NO343750B1 - Brønnboremetode og apparat for komplettering, produksjon og injeksjon - Google Patents

Description

Oppfinnelsens område

Foreliggende oppfinnelsen angår generelt et apparat og fremgangsmåte for anvendelse i borehull assosiert med produksjon av hydrokarboner. Særlig, men ikke eksklusivt, angår foreliggende oppfinnelse et borehullapparat og fremgangsmåte for å tilveiebringe soneisolering med en gruspakking i brønnen.

Bakgrunn for oppfinnelsen

Denne delen er tiltenkt å introdusere forskjellige aspekter i litteraturen, som f.eks. kan være assosiert med utførelsesformer av foreliggende teknikker. Denne diskusjonen antas å assistere når det gjelder å tilveiebringe et rammeverk for å gi en bedre forståelse av de spesielle aspektene ved foreliggende teknikker. Følgelig er det å forstå at denne delen skal leses i lys av, og ikke nødvendigvis som en innrømmelse av teknikkens stand.

Produksjon av hydrokarboner, slik som olje og gass, har blitt utført i mange år. For å produsere disse hydrokarbonene, kan et produksjonssystem utnytte forskjellige innretninger, slik som sandsikter og andre verktøy, for spesifikke oppgaver i en brønn. Typisk blir slike innretninger plassert i et borehull ferdiggjort i enten et fôringsrørhull eller åpenhullskomplettering. I fôringsrørhullkompletteringer blir fôringsrørstrengen plassert i borehullet og perforeringer gjøres gjennom fôringsrørstrengen inn i de underjordiske formasjonene for å tilveiebringe en strømningsvei for formuleringsfluider, slike som hydrokarboner, inn i borehullet. Alternativt, i åpenhullkompletteringer, blir en produksjonsstreng posisjonert inn i borehullet uten en fôringsrørstreng. Formasjonsfluider strømmer gjennom ringrommet mellom underoverflateformasjonen og produksjonsstrengen for å komme inn i produksjonsstrengen.

Imidlertid, når det produseres hydrokarboner fra underjordiske formasjoner, kan operasjoner bli utfordrende pga. lokalisering av visse underjordiske formasjoner. F.eks. er noen underjordiske formasjoner lokalisert i intervaller med høyt sandinnhold i ultra dypt vann, ved dybder som overskrider rekkevidden for boreoperasjoner, i høytrykks/temperaturreservoarer, i lange intervaller, ved høy produksjonsgrad og ved fjerne lokaliseringer. Som sådan kan lokaliseringen for den underjordiske formasjonen utgjøre problemer, slik som tap av sandkontroll, som øker den individuelle brønnkostnaden dramatiske. Dvs. kostnadene ved å nå den underjordiske formasjonen kan resultere i færre brønner som kompletteres for en økonomisk feltutvikling. F.eks. kan tap av sandkontroll resultere i sandproduksjon ved overflaten, nedihulls utstyrsskade, redusert brønnproduktivitet og/eller tap av brønnen. Følgelig blir unngåelse av uønsket produksjonstap og kostbar intervensjon eller overhaling viktige designvurderinger når det gjelder brønnpålitelighet og lang levetid for disse brønnene.

Sandkontrollinnretninger er et eksempel på en innretning anvendt i brønner for å øke brønnpålitelighet og for å oppnå lang levetid. Sandkontrollinnretninger blir vanligvis installert nedihulls gjennom formasjoner for å opprettholde fast materiale og muliggjøre at formasjonsfluider blir produsert uten faste materialer over en bestemt størrelse. Typisk blir sandkontrollinnretninger anvendt i en brønn for å håndtere produksjon av fast materiale, slik som sand. Sandkontrollinnretninger kan være utstyrt med rilleåpninger eller kan være innpakket med en sikt. Som et eksempel, når det produseres produksjonsfluider fra underjordiske formasjoner lokalisert i dypt vann, er det mulig å produsere fast materiale sammen med formasjonsfluidene pga. at formasjonene er dårlig konsolidert eller formasjonene blir svekket ved nedihullsstress på grunn av borehullutgravning og formasjonsfluiduttak.

Imidlertid, under økende grad av røft miljø blir sandkontrollinnretninger mer mottakelig for skad pga. høyt stress, erosjon, plugging, sammenpresning/sammensynkning etc. Som et resultat blir sandkontrollinnretninger generelt anvendt med andre metoder slik som gruspakking eller fluidbehandlinger for å håndtere produksjon av sand fra den underjordiske formasjonen.

En av de vanligste anvendte fremgangsmåtene for å kontrollere sand er en gruspakking. Gruspakking av en brønn involverer å plassere grus eller annet partikulært materiale rundt en sandkontrollinnretning koplet til en produksjonsstreng for å øke sandfiltrering og formasjonsintegritet. For eksempel blir i en nedihullskomplettering en gruspakking typisk posisjonert mellom veggen til borehullet og en sandsikt som omgir et perforert basisrør. Alternativt blir i en fôringsrørhullkomplettering en gruspakking posisjonert mellom en fôringsrørstreng som har perforeringer og en sandsikt som omgir et perforert basisrør. Uansett kompletteringstypen strømmer formasjonsfluider fra den underjordiske formasjonen inn i produksjonsstrengen gjennom minst to filtreringsmekanismer: gruspakkingen og sandkontrollinnretningen.

Med gruspakkinger kan uunngåelig tap av bærerfluid danne sandbroer i intervallet som blir gruspakket. F.eks. i et tykt eller hellende produksjonsintervall kan dårlig fordeling av grus (dvs. ufullstendig pakking av intervallet som kommer som resultat av hulrom i gruspakkingen) forekomme med et prematurt tap av væske fra grusslam inn i formasjonen. Dette fluidtapet kan forårsake saltbroer som dannes i ringrommet før gruspakningen har blitt ferdig. For å adressere dette problemet kan alternative strømningsveier, slik som shuntrør, anvendes for å unngå sandbroer og fordele grusen likt gjennom intervallene. For ytterligere detaljer når det gjelder slike alternative strømningsveier, se US patentnummer 5515915; 5868200;

5890533; 6059032; 6588506; 4945991; 5082052; 5113953; 5333688 og Internasjonal søknadspublikasjonsnummer WO 2004/094784.

Anvendelse av alternative strømningsveier er svært fordelaktig, men i designutfordringer når det gjelder å frembringe en produksjonsstreng, slik som kopling av en pakning til en sandkontrollinnretning eller andre brønnverktøy.

Pakningen hindrer strøm gjennom borehullet rundt den alternative strømningsveien, mens det tillates strøm inni den alternative strømningsveien og i mange tilfeller gjennom en primær strømningsvei i tillegg.

Mens shunt-rørene assisterer ved dannelse av gruspakkingen kan anvendelse av shunt-rør begrense metoder for å tilveiebringe soneisolering med en gruspakking. F.eks., i en åpenhullkomplettering, blir pakning ikke installert når en gruspakking anvendes pga. at det er ikke mulig å danne en ferdig gruspakking over og under pakningen. Uten en gruspakking kan forskjellige problemer oppleves. F.eks., hvis ett av intervallene i en formasjon produserer vann kan formasjonen kollapse eller svikte pga. økte sugekrefter og/eller oppløsning av materiale som holder sandkornene sammen. I tillegg reduserer vannproduksjon typisk produktiviteten pga. at vann er tyngre enn hydrokarboner og det trengs mer trykk for å fjerne det opp og ut av brønnen. Det vil si, dess mer vann produsert, dess mindre trykk tilgjengelig for å bevege hydrokarbonene, slik som olje. I tillegg er vann korrosivt og kan forårsake alvorlig utstyrsskade hvis det ikke behandles tilfredsstillende. Til slutt, pga. at vannet må fjernes tilfresstillende øker produksjon av vann, behandling, håndtering og avfallskostnader.

Denne vannproduksjonen kan bli ytterligere sammensatt med brønner som har et antall forskjellige kompletteringsintervaller med formasjonsstyrken varierende fra intervall til intervall. Pga. at evaluering av formasjonsstyrke er komplisert er muligheten til å predikere timingen når det gjelder starten på vannet begrenset. I mange situasjoner blir reservoarer slått sammen for å minimalisere investeringsrisiko og maksimere økonomisk fordel. Spesielt kan brønner som har forskjellige intervaller og marginale reserver slås sammen for å redusere økonomisk risiko. En av risikoene ved disse konfigurasjonene er at gass og/eller gjennomslag i noen av intervallene truer de gjenværende reservene i de andre intervallene i brønnkompletteringen. Således har den totale systempåliteligheten for brønnkompletteringer store usikkerheter når det gjelder gruspakkede brønner.

Følgelig eksisterer behov for fremgangsmåte og apparatur som tilveiebringer soneisolering i en gruspakking, slik som en åpenhullskomplettering. I tillegg eksisterer behov for en brønnkompletteringsapparatur og fremgangsmåter som tilveiebringer alternative strømningsveier for sandkontrollinnretninger, slik som sandsikter og pakninger for gruspakking i forskjellige intervaller i en brønn. US patentsøknad 2005/0039917 beskriver verktøy og fremgangsmåter for komplettering av en brønn som omfatter en isolasjonspakning med et partikkelfilter og et oppblåsbart element, US patent 6.446.729 og patentsøknad WO 01/42620 beskriver en brønnkomplettering som tillater sandkontrollbehandling i en eller flere produksjonssoner med et enkelt inngrep i brønnen, annet relatert materiale kan finnes i minst US patentnummer 5588487; US patentnummer 5934376; US patentnummer 6227303; US patentnummer 6298916; US patentnummer 6464261; US patentnummer6516882; US patentnummer 6588506; US patentnummer6749023; US patentnummer 6752207; US patentnummer 6789624; US patentnummer 6814239; US patentnummer 6817410; Internasjonal søknad publikasjonsnummer WO 2004/094769; US patentsøknad publikasjonsnummer 2004/0003922; US patentsøknad publikasjonsnummer 2005/0284643; US patentsøknad publikasjonsnummer 2005/025269; og ”Alternate Path Comletions: A Critical Review and Lessons Learned From Case Histories With Recommended Practices for Deepwater Applications,” G. Hurst, et al. SPE publikasjonsnummer 86532-MS.

Omfanget av oppfinnelsen fremgår av de etterfølgende patentkrav.

Kort beskrivelse av tegningsfigurene

Foregående og andre fordeler ved foreliggende teknikk kan bli klarert etter gjennomlesning av følgende detaljerte beskrivelse og ved referanse til tegningene hvori:

Figur 1 er eksempel på produksjonssystem ifølge visse aspekter ved foreliggende teknikker:

Figur 2A-2B er eksempelutførelsesformer på vanlige sandkontrollinnretninger anvendt i borehull;

Figur 3A-3D er eksempler på utførelsesformer av en produksjonspakning anvendt med individuelle shunt-rør ved anvendelse av produksjonssystemet i figur 1 ifølge visse aspekter ifølge foreliggende teknikker;

Figur 4A-4D er eksempelutførelsesformer på produksjonspakninger og konfigurasjoner anvendt i produksjonssystemet i figur 1, ifølge visse aspekter ved foreliggende teknikker.:

Figur 5A-5C er eksempelutførelsesformer på to eller flere pakninger anvendt i produksjonssystemet i figur 1, ifølge visse aspekter ved foreliggende teknikker;

Figur 6 er eksempel på et strømningsdiagram for anvendelse av en produksjonspakning sammen med sandkontrollinnretningene ifølge figur 1, i henhold til aspekter ved foreliggende teknikker;

Figur 7 er eksempel på et strømningsdiagram for installering av pakninger, sandkontrollinnretninger og gruspakking i figur 6 i henhold til aspekter ved foreliggende teknikker;

Figur 8A-8N er eksempler på utførelsesformer av installasjonsprosessen for pakninger, sandkontrollinnretninger og gruspakking i figur 7, i henhold til visse aspekter ved foreliggende teknikker;

Figur 9A-9D er eksempler på utførelsesformer av soneisoleringen tilveiebrakt ved pakningene beskrevet ovenfor i henhold til aspekter ved foreliggende teknikker.

Figur 10A-10B er eksempler på utførelsesformer av de forskjellige typene av gruspakkinger anvendt med soneisoleringen tilveiebrakt ved pakningene beskrevet ovenfor ifølge aspekter ved foreliggende teknikker.

Figur 11A-11C er eksempler på utførelsesform av de forskjellige typene av strømning gjennom soneisoleringen tilveiebrakt ved pakningene beskrevet ovenfor i henhold til aspekter ved foreliggende teknikker.

Detaljert beskrivelse

I følgende detaljerte beskrivelse er spesifikke utførelsesformer av foreliggende oppfinnelse beskrevet i forbindelse med foretrukne utførelsesformer. Imidlertid i den grad følgende beskrivelse er spesifikk når det gjelder en bestemt utførelsesform eller bestemt anvendelse av foreliggende teknikker, er den kun tiltenkt å være illustrerende og kun tilveiebringe en konsis beskrivelse av eksempelutførelsesformene. Følgelig er foreliggende oppfinnelsen ikke begrenset til de spesifikke utførelsesformene beskrevet nedenfor, snarere inkluderer oppfinnelsen alle alternativer, modifikasjoner og ekvivalenter som faller innenfor omfanget av vedlagte krav.

Foreliggende teknikker inkluderer én eller flere pakninger som kan anvendes i en komplettering, produksjon eller injeksjonssystem for å forbedre brønnoperasjoner (f.eks. gruspakking og/eller øke produksjon av hydrokarbon fra en brønn og/eller øke injeksjonen av fluider eller gass inn i brønnen). Under foreliggende teknikker kan pakninger med alternative mekanismer for produksjonsvei anvendes for å tilveiebringe soneisolering mellom gruspakkinger i en brønn. I tillegg er brønnapparater beskrevet som tilveiebringer fluidstrømningsveier for alternative retningsteknologier inne i en pakning som kan anvendes i en åpen -eller fôringsrørhullkomplettering brønn. Disse pakningene kan inkludere individuelle koplingsrør eller en felles manifold eller manifoldregion som tilveiebringer fluidkommunikasjon gjennom pakningen til shunt-rørene til sandkontrollinnretningene. Som sådan kan foreliggende teknikker anvendes i brønnkompletteringer for strømningskontroll, hydrokarbonproduksjon og/eller fluidinjeksjon.

Over til tegningene og med referanse initialt til figur 1 er et eksempelproduksjonssystem 100 ifølge visse aspekter ifølge foreliggende teknikker illustrert. I eksempelproduksjonssystemet 100 blir en flytende produksjonsfasilitet 102 koplet til et undersjøisk tre 104, den flytende produksjonsfasiliteten 102 når én eller flere underoverflateformasjoner, slik som underoverflateformasjon 107, som kan inkludere multiple produksjonsintervaller eller soner 108a-108n, hvori antall ”n” er et hvilket som helst heltallsantall, som har hydrokarboner, slik som olje og gass. Fordelaktig kan innretninger, slik som sandkontrollinnretninger 138a-138n, anvendes for å øke produksjonen av hydrokarbon fra produksjonsintervaller 108a-108n. Imidlertid er det å forstå at produksjonssystemet 100 er illustrert som et eksempel og foreliggende teknikker kan anvendes ved produksjon og injeksjon av fluider fra en hvilken som helst undersjøisk, plattform eller landlokalisering.

Den flytende produksjonsfasiliteten 102 kan konfigureres for å overvåke og produsere hydrokarboner fra produksjonsintervallene 108a-108n til underoverflateformasjonen 107. Den flytende produksjonsfasiliteten 102 kan være et flytende fartøy i stand til å håndtere produksjon av fluider, slik som hydrokarboner, fra undersjøiske brønner. Disse fluidene kan lagres på den flytende produksjonsfasiliteten 102 og/eller overføres til tanker (ikke vist). For å nå produksjonsintervallene 108a-108n blir den flytende produksjonsfasiliteten 102 koplet til et undersjøisk tre 104 og kontrollventil 110 via en kontrollnavle 112. Kontrollnavlen 112 kan inkludere produksjonsrør for å tilveiebringe hydrokarboner fra det undersjøiske treet 104 til den flytende produksjonsfasiliteten 102, kontrollere rør for hydrauliske eller elektriske innretninger, og en kontrollkabel for kommunikasjon med andre innretninger inne i borehullet 114.

For å nå produksjonsintervallene 108a-108n penetrerer borehullet 114 sjøgulvet 106 til en dybde som grenser opp mot produksjonsintervallene 108a-108n ved forskjellige dybder i borehullet 114. Slik det vil være å forstå kan produksjonsintervallene 108a-108n som kan refereres til som produksjonsintervallet 108, inkludere forskjellige lag eller intervaller av stein som kan eller kan ikke inkludere hydrokarboner og kan refereres til som soner. Det undersjøiske treet 104, som posisjoneres over borehullet 114 ved sjøgulvet 106, tilveiebringer en grenseflate mellom innretningene inne i borehullet 114 og den flytende produksjonsfasiliteten 102. Følgelig kan det undersjøiske treet 104 koples til en produksjonsrørstreng 128 for å tilveiebringe fluidstrømningsveier og en kontrollkabel (ikke vist) for å tilveiebringe kommunikasjonsveier, som kan grense opp mot kontrollnavlen 112 til det undersjøiske treet 104.

Inne i borehullet 114 kan produksjonssystemet 100 også inkludere forskjellige utstyr for å gi adgang til produksjonsintervallene 108a-108n. F.eks. kan en overflatefôringsrørstreng 124 installeres fra sjøgulvet 106 til en lokalisering ved en spesifikk dybde under sjøgulvet 106. Inne i overflatefôringsrørstrengen 124 kan et mellomliggende eller produksjonsfôringsstreng 126, som kan strekke seg ned til dybden nær produksjonsintervallet 108, anvendes for å tilveiebringe støtte for brønnene i borehullet 114. Overflaten og produksjonsfôringsrørstrengen 124 og 126 kan sementeres til en fiksert posisjon inne i borehullet 114 for ytterligere å stabilisere borehullet 114. Inne i overflaten og produksjonsfôringsrørstrengene 124 og 126 kan produksjonsrørstrengen 128 anvendes for å tilveiebringe en strømningsvei gjennom borehullet 114 for hydrokarboner og andre fluider. Langs denne strømningsveien kan en underoverflatesikkerhetsventil 132 anvendes for å blokkere strømmen av fluider fra produksjonsrørstrengen 128 i tilfellet sprekke eller brudd over underoverflatesikkerhetsventilen 132. Videre kan sandkontrollinnretninger 138a-138n anvendes for å håndtere strømmen av partikler inn i produksjonsrørstrengen 128 med gruspakkinger 140a-140n.

Sandkontrollinnretningene 138a-138n kan inkludere fôringsrør med riller, alenestående sikter (SAS); forhåndspakkede sikter, metalltrådinnpakkede sikter, membransikter, ekspanderbare sikter og/eller metalltråd-mesh-sikter, mens gruspakkinger 140a-140n kan inkludere grus eller annet egnet fast materiale.

I tillegg til utstyret ovenfor kan pakninger 134a-134n anvendes for å isolere spesifikke soner i borehullringrommet fra hverandre. Pakningene 134a-134n, som kan refereres til heri som pakningene 134, kan konfigureres for å tilveiebringe fluidkommunikasjonsveier mellom sandkontrollinnretninger 138a-138n i forskjellige intervaller 108a-108n, mens de hindrer fluidstrøm i ett eller flere andre områder, slik som et borehullringrom. Fluidkommunikasjonsveiene kan inkludere en felles manifoldregion eller individuelle koplinger mellom shunt-rør gjennom pakningen. Uansett kan pakningene 134 anvendes for å tilveiebringe soneisolering og en mekanisme for å tilveiebringe en i det vesentlige fullstendig gruspakking i hvert intervall 108a-108n. For eksemplifiserende formål blir pakningene 134 her beskrevet ytterligere i forskjellige utførelsesformer beskrevet nedenfor i figurene 3A-3D, 4A-4D og 5A-5C.

Figur 2A-2B er delvise bilder av utførelsesformer av vanlige sandkontrollinntretninger som bindes sammen i et borehull. Hver av sandkontrollinnretningene 200a og 200b kan inkludere en rørformet del eller basisrør 202 omgitt av et filtermedium eller sandsikt 204. Ribber 106 kan anvendes for å holde på sandsiktene 204, som kan inkludere multiple metalltrådsegmenter, en spesifikk distanse fra basisrørene 202. Shunt-rør 208a og 208b som kollektivt kan refereres til som shunt-rør 208, kan inkludere pakkingsrør 208 eller transportrør 208b og kan også anvendes med sandsikter 204 for gruspakking inne i borehullet. Pakkingsrørene 208a kan ha én eller flere ventiler eller dyser 202 som tilveiebringer en strømningsvei for gruspakkingslam som inkluderer et bærerfluid eller grus, til ringrommet dannet mellom sandsikten 204 og veggene til borehullet. Ventilene kan hindre fluider fra et isolert intervall å strømme gjennom det minste ene forbindelsesrøret til et annet. For et alternativt perspektiv av det delvise bilde av sandkontrollinnretningen 200a, er et tverrsnittbilde av de forskjellige komponentene langs linjen AA vist i figur 2B. Det er å forstå at i tillegg til de eksterne shunt-rørene vist i figur 2A og 2B, som er beskrevet i US patentnummer 4945991 og 5113935 kan interne shunt-rør som er beskrevet i US patentnummer 5515915 og 6227303, også anvendes.

Mens denne type sandkontrollinnretning er anvendelig for visse brønner er den ikke i stand til å isolere forskjellige intervaller i borehullet. Slik det er angitt ovenfor kan problemene med vann/gassproduksjon inkludere produktivitetstap, utstyrsskade og/eller økte behandlings, håndterings og avhendingskostander. Disse problemene blir ytterligere sammensatt for brønner som har et antall forskjellige kompletteringsintervaller og hvor formasjonsstyrken kan variere fra intervall til intervall. Som sådan kan vann eller gassgjennomstrømning i et hvilket som helst av intervallene true de gjenværende reservene brønnen. Følgelig, for å tilveiebringe soneisolering i borehullet 114, er forskjellige utførelsesformer av pakninger som tilveiebringer alternative strømningsveier diskutert nedenfor i figur 3A-3D, 4A-4D og 5A-5C.

Figur 3A-3D er eksempelutførelsesformer på en pakning som har individuelle forbindelsesrør, som kan anvendes i produksjonssystemet 100 i figur 1 i henhold til visse aspekter i foreliggende teknikker. Følgelig kan figur 3A-3D best forstås ved samtidig å se figurene 1 og 2A-2B. I utførelsesformene blir en pakning 300, som kan være en av pakningene 134a-134n, anvendt med individuelle forbindelser eller shunt-rør 318 for å tilveiebringe bærerfluid sammen med grus til forskjellige isolerte intervaller 108a-108n inne i borehullet 114.

I figur 3A inkluderer en pakning 300 forskjellige komponenter som anvendes for å isolere ett intervall, som kan være et intervall 108a-108n, inne i en brønn 114. F.eks. inkluderer pakningen 300 en hoveddelsseksjon 302, et ekspansjonselement 304, en halsseksjon 306, en seksjon med hakk 310 og transport og koplingsrør 318. Hoveddelsseksjonen 302 kan fremstilles av stål eller stållegeringer med hoveddelsseksjonen 302 konfigurert til å være en spesifikk lengde 316, slik som ca.

4,26m, 11,58m, eller 12,19m, (14,38 eller 40 fot (ft)) (felles sammenføyninger er mellom ca. 3,04m (10 ft) og 15,24m (50 ft) som har spesifikke interne og ytre diametre. Ekspansjonselementet 304 kan være denne lengden 316 eller mindre. Forbindelsesrørene 318 kan være blindseksjoner av rør som har en lengde 316 (noen utførelsesformer kan ha en lengde i det vesentlige lik med lengden til ekspansjonselementet 304) og konfigureres til å kople til og danne en forsegling med shunt-rørene 208 på sandkontrollinnretningene 200a og 200b.

Forbindelsesrørene 318 kan også inkludere en ventil 320 med forbindelsesrøret 318 for å forhindre fluider fra et isolert intervall å strømme gjennom forbindelsesrøret 318 til et annet intervall. Produksjonspakningselementet eller ekspansjonselementet 304 kan omgi hoveddelsseksjonen 302 og forbindelsesrørene 318 og kan være et hydraulisk utløst oppblåsbart element (en elastomer eller termoplastisk materiale) eller et svellbart gummielement i kontakt med forbindelsesrøret 318. Det svellbare gummielementet kan ekspanderes i nærværet av hydrokarboner, vann eller annen stimulus. Som et eksempel kan et svellende gummielement plasseres i brønnen å få ekspandere for å komme i kontakt med veggene til borehullet før eller i løpet av hydrokarbonproduksjon. Det er også mulig å anvende en svellbar pakning som ekspanderer etter att vann kommer inn i borehullet og kontakter pakningen. Eksempler på svellbare materialer som kan anvendes kan finnes i Easy Well Solutions’ CONSTRICTOR<TM>eller SWELLPACKER<TM>, og SwellFix’s E-ZIP<TM>. Den svellbare pakning kan inkludere en svellbar polymer eller et svellbart polymermateriale, som er kjent for fagmannen og som kan anbringes med et av et kondisjoneringsborefluid, et kompletteringsfluid, et produksjonsfluid, et injeksjonsfluid, et stimuleringsfluid, eller en hvilken som helt kombinasjon derav.

I tillegg kan pakningen 300 inkludere en halsseksjon 306 og en seksjon med hakk 310. Halsseksjonen 306 og seksjonen med hakk 310 kan fremstilles av stål eller stållegeringer med hver seksjon konfigurert til en spesifikk lengde 314, slik som 10,4cm (4 inches (in)) til 1,21m (4 fot (ft)) (eller annen passende lengde), som har spesifikke interne og ytre diametre. Halsseksjonen 306 kan ha eksterne tråder 308 og seksjonen med hakk 310 kan ha interne tråder 312. Disse trådene 308 og 312 kan anvendes for å danne en forsegling mellom pakningen 300 og en sandkontrollinnretning eller et annet rørsegment, som er vist nedenfor i figur 3B-3D.

Konfigurasjonen av pakningen 300 kan modifiseres for eksterne shunt-rør, som vist i figur 3B, og for interne shunt-rør som vist i figur 3C. I figur 3C kan sandkontrollinnretningene 350a og 350b inkludere interne shunt-rør 352 anbrakt mellom basisrørene 354a og 354b og filtermedier eller sandsikter 356a og 356b, som er tilsvarende sandkontrollinnretningene 200a og 200b. I figur 3B og 3C er halsseksjonen 306 og seksjonen med hakk 310 til pakningen 300 koplet med respektive seksjoner til sandkontrollinnretningen 200a, 200b, 350a og 350b. Disse seksjonene kan koples sammen ved inngrep med trådene 308 og 312 for å danne en trådforbindelse. Videre kan forbindelsesrørene 318 koples individuelt til shuntrørene 208. Pga. at forbindelsesrørene 318 konfigureres til å passere gjennom ekspansjonselementet 304 danner forbindelsesrørene 318 en kontinuerlig strømningsvei gjennom pakningen 300 for shunt-rørene 308. Et alternativt perspektiv av det delviste bilde av pakningen 300, et tverrsnittbilde av pakningen 300 sammen med linjen BB er vist i figur 3D.

Figur 4A-4D er eksempler på utførelsesformer av en pakning anvendt med en manifold, som også kan anvendes i produksjonssystemet 100 i figur 1 i henhold til visse aspekter ved foreliggende teknikker. Følgelig kan figur 4A-4D best forstås ved å samtidig se på figurene 1 og 2. I utførelsesformene blir en pakning 400, som kan være en av pakningene 134a-134n, anvendt med en manifold eller åpning 420 for å tilveiebringe en fluidstrøm eller kommunikasjonsvei mellom multiple shunt-rør og sandkontrollinnretninger. Manifolden 420, som også kan refereres til som en manifoldregion eller manifoldforbindelse, kan anvendes for å kople til eksterne eller interne shunt-rør med forskjellige geometrier uten bekymring vedrørende oppstilling som kan være til stede ved andre konfigurasjoner.

I figur 4A inkluderer en pakning 400, som kan være en av pakningene 134a-134n, forskjellige komponenter som anvendes for å isolere et intervall inne i brønnen. F.eks. inkluderer pakningen 400 en hoveddelsseksjon 402, et pakningselement eller et ekspansjonselement 404, en halsseksjon 406, en seksjon med hakk 410, støttedeler eller segmenter 422 og en muffedel 418 som danner åpningen eller manifolden 420. Hoveddelsseksjonen 402 og muffeseksjonen 418 kan fremstilles av stål eller stållegeringer og konfigureres til å være en spesifikk lengde 416, slik som mellom 15,24cm til 15,24m (6 tommer(in) og 50 fot (ft)), mer foretrukket er 4,26m, 11.58m eller 12,19m (14 fot, 38 fot eller 40 fot (ft)) slik det er diskutert ovenfor, som har spesifikke interne og ytre diametre. Muffeseksjonen 418 kan også konfigureres til å kople til og danne en forsegling mellom shunt-rørene, slik som shunt-rørene 208 på sandkontrollinnretningene 200a og 200b. Støttesegmentene 422 anvendes for å danne åpningen 420 og plasseres mellom hoveddelsseksjonen 402 og muffeseksjonen 418 for å støtte ekspansjonselementet 404 og muffeseksjonen 418. Ekspansjonselementet 404 kan være tilsvarende ekspansjonselementet 304. F.eks. kan ekspansjonselementet blåses opp, svelles eller eventuelt klemmes mot veggene til borehullet eller fôringsrørstrengen. Dvs. ekspansjonselementet 404 kan inkludere et oppblåsbart element, kopptypeproduksjonspakning, et element utløst hydraulisk, hydrostatisk eller mekanisk, et element satt opp med radiofrekvensidentifisering og svellbart materiale, f.eks. Det svellbare materiale eller et svellbart polymert materiale som ekspanderer under nærvær av minst en olje, vann og en hvilken som helst kombinasjon derav. I tillegg kan ekspansjonselementet 404 settes opp med borefluid, produksjonsfluid, kompletteringsfluid, injeksjonsfluid, stimuleringsfluid og en hvilken som helst kombinasjon derav.

I tillegg kan pakningen 400 inkludere en halsseksjon 406 og en seksjon med hakk 410. Halsseksjonen 406 og seksjonen med hakk 410 kan fremstilles av stål eller stållegeringer med hver seksjon konfigurert til å være en spesifikk lengde 414, som kan være tilsvarende lengden 314 diskutert ovenfor, og som har spesifikke interne eller ytre diametre. Halsseksjonen 406 kan ha eksterne tråder 408 og seksjonen med hakk 410 kan ha interne tråder 412. Disse trådene 408 og 412 kan anvendes for å danne en forsegling mellom pakningen 400 og en sandkontrollinnretning eller et annet rørsegment, som er vist nedenfor i figur 4B-4D. Det er å forstå at koplingsmekanismen for disse pakningene og sandkontrollinnretningene kan inkludere forseglingsmekanismer slik det er beskrevet i US patentnummer 6464261; Internasjonal patentsøknad nummer WO2004/094796; Internasjonal patentsøknad nummer WO2005/031105; US patentsøknad publikasjonsnummer 2004/0140089; US patentsøknad publikasjonsnummer 2005/0028977; US patentsøknad publikasjonsnummer 2005/0061501 og US patentsøknad publikasjonsnummer 2005/0082060.

Konfigurasjonen av pakningen 400 er vist i figur 4B for interne shunt-rør for interne shunt-rør og i figur 4C for eksterne shunt-rør. I figurene 4B og 4C er halsseksjonen 406 og seksjonen med hakk 410 til pakningen 400 koplet med de respektive seksjonene til sandkontrollinnretningene 200a, 200b, 250a, 350b. Disse seksjonene kan koples sammen ved inngrep av trådene 408 og 412 for å danne en trådforbindelse eller gjennom forseglingsmekanismen beskrevet i referansene ovenfor. Uansett tilveiebringer åpningen 420 ubegrenset fluidstrømveier gjennom shunt-rørene 208 og 352 i sandkontrollinnretningene 200a, 200b, 350a og 350b koplet til pakningen 400. Åpningen 420 er konfigurert for passering gjennom ekspansjonselementet 404 og er et i det vesentlige ikke-begrenset mellomrom. Oppstilling i denne figuren er ikke nødvendig idet fluider slås sammen, som kan inkludere forskjellige former. Sandkontrollinnretningen er forbundet til pakningen med en manifoldforbindelse. Strømning fra shunt-rørene i sandkontrollinnretningen kommer inn i et forseglet område over forbindelsen for strømmen ledes over og inn i pakningsstrømningsveiene eller åpning 420. Et alternativt perspektiv av det delvise bilde av pakning 400, et tverrsnittbilde av forskjellige komponenter langs linje CC er vist i figur 4D.

Figurene 5A-5C er eksempler på utførelsesformer av to eller flere pakninger anvendt i produksjonssystemet 100 i figur 1 i henhold til visse aspekter av foreliggende teknikker. Følgelig kan figur 5A-5C best forstås ved å samtidig se figurene 1, 2, 3A-4D og 4A-4D. I utførelsesformene blir to pakninger 502 og 504, som kan være en fôringsrørshulpakning og en åpenhullspakning som er representert som en av pakningene 134a-134n, anvendt sammen med et forlegningsrør 508 inne i borehullet for å isolere forskjellige intervaller 108a-108n.

I figur 5A kan en første pakning 502 og en andre pakning 504 anvendes med en rørformet barriere, slik som et forlengningsrør 508 for å isolere et intervall inne i en brønn. Den første pakningen 502 kan anbringes rundt forlengningsrøret 508 og kan f.eks. inkludere en av pakningen 300, pakningen 400, en E-ZIP<TM>, CONSTRICTOR<TM>eller en hvilken som helst egnet åpenhullspakning kjent for fagmannen. Avhengig av den bestemte utførelsesformen kan den andre pakningen 504 anbringes mellom basisrøret 506 og forlengningsrøret 508 og kan f.eks. inkludere en av pakningen 300, pakningen 400, en MZ PACKER<TM>, eller en hvilken som helst egnet fôringsrørhullspakning kjent for fagmannen. Typen pakning anvendt kan avhenge av lokaliseringen av pakningen (f.eks. mellom produserende intervaller 108a-108b eller oppstrøms intervaller 108a) og tilveiebringelse av alternative strømningsveier. Dvs. én av pakningene 300 eller 400 kan anvendes med en vanlig pakning for andre spesifikke utførelsesformer. Forlengningsrøret 508 kan være et forhåndsboret forlengningsrør, som kan inkludere åpninger, perforeringer og designede slisser, som anvendes for å tilveiebringe stabilitet til brønnen 510 i borehullet. Den første pakningen 202 isolerer ringrommet dannet mellom veggen 510 til borehullet og forlengningsrøret 508, mens den andre pakningen 504 forlenger ringrommet dannet mellom forlengningsrøret 508 og sandsiktene 200a og 200b. Følgelig kan anvendelse av pakninger 502 og 504 med et forlengningsrør 508 tilveiebringe soneisolering inne i brønnen.

Som et alternativt perspektiv av pakningene 502 og 504 er et tverrsnittbilde av pakninger 502 og 504 langs linjen DD vist i figur 5B og 5C. I figur 5B kan den første pakningen 502 være en vanlig åpenhullspakning slik som f.eks.

CONSTRICTOR<TM>som danner en forsegling mellom veggen til borehullet og forlengningsrøret og den andre pakningen 504 kan være pakningen 300. Følgelig kan i denne utførelsesformen forbindelsesrørene 512 anvendes for å kople shuntrørene 208 til sandkontrollinnretningene 200a-200b. Alternativt, i figur 5C, kan den første pakningen 502 igjen være en ekstern pakning, mens den andre pakningen 504 kan være pakningen 400. Følgelig, i denne utførelsesformen, kan muffeseksjonen 516 og støttesegmenter 514 anvendes for å danne en åpning 518 som tilveiebringer en fluidstrømningsvei for shunt-rørene 208 til sandkontrollinnretningene 200a-200b. Installeringen og anvendelsen av disse produksjonspakningene er diskutert ytterligere nedenfor.

Figur 6 er et eksempel på et strømningsdiagram for anvendelse av pakning eller pakninger sammen med sandkontrollinnretningene i figur 1 i henhold til aspekter ifølge foreliggende teknikker. Dette strømningsdiagrammet, som refereres til med referansenummer 600, kan best forstås ved samtidig å se på figurene 1, 3A-3D, 4A.4D og 5A-5C. I dette strømningsdiagrammet 600 er en fremgangsmåte for å øke produksjonen av hydrokarboner fra et borehull 114 ved å tilveiebringe soneisolering i en gruspakking beskrevet. Dvs. foreliggende teknikker tilveiebringer soneisolering i et borehull som inkluderer gruspakking. Følgelig tilveiebringer pakningene anvendt med gruspakkingen soneisolering, som kan øke produksjonen av hydrokarboner fra produksjonsintervaller 108 til underjordformasjonen 107.

Strømningsdiagrammet begynner med blokk 602. Ved blokk 604 kan en brønn bores. Brønnen kan bores til en spesifikk dybdelokalisering gjennom forskjellige produksjonsintervaller 108 til underjordsformasjonen 107. Boringen av brønnen kan involvere typiske teknikker anvendt for forskjellige felt. Deretter kan én eller flere pakninger og sandkontrollinnretninger installeres inn i brønnen, slik det er vist i blokk 606. Pakningene og sandkontrollinnretningene, som kan inkludere pakningsutførelsesformene i figurene 3A-3D, 4A-4D og 5A-5C, kan installeres ved anvendelse av forskjellige teknikker.

For utførelsesformene i figur 5A-5C kan denne installasjonen også inkludere installering av et forhåndsboret fôringsrør. Installeringen av pakningene, sandkontrollinnretninger og gruspakking er diskutert videre nedenfor i figur 7 og 8A-8N.

Med pakningene, sandkontrollinnretningene og gruspakkingen installert kan brønnen opereres, slik det er diskutert i blokk 610-614. Ved blokk 610 kan hydrokarboner, slik som olje og gass, produseres fra brønnen. I løpet av produksjonen kan operasjonen av brønnen overvåkes, slik det er vist i blokk 612. Overvåking av brønnen kan inkludere generell overvåkning, slik som å overvåke vann tatt fra brønnen eller andre tilsvarende teknikker. I tillegg kan overvåkningen inkludere sensorer som bestemmer gassnivået til stede i borehullet. Ved blokk 614 blir en bestemmelse vedrørende en økning i produksjon av vann gjort. Denne bestemmelsen kan inkludere sammenligning av vannet tatt med en forhåndsbestemt terskel, eller indikasjon fra en monitor inne i borehullet når det gjelder om mengden av vann som produseres økes eller har overgått en spesifikk grense. Hvis vannproduksjonen ikke har økt, kan brønnovervåkingen av brønnen forstette i blokk 612.

Imidlertid, hvis vannproduksjonen har økt, kan intervallet som produserer vann verifiseres, slik det er vist i blokk 616. Verifiseringen av intervallet som produserer vann kan inkludere å oppnå informasjon fra én eller flere sensorer assosiert med intervallet eller å kjøre et produksjonsloggverktøy (PLT) via trådledning til en spesifikk lokalisering i brønnen for å bekrefte intervallet som produserer vann, f.eks. Deretter blir en bestemmelse gjort vedrørende om brønnproduksjonen er fullstendig, slik det er vist i blokk 618. Hvis brønnproduksjonen ikke er fullstendig blir intervallet som produserer vannet isolert, slik det er vist i blokk 620.

Isoleringen av det vannproduserende intervallet kan inkludere forskjellige teknikker basert på lokaliseringen av det vann produserende intervallet. F.eks. hvis det vannproduserende intervallet er lokalisert ved spissen av borehullet (dvs. enden av en avvikende del av borehullet), slik som intervall 108n, kan en plugg kjøres inn i borehullet 114 og settes via en elektrisk ledning ved en lokalisering før sandkontrollinnretningen 138n. Pluggen og pakningen 134n-1 isolerer produksjonsintervallet 138n fra å produsere vann inn i produksjonsrøret 128.

Alternativt, hvis det vannproduserende intervallet er lokalisert i hælen på borehullet,(dvs. som begynner ved en avvikende del av borehullet), slik som intervallet 108a, kan et skrevende arrangement kjøres inn i borehullet 114 og installeres over det vannproduserende intervallet. Dette skrevende arrangementet og pakninger 134a og 134b isolerer produksjonsintervallet 138a fra å produsere vann inn i produksjonsrøret 128. Uansett, hvis brønnproduksjonen er fullstendig, kan denne prosessen ende ved blokk 622.

Fordelaktig tilveiebringer anvendelsen av pakninger sammen med sandkontrollinnretninger i en gruspakking fleksibilitet når det gjelder å isolere forskjellige intervaller fra uønsket gass eller vannproduksjon, mens man fremdeles er i stand til å beskytte ovenfor sandproduksjon. Isolering muliggjør også anvendelse av innstrømskontrollinnretninger (f.eks. Reslink’s RESFLOW<TM>og Baker’s EQUALIZER<TM>) for å tilveiebringe trykkontroll for individuelle intervaller. Det blir også tilveiebrakt fleksibilitet til å installere strømningskontrollinnretninger (f.eks. choker) som kan regulere strøm mellom formasjoner med forskjellig produktivitet eller permeabilitet. Videre kan et individuelt intervall bli gruspakket eller trenger ikke å bli gruspakket. Dvs. gruspakkingsoperasjonene kan anvendes for å gruspakke selektive intervaller, mens andre intervaller ikke blir gruspakket som del av samme prosess. Til slutt kan individuelle intervaller gruspakkes med forskjellig størrelse grus fra andre soner for å forbedre brønnproduktivitet. Således kan størrelsen på grusen velges for spesifikke intervaller.

Figur 7 er et eksempel på et strømningsdiagram av installasjon av pakningen, sandkontrollinnretningene og gruspakkingen i figur 6 i henhold til aspektene ifølge foreliggende teknikker. Dette strømningsdiagrammet, som refereres til med referansenummer 700, kan best forstås ved samtidig å se på figurene 1, 3A-3D, 4A-4D, 5A-5C og 6. I dette strømningsdiagrammet 700 er en fremgangsmåte for å installere sandkontrollinnretningene, pakningen og gruspakkingen inn i et borehull, slik som borehull 114, beskrevet.

Strømningsdiagrammet begynner ved blokk 702. Ved blokk 704 kan brønndata oppnås. Brønndata kan oppnås ved å fange opp åpenhull-loggene og tilveiebringe disse åpenhull-loggene til en ingeniør. Ved blokk 706 kan en lokalisering for pakningen identifiseres. For å identifisere en lokalisering kan ingeniøren gjennomgå og identifisere seksjoner av borehullet for å velge en pakningslokalisering. Dermed kan borehullet rengjøres ved den identifiserte lokaliseringen, slik det er vist i blokk 708. Rengjøringen kan utføre ved et rengjøringsarrangement, som kan inkludere hullåpnere, børster og skraper, f.eks.

Pakningene og sandkontrollinnretningene kan kjøres til lokaliseringen, som vist i blokk 710. Igjen kan pakningene inkludere de forskjellige utførelsesformene diskutert ovenfor. I tillegg, for utførelsesformene i figurene 5A-5C, kan et forhåndsboret forlengningsrør og en åpenhullspakning installeres før installeringen av pakningene med sandkontrollinnretningene. Når de er på mållokaliseringen blir pakningene satt opp, slik det er vist i blokk 712. Oppsettingen av pakningene kan inkludere introduksjon av en stimulus til pakningene, slike som hydrokarboner, for å tvinge pakningen til å ekspandere og isolere den spesifikke delen av borehullet.

Deretter kan gruspakkingsoperasjonene begynne, slik det er vist i blokk 714-720. Ved blokk 714 kan verktøyene settes opp for gruspakkingsoperasjonene.

Verktøyene kan inkludere et tverrforbindelsesverktøy og annet utstyr som anvendes for å gi et bærerfluid som har grus til intervaller inne i borehullet.

Bærerfluidet kan være et fluid som er gjort viskøst med HEC-polymer, et fluid som er viskøst med xantanpolymer eller et fluid som er gjort viskøst med viskoelastisk surfaktant. I tillegg kan bærerfluidet velges slik at det har en fordelaktig reologi og sandbæringskapasitet for gruspakking av intervallene i borehullet ved å anvende sandkontrollinnretninger med alternative strømretningsteknologi. Deretter, ved blokk 716, blir intervallene gruspakket. De lavere intervallene (f.eks. tå intervallene eller intervallene identifisert for selektiv gruspakking) kan gruspakkes ved anvendelse av shunt-rør. I tillegg kan rekkefølgen av gruspakkingen utføres fra hælen til tåen av borehullet eller en hvilken som helst spesifikk sekvens basert på shunt-rørene eller annet utstyr som anvendes. Idet gruspakken 140a-140n dannes kan borehullfluidene klareres ut og erstattes med et kompletteringsfluid, slik der er vist i blokk 718. Ved blokk 720 kan produksjonsrøret 128 installeres og brønnen bringes i operasjon. Prosessen slutter ved blokk 722.

Som et spesifikt eksempel illustrerer figur 8A-8N eksemplifiserende utførelsesformer på installasjonsprosessen for en pakning, sandkontrollinnretninger og gruspakkinger. Disse utførelsesformene, som best forstås ved samtidig å se på figurene 1, 2A-2B, 3A-3D, 4A-4D og 7, involverer en installeringsprosess som kjører sandkontrollinnretninger og en pakning, som kan være pakning 300 eller 400, i et kondisjonert boreslam, slik som et ikke-vandig fluid (NAF), som kan være et faststoff tilsatt oljebasert fluid eller et faststofftilsatt vannbasert fluid. Denne prosessen, som er en tofluidprosess, kan inkludere tilsvarende teknikker med prosessen diskutert i Internasjonal patentsøknad nummer WO 2004/079145.

Imidlertid vil det være å forstå at dette eksemplet kun er for eksempelformål, idet andre egnede prosesser og utstyr også kan anvendes.

I figur 8A blir sandkontrollinnretninger 350a og 350b og pakning 134b som kan være en av pakningene diskutert ovenfor, kjørt inn i borehullet.

Sandkontrollinnretningene 350a og 350b kan inkludere interne shunt-rør 352 anbrakt mellom basisrørene 354a og 354b og sandsiktene 356a og 256b. Disse sandkontrollinnretningene 350a og 350b og pakningen 134b kan installeres i en kondisjonert NAF 804 inne i veggene 810 til borehullet. Særlig kan pakningen 134b installeres mellom produksjonsintervallene 108a og 108b. I tillegg kan et tverrforbindelsesverktøy 802 med et vaskerør 803 og pakning 134a senkes ned og settes i borehullet 114 på et borerør 806. Tverrforbindelsesverktøy 802 og pakningen 134a kan posisjoneres i produksjonsfôringsrørstrengen 126c. Det kondisjonerte NAF 804 i borehullet kan kondisjoneres over mesh-ristere (ikke vist) før de plassers i borehullet for å redusere eventuell potensiell plugging av sandkontrollinnretningene 350a-350b.

I figur 8B er pakningen 134a satt i produksjonsfôringsrørstrengen 126 ovenfor intervallene 108a og 108b, som skal gruspakkes. Pakningen 134a forsegler intervallene 108a og 108b fra delene av borehullet 114 over pakningen 134a. Etter pakningen 134a er satt, slik det er vist i figur 8C, blir tverrforbindelsesverktøyet 802 skiftet til reversposisjon og et bærerfluid 812 pumpes ned borerøret 806 og plasseres inn i ringrommet mellom produksjonsfôringsrørstrengen 126 og borerøret 806 over pakningen 134a. Bærerfluidet 812 erstatter kondisjoneringsborefluidet, som kan være et oljebasert fluid, slik som det kondisjonerte NAF 804, i retningen indikert i piler 814.

Deretter, i figur 8D, blir tverrforbindelsesverktøyet 802 skiftet til sirkulerende posisjon, som også kan refereres til som sirkulerende gruspakkingsposisjon eller gruspakkingsposisjon. Bærerfluid 812 blir deretter pumpet ned ringrommet mellom produksjonsfôringsstreng 826 og borerør 806 som trykker kondisjonert NAF 804 gjennom vaskerøret 803, ut sandsiktene 356a og 356b, som feier åpenhullringrommet mellom sandsiktene 356a og 356b og veggen 810 til borehullet og gjennom tverrforbindelsesverktøyet 802 inn i borerøret 806. Strømningsveien til bærerfluidet 812 er indikert med piler 816.

I figur 8E-8G blir intervallet klargjort for gruspakking. I figur 8E, idet åpenhullringrommet mellom sandsiktene 356a og 356b og veggen 810 til borehullet har blitt feid med bærerfluidet 812 blir tverrforbindelsesverktøyet 802 skiftet til revers posisjon. Kondisjonert NAF 804 pumpes ned ringrommet mellom produksjonsfôringsrøret 126 og borerøret 806 for å tvinge kondisjonert NAF 804 og bærerfluid 812 ut av borerøret 806, slik det er vist med piler 818. Disse fluidene kan fjernes fra borerøret 806. Deretter blir pakningen 134b satt, som vist i figur 8F. Pakningen 134b, som kan være en av pakningene 300 eller 400, f.eks., kan anvendes for å isolere ringrommet dannet mellom veggene 810 til borehullet og sandsiktene 356a og 356b. Mens det fremdeles er en revers posisjon, som vist i figur 8G, kan bærerfluidet 812 med grus 820 plasseres inne i borerøret 806 og anvendes for å tvinge kondisjonert NAF 804 opp ringrommet dannet mellom borerrøret 806 og produksjonsfôringsrørstrengen 126 over pakningen 134a, som vist med piler 822.

I figur 8H-8J kan tverrforbindelsesverktøyet 802 skiftes til sirkulerende posisjon til gruspakking av det første intervallet 108a. I figur 8H begynner bærerfluidet 812 med grus 820 å danne en gruspakking inne i produksjonsintervallet 108a over pakningen 134b i ringrommet mellom veggene 810 til borehullet og sandsikten 356a. Fluidet strømmer utenfor sandsikten 356a og returnerer gjennom vaskerøret 803 som indikert med piler 824. I figur 8I begynner gruspakkingen 140a å bli dannet over pakningen 134b, rundt sandsiktene 156a og mot pakningen 134a. I figur 8J fortsetter gruspakkingsprosessen for å danne gruspakningen 140a mot pakningen 134a til sandsikten 356a dekkes med gruspakning 140a.

Idet gruspakkingen 140a dannes i det første intervallet 108a og sandsiktene over pakningen 134b dekkes med grus tvinges bærerfluidet 812 med grus 820 gjennom shunt-rørene og pakningen 134b. Bærerfluidet 812 med grus 820 begynner å danne den andre gruspakkingen 140 i figurene 8K-8N. I figur 8K begynner bærerfluid 812 med grus 820 å danne den andre gruspakkingen 140b inne i produksjonsintervallet 108b under pakningen 134b i ringrommet mellom veggene 810 og borehullet og sandsikten 356b. Fluidet strømmer gjennom shunt-rørene og pakningen 134b, utenfor sandsikten 156b og returnerer gjennom vaskerøret 803 slik det er indikert med pilene 826. I figur 8L begynner gruspakkingen 140b å bli dannet under pakningen 134b og rundt sandsiktene 156b. I figur 8M forsetter gruspakkingen å vokse gruspakkingen 140b mot pakningen 134b til sandsiktene 156b er dekket med gruspakkingen 140b. I figur 8N blir gruspakkingene 140a-140b dannet og overflatebehandlingstrykk øker for å indikere at ringrommellomrommet mellom sandsiktene 356a og 356b og veggene til borehullet 810 er gruspakket.

Et spesifikt eksempel på en installasjon av pakninger 502 og 504 er beskrevet nedenfor. Til å begynne med blir produksjonsintervallet boret til måldybde og brønnen tilbakepresses for å rengjøre borehullet. Åpenhullogger kan sendes til en ingeniør for å gjennomgå og identifisere en lokalisering i skiferen for å sette den første pakningen 502. Lokaliseringen av den første pakningen 502 kan posisjoneres over skiferbarrieren som separerer den predikerte vann/gass-produksjonssanden og langtids hydrokarbonproduserende intervall. Deretter kan et forhåndsboret fôringsrør 808 med den første pakningen 502 kjøres til måldybden. Følgelig kan den første pakningen 502 isolere ringrommet mellom skiferseksjonen og det forhåndsborede fôringsrøret 508. Deretter kan sandkontrollinnretninger og andre pakning 504 kjøres til måldybden. Den andre pakningen 504 isolerer ringrommet mellom det forhåndsborede fôringsrøret 508 og sandkontrollsiktene til sandkontrollinnretningen. Deretter kan gruspakkingsprosessen skje tilsvarende det som er diskutert i figurene 8B-8N.

Figur 9A-9D er eksemplifiserende utførelsesformer på soneisolering som kan bli tilveiebrakt i pakningene beskrevet ovenfor i henholdt til aspekter ifølge foreliggende teknikker. Følgelig kan disse utførelsesformene best forstås ved samtidig å se på figurene 1, 3A-3D, 4A-4D og 5A-5C. I disse utførelsesformene angår figur 9A og 9B prosessen eller systemet som anvender fôringspakningene 300 eller 400, mens figur 9C og 9D angår prosessen eller systemet som anvender fôringspakningene 502 og 504.

I figur 9A-9B er sandkontrollinnretninger 138a-138c og gruspakkinger 140a-140c plassert i borehullet 114 med pakninger 134a-134c, som kan være en av pakningene diskutert ovenfor. Sandkontrollinnretningene 138a og 138b, som kan inkludere interne shunt-rør (ikke vist) anbrakt mellom basisrørene og sandsiktene kan anvendes for å produsere hydrokarboner fra de respektive intervallene 108a og 108b som kan strømme langs strømningsveiene 902 og 904. I figur 9A produserer intervall 108c vann langs strømningsveien 904. Følgelig, for å isolere dette intervallet 108c, kan en plugg 906 installeres inni basisrøret ved lokaliseringen til pakningen 134c. Denne pluggen 906 sammen med pakningen 134c isolerer det vannproduserende intervallet fra de andre intervallene 108a og 108b, som kan fortsette å produsere hydrokarboner. Tilsvarende, i figur 9B, produserer intervallet 108b vann. For å isolere intervallet 108b kan skrevearrangementet 906 installeres mellom pakninger 134b og 134c for å isolere det vannproduserende intervallet 108b fra de andre intervallene 108a og 108c som produserer hydrokarboner langs strømningsveien 912.

I figur 9C-9D er sandkontrollinnretningen 138a-138c og gruspakninger 140a-140c plassert inne i et fôringsrør 508 inne i borehullet 114 med produksjonspakninger 502a, b og 504a, b. Sandkontrollinnretningene 138a og 138b som kan inkludere interne shunt-rør, kan anvendes for å produsere hydrokarbon fra respektive intervaller 108a og 108b som kan strømme langs strømningsveiene 922. I figur 9C produserer intervallet 908c vann langs strømningsvei 924. Følgelig, for å isolere dette intervallet 108c, kan en plugg 926 installeres inne i basisrøret ved lokaliseringen til pakningene 502b og 504b. Denne pluggen 926 sammen med pakningene 502b og 504b isolerer den vannproduserende delen fra de andre intervallene 108a og 108b som kan fortsette å produsere hydrokarboner.

Tilsvarende produserer i figur 9D intervallet 108b vann. Et skrevearrangement 928 kan installeres mellom produksjonspakningene 502a, b for å isolere det vannproduserende intervallet 108b, fra de andre intervallene 108a og 108c som produserer hydrokarboner langs strømningsveien 930.

Som et spesifikt eksempel på isoleringsteknikker kan vannproduksjon bestemmes å være til stede ved tåen av det avvikende borehullet. Denne lokaliseringen kan bestemmes ved å utføre en FLT-undersøkelse for å bekrefte kilden til vannproduksjonen. Deretter kan en metalltråd eller spolerørplassringsplugg, som kan inkludere en lås eller slipptype stamme og en utjevningsovergang, installeres for å isolere vannproduksjonsintervallet. Pluggen kan kjøres i en ikke-selektiv modus som nippel-profilen (hvis inkludert som del av produksjonspakningsarrangementet) i produksjonspakningen (f.eks. en kopptype produksjonspakning, slik som f.eks. MZ PACKER<TM>(Schlumberger), en svellbar produksjonspakning, slik som f.eks. E-ZIP<TM>) som typisk er den minste i kompletteringsstrengen. I tillegg er det å forstå at en traktor kan anvendes for avvik over 65 ° hvis metalledningen er den valgte arbeidsstrengtypen. Idet den er satt på plass kan metalledningen eller spolerøret rigges ned og produksjonen gjenopptas.

Som et annet eksempel kan vannet bli bestemt å bli produsert fra hælen til det avvikende borehullet. Igjen, i eksempelet, kan kilden til vannproduksjonen bekreftes ved å utføre en PLT-undersøkelse (PLT Survey). Deretter kan spolerøret rigges opp og en setesammenstilling (straddle assembly) kan installeres for adekvat å isolere det vannproduserende intervallet. Setesammenstilling (straddle assembly) kan inkludere en forseglingspinne, ikke-kjør-indikator, strømningssammenføyningsrør og slip- eller låsstammetype hengar. setesammenstilling (straddle assembly) kan legges opp til spolerør-arbeidsstrengen og kjøres i hullet for å plassere forseglingspinne inni isolasjonspakningen. Strømningssammenføyningsrøret isolerer det vannproduserende intervallet og hengeren låser hele sammenstillingen på plass. Idet den er på plass blir spolerørsenheten rigget ned og produksjonen gjenopptas.

I tillegg, ved anvendelse av en pakning for å isolere forskjellige intervaller er forskjellig fleksibilitet tilveiebrakt med plassering av gruspakkinger i noen intervaller og til og med typen grus. F.eks. er figur 10a-10b eksempelutførelsesformer på de forskjellige typene gruspakkinger anvendt med soneisoleringen tilveiebrakt ved pakningen beskrevet ovenfor i henhold til aspekter ifølge foreliggende teknikker. Følgelig kan disse utførelsesformene best forstås ved samtidig å se på figurene 1, 3A-3D, 4A-4D, 5A-5C og 9A-9D.

I figurene 10A-10B er sandkontrollinnretningene 138a-138c plassert inne i borehullet 114 med pakninger 134b og 134c. Sandkontrollinnretningene 138a-138c, som kan inkludere interne shunt-rør, kan anvendes for å produsere hydrokarboner fra de respektive intervallene 108a-108c. I figur 10A er intervallene 108a og 108c pakket for å danne gruspakkinger 140a og 140c gjennom interne shunt-rør. De interne shunt-rørene i sandkontrollinnretningen 138b kan plugges og er ikke i fluidkommunikasjon med borehullet 114. Som et resultat blir ingen gruspakking 140b dannet inne i intervallet 108b pga. at grusen ikke kommer inn i intervallet 108b pga. isolasjonen tilveiebrakt ved pakningene 134b og 134c. Selv med isoleringen blir hydrokarboner produsert fra intervaller 108a-108c gjennom sandkontrollinnretninger 138a-138c. I dette eksempelet blir en gruspakking 140b ikke dannet i intervall 108b pga. den høye sandkvaliteten i dette intervallet, som kan redusere brønnproduktivitet. Eller er en gruspakking unødvendig pga. høy sandstyrke i intervallet 108b. Tilsvarende, i figur 10B, blir gruspakkinger 140b og 140c plassert i de interne shuntene gjennom direkte shunt-pumping. Det er ingen fluidkommunikasjon med de interne shunt-rørene i sandkontrollinnretningen 108a, som kan plugges. Gruspakking 140a installeres ved anvendelse av vanlige gruspakkingsteknikker ovenfor pakningen 134b. Grusstørrelsen i gruspakkingen 140a kan være forskjellig fra grusstørrelsene i gruspakkingene 140b og 140c for å forbedre brønnytelse. Som sådan tilveiebringer denne soneisoleringen fleksibilitet når det gjelder å plassere gruspakkinger så vel som typer grus plassert inne i brønnen.

Videre er det å forstå at foreliggende teknikker også kan anvendes for injeksjon og behandling av en brønn. F.eks., i løpet av brønninjeksjon, kan shunt-rørene og strøm gjennom pakningene fungere tilsvarende brønnproduksjon, men tilveiebringe strøm i forskjellige retninger. Følgelig kan pakningene konfigureres for å tilveiebringe spesifikke funksjonaliteter for en injeksjonsbrønn eller kan designes slik at de opererer som en injeksjons- og produksjonsbrønn. Følgelig er figur 11A-11C eksempler på utførelsesformer av forskjellige typer av strømning gjennom soneisoleringen tilveiebrakt ved pakningene beskrevet ovenfor i henhold til aspekter ved foreliggende teknikker. Følgelig kan disse utførelsesformene best forstås ved samtidig å se på figurene 1, 3A-3D, 4A-4D, 5A-5C og 9A-9D.

I figur 11 A er ett internt shunt-rør 1101 i fluidkommunikasjon med intervall 108b for å tilveiebringe et injeksjonsfluid inn i intervallet 108b. Injeksjonsfluidet, som kan være vann, gass eller hydrokarbon, injiseres inn i intervallet 108b i retningen indikert ved piler 1103. Injeksjonen av disse fluidene kan utføres gjennom direkte shunt-pumping. De injiserte fluidene kommer ikke inn i intervallene 108a og 108c pga. at pakningene 134b og 134c tilveiebringe isolering i borehullet 114. Ved injisering inn i intervallet 108b blir hydrokarboner plassert gjennom basisrørsperforeringene 1102 i sandkontrollinnretningene 138a og 138c i retningen til pilene 1104. Pga. at sandkontrollinnretningen 138b kan være blokkert med en setesammenstilling (straddle assembly), slik det er angitt ovenfor, kan det resulterende injiserte fluidet holde seg i intervall 108b.

I figur 11B er det interne shunt-røret 1110 i fluidkommunikasjon med intervall 108b for å tilveiebringe et behandlingsfluid inn i intervallet 108b.

Behandlingsfluidet, som kan anvendes for å stimulere en brønn, injiseres inn i intervallet 108b, i retningen indikert med pilene 1112. Igjen kan behandlingsfluidet bli tilveiebrakt i intervallet 108b gjennom direkte shunt-pumpeteknikker. Injisert fluid indikert med piler 1112 kommer ikke inn i intervallene 108a og 108c pga. isoleringen i borehullet 114 med pakningene 134b og 134c. I dette eksempelet blir hydrokarboner produsert etter behandlingsoperasjoner gjennom basisrørperforeringer 102 i sandkontrollinnretninger 138a-138c. Følgelig blir strømningen fra de sekundære strømningsveiene til sandkontrollinnretningene slått sammen med strømnings fra de primære strømningsveiene til sandkontrollinnretningene.

Et eksempel på en slik behandlingsteknikk er fjerning av en filterkake. I dette eksempelet inkluderer intervall 108b en filterkake og sandkontrollinnretningene 138a-138c posisjoneres i borehullet 114. Filterkakefjerningsbehandling kan være mekanisk og/eller kjemisk og kan utføres før eller etter gruspakkingsoperasjoner. Mer spesifikt blir filterkakebehandlingsfluidet pumpet direkte inn i den sekundære strømningsveien som tjener med å levere filterkakebehandlingsfluidet til sandsiden av intervallet 108b indikert med piler 1112. Behandlingen kan pumpes med én eller flere returneringer. En foretrukket utførelsesform av denne behandlingsteknikken anvender alternativ strømretningsteknologi som inkorporerer shunt-rør 1110 med dyser (ikke vist) som er tilfestet til og utvider lengden til sandkontrollsikten 138b. Mekanisk fjerning kan utføres ved å rette behandlingen fra dysene mot formasjonssiden for å røre filterkaken, hvor dette kan involvere høyhastighetespumping eller apparatet kan involvere spesielt designede dyser eller mekaniske rørere. Kjemisk fjerning kan involvere anvendelsen av syrer, løsemidler eller andre forbindelser.

I figur 11C er det interne shunt-røret 1120 i fluidkommunikasjon med intervall 108b for å tilveiebringe en dual kompletteringstilnærming for brønnen.

Produksjonsfluid indikert med piler 1122 blir produsert inn i shunt-røret gjennom åpninger, slike som perforeringer eller slisser. I dette eksempelet blir produksjonsfluidene produsert fra intervaller 108a og 108c gjennom perforeringene 1102 i basisrøret til sandkontrollinnretninger 138a og 138c langs veien indikert med pilene 1104. Sandkontrollinnretning 138b kan blokkeres med et setesammenstilling (straddle assembly) eller av basisrør-perforeringer blokkert for å hindre sammenslåing av fluidene fra intervallene 108-108c. Som et resultat kan de produserte fluidene fra intervallet 108b gjennom det interne shunt-røret 1120 produseres separat fra fluider i intervallene 108a og 108c pga. Pakningene 134b og 134c isolerer de forskjellige intervallene 108a-108c. I tillegg kan de sekundære strømningsveiene kontrolleres separat ved overflaten.

Som en alternativ utførelsesform av pakningen 400 kan forskjellige geometriske mønstre anvendes for støttedelen 418 for å danne oppdelinger, avgrensinger og ledeplater som håndterer strømmen av fluider inne i pakning 400. Slik det er angitt ovenfor, under foreliggende teknikker, blir støttedeler 418 anvendt for å danne en åpning 420 mellom muffen og basisøret. Disse støttedelene 418 kan konfigureres for å tilveiebringe overskuddsstrømningsveier eller skiftende (i sikksakk) inne i pakningen 400. F.eks. kan støttedelen 418 konfigureres for å danne to åpninger, tre åpninger, et hvilket som helst antall åpninger opp til antallet shunt-rør på sandkontrollinnretningen 138, eller flere åpninger enn shunt-rørene på sandkontrollinnretningen 138. På denne måten kan sandkontrollinnretningen 138 og pakninger 400 utnytte shunt-rørene for å produsere hydrokarboner eller kan utnytte disse forskjellige shunt-rørene for å tilveiebringe forskjellige fluider eller veier gjennom borehullet 114. Således kan støttedelene 418 anvendes for å danne kanaler som har forskjellige geometrier.

I tillegg er det å forstå at shunt-rørene utnyttet i utførelsesformene ovenfor kan være eksterne eller interne shunt-rør som har forskjellige geometrier. Valg av shunt-rørform bygger på rombegrensninger, trykktap og sprengning/kollapskapasitet. F.eks. kan shunt-rørene være sirkulære, rektangulære, trapesiodale, polygoner eller andre former for forskjellige applikasjoner. Eksempler på shunt-rør inkluderer Exxon Mobile’s ALLPAC®, og AIIRFRAC®.

Videre er det å forstå at foreliggende teknikker også kan utnyttes for gassgjennombrudd som brønn. F.eks. kan gassgjennombrudd overvåkes i blokk 614 i figur 8. Hvis gassgjennombrudd detekteres kan gassproduserende intervall isoleres i blokk 620. Gassen kan isoleres ved anvendelse av teknikkene beskrevet ovenfor i minst figurene 9A-9D.

Claims (9)

Patentkrav

1. System (100) assosiert med produksjon av hydrokarboner, omfattende: et brønnhull (114) benyttet til å produsere hydrokarboner fra et undergrunnsreservoar (107); en produksjonsrørstreng (128) avsatt innenfor brønnhullet; en flerhet av sandkontrollinnretninger (138) koplet til produksjonsrørstrengen og avsatt innenfor en åpenhullseksjon av brønnhullet, hvori hver av flerheten av sandkontrollinnretning har en første strømningsvei isolert fra brønnhullet med et filterelement (204), og hvori hver av flerheten av sandkontrollinnretning omfatter minst ett shuntrør (208), og hvori i det minste et shuntrør leverer en sekundær strømningsvei; minst én pakning (134, 300) koplet mellom to av flerheten av sandkontrollinnretning, hvori minst den ene pakningen konfigureres for å tilveiebringe minst en strømningsvei gjennom den minst ene pakningen og mellom shuntrørene for to av flerheten av sandkontrollinnretning, og hvor den minste ene pakningen konfigureres for hovedsakelig å forhindre fluidstrømning i minst en del av et ringrom mellom rørelementet (302) og en vegg (510) på brønnhullet; en første gruspakking (140) avsatt i det minste delvis rundt minst én av flerheten av kontrollinnretningen oppstrøms fra den minst ene pakningen; og en andre gruspakking (140) avsatt minst delvis rundt minst én av flerheten av sandkontrollinnretningen nedstrøms for den minst ene pakningen; k a r a k t e r i s e r t v e d a t , det i det minste den ene pakningen er videre konfigurert til å levere en primær strømningsvei i fluid kommunikasjon ved primære strømningsvei av minst den ene av flerheten av sandkontrollinnretningen, og en andre strømningsvei i fluidkommunikasjon med minst et shuntrør i minst en av flerhetene av sandkontrollinnretningen, hvori i det minste ett shuntrør for hver av den flerheten av sandkontrollinnretningen, i det minste en pakning som omfatter en manifoldsone (420,518) som blander og re-distribuerer strømning innenfor den sekundære strømningsvei av i det minste en pakning.

2. System ifølge krav 1, hvori ekspansjonselementet omfatter minst ett av et svellbart element, et oppblåsbart element og et pakningselement av kopp-type.

3. System ifølge krav 1, hvori ekspansjonselementet aktueres ved én eller flere av hydraulisk aktuering, mekanisk aktuering og hydrostatisk trykkaktuering.

4. System ifølge krav 1, hvori ekspansjonselementet ekspanderer i nærvær av minst ett av borefluid, produksjonsfluid, kompletteringsfluid og enhver kombinasjon derav.

5. System ifølge krav 1, hvori shuntrørene er avsatt utvendig, eller innvendig på filtermediet.

6. Fremgangsmåte for å produsere hydrokarboner (600) fra en brønn, omfattende:

avsetting (606) av sandkontrollinnretninger (138) og minst en pakning (134, 300) innenfor et brønnhull (114) tilgrensende et undergrunnsreservoar (107), hvor hver av sandkontrollinnretningene inkluderer minst et shuntrør (208), hvori hver av sandkontrollinnretningene har en primærstrømningsvei isolert fra brønnhullet av et filterelement (204) og i det minste det ene shuntrør leverer en sekundærstrømningsvei og hvori hver av den minst ene pakningen inkluderer en primær- og sekundærstrømningsvei, hvori den primære strømningsvei av i det minste den ene pakning er i fluid kommunikasjon med den primære strømningsvei, av i det minste en av sandkontrollinnretningene, k a r a k t e r i s e r t v e d a t den primære og den sekundære strømningsveien av den minst ene pakningen er i fluidkommunikasjon med det minst ene shuntrøret til sandkontrollinnretningene gjennom en manifoldsone (420,518) som blander og re-distribuerer strømning innenfor den sekundære strømningsvei av det i det minste en pakning, sette den minst ene pakningen innenfor åpenhulls seksjonen; gruspakking (608) av sandkontrollinnretningene i et intervall av undergrunnsreservoaret oppstrøms for den minst ene pakningen, og gruspakking (608) av sandkontrollinnretningene i et intervall av undergrunnsreservoaret nedstrøms for den minst ene pakningen ved å føre et bærerfluid som inneholder grus gjennom den sekundære strømningsveien til den minst ene pakningen; og

produsere hydrokarboner (610) fra brønnhullet ved å føre hydrokarboner gjennom sandkontrollinnretningene.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 6, videre omfattende:

kondisjonering av et borefluid benyttet for å få tilgang til en undergrunnsformasjon via brønnhullet, hvori sandkontrollinnretningene og den minst ene pakningen er avsatt i brønnhullet i det kondisjonerte borefluidet;

forskyve det kondisjonerte borefluidet tilgrensende sandkontrollinnretningene og den minst ene pakningen med et bærerfluid før setting av pakningen; og gruspakking av intervallene i brønnhullet med bærerfluidet som inneholder grus.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, hvori det kondisjonerte borefluidet er et faststofflastet oljebasert fluid, eller et faststofflastet vannbasert fluid.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 7, hvori bærerfluidet omfatter et fluid, viskosifisert med én eller flere av HEC-polymer, xantan-polymer og viskoelastisk surfaktant.