NO338383B1 - Fremgangsmåte for boring og komplettering av brønner. - Google Patents

Description

Oppfinnelsens område

Denne oppfinnelse angår generelt borehull som brukes for produksjon av formasjonsfluider. Nærmere bestemt angår denne oppfinnelse brønnkompletter-ing som muliggjør bruk av ett fluid for boring av borehullet, kjøring av gruspakkings-enheten og sandkontrollfiltre, og deretter fortrengning og gruspakking av kompletteringsintervallet ved samme eller annet fluid.

Bakgrunn

De riktige fluider for boring, gruspakking og sandfilterinstallasjon er vesentlige for vellykket brønnkomplettering. Omhyggelig planlegging, brønn-forarbeid og kompletteringsutførelse er påkrevd for å øke kompletterings-produktivitet og holdbarhet. Tidligere er minst tre fluider blitt brukt til å bore og komplettere gruspakkede brønner. Det første fluid er et faststoff holdig borefluid som brukes til å bore kompletteringsintervallet. Det andre fluid er et faststoffritt fluid som brukes til å fortrenge det faststoffholdige borefluid og til å kjøre sandute-stengningsutstyr og gruspakkingsverktøy i et generelt faststoffritt miljø. Det tredje fluid er et bærerfluid for grusen under gruspakking av kompletteringsintervallet.

Ved produksjon av hydrokarboner bores et borehull gjennom et under-grunnsreservoar. Borepraksiser kan påvirke en gruspakke og sandfilter på samme måte som det kan påvirke konvensjonelt perforerte brønner. Brønnen bør bores for bibehold av borehullstabilitet, og man bør anvende borefluider som ikke vil skade formasjonen.

Borefluidet inneholder typisk vekttilsetningsfaststoffer, viskositetsøkende faststoffer og borede faststoffer ved ulike konsentrasjoner. Borefluidfiltrater bør være forenlige med kompletteringsfluider og bør ikke interferere med kompletter-ingsoperasjonene. Det valgte fluid bør fortrinnsvis være tilstrekkelig tykkflytende til at den fører til en noe overbalansert brønn, bør ha lave fluidtap og bør være forenlig med leirer i den produktive formasjon.

Den riktige preparering av en brønn for gruspakking kan være nøkkelen til vellykket komplettering. Renslighet er en av de viktigste betraktninger ved prepa-reringen av gruspakker. Nærvær av eventuelt partikkelformige materialer kan føre til en skadet komplettering. I dag er ofte tanker viet til bruk for gruspakking, for å unngå gjentatte renseoperasjoner for fjerning av boreslam.

Kompletteringsfluider brukes til å fortrenge det faststoffinneholdende borefluid, og til å kjøre sandutstengningsutstyr og gruspakkingsverktøy i et stort sett faststoffritt miljø. De vannbaserte fluider anses vanligvis å være mer fleksible. Deres densiteter, viskositeter og formasjonsforenligheter lar seg lettere kontrollere enn de til oljebasert fluider. Derfor blir som oftest vannbaserte fluider benyttet.

Uansett kompletteringsfluidkilden, bør fluidet inneholde minst mulig partikkelformig materiale og dets kjemi må være forenlig med bergartformasjonen og formasjonsvannet. Ferskvann kan få leirer til å svelle eller dispergere, mens nærvær av noen ioner kan gi bunnfall når de kommer i kontakt med formasjons-vann. De vanligste kilder for kompletteringsfluider er feltsaltvann eller produsert saltvann eller-lake, sjøvann, brakkvann eller ferskvann. Kompletteringsfluidenes densitet kontrolleres ofte med oppløselige salter.

Grusanbringelse innebærer slike operasjoner som er nødvendige for å transportere grus fra overflaten til kompletteringsintervallet for å danne et nedihulls filter som vil tillate strømning av fluider inn i brønnen, men som vil hindre inntreng-ning av formasjonssand. Grusanbringelsen danner fortrinnsvis en ensartet pakke med en porøsitet på trettini prosent eller mindre.

Grusanbringelsen krever at fluid transporterer gruspakkeblandingen til kompletteringsintervallet. Olje- og vannbaserte fluider og skum benyttes vanligvis som grusanbringelsesfluidet. Rene fluider er vesentlige for grusanbringelse. Avhengig av brønntrykk, kan høydensitet, faststoffrie, oppløselige saltoppløsninger være påkrevd for å bibeholde brønnkontroll. Dessuten kan grusanbringelses-fluidene fortykkes ved å tilsette polymerer.

Dårlig fordeling av gruspakkeblandingen skyldes ofte at bærerfluidet fra gruspakkeblandingen for tidlig tapes i de mer permeable partier av formasjonen og/eller inn i selve filteret, for derved å forårsake dannelse av "sandbro(er)" i brønnringrommet rundt filteret. Disse sandbroer blokkerer effektivt videre strøm-ning av gruspakkeblandingen gjennom brønnringrommet, og hindrer derved tilførsel av grus til alle nivåer innen kompletteringsintervallet.

For å forebygge dårlig grusfordeling er "vekselbane"-brønnverktøy eller

-teknikk blitt foreslått og er nå i bruk, som gir jevn fordeling av grus gjennom hele kompletteringsintervallet, uansett sandbrodannelse før komplettering av grusfordeling. Slike anordninger omfatter typisk perforerte gren- eller omløpsledninger som strekker seg langs lengden av anordningen og som er innrettet til å motta

gruspakkeblandingen når den strømmer inn i brønnrommet rundt anordningen. Hvis det dannes en bro før operasjonen er fullført, kan gruspakkeblandingen frem-deles tilføres gjennom de perforerte grenrør (så som "vekselbaner") til de ulike nivåer i ringrommet, både over og/eller under broen. US-patent nr. 4.945.994 og 6.220.345 gir beskrivelser av typiske vekselbanebrønnfiltre og hvordan de virker.

Sammenfatningsvis innebærer den vanlige metode som benyttes til å installere åpenthull-gruspakninger typisk boring av kompletteringsintervallet med vann- eller oljebasert borefluid, fortrengning av fluidet i det åpne hull til et faststoffritt kompletteringsfluid (typisk saltvann), kjøring av gruspakkeenheten og sandfiltre til dybde i det faststoffrie kompletteringsfluid, og gruspakking av intervallet med vannbasert bærerfluid. En vanlig begrensning ved denne metode, innebærer manglende evne til å kjøre gruspakkeenheten og sandfiltrene til dybde på grunn av borehullinstabilitet (kollaps) som skyldes uforenlighet mellom det vannbaserte kompletteringsfluid (saltvann) og formasjonen. Denne metoden er ineffektiv ettersom den krever minst tre fluider (borefluid, kompletteringsfluid og grusbærerfluid).

En hyppig modifisering av den ovenfor beskrevne metode går ut på å plassere et forboret forlengningsrør i kompletteringsintervallet før åpenthullet forflyttes til kompletteringsfluid og kjøring av gruspakkeenheten og sandfiltrene (Murray, G., Morton, K., Blattel, S., Davidson, E., MacMillian, N., Roberts, J., SPE 73727, 20.-21. februar 2002. Development of the Alba Field - Evolution of Completion Practices, Part 2 Open Hole Completions; Successful Outcome - Drilling with SBM and Gravel Packing with Water Based Carrier Fluid and Gilchrist, J.M. Sutton, Jr., L.W., Elliot, F.J., SPE 48976, 27.-30. september 1988. Advancing Horizontal Well Sand Control Technology: An OHGP Using Synthetic OBM.). Det forborede forlengningsrør mildner borehullkollaps og danner en rørledning for kjøring av gruspakkeenheten og sandfiltrene. Selv om det forborede forlengnings-rør bedrer evnen til å kjøre gruspakkeenheten og sandfiltrene til dybde, yter det en tilleggsmotstand mot strømning og kan ha en negativ innvirkning på produktivitet.

US 2198573 A beskriver en fremgangsmåte for gruspakking av en brønn. US 5842528 A og US 5228524 A beskriver fremgangsmåte for boring og komplettering av brønner.

Den vanlige praksis med å bruke separate fluider for boring, fortrengning av det faststoffinneholdende borefluid og kjøring av sandutestengingsutstyr og gruspakkeverktøy, og grusanbringelse er både kostbar og tidkrevende. Følgelig er det et behov for å minske driftskompleksitet og tidsforbruk ved å forenkle fluid-systemet og eliminere behovet for det forborede forlengningsrør. Denne oppfinnelse tilfredsstiller dette behov.

Sammenfatning

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en fremgangsmåte for boring og komplettering av en gruspakket brønn, som omfatter boring av et borehull gjennom en undergrunnsformasjon med et borefluid; kondisjonering av borefluidet; kjøring av et gruspakkeenhetsverktøy og sandfilter til dybde i borehullet med det kondisjonerte borefluidet; og gruspakking av et intervall i borehullet med et bærerfluid. Bærerfluidet kan være det samme som borefluidet. Denne fremgangsmåte kan kombineres med vekselbane- og sandfilterteknikk for å sikre riktig fordeling av gruspakking.

Kort beskrivelse av tegningene

Figur 1 er et flytdiagram av en utføringsform av oppfinnelsen; Figur 2 er en illustrasjon av et borehull med en gruspakke hvor det benyttes et tofluid-system, og som viser installering av et vekselbanesandfilter i et oljebasert, kondisjonert fluid; Figur 3 er en illustrasjon av et borehull med en gruspakke, hvor det benyttes et tofluid-system, og som viser installering av en GP-pakning og innføring av den rene gruspakken med overgangsverktøyet i reversstillingen; Figur 4 er en illustrasjon av et borehull med en gruspakke, hvor det benyttes et tofluid-system, og som viser sveiping av slam fra åpent-hull intervallet ved filtrene ved hjelp av bærerfluidet med overgangsverktøyet i sirkuleringsstillingen; Figur 5 er en illustrasjon av et borehull med en gruspakke, hvor det benyttes et tofluid-system, og som viser overgangsverktøyets reversstilling etter sveiping av slam fra åpenthull-intervallet til utreversering av resten av det rene gruspakkefluidet og det kondisjonerte oljebaserte fluid; Figur 6 er en illustrasjon av et borehull med en gruspakke, hvor det benyttes et tofluid-system, og som viser plasseringen av det viskøse avstands stykket, rent gruspakkefluid og gruspakkeblandingen i borerøret ved overgangs-verktøyet i reversstillingen og anbringelse av gruspakkefluidet i ringrommet; Figur 7 er en illustrasjon av et borehull med en gruspakke, hvor det benyttes et tofluid-system, og som viser overgangsverktøyet i sirkuleringsstillingen for gruspakking av åpenthullseksjonen av borehullringrommet; Figur 8 er en illustrasjon av et borehull med en gruspakke, hvor det benyttes et tofluid-system, og som viser fortsatt fortrengning av det rene gruspakkefluid ut av ringrommet og avbøyning av en gruspakkeblanding rundt en sandbro; Figur 9 er en illustrasjon av et borehull med en gruspakke, hvor det benyttes et tofluid-system, og som viser fortrengningen av gruspakkeblandingen med et kompletteringsfluid inntil filter-ut finner sted; Figur 10 er en illustrasjon av et borehull med en gruspakke, hvor det benyttes et tofluid-system, og som viser overgangsverktøyets reversstilling med kompletteringsfluid innpumpet i ringrommet og en revers-ut av det overskytende sand- og gruspakkefluid fra borerøret; og Figur 11 er en illustrasjon av et borehull med en gruspakke, hvor det benyttes et tofluid-system, og som viser en komplett gruspakke i åpenthull-intervallet, en brønn helt fortrengt til kompletteringsfluid og gruspakkeenheten trukket ut av borehullet.

Nærmere beskrivelse

Den her beskrevne oppfinnelse tilveiebringer en fremgangsmåte for boring og komplettering av en gruspakket brønn, som omfatter boring av et borehull gjennom en undergrunnsformasjon med et borefluid; kondisjonering av borefluidet; kjøring av et gruspakkeenhetsverktøy og sandfilter til dybde i borehullet med det kondisjonerte borefluidet; og gruspakking av et intervall i borehullet med et bærerfluid.

Denne nye fremgangsmåten for installering av åpenthull-gruspakke-kompletteringer angriper problemet som har oppstått under forsøk på å kjøre sandfilteret til dybde i borehullet før gruspakking. Dessuten innbefatter den nye metoden fordeler i form av forkortet kompletteringstid på grunn av forenklete driftsmetoder og potensiell eliminering av et slisset forlengningsrør.

Som vist i figur 1, har fremgangsmåten fire grunntrinn. Først bores en brønn i et intervall gjennom en undergrunnsformasjon med et borefluid 1 som kan betegnes som et åpenthull-intervallborefluid, ikke-vandig fluid (NAF, non-aqueous fluid) og/eller faststoffinneholdende fluid. Deretter blir borefluidet kondisjonert 2. Som trinn tre blir gruspakkeenhetsverktøyene nå kjørt til dybde i borehullet med det kondisjonerte fluid 3, som kan betegnes som kondisjonert borefluid. Som trinn fire, blir et intervall av borehullet gruspakket når et bærerfluid 4. Bærefluidet kan være det samme som det kondisjonerte fluid eller et særskilt fluid, som kan betegnes som og innbefatter rent fluid, rent gruspakkefluid, fortrengningsfluid og/eller faststoffritt fluid. Hvis borehullet ikke trenger å gruspakkes, kan et filter kjøres til dybde i borehullet med det kondisjonerte fluid, idet det fjerde trinn da ikke lenger er nødvendig.

Kompletteringsintervallet bores med enten vannbasert eller oljebasert borefluid. Etter at kompletteringsintervallet er boret, sirkuleres borefluidet gjennom borehullet og filtreres (eller kondisjoneres) ved bruk av utstyr på riggdekket. Borefluidet inneholder typisk partikler (så som borekaks) som kan tilstoppe åpningene (eller slissene) i sandfilteret og potensielt tilstoppe gruspakken, om de ikke blir fjernet. Derfor blir borefluidet kondisjonert (eller filtrert) før kjøring av sandfiltrene, for fortrinnsvis å fjerne faste partikler som er større enn ca en tredjedel av slisse-åpningstørrelsen, og/eller en sjettedel av diameter til gruspakke partikkelstørrel-sen.

En tredjedel slissestørrelsen er basert på den generelle tommelregelen for størrelsen av sfæriske partikler som kreves for å dekke en gitt slissestørrelse. En sjettedel diameter for gruspakke partikkelstørrelsen er basert på den generelle tommelregelen for nødvendig størrelse av poreåpninger i en pakke av sfæriske partikler ved en gitt diameter for å unngå tilstopping. For eksempel kan typiske, trådviklede sandfiltre ha 8,5 gauge slisser (ca 215 mikrometer) og 30/50 proppe-middel (ca 425 mikrometer) benyttes for gruspakkene. Borefluidet kan være kondisjonert over 310 mesh vibrasjonsfiltre (ca 50 mikrometer) på boreriggen, som i tilstrekkelig grad vil utfiltrere for store partikler.

Under feltoperasjoner kan dessuten en filtertesteanordning benyttes til å kontrollere prøver av det kondisjonerte fluid for å konstatere hvorved det fritt passerer gjennom en filterprøve med en spesiell slissestørrelse. Typisk vil den anbefalte slissestørrelse være 3 til 4 gauge størrelser mindre enn nominelle filter- slisser. Når fluidkondisjoneringsprosessen er tilstrekkelig kontrollert ved bruk av filtertesteanordningen, kan gruspakkeenheten og sandfiltrene kjøres til dybde i borehullet.

Kjøring av sandfiltre i kondisjonert fluid for selvstendige filterkompletter-inger er en hyppig driftspraksis for fagmenn på området. For eksempel blir denne praksis ofte benyttet i Nordsjøen der gruspakking ikke er nødvendig, ettersom den høye permeabilitet i formasjonene som er store sandkorn med ensartede størrel-sesfordelinger. For åpenthull-kompletteringer som må gruspakkes på grunn av heterogen formasjon med uensartete kornstørrelsesfordelinger, ble sandfiltre før denne nye fremgangsmåten ikke kjørt i kondisjonert fluid.

Etter at gruspakkeenheten og sandfiltrene er kjørt til dybde, blir åpenthullintervallfluidet typisk fortrengt med et volum av rent (ublandet) fluid. Rent fluid er

grusbærerfluid som ikke er tilsatt gruspakkeproppemiddel. Fortrengningen fjerner kondisjonert borefluid og borekaks som er igjen i åpenthullet. Fortrengningsfluidet sirkuleres i en retning som ikke leder faststoffinneholdene fluid gjennom filteret, i et forsøk på å unngå filtertilstopping. For eksempel kan fluidet sirkuleres ned gjennom ringrommet, gjennom overgangen til vaskerøret, ned gjennom vaskerøret i filterenheten og ut av filteret. Tidligere krevde åpenthull-gruspakkeinstallasjons-metoder komplettering av fortrengningsoperasjonen før installering av sandfiltre, fordi tidligere metoder forutsatte at sandfiltre skulle innkjøres i faststoffritt fluid.

Etter at åpenthull-intervallet er fortrengt, blir kompletteringsintervallet gruspakket ved bruk av standard driftsmetoder. Pumpehastigheten for gruspakkeoperasjonen børe være lavere enn fortrengningshastigheten, for å unngå filtertilstopping.

Etter at gruspakkeenheten er blitt kjørt og før gruspakkeoperasjonen, må det dessuten utføres flere gruspakke serviceverktøyhåndteringer, som nedenfor antatt i eksemplet. Den nye fremgangsmåten krever at håndteringene utføres i faststoffritt fluid, noe som ikke ble gjort ved tidligere metoder eller fremgangsmåter (gruspakkeenheten ble tidligere kjørt i faststoffritt fluid).

Ifølge en annen utføringsform, går oppfinnelsen ut på å bore et kompletter-ingsintervall i et borehull med et oljebasert borefluid og gruspakke et intervall av borehull med et vannbasert bærerfluid ved bruk av vekselbane-teknikk. Sammen-lignet med vannbaserte fluider, har oljebaserte fluidfilterkaker lavere avløftings-trykk som kan skape problemer for installering av en komplett gruspakke. Filter kake er et konsentrert lag av faste stoffer fra borefluidet, som dannes på borehullveggen overfor en permeabel formasjon. Tap av filterkake under gruspakking kan føre til brodannelse. Som tidligere beskrevet i bakgrunnsomtalen, tillater vekselbane transport av sand forbi broen. Følgelig er vekselbaneteknikk ønskelig for brønner som skal gruspakkes og som bores med oljebasert fluid.

Det vannbaserte gruspakkebærerfluid bør ha gunstig reologi for effektiv fortrengning av det kondisjonerte fluid og gunstig reologi og sandføringskapasitet for gruspakking ved bruk av vekselbaneteknologi. Eksempler på det vannbaserte bærerfluid omfatter, men er ikke begrenset til et fluid som er fortykket med HEC-polymer, xantanpolymer, viskoelastisk overflateaktivt stoff (VES) eller kombina-sjoner av disse. Fagmenn på området vil innse andre bærerfluider som kan velges på grunn av sine gunstige egenskaper.

Ifølge en annen utføringsform, er gruspakkebærerfluidet oljebasert. Fremgangsmåten ved bruk av oljebasert bærerfluid vil være den samme som ovenfor beskrevet med vannbasert bærerfluid.

Eksempel

Oppfinnelsen ble utviklet som følge av driftsproblemer som oppstod ved forsøk på å kjøre gruspakkeenheten i et borehull. Den planlagte prosedyre for borehullet er å bore kompletteringsintervallet, fortrenge til faststoffritt saltvann, kjøre gruspakkeenheten og filtrene, deretter gruspakke kompletteringsintervallet ved bruk av vannbasert bærerfluid. Etter fortrengning av åpenthull-kompletteringsintervallet til kompletteringssaltvann, kunne gruspakkeenheten og sandfiltrene ikke kjøres til dybde etter flere forsøk på grunn av borehullstabilitetsproblemer. Forgje-ves forsøk på å kjøre et forboret forlengningsrør ble også gjort. Borehullet ble mid-lertidig forlatt og operasjonene flyttet til et nærliggende borehull. Etter erfaring med det første, mislykkede borehull, ble en ny kompletteringsmetode (fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse) utviklet og benyttet for det nærliggende borehull og påfølgende borehull. Den nye kompletteringsmetoden er blitt anvendt med gunstig resultat ved en rekke brønner. Brønntester er vist at den nye fremgangsmåten gir en effektiv, lavhudskomplettering.

Figur 2 til 11 viser tofluidsystem-brønnkompletteringen ved bruk av et vekselbane-brønnfilter i en felttest, der like elementer på figur 2 til 11 er gitt like tall. Først bores en brønn ved bruk av et borefluid ved hjelp av teknikker som fagmann på området kjenner til. Deretter installeres et brønnfilter i et borehull fylt med kondisjonert borefluid, så som ikke-vandig fluid (NAF). Figur 2 viser et filter 27 med en vekselbaneteknikk 21 i et borehull 23, som utgjør en del av gruspakkeenheten. Gruspakkeenheten består av et filter 27, vekselbaneteknikk 21 en GP-pakning 29, et overgangsverktøy 35 med fluidporter 26 som forbinder borerøret 28, vaskerøret 41 og ringrommet i borehullet 23 over og under GP-pakningen 29. Dette borehullet 23 består av en foret seksjon med et foringsrør 22 og nedre åpenthull-seksjon 24. Gruspakkeenheten blir typisk nedsenket og satt i borehullet 23 på et borerør 28. NAF 25 i borehullet 23 var på forhånd blitt kondisjonert over 310 mesh vibratorer (ikke vist) og ført gjennom en filterprøve (ikke vist) 2-3 gauge størrelser mindre enn gruspakkefilteret 27 i borehullet 23.

Som vist i figur 3, blir GP-pakningen 29 satt i borehullet 23 direkte over intervallet som skal gruspakkes. GP-pakningen avtetter intervallet fra resten av borehullet 23. Etter at GP-pakningen 29 er satt, blir overgangsverktøyet 35 omstilt til reversstillingen og rent gruspakkefluid 33 pumpes ned gjennom borehullet 28 og anbringes i ringrommet mellom foringsrøret 22 og borerøret 28, og fortrenger derved det kondisjonerte, oljebaserte fluid, som er NAF 25. Pilene 36 indikerer fluidets strømningsbane.

Deretter blir overgangsverktøyet 35, som vist i figur 4, omstilt til sirkuleringsstillingen, som også kan betegnes som sirkulerings-gruspakkestillingen eller gruspakkestillingen. Kondisjonert NAF 25 blir så pumpet ned gjennom ringrommet mellom foringsrøret 22 og borerøret 28, hvorved det rene gruspakkefluid 33 skyves gjennom vaskerøret 41, ut av filteret 27, gjennom åpenthull-ringrommet 45 mellom vekselbaneteknikken 21 og borehullveggen i åpenthull-seksjonen 24 og gjennom overgangsverktøyet 35 inn i borerøret 28. Pilene 46 angir strømnings-banen gjennom åpenthull-seksjonen 24 og vekselbaneteknikken 21 i borehullet 23.

Som vist i figur 5 blir overgangsverktøyet 35 omstilt til reversstillingen straks det rene gruspakkefluid 33 har strømmet gjennom åpenthull-ringrommet 45 mellom vekselbaneteknikken 21 og borehullveggen i åpenthull-seksjonen 24. Kondisjonert NAF 25 pumpes ned gjennom ringrommet mellom foringsrøret 22 og borerøret 28, for derved å bevirke en revers-ut ved å skyve NAF 25 og urent gruspakkefluid 51 ut av borerøret 28, som vist ved pilene 56.

Deretter, som vist i figur 6, et viskøst avstandstykke 61, rent gruspakkefluid 33 og gruspakkeblanding 63 blir pumpet ned gjennom borehullet 28, mens overgangsverktøyet 35 forblir i reversstillingen. Pilene 66 angir fluidstrømnings-retningen når overgangsverktøyet 35 er i reversstillingen. Etter at det viskøse avstandsstykket 61 og 50% av det rene gruspakkefluid 33 er i ringrommet mellom foringsrøret 22 og borerøret 28, blir overgangsverktøyet 35 omstilt til sirkulerings-gruspakkestillingen.

Som vist i figur 7, blir så den riktige mengden av gruspakkeblanding 63 for pakking av åpenthull-ringrommet 45 mellom vekselbaneteknikken 21 og borehullveggen i åpenthull-seksjonen 24, pumpet ned gjennom borerøret 28, med over-gangsverktøyet 35 i sirkulerings-gruspakkestillingen. Pilene 77 angir fluidstrøm-ningsretningen når overgangsverktøyet 35 er i gruspakkestillingen. Pumpingen av gruspakkeblandingen 63 ned gjennom borehullet 28 tvinger det rene gruspakkefluid 33 gjennom filteret 27 opp vaskerøret 41 og inn i ringrommet mellom forings-røret 22 og borerøret 28. Kondisjonert NAF 25 tilbakestrømninger tvinges gjennom ringrommet mellom foringsrøret 22 og borerøret 28 etter hvert som det rene gruspakkefluid 33 strømmer inn i ringrommet mellom foringsrøret 22 og borerøret 28.

Som vist i figur 8 blir gruspakkeblandingen 63 deretter pumpet ned gjennom borerøret 28 ved å innføre et kompletteringsfluid 101 i borerøret 28. Gruspakkeblandingen 63 fortrenger det kondisjonerte NAF (ikke vist) ut av ringrommet mellom foringsrøret 22 Og borerøret 28. Deretter avsettes grus i åpenthull-ringrommet 45 mellom vekselbaneteknikken 21 og borehullveggene i åpenthullet 24. Hvis det danner seg en sandbro 81 som vist i figur 8, så vil gruspakkeblanding 63 bli avledet inn i omløpsrørene i vekselbaneteknikken 21 og fortsette pakking av åpenthull-ringrommet 45 mellom vekselbaneteknikken 21 og borehullveggene i åpenthull-seksjonen 24 og under sandbroen 81. Pilene 86 illustrerer fluidstrømmen til gruspakkeblandingen 63 ned borerøret 28 gjennom overgangsverktøyet 35 inn i borehull-ringrommet under GP-pakningen 29 gjennom vekselbaneteknikken 21 til åpenthull-ringrommet 45 mellom vekselbaneteknikken 21 og borehullveggene i åpenthull-seksjonen 24 og under sandbroen 81. Pilene 86 antyder videre fluidstrømmen til netto-gruspakkefluidet 33 opp gjennom vaskerøret 41 gjennom overgangsverktøyet 35 i ringrommet mellom foringsrøret 22 og borerøret 28.

Figur 9 viser et borehull 23 umiddelbart etter fullstendig pakking av ringrommet mellom filteret 27 og foringsrøret 22 under GP-pakningen 29. Når filteret 27 er dekket med sand 91 og omløpsrørene til vekselbaneteknikken 21 er fulle av sand, øker fluidtrykket i borerøret 28, noe som betegnes som en filter-ut ("screenout"). Pilene 96 viser fluid-strømningsbanen når gruspakkeblandingen 63 og det rene gruspakkefluid 33 fortrenges av kompletteringsfluid 101.

Som vist i figur 10 blir overgangsverktøyet 35 omstilt til reversstillingen etter at et filter-ut har funnet sted. Et viskøst avstandsstykke 61 pumpes ned gjennom ringrommet mellom borerøret 28 og foringsrøret 22, fulgt av kompletteringsfluid 101 ned gjennom ringrommet mellom foringsrøret 22 og borerøret 28, hvilket følgelig skaper en revers-ut ved at den gjenværende gruspakkeblanding 63 og rent gruspakkefluid 33 skyves ut av borerøret 28.

Til slutt, som vist i figur 11, er fluidet i ringrommet mellom foringsrøret 22 og borerøret 28 blitt fortrengt med kompletteringsfluid 101, og overgangsverktøyet (ikke vist) og borerøret (ikke vist) er trukket ut av borehullet 23 etterlatende et fullpakket brønnintervall under GP-pakningen 29.

Laboratorietesting ble utført for å kvalifisere den ovenfor beskrevne fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen, før fremgangsmåten ble felttestet. Laboratorietesting indikerte at faststoff-forurensningen av en gruspakke (potensielt resultat av en utilstrekkelig fortrengning av faststoffinneholdende borefluid) ikke forringer pakningspermeabiliteten. Testen innebar blanding av et grusvolum med et bore-fluidvolum og pakking av blandingen i et sylindrisk strømningsapparat. Borefluidet ble fortrengt fra grusen ved å la et annet fluid strømme gjennom pakningen. Målinger av permeabiliteten til den opprinnelige gruspakken som ikke tidligere var blandet med faststoffinneholdende borefluid og målinger av gruspakken etter at borefluidet var blitt fortrengt fra pakken, indikerte likeledes ubetydelig potensial forringelse. I tillegg til laboratorietesten, godtgjorde den ovenfor beskrevne, vellykkede feltprøven gjennomførbarheten av de ovenfor beskrevne prosedyrer. Prosedyrene innbefatter fluidkondisjoneringsprosedyrer, felttesting anordnings-prosedyrer for overvåking av kondisjoneringsprosessen og monteringsprose-dyrene (revers- og sirkuleringsstillinger) ved gruspakkeservice-verktøy som ovenfor beskrevet. Videre ble fluidfortrengningsevnen ved bruk av faststoffinneholdende borefluid og grusbærerfluidet med sandfilteret i borehullet også godtgjort.

Claims (11)

1. Fremgangsmåte for boring og komplettering av en gruspakket brønn omfattende boring av et borehull (23) gjennom en undergrunnsformasjon med et borefluid karakterisert vedat den omfatter: kondisjonering av borefluidet; kjøring av et gruspakkeenhetsverktøy og sandfilter til dybde i borehullet med det kondisjonerte borefluidet (25); og gruspakking av et intervall i borehullet med et bærerfluid (33).

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor bærerfluidet er borefluidet.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor borefluidet er et faststoffinneholdende, oljebasert fluid.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor borefluidet er et faststoffinneholdende, vannbasert fluid.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor kondisjoneringen av borefluidet fjerner faste partikler som er større enn ca. en tredjedel av sandfiltrenes slisseåpnings-størrelse anvendt i borehullet.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor kondisjoneringen av borefluidet fjerner faste partikler som er større enn en sjettedel av diameteren til gruspakke-partikkelstørrelsen.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor sandfilteret omfatter vekselbane-teknikk (21).

8. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor bærerfluidet er valgt fra gruppen bestående av fluid fortykket med HEC-polymer, xantanpolymer, viskoelastisk overflateaktivt stoff og enhver kombinasjon av disse.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor bærerfluidet er valgt for å ha gunstig reologi for effektiv fortrengning av det kondisjonerte borefluidet.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 8, hvor bærerfluidet er valgt for å ha gunstig reologi og sandføringskapasitet for gruspakking av intervallet i borehullet ved bruk av vekselbaneteknikk.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvori etter at gruspakkeenhetsverktøy og sandfiltre kjøres til dybde, fortrenges åpenthullintervallfluidet med et volum av bærerfluid som ikke er tilsatt gruspakkeproppemiddel.