NO20110206A1

NO20110206A1 - System og fremgangsmate for intelligent komplettering gjennom produksjonsror, med kobling.

Info

Publication number: NO20110206A1
Application number: NO20110206A
Authority: NO
Inventors: Dinesh R Patel
Original assignee: Schlumberger Technology Bv
Priority date: 2010-02-07
Filing date: 2011-02-07
Publication date: 2011-08-08
Also published as: US20110192596A1

Abstract

En teknikk letter bruk av et produksjonsrørført kompletteringssystem innkjørt i etsidehull. Den produksjonsrørførte kompletteringen kan omfatte produksjonsrør koblet til en strømningsreguleringsventil (56) og en eller flere følere (58) som måler minst ett trekk ved sidehullet. Den produksjonsrørførte kompletteringen omfatter også et koblingssystem som letter overføring av signaler mellom den produksjonsrørførte kompletteringen, som går inn i sidehullet, og et sted på overflaten eller et annet sted.

Description

KRYSSREFERANSE TIL BESLEKTET SØKNAD

[0001]Denne søknaden er basert på og tar prioritet fra den foreløpige US-søknaden 61/302,138, innlevert 7. februar 2010; fra den foreløpige US-søknaden 61/302,137, innlevert 7. februar 2010; og fra den foreløpige US-søknaden 61/302,232, innlevert 8. februar 2010.

BAKGRUNN

Oppfinnelsens område

[0002]Foreliggende oppfinnelse vedrører generelt brønnkompletteringssystemer, og mer spesifikt intelligente systemer for komplettering gjennom produksjonsrør. Angivelsen av et eksempel på bruksområde er imidlertid kun for å forenkle den detaljerte beskrivelsen, og skal ikke forstås som en begrensning. Forskjellige utførelsesformer av idéene som vises her kan bli anvendt i en lang rekke anvendelser og tekniske områder.

Beskrivelse av beslektet teknikk

[0003] De følgende beskrivelser og eksempler erkjennes ikke å være kjent teknikk selv om de er innlemmet i dette kapittelet.

[0004] Når en eksisterende oljebrønn begynner å tømmes eller den produserte vannandelen blir for høy, er det behov for å stenge av eller kvele den tidligere produserende formasjonen og bore en sekundær gren. Den sekundære grenen kan bli boret i den samme brønnen til en ny olje- og/eller gasslomme. Generelt kan den sekundære grenen bli omtalt som et sidesteg eller en multilateralgren. Prosessen med å bore en sidegren er nødvendig for å fornye en produserende oljebrønn uten de store kostnadene og utgiftene forbundet med boring av en helt ny brønn.

[0005] Disse nye sidegrenene blir ofte boret mens den eksisterende kompletteringsstrengen forblir i brønnhullet. Denne typen boring kalles gjerne TTD-boring (Through Tubing Drilling) eller kveilrørboring. TTD-boring lager nye tappepunkter i sidegrener eller en sekvens av sidegrener, ofte kalt multilateralsteg. Med denne typen brønnkonstruksjon er det utfordringer knyttet til komplettering av disse nye tappepunktene som følge av begrensningene de eksisterende øvre kompletteringsseksjonene innebærer. De eksisterende øvre kompletteringsseksjonene reduserer i alminnelighet hulldiameteren i brønnsystemet tilgjengelig for innkjøring av en produksjonsrørført (through tubing) komplettering. En ytterligere utfordring er kommunikasjon med den produksjonsrørførte kompletteringen for å bevirke selektiv styring og datamåling. Det finnes naturligvis også andre utfordringer utover de angitte eksemplene, som kan løses av denne beskrivelsen.

OPPSUMMERING

[0006]Utførelsesformer av systemet eller fremgangsmåten det kreves beskyttelse for kan omfatte et produksjonsrørført kompletteringssystem innkjørt i et sidehull. Den produksjonsrørførte kompletteringen kan omfatte produksjonsrør koblet til en strømningsreguleringsventil og én eller flere følere som måler minst ett trekk ved sidehullet. I tillegg kan den produksjonsrørførte kompletteringen omfatte én av et hann- eller hunn-våtkoblingssystem (wet connect system) innrettet for kommuniserbart å kobles til strømningsreguleringsventilen og den ene eller de flere følerne. Et motsvarende hann- eller hunn-våtkoblingssystem kan bli stilt i kommunikasjon med nevnte ene av et hann- eller hunn-våtkoblingssystem for å styre strømningsreguleringsventilen og/eller for å kommunisere det minst ene trekket ved sidehullet.

[0007] I andre utførelsesformer kan koblingssystemet omfatte en trådløs kommunikasjonsmodul innrettet for å kommunisere trådløst med et sted på overflaten mens den er koblet til en øvre del av den produksjonsrørførte kompletteringen. I noen utførelsesformer kan den produksjonsrørførte kompletteringen omfatte en trådløs kommunikasjonsforbindelse innrettet for å kommunisere trådløst med et sted på overflaten over et gap. I dette siste eksempelet kan den trådløse kommunikasjonsforbindelsen omfatte en spoleanordning for induktiv kommunikasjon over gapet. Utførelsesformer av oppfinnelsen det kreves beskyttelse for kan også omfatte en fremgangsmåte for å installere et produksjonsrørført kompletteringssystem med koblingssystemet.

[0008] And re eller alternative trekk vil tydeliggjøres av den følgende beskrivelsen, av tegningene og av kravene.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

[0009]Utvalgte utførelsesformer av oppfinnelsen vil bli beskrevet i det følgende under henvisning til de vedlagte tegningene, der like referansenummer angir like elementer. Det må imidlertid forstås at de vedlagte tegningene kun illustrerer de forskjellige utførelsene beskrevet her og er ikke ment å begrense rammen til forskjellige teknikkene beskrevet her. Tegningene er som følger:

[0010] Figur 1 er en skjematisk illustrasjon av en produksjonsrørført komplettering med en våtkoblingsdel (wet mate connector), ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen;

[0011] Figur 2 er en skjematisk illustrasjon av en del av en produksjonsrørført komplettering med en induktiv våtkoblingsdel, ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen;

[0012] Figur 3 er en skjematisk illustrasjon av en del av en produksjonsrørført komplettering med en trekkbar koblingsdel, ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen;

[0013] Figur 4 er en skjematisk illustrasjon av en produksjonsrørført komplettering med en hydraulisk og elektrisk våtkoblingsdel, ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen;

[0014] Figur 5 er en skjematisk illustrasjon av en produksjonsrørført komplettering med en trådløs kommunikasjonsforbindelse til overflaten, ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen;

[0015] Figur 6 er en skjematisk illustrasjon av en produksjonsrørført komplettering med en trådløs korthopp-kommunikasjonsforbindelse til overflaten, ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen;

[0016] Figur 7 er en skjematisk illustrasjon av en produksjonsrørført komplettering med en seismisk/akustisk trådløs kommunikasjonsforbindelse til overflaten, ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen;

[0017] Figur 8 er en skjematisk illustrasjon av en produksjonsrørført komplettering med en trådløs kommunikasjonsforbindelse til overflaten, ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen;

[0018]Figur 9 er en skjematisk illustrasjon av kommunikasjonsspoler anvendt i den trådløse kommunikasjonsforbindelsen illustrert i figur 8, ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen;

[0019] Figur 10 er en skjematisk illustrasjon av en produksjonsrørført komplettering med en trådløs kommunikasjonsforbindelse til overflaten, ifølge en annen utførelsesform av oppfinnelsen; og

[0020] Figur 11 er en skjematisk illustrasjon av kommunikasjonsspoler anvendt i den trådløse kommunikasjonsforbindelse illustrert i figur 10, ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen.

DETALJERT BESKRIVELSE

[0021] I den følgende beskrivelsen er en rekke detaljer forklart for å gi en forståelse av noen illustrerende utførelsesformer av foreliggende oppfinnelse. Imidlertid vil det forstås av fagmannen at forskjellige utførelsesformer av foreliggende oppfinnelse kan praktiseres uten disse detaljene, og at en rekke variasjoner eller modifikasjoner fra den beskrevne utførelsesformer kan være mulig.

[0022] I beskrivelsen og i de vedføyde kravene anvendes termene "forbinde", "forbindelse", "forbundet", "i forbindelse med" og "forbinder" og liknende i betydningen "i direkte forbindelse med" eller "i forbindelse med via ett eller flere elementer"; og betegnelsen "sett" anvendes i betydningen "ett element" eller "flere enn ett element". Videre anvendes termene "koble", "kobling", "koblet", "koblet sammen" og "koblet til" i betydningen "direkte sammenkoblet" eller "koblet sammen via ett eller flere elementer". Ordene "opp" og "ned", "øvre" og "nedre", "oppover" og nedover", "oppstrøms" og "nedstrøms"; "over" og "under"; og andre liknende ord som angir relative posisjoner ovenfor eller nedenfor et gitt punkt eller element, anvendes i denne beskrivelsen for klarere å beskrive noen utførelsesformer av oppfinnelsen.

[0023] Utførelsesformer av denne oppfinnelsen vedrører generelt et sidespor eller en sidegren som bores fra en eksisterende komplettering, omtalt som TTD-boring. I tillegg vedrører utførelsesformer også hvordan et sidespor eller en sideboring kan bli komplettert uten å trekke ut den eksisterende kompletteringen og uten eller med minimale modifikasjoner av den eksisterende overflateinfrastrukturen, omtalt som produksjonsrørført komplettering. I noen utførelsesformer vedrører de produksjonsrørførte kompletteringssystemene intelligente kompletteringer eller kompletteringssystemer som kan tilpasses basert på tilstander som oppstår i brønnen.

[0024] Figurene 1 og 2 viser en utførelsesform av et produksjonsrørført kompletteringssystem 20 med en kommunikasjonsforbindelse eller et koblingssystem 21 omfattende en hann-våtkoblingsdel 22 som blir kjørt på en kabel 24, ifølge aspekter ved foreliggende oppfinnelse. Som vist kan et brønnsystem 26 omfatte en eksisterende øvre komplettering 28 med kompletteringskomponenter så som produksjonsrør 30, f.eks. et 7-tommers produksjonsrør, og en overflatestyrt undergrunns sikkerhetsventil (SCSSV - Surface Controlled Subsurface Safety Valve) 32, f.eks. en 17,8 cm (7-tommers) ventil. Produksjonsrøret 30 og SCSSV 32 kan bli kjørt inn i et brønnhull 34, f.eks. et foret brønnhull omfattende et produksjonsforingsrør 36, så som et 9-5/8-tommers produksjonsforingsrør. I det viste eksempelet kan ringrommet mellom produksjonsrøret 30 og produksjonsforingsrøret 36 være tettet av med en produksjonspakning 38, f.eks. en 9-5/8-tommers produksjonspakning.

[0025] Når brønnen tømmes eller begynner å produsere en for stor andel vann kan en produksjonsavleder, eller en "ledekile (whipstock)" 40, bli kjørt ned inne i produksjonsrøret 30. Ledekilen 40 letter en kveilrørbasert eller TTD-boreoperasjon for å bore et sidespor eller en sideboring 42 til et nytt produksjonssted. Etter at sideboringen 42 er boret, blir det åpne sidehullet komplettert for å regulere strømningen av produksjonsfluid fra borehullet. I noen utførelsesformer kan sidehullet 42 omfatte flere enn én produserende sone 44, så som i en multilateralbrønn. Som et eksempel er tre styrbare soner 44 atskilt av åpenhullpakninger 46, f.eks. svellepakninger, vist her. I noen tilfeller kan minst én passiv innstrømningsstyringsanordning, eller "ICD - Inflow Control Device"-overvåkningsinstrumenter, bli kjørt inn i sidegrenen.

[0026]For å kunne komplettere sideboringen 42 må komponentene i en gjennomhullskomplettering være i stand til å passere gjennom den minste diameteren til den eksisterende øvre kompletteringen 28.1 dette tilfellet begrenser SCSSV 32 den utvendige diameteren til den produksjonsrørførte kompletteringen til en begrenset diameter, f.eks. en diameter på 14,605 cm (5-3/4 tomme). Som vist dannes følgelig en produksjonsrørført komplettering 48 av et produksjonsrør 50 med mindre diameter, for eksempel et produksjonsrør med diameter 10,16 cm

(4 tommer). Det tynnere produksjonsrøret 50 blir forseglet til den innvendige diameteren til det større produksjonsrøret 30 via en portpakning 52, f.eks. en 17,8 cm (7 tommers) portpakning. Pakningen 52 tetter av ringrommet mellom det tynnere produksjonsrøret 50 og det større, omkringliggende produksjonsrøret 30. En åpning 54 er dannet over den portpakningen 52 for at fluid skal kunne strømme fra sidehullet til overflaten gjennom det større produksjonsrøret 30 (åpningen fremgår tydeligere i figur 2).

[0027] Et antall elektrisk aktiverte strømningsreguleringsventiler (FCV) 56 er innlemmet i den illustrerte utførelsesformen av en produksjonsrørført komplettering 48. Ventilene 56 kan være koblet til følere 58 for å måle og overføre én eller flere sidehullparametere, så som strømningsmengde, trykk, temperatur, vannandel, resistivitet, etc. Informasjonen kan være koblet til en hunn-våtkobling 60 anordnet i toppen av den produksjonsrørførte kompletteringen 48. Hunn-våtkoblingen 60 og hann-våtkoblingen 22 danner et forbindelses- eller koblingssystem 21, som i dette tilfellet er et våtkoblingssystem. I tillegg kan en kabel 62 også muliggjøre kommunikasjon og/eller forsyne kraft for individuell styring av hver av de elektriske FCV-ventilene 56 nede i hullet. Til hunn-våtkoblingen 60 og kabelen 62 er det koblet en oppladbar eller trekkbar batteri-/kraftkilde 64.1 dette eksempelet kan kraftkilden 64 være innrettet for kun å forsyne kraft til de forskjellige følerne 58 nedihulls. På grunn av det forholdsvis lave kraftforbruket til følerne 58 kan dette bidra til å minimere størrelsen til kraftforsyningen 64.1 andre utførelsesformer kan naturligvis kraftkilden 64 bli anvendt for elektrisk betjening av FCV-ventilene 56.

[0028] For å laste ned data, lade opp batteriet 64 og aktivere FCV-ventilene 56 kan hann-våtkoblingen 22 bli kjørt inn i hullet på kabelen 24.1 noen tilfeller kan hann-våtkoblingen 22 være trukket ut av hullet under produksjon. I andre tilfeller kan kabelen 24 som kobler hann-våtkoblingen 22 til overflaten bli anvendt for å muliggjøre overvåkning og styring av sideboringen 42 i sanntid under produksjonsperioder. I tillegg kan hann- og hunn-våtkoblingene 22, 60 være elektrisk koblet til hverandre gjennom induktiv eller elektromagnetisk kobling eller gjennom elektrisk kontakt mellom hann- og hunn-våtkoblingskomponenten.

[0029]Som vist mer detaljert i figur 2 kan hann- og hunn-våtkoblingskomponentene 22, 60 være koblet sammen gjennom en holdemekanisme 66.1 denne utførelsesformen er våtkoblingskomponentene 22, 60 vist sammenkoblet gjennom en induktiv kobling 68, selv om komponentene ikke er begrenset til de i dette eksempelet. I andre tilfeller kan våtkoblingskomponentene 22, 60 omfatte en direkte elektrisk forbindelse. Det viste induktiv kobler-baserte våtkoblingssystemet kan muliggjøre én- eller toveis kommunikasjon av kraft, signaler, dataoverføring, eller en kombinasjon av dette. I dette konkrete eksempelet er en elektronikkenhet (cartridge) 70 koblet til kabelen 62 nedenfor den induktive koblingen 68; og elektronikk 72 er anordnet inne i hann-våtkoblingen 22.

[0030] Figur 3 illustrerer en annen utførelsesform av våtkoblingskomponentene 22, 60.1 dette tilfellet omfatter hann-våtkoblingen 22 en trekkbar kraftkilde 74 fraktet nedihulls og koblet til den øvre enden av den produksjonsrørførte kompletteringen 48. Den trekkbare kraftkilden 74 kan bli hentet ut regelmessig og gjør at den produksjonsrørførte kompletteringen 48 kan lages med mindre eller uten permanent monterte kraftforsyninger. I tillegg til å forsyne kraft kan den trekkbare kraftforsyningen 74 også ha en lagringskomponent 76 for registrering av data innhentet av følerne 58. Når den er hentet opp til overflaten, kan dataene bli lastet ned og behandlet for fremtidig styring av brønnsystemet.

[0031] Den trekkbare kraftkilden 74 kan også bli anvendt under produksjon. Fluid kan strømme fra den mindre, produksjonsrørførte kompletteringen, f.eks. kompletteringen 48, til det større, eksisterende produksjonsrøret, f.eks. den øvre kompletteringen 28, som angitt av pilene 78 i figuren. Kraftforsyning og styring av de elektroniske FCV-ventilene 56 (ikke vist i denne figuren) kan skje autonomt nedihulls eller ved hjelp av trådløse signaler.

[0032] Figur 4 illustrerer en annen utførelsesform av det produksjonsrørførte kompletteringssystemet 20.1 denne utførelsesformen omfatter det produksjonsrørførte kompletteringssystemet 20 en produksjonsrørført komplettering 48 tilsvarende den produksjonsrørførte kompletteringen beskrevet i forbindelse med figur 1. For å gjøre beskrivelsen kortere vil derfor kun forskjellene bli forklart i detalj. I stedet for våtkoblingssystemet som primært kommuniserer elektrisk kraft og/eller signaler, har denne utførelsesformen et koblingssystem 21 som omfatter et hydraulisk og elektrisk våtkoblingssystem 80. De elektriske komponentene 82 i våtkoblingssystemet 80 kan kommunisere elektrisk kraft og/eller signaler gjennom induktiv kobling eller direkte elektrisk kontakt. I tillegg til de elektriske komponentene 82 er det også hydrauliske komponenter 84 i våtkoblingssystemet 80. De hydrauliske komponentene 84 er koblet til toppen av den produksjonsrørførte kompletteringen 48, og forsyner hydraulisk kraft til FCV-ventilene 56.1 dette tilfellet er hydrauliske FCV-ventiler anordnet i de forskjellige produksjonssonene 44 i sidehullet 42. Det hydraulisk-elektriske våtkoblingssystemet 80 kan være hydraulisk og elektrisk koblet til overflaten av brønnsystemet gjennom en hybridkabel 86 omfattende respektive hydrauliske og elektriske kanaler 88, 90.

[0033] Den hydrauliske komponenten 84 av våtkoblingssystemet 80 kan bli anvendt for å sørge for justering av de hydrauliske FCV-ventilene 56. Bruk av hydrauliske FCV-ventiler fjerner behovet for forholdsvis store permanente, trekkbare eller oppladbare kraftforsyninger. I tillegg kan åpenhullspakningene 46 (dersom de ikke er elektrisk satte eller svellepakninger) bli satt hydraulisk etter innkjøring av den produksjonsrørførte kompletteringen i sideboringen. I noen tilfeller kan en hydraulisk hann-våtkobling 92 være koblet fra en hydraulisk hunn-våtkobling 94 og trukket ut av hullet under produksjon fra sideboringen 42.

[0034] Figur 5 illustrerer en annen utførelsesform av det produksjonsrørførte kompletteringssystemet 20.1 denne utførelsesformen omfatter systemet 20 en trekkbar kommunikasjonsmodul 96. Den trekkbare kommunikasjonsmodulen 96 kan omfatte en trådløs telemetrimodul 98, en hanndel av en induktiv kobler 100 for den induktive koblingen 68, en nedihulls kraftslagrings-/generatormodul 102 og/eller andre passende komponenter. Den trekkbare kommunikasjonsmodulen 96 kan bli ført nedihulls og koblet til toppen av den produksjonsrørførte kompletteringen 48.

[0035]Kraft og data kan bli kommunisert mellom den trekkbare kommunikasjonsmodulen 96 og den produksjonsrørførte kompletteringen 48 via induktiv kobler-hanndelen 100 og en tilhørende induktiv kobler-hunndel 104 i våtkobling-forbindelsessystemet 21. Selv om hanndeler og hunndeler av induktive koblere 100, 104 er vist å opprette en kraft- og/eller kommunikasjonsvei mellom den trekkbare kommunikasjonsmodulen 96 og resten av den produksjonsrørførte kompletteringen 48, kan andre utførelsesformer omfatte andre former for våtkobling (dvs. opprettelse av kraft-/styringsforbindelser nedihulls) for å koble sammen den trekkbare kommunikasjonsmodulen 96 og den produksjonsrørførte kompletteringen 48. For eksempel kan i noen tilfeller våtkoblingen omfatte elektriske terminaler i direkte kontakt med hverandre. I tillegg kan induktiv kobler-hanndelen 100 på den trekkbare kommunikasjonsmodulen 96 og induktiv kobler-hunndelen 104 bli koblet sammen ved hjelp av en holdemekanisme, så som holdemekanismen 66.

[0036]Som beskrevet over kan den trekkbare kommunikasjonsmodulen 96 omfatte en nedihulls kraftgenereringsmodul og/eller kraftlagringsmodul 102. Kraften som frembringes av modulen 102 i den trekkbare kommunikasjonsmodulen 96 kan bli anvendt for å forsyne følerne 58, de elektriske strømningsreguleringsventilene 56 og den trådløse kommunikasjonsmodulen 98. Kapasiteten til og utførelsen av kraftmodulen 102 kan bestemmes basert på antallet elektriske komponenter som skal aktiviseres og på ønsket utskiftningstakt. Kraftlagrene i modulen 102 kan omfatte batterier, kondensatorer eller andre former for kraftlagre. I noen utførelsesformer omfatter modulen 102

kraftgenereringsfunksjon.

[0037]Som kan sees i figur 5 omfatter denne utførelsen av den trekkbare kommunikasjonsmodulen 96 en boring 106 for å muliggjøre gjennomstrømning av produksjonsfluid når den trekkbare kommunikasjonsmodulen 96 er innsatt. Følgelig kan modulen 102 omfatte en kraftgeneratoranordning 108, så som en turbin, for å generere kraft fra fluidet som strømmer gjennom den trekkbare kommunikasjonsmodulen 96. Med forskjellige forbestemte tidsintervaller, eller når en føler indikerer det, kan den trekkbare kommunikasjonsmodulen 96 bli hentet opp og byttet ut for å sikre fremtidig drift av den produksjonsrørførte kompletteringen.

[0038] Data innhentet av følerne, f.eks. følerne 58, kan bli overført gjennom kabelen 62 til induktiv kobler-systemet 68 (dvs. hanndelen og hunndelen 100, 104 av den induktive koblingen). Fra induktiv kobler-systemet 68 kan dataene bli sendt til den trådløse telemetrimodulen 98. Den trådløse telemetrimodulen 98 kan være innrettet for å sende data og styresignaler mellom overflaten og den produksjonsrørførte kompletteringen 48 ved hjelp av en tilhørende trådløs telemetrimodul 110 anordnet på overflaten av brønnsystemet 26. Dette sikrer en trådløs kommunikasjonsforbindelse mellom den produksjonsrørførte kompletteringen 48 og en operatør som befinner seg på overflaten av brønnen.

[0039] Figur 6 illustrerer en annen utførelsesform av et produksjonsrørført kompletteringssystem 20. Det produksjonsrørførte kompletteringssystemet illustrert i figur 6 kan være tilsvarende det produksjonsrørførte kompletteringssystemet beskrevet i forbindelse med figur 5. For å korte ned beskrivelsen vil derfor bare forskjellene bli forklart i detalj.

[0040] I utførelsesformen illustrert i figur 6 kan den produksjonsrørførte kompletteringen 48 befinne seg ved et dyp der trådløs telemetri er enten upraktisk eller ineffektivt. For å kompensere for dypet kan en sekvens av trådløse korthopp-telemetrimoduler 112 bli anvendt. De trådløse korthopp-telemetrimodulene 112 kan omfatte én eller flere forankringer 114 for å sikre eller feste modulene 112 til den eksisterende øvre kompletteringen 28/produksjonsrøret 30.1 tillegg kan de trådløse korthopp-telemetrimodulene 112 videre omfatte en produksjonsrørlengde 114, øvre og nedre trådløse telemetrimoduler 112 og en kabel 116 som kobler sammen de øvre og nedre trådløse telemetrimodulene. Selv om det ikke er vist i denne figuren, kan korthopp-telemetrimodulene 112 også omfatte kraftlagrings-/genereringsmodulen 102 for å forsyne kraft til de forskjellige elektriske komponentene tilknyttet de trådløse korthopp-telemetrimodulene 112.

[0041]De trådløse korthopp-telemetrimodulene 112 kan være trekkbare, tilsvarende den trekkbare kommunikasjonsmodulen 96 koblet til den produksjonsrørførte kompletteringen 48. Korthoppmodulene 112 kan kommunisere data, kraft og andre signaler mellom de elektriske strømningsreguleringsventilene 56, følerne 58 og/eller den eller de nedre trådløse telemetrimodulene i en tilstøtende trådløs korthopp-telemetrimodul 112. Disse signalene kan bli sendt til den øvre trådløse telemetrimodulen 112 over kabelen 116. Den øvre trådløse telemetrimodulen 112 kan da kommunisere data, kraft og andre signaler til en trådløs telemetrimodul 112 anordnet på overflaten. Fordi kommunikasjonen mellom de samvirkende trådløse telemetrimodulene 112 nå går over relativt sett kortere avstander, kan modulene 112 gjøres mindre eller ha lavere effekt enn et system som sender trådløst til overflaten fra den produksjonsrørførte kompletteringen 48.

[0042]Som vist kan i noen utførelsesformer et mellomrom mellom samvirkende trådløse telemetrimoduler være nødvendig et gitt sted for at den øvre kompletteringen 28 skal kunne beholde en tidligere funksjon. I utførelsesformen illustrert i figur 6 er det for eksempel en trådløs korthopp-overføring over SCSSV

32, slik at SCSSV 32 kan bli lukket når det er nødvendig. Videre er kun én trådløs korthopp-telemetrimodul vist ovenfor den produksjonsrørførte kompletteringen 48. Imidlertid kan to eller flere trådløse korthopp-telemetrimoduler 112 bli anvendt som nødvendig. I noen tilfeller kan en anvende så mange standardiserte trådløse korthopp-telemetrimoduler som er nødvendig for å sørge for en tilfredsstillende dekning av avstanden mellom den produksjonsrørførte kompletteringen 48 og den trådløse telemetrimodulen 112 anordnet på overflaten av brønnsystemet 26.

[0043] Figur 7 illustrerer en annen forklarende utførelsesform av det produksjonsrørførte kompletteringssystemet 20. Det viste produksjonsrørførte kompletteringssystemet kan være tilsvarende det produksjonsrørførte kompletteringssystemet beskrevet i forbindelse med figur 5. For å korte ned beskrivelsen vil derfor bare forskjellene bli forklart i detalj.

[0044] De trekkbare trådløse kommunikasjonsmodulene i figurene 5 og 6 er modifisert i utførelseseksempelet vist i figur 7.1 denne siste utførelsesformen er den trådløse telemetrimodulen byttet ut med en dataskriver 118, flere registreringskapsler 120 og en trådløs signalmottaker 122, der den trådløse signalmottakeren 122 er egnet til å motta et trådløst signal valgt fra en trykkpuls inne i røret sendt fra overflaten, et lavfrekvent seismisk/akustisk signal, et EM-signal eller et radiofrekvenssignal. Som i de foregående trekkbare, trådløse kommunikasjonsmodulene kan en nedihulls kraftlagrings-/generatormodul, f.eks. modulen 102, og en våtkobling, så som ett av våtkoblingssystemene 21 beskrevet over, være innlemmet for å kraftforsyne og koble den trekkbare trådløse kommunikasjonsmodulen til toppen av den produksjonsrørførte kompletteringen 48.

[0045] Data fra sideboringen 42 og andre systemer kan bli kommunisert fra følerne

58 tilveiebragt i den produksjonsrørførte kompletteringen 48 og lagret på en registreringskapsel 120. Et trådløst, lavfrekvent seismisk/akustisk signal kan bli sendt fra overflaten til den trådløse, lavfrekvente seismiske/akustiske signalmottakeren 122. Alternativt kan en trykkpuls i fluidet inne i røret bli sendt fra overflaten til trykkføleren 122. Informasjonen som overføres fra overflaten av det lavfrekvente seismiske/akustiske signalet blir anvendt for å sette og styre de elektroniske strømningsreguleringsventilene 56 i den produksjonsrørførte kompletteringen 48.1 tillegg kan den trådløse, lavfrekvente seismiske/akustiske signalmottakeren 122 instruere en kapselbeholder 124 til å frigjøre registreringskapselen 120 som dataene er skrevet til. Registreringskapselen 120 kan strømme til overflaten og gi en leser på overflaten informasjon om miljøet og systemene nedihulls. I andre utførelsesformer kan registreringskapslene 120 bli sluppet ut med et forbestemt tidsintervall eller ved en annen hendelse nedihulls, så som deteksjon av vanngjennombrudd ved én av følerne.

Registreringskapselsystemet representerer et billigere alternativ til kostnadene og utgiftene forbundet med sanntidssystemer.

[0046]Den trekkbare, trådløse kommunikasjonsmodulen kan bli byttet ut med forbestemte tidsintervaller eller ved forekomst av en hendelse, så som at parametere indikerer at levetiden til kraftlagringsmodulen 102 nærmer seg slutten eller at forsyningen av registreringskapsler 120 fra kapselbeholderen 124 er brukt opp. Ved utskiftning kan nye registreringskapsler 120 bli forsynt for en ytterligere tidsperiode med overvåkning av nedihullsmiljøet.

[0047] Figur 8 illustrerer en annen utførelsesform av det produksjonsrørførte kompletteringssystemet 20.1 denne utførelsesformen omfatter systemet 20 en trådløs kommunikasjonsforbindelse 126. Den trådløse kommunikasjonsforbindelsen 126 kan bli anvendt i et brønnsystem 26 med trekk, utførelser og komponenter som er de samme som eller tilsvarende mange av komponentene beskrevet over i forbindelse med utførelsesformene illustrert i figurene 1-7. Som beskrevet over kan brønnsystemet 26 for eksempel omfatte den eksisterende øvre kompletteringen 28 med kompletteringskomponenter så som produksjonsrør 30 og en overflatestyrt undergrunns sikkerhetsventil (SCSSV) 32. Produksjonsrøret 30 og SCSSV 32 kan bli kjørt inn i et foret brønnhull 34 med produksjonsforingsrør 36.1 det viste eksempelet kan ringrommet mellom produksjonsrøret 30 og produksjonsforingsrøret 36 som over være forseglet med en produksjonspakning 38.

[0048] Når brønnen er tømt eller begynner å produsere en for stor andel vann kan produksjonsavlederen 40 bli kjørt inn gjennom produksjonsrøret 30. Produksjonsavlederen 40 letter en kveilrørbasert eller TTD-boreoperasjon for å bore sidesporet eller sideboringen 42 til et nytt produksjonssted. Etter at sideboringen 42 er boret, blir det åpne sidehullet komplettert for å styre strømningen av produksjonsfluid fra borehullet. I noen utførelsesformer kan sidehullet 42 omfatte flere enn én produksjonssone 44, så som i en flersonebrønn.

[0049] For å komplettere sideboringen 42 må som over komponentene i borehullkompletteringen 48 være i stand til å passere gjennom den minste diameteren til den eksisterende øvre kompletteringen 28. For eksempel kan SCSSV 32 begrense den utvendige diameteren til den produksjonsrørførte kompletteringen 48. Produksjonsrøret 50 i den produksjonsrørførte kompletteringen 48 er forseglet til den innvendige diameteren til det eksisterende produksjonsrøret 30 ved hjelp av en portpakning 52. Portpakningen 52 tetter av ringrommet mellom produksjonsrøret 50 og det større produksjonsrøret 30.

[0050]Innlemmet i denne utførelsesformen omfatter den produksjonsrørførte kompletteringen 48 tilsvarende et antall av de elektrisk aktiverte strømningsreguleringsventilene (FCV) 56. Ventilene kan være koblet til følere 58 innrettet for å måle og sende ut én eller flere sidehullparametere, så som strømningsmengde, trykk, temperatur, vannandel, resistivitet etc. Informasjonen kan bli sendt fra (eller til) den produksjonsrørførte kompletteringen over den trådløse kommunikasjonsforbindelsen 126 koblet til kabelen 62.1 tillegg kan kabelen 62 også muliggjøre kommunikasjon og/eller forsyne kraft for individuell styring av hver av de elektriske FCV-ventilene 56 nedihulls.

[0051]Ved en øvre seksjon av det tynnere produksjonsrøret 50 i den produksjonsrørførte kompletteringen 48 illustrert i denne utførelsesformen er den trådløse kommunikasjonsforbindelsen 126 tilveiebragt for å dekke over et mellomrom 128, så som et gap over SCSSV 32.1 dette konkrete eksempelet gjør gapet 128 over SCSSV 32 at sikkerhetsventilen i den eksisterende øvre kompletteringen 28 fortsatt kan fungere som den skal ved en eller annen form for svikt i brønnsystemet. I det illustrerte eksempelet er mellomrommet 128 valgt å være i størrelsesorden 20 til 30 cm (8 til 12 tommer) bredt, som er tilstrekkelig til å sikre at SCSSV-klaffen fungerer. Når SCSSV 32 er lukket, kan kommunikasjonen i noen utførelsesformer være begrenset over dette gapet.

[0052]Som illustrert har den trådløse kommunikasjonsforbindelsen 126 en spoleanordning 130 med en spole 132 anordnet ved en øvre seksjon av produksjonsrøret 50 i den produksjonsrørførte kompletteringen 48. En samvirkende spole 134 i spoleanordningen 130 er anordnet på den andre siden av mellomrommet 128. Spoleanordningen 130 kan stå på tvers av aksen til produksjonsrøret 50 eller i en vinkel i forhold til produksjonsrøret 50, som illustrert i den alternative spoleanordningen i figur 9.1 denne utførelsesformen befinner åpningen 54 seg rett nedenfor spoleanordningen 130 og muliggjør strømning av produksjonsfluid rundt spoleanordningen 130 (inne i ringrommet mellom produksjonsrøret 50 med mindre diameter og det større produksjonsrøret 30).

[0053] Den samvirkende spolen 134 i spoleanordningen 130 kan være anordnet ved den nedre enden av en produksjonsrørseksjon 136 som går opp til overflaten. Som et eksempel kan produksjonsrøret 136 ha samme diameter som produksjonsrøret 50. En åpning 138 kan være laget gjennom sideveggen i produksjonsrøret 136, tilsvarende åpningen 54, rett over den samvirkende spolen 134 slik at produksjonsfluid kan strømme rundt den tilhørende spoleanordningen 130 (fra ringrommet inne i det større produksjonsrøret 30 og tilbake inn i det indre av den tynnere produksjonsrørseksjonen 136).

[0054]Spolen 132 og den samvirkende spolen 134 kan være koblet av respektive kabler, så som kablene 62 og 24. Det skal bemerkes at både spolen 132 og den samvirkende spolen 134 kan være tilveiebragt i en rekke forskjellige spoleanordninger og -utførelser som anvender enkeltspoler eller flere spoler. Spolen 132 kan være koblet via kabelen 62 til de elektriske komponentene i den produksjonsrørførte kompletteringen 48 som går inn i sideboringen 42, så som de elektriske strømningsreguleringsventilene 56 og tilhørende følere 58. Den samvirkende spolen 134 kan være koblet via kabelen 24 til et sted på overflaten for overvåkning og/eller styring av en operatør.

[0055] Figur 10 illustrerer en annen utførelsesform av et produksjonsrørført kompletteringssystem 20. Det viste produksjonsrørførte kompletteringssystemet 20 kan være tilsvarende som det produksjonsrørførte kompletteringssystemet 20 beskrevet i forbindelse med figur 8. For å korte ned beskrivelsen vil derfor bare forskjellene bli forklart i detalj.

[0056] I utførelsesformen i figur 10 kan spoleanordningen 130 i den foregående utførelsesformen være erstattet med en toroidspoleanordning 140. Toroidspoleanordningen 140 kan være innrettet for å fungere på tilsvarende måte som spoleanordningen 130 beskrevet over. Som vist i figuren kan toroidspoleanordningen 140 være anordnet slik at ventilklaffen i en SCSSV 32 fortsatt kan fungere som den skal. Et mellomrom 128, for eksempel på fra 20 til 30 cm, er dannet mellom samvirkende toroidalspoler 142, 144 i toroidspoleanordningen 140.1 dette eksempelet er mellomrommets størrelse valgt for slik at ventilklaffen kan betjenes samtidig som en fortsatt tillater et rimelig nivå av virkningsgrad og effektivitet for overføring av kraft og/eller kommunikasjonssignaler mellom toroidspoleanordningene. Et tverrsnitt av én av toroidspolene 142 eller 144 er illustrert i figur 11.1 dette eksempelet er toroidspolene 142, 144 anordnet henholdsvis ved den øvre enden av produksjonsrøret 50 og ved den nedre enden av produksjonsrørseksjonen 136. Spoleanordningen 130 eller toroidspoleanordningen 140 kan bli anvendt for å videresende kommunikasjonssignaler og/eller kraftsignaler over 128.

[0057] Elementer i utførelsesformene har blitt introdusert med bruk av entallsformer. Entallsformen er ment å bety at det er ett eller flere av elementene. Ord som "omfattende", "med" og "har" er ment inkluderende slik at det kan forefinnes ytterligere elementer utover de angitte elementene. Ordet "eller", når det er anvendt med en liste av minst to elementer, er ment å bety et hvilket som helst element eller en hvilken som helst kombinasjon av elementer.

[0058]Selv om bare noen få utførelsesformer av foreliggende oppfinnelse er beskrevet i detalj over, vil fagmannen lett se at mange modifikasjoner er mulige uten å fjerne seg fra idéene i denne oppfinnelsen. Følgelig er slike modifikasjoner ment å være omfattet innenfor rammen til denne oppfinnelsen, som definert i kravene.

Claims

1. Produksjonsrørført kompletteringssystem innkjørt i et sidehull, omfattende: et produksjonsrør koblet til en strømningsreguleringsventil; én eller flere følere som måler minst ett trekk ved sidehullet; én av et hann- eller hunn-våtkoblingssystem innrettet for kommuniserbar tilkobling til strømningsreguleringsventilen og den ene eller de flere følerne; der et samvirkende hann- eller hunn-våtkoblingssystem blir stilt i kommunikasjon med nevnte ene av et hann- eller hunn-våtkoblingssystem for å styre strømningsreguleringsventilen og kommunisere det minst ene trekket ved sidehullet.

2. Produksjonsrørført kompletteringssystem ifølge krav 1, der våtkoblingssystemet er induktivt sammenkoblet.

3. Produksjonsrørført kompletteringssystem ifølge krav 1, der våtkoblingssystemet omfatter hydrauliske og elektriske komponenter.

4. Produksjonsrørført kompletteringssystem ifølge krav 1, der strømningsreguleringsventilene er elektrisk aktivert.

5. Produksjonsrørført kompletteringssystem ifølge krav 1, der strømningsreguleringsventilene er hydraulisk aktivert.

6. Produksjonsrørført kompletteringssystem ifølge krav 1, der det samvirkende hann- eller hunn-våtkoblingssystemet er innlemmet i en trekkbar kommunikasjonsmodul trekkbart koblet til en øvre del av den produksjonsrørførte kompletteringen.

7. Produksjonsrørført kompletteringssystem ifølge krav 1, der våtkoblingssystemet er induktivt sammenkoblet et sted nedihulls, men ovenfor sidehullet.

8. Produksjonsrørført kompletteringssystem ifølge krav 1, videre omfattende et korthopp-telemetrisystem for å kommunisere det minst ene trekket ved sidehullet oppihulls til et sted på overflaten.

9. Produksjonsrørført kompletteringssystem ifølge krav 2, der våtkoblingssystemet er induktivt sammenkoblet ved hjelp av en spoleanordning.

10. Fremgangsmåte for å installere et produksjonsrørført kompletteringssystem, omfattende det å: sette inn en produksjonsavleder i en eksisterende komplettering; bore et sidehull; kjøre inn en produksjonsrørført komplettering omfattende en strømningsreguleringsventil og én eller flere følere gjennom den eksisterende kompletteringen; koble kommunikasjon til overflaten gjennom et våtkoblingssystem.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 10, der det å koble kommunikasjon omfatter det å danne våtkoblingssystemet med minst én av hydrauliske og elektriske komponenter.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 10, der det å koble kommunikasjon videre omfatter det å sende en trekkbar kommunikasjonsmodul nedihulls for tilkobling til en øvre del av den produksjonsrørførte kompletteringen.

13. Fremgangsmåte ifølge krav 10, der det å koble kommunikasjon omfatter det å danne en induktiv kobling for å kommunisere data oppihulls fra den ene eller de flere følerne.

14. Fremgangsmåte ifølge krav 13, der det å danne en induktiv kobling omfatter det å anvende en spoleanordning for å kommunisere over et mellomrom.

15. Produksjonsrørført kompletteringssystem innkjørt i et sidehull, omfattende: et produksjonsrør koblet til en strømningsreguleringsventil; én eller flere følere som måler minst ett trekk ved sidehullet; en trådløs kommunikasjonsmodul innrettet for trådløst å kommunisere med et sted på overflaten og koblet til en øvre del av den produksjonsrørførte kompletteringen et sted nede i brønnen.

16. Produksjonsrørført kompletteringssystem ifølge krav 15, der den trådløse kommunikasjonsmodulen omfatter en trådløs telemetrimodul.

17. Produksjonsrørført kompletteringssystem ifølge krav 16, der den trådløse telemetrimodulen kommuniserer med stedet på overflaten ved hjelp av én eller flere trådløse korthopp-telemetrimoduler.

18. Produksjonsrørført kompletteringssystem ifølge krav 15, der den trådløse kommunikasjonsmodulen omfatter en dataskriver og en kapselbeholder som på en frigjørbar måte inneholder flere skrivbare kapsler; der følerdata blir registrert på én av de flere skrivbare kapslene som blir sluppet til overflaten.

19. Produksjonsrørført kompletteringssystem ifølge krav 15, der den trådløse kommunikasjonsmodulen omfatter en spoleanordning for induktivt å kommunisere over et mellomrom.

20. Produksjonsrørført kompletteringssystem ifølge krav 19, der spoleanordningen omfatter en toroidspoleanordning for å kommunisere minst én av kommunikasjons- eller kraftsignaler over mellomrommet.