noen begrensninger ved noen av de krav som her er gitt, unntatt for de hvor kravet uttrykkelig bruker ordene" middel for" sammen med en tilknyttet funksjon.

Claims

1. Perforeringskanon, som har: en flerhet av rettede ladninger i et område for rettede ladninger av perforeringskanonen,karakterisert vedat et instrument i området for rettede ladninger der instrumentet omfatter i det minste en av en hydraulisk linje og en fiber optisk linje.

2. Perforeringskanon som angitt i krav 1, videre omfattende: en bærerkomponent; at flerheten av rettede ladninger er montert på bærerkomponenten; en utsparing av bærerkomponenten; at instrumentet er posisjonert i utsparingen.

3. Perforeringskanon som angitt i krav 2, hvor utsparingen omfatter en kontroll-ledningspassasje og instrumentet omfatter en fiberoptisk ledning.

4. Perforeringskanon som angitt i krav 2, hvor bærerkomponenten omfatter det ene eller flere av et hus, et ladningsrør og en bærer.

5. Perforeringskanon som angitt i krav 2, hvor bærerkomponenten omfatter et hus og flerheten av rettede ladninger er montert på huset via et ladningsrør.

6. Perforeringskanon som angitt i krav 1, hvor instrumentet omfatter en kontroll-ledning.

7. Perforeringskanon som angitt i krav 1, hvor instrumentet omfatter en intelligent kompletteringsinnretning.

8. Perforeringskanon som angitt i krav 1, hvor instrumentet er valgt fra måleinstrumenter, sensorer, ventiler, prøvetakingsinnretninger, en innretning som brukes ved en intelligent komplettering eller en smart brønnkomplettering, temperatursensorer, trykksensorer, strømningsreguleringsinnretninger, detonasjonsdetektorer, innretninger for måling av strømningsmengde, innretninger for måling av olje/vann/gass-forhold, avleiringsdetektorer, aktuatorer, låseanordninger, utløsningsmekanismer, utstyrssensorer (eksempelvis vibrasjonssensorer), sanddeteksjonssensorer, vanndeteksjonssensorer, dataregistratorer, viskositetssensorer, tetthetssensorer, boblepunktsensorer, pH-målere, flerfase strømningsmålere, akustiske sanddetektorer, faststoffdetektorer, sammen setnings-sensorer, resistivitetsgruppeinnretninger og -sensorer, akustiske innretninger og sensorer, andre telemetriinnretninger, nærinfrarød sensorer, gammastråledetektorer, H2S-detektorer, CCVdetektorer, nedihulls minneenheter, nedihulls kontrollere, posisjonsgivere, innretninger for å bestemme orienteringen og fiberoptiske ledninger.

9. Perforeringskanon som angitt i krav 1, videre omfattende: en bærerkomponent; at flerheten av rettede ladninger er montert på bærerkomponenten; en kontroll-ledningspassasje i bærerkomponenten; at kontroll-ledningspassasjen følger en ikke-lineær bane langs perforeringskanonen.

10. Perforeringskanon som angitt i krav 9, hvor kontroll-ledningspassasjen følger en helisk bane langs perforeringskanonen.

11. Perforeringskanon ifølge krav 9, hvor bærerkomponenten er et hus.

12. Perforeringskanon ifølge krav 9, hvor bærerkomponenten er et ladningsrør.

13. Perforeringskanon som angitt i krav 9, hvor bærerkomponenten er en bærer.

14. Perforeringskanon som angitt i krav 9, hvor bærerkomponenten har en sentral gjennomgående boring og kontroll-ledningspassasjen er sideforskjøvet fra den sentrale boring.

15. Perforeringskanon som angitt i krav 9, hvor bærerkomponenten omfatter en vegg hvor kontroll-ledningspassasjen er tildannet.

16. Perforeringskanon som angitt i krav 15, hvor kontroll-ledningspassasjen omfatter en boring i veggen i bærerkomponenten.

17. Perforeringskanon som angitt i krav 9, hvor kontroll-ledningspassasjen er anordnet i en utvendig overflate av bærerkomponenten.

18. Perforeringskanon som angitt i krav 9, hvor kontroll-ledningspassasjen er anordnet i en innvendig overflate av bærerkomponenten.

19. Perforeringskanon som angitt i krav 9, hvor kontroll-ledningspassasjen følger en lineær bane langs bærerkomponenten.

20. Perforeringskanon som angitt i krav 9, hvor kontroll-ledningspassasjen følger en ikke-lineær bane langs bærerkomponenten.

21. Perforeringskanon som angitt i krav 9, hvor kontroll-ledningspassasjen følger en bueformet bane langs bærerkomponenten.

22. Perforeringskanon som angitt i krav 9, videre omfattende en kontroll-ledning i kontroll-ledningspassasjen.

23. Perforeringskanon som angitt i krav 9, hvor kontroll-ledningen er en fiberoptisk ledning.

24. Fremgangsmåte til komplettering av en brønn, omfattende: aktivering av perforeringskanonenkarakterisert vedkjøring av en komplettering tik hvilken det er innfestet en instrumentert perforeringskanon inn i brønnen; overvåking av en karakteristikk i brønnen med et instrument på perforeringskanonen.

25. Fremgangsmåte ifølge krav 24, hvor monitoreringen omfatter å detektere om en eller flere formede ladninger har blitt avfyrt av perforeringskanonen.

26. Fremgangsmåte ifølge krav 24, hvor monitoreringen videre omfatter å måle temperaturen i brønnen.

27. Fremgangsmåte ifølge krav 26, hvor monitoreringen omfatter å måle trykk i brønnen.

28. Fremgangsmåte ifølge krav 26, videre omfattende overvåking av en karakteristikk i brønnen ved bruk av instrumentering på kompletteringen.

29. Fremgangsmåte ifølge krav 24, videre omfattende å instrumentere perforeringskanonen med en fiberoptisk linje som strekker seg inn i et formet ladningsområde.

30. Fremgangsmåte ifølge krav 29, videre omfattende å utføre en avhjelpende handling basert på monitorering.

31. Fremgangsmåte i henhold til krav 30 hvor den avhjelpende handlingen omfatter å perforere brønnen.

32. Fremgangsmåte i henhold til krav 24 videre omfattende den i det minste ene fiberoptiske linjen og intelligent kompletteringsenhet som gir data under en perforerings oppgave.