NO20130324A1 - Wire line assistert kveilerørsporsjon og framgangsmåte for å operere en slik kveilerørsporsjon - Google Patents

Abstract

Wire line assistert kveilerørsporsjon (1) innrettet til å kunne låres ned i en brønn (9) i en grunn (90), hvor den wire line assisterte kveilerørsporsjonen (1) omfatter: - en kveilerørsporsjon (13) hvor kveilerørsporsjonen (13) i sin helhet er innrettet til å kunne låres ned i brønnen (9); og - en vaier (11) som erfastgjort til et i bruksstilling øvre parti (15) på kveilerørsporsjonen (13), og vaieren (11) strekker seg fra kveilerørsporsjonen (13) og til brønnens (9) åpning ved en overflate; hvor kveilerørsporsjonen (13): - i sitt øvre parti (15) er forsynt med et aktiverbart tetningselement (29) innrettet til å kunne tette et ringrom (17) mellom kveilerørsporsjonen (13) og brønnen (9); - i sitt øvre parti (15) er forsynt med i det minste en åpning (21) som forbinder kveilerørsporsjonens (13) indre med kveilerørsporsjonens (13) omgivelse; - i et nedre parti (18) er forsynt med et aktiverbart tetningselement (19) innrettet til å kunne tette et ringrom (27) mellom kveilerørsporsjonen (13) og brønnen (9); og - i sitt nedre parti (18) er forsynt med et verktøy (3); og hvor vaieren (11) er innrettet til å kunne overføre elektrisk energi og elektriske signaler. Det beskrives også en framgangsmåte for kontrollert transport av et fluid i en brønn (9), og en anvendelse av en kveilerørsporsjon (13).

Description

WIRE LINE ASSISTERT KVEILERØRSPORSJON OG FRAMGANGSMÅTE FOR Å OPERERE EN SLIK KVEILERØRSPORSJON

Oppfinnelsen vedrører et apparat for å kunne utføre arbeid nede i en brønn, spesielt en petroleumsbrønn. Mer spesifikt vedrører oppfinnelsen et apparat for såkalt lett brønnintervensjon. Apparatet kombinerer fordelene med en wire line operasjon og en kveilerørsoperasjon.

Med en brønn menes en brønn som er boret ned i grunnen enten på landjorda eller på en sjøbunn. Med en petroleumsbrønn menes en brønn som er boret for å utvinne enten gass eller olje eller begge deler. En petroleumsbrønn kan produsere gass, olje eller begge deler, eller brønnen kan ha som formål å øke utvinningen av petroleum, for eksempel ved å gi trykkstøtte til et petroleumsreservoar.

En brønn eller en petroleumsbrønn trenger vedlikehold gjennom brønnens levetid. Eksempler på slikt vedlikeholdsarbeid omfatter perforering av produksjonsrøret i gass og oljeproduserende soner; sementering av ringrom; setting av plugger og pakninger; fjerning av sand, sedimenter og avleiringer; aktivering og stenging av ventiler; utplas-sering av pumper; og kutting og fjerning av produksjonsrør og foringsrør. Slikt arbeid kan videre omfatte logging av brønnen. Det er kjent at slikt vedlikehold kan utføres som såkalt lett brønnintervensjon. Til hver av de forskjellige arbeidsoppgaver er det utviklet et egnet verktøy som senkes ned i eller føres inn i brønnen.

Lett brønnintervensjonsutstyr omfatter såkalt wire line utstyr og såkalt kveilerør. Et wire line verktøy låres ned i brønnen inne i et produksjonsrør eller tilsvarende, heng-ende på en vaier. Vaieren kan være en spunnet vaier eller en glatt vaier som innen faget kalles en slick line. Vaieren omfatter også en elektrisk kabel for overføring av elektrisk energi og kabler for overføring av styresignaler og innsamlede data. Vaieren kan i sitt endeparti være forsynt med et lodd. Vaier kan benyttes i vertikale brønner og i brønner med noe avvik fra vertikalen da det bare er gravitasjonskrefter som vir-ker på loddet og/eller verktøyet. For å avhjelpe én av ulempene med vaieroperasjoner, er det utviklet selvgående traktorer som fastgjøres til endepartiet på en vaier. Den elektriske lederen forsyner traktoren med energi slik at den ved hjuldrift eller bei-tedrift kan bevege seg i brønner som er boret med sideavvik som for eksempel horisontale brønner. Traktoren skyver verktøyet foran seg nedover eller innover i brøn-nen. Wire line utstyr har den fordel at det veier forholdsvis lite, tar lite plass og er raskt å mobilisere og demobilisere. Én ulempe med kjent wire line utstyr er at det ikke kan transportere eller lede gass eller væske.

Kveilerør mates ned i brønnen inne i produksjonsrøret eller tilsvarende. Kveilerøret vil strekke seg fra ønsket sted i brønnen, hvor kveilerørets nedre parti posisjoneres, og opp til overflaten. Kveilerøret kan således være flere tusen meter langt. Kveilerøret forsynes i sitt nedre endeparti med et verktøy som er valgt ut i fra oppgavens formål. Kveilerør har blant annet den fordel at det kan mates inn i brønner med høyt trykk, at det kan føres inn i brønner med avvik og i brønner med horisontale parti. Kveilerøret er hult og tildanner derfor en sammenhengende kanal fra kveilerørets frie endeparti nede i brønnen og opp til overflaten. Dette muliggjør transport av fluid gjennom kvei-lerøret. Fluidet kan omfatte sement, gass og kjemikalieløsninger. Slik transport av fluider ned i brønnen eller opp fra brønnen er ikke mulig med vaieroperasjoner eller med vaier og traktor. Én ulempe med kveilerør er at utstyret er relativt tungt, utstyret krever et tårn over brønnhodet, og det tar tid å mobilisere og demobilisere utstyret. En annen ulempe er at et fluid som strømmer gjennom et kveilerør utsettes for større friksjon på grunn av kveilerørets mindre indre diameter sammenlignet med det omlig-gende produksjonsrørs indre diameter.

Oppfinnelsen har til formål å avhjelpe eller å redusere i det minste én av ulempene ved kjent teknikk, eller i det minste å skaffe til veie et nyttig alternativ til kjent teknikk.

Formålet oppnås ved trekk som er angitt i nedenstående beskrivelse og i etterfølgende patentkrav.

I et første aspekt vedrører oppfinnelsen en wire line assistert kveilerørsporsjon innrettet til å kunne låres ned i en brønn i en grunn, hvor den wire line assisterte kveile-rørsporsjonen omfatter: - en kveilerørsporsjon hvor kveilerørsporsjonen i sin helhet er innrettet til å kunne låres ned i brønnen; og - en vaier som er fastgjort til et i bruksstilling øvre parti på kveilerørsporsjonen, og vaieren strekker seg fra kveilerørsporsjonen og til brønnens åpning ved en overflate; hvor kveilerørsporsjonen: - i sitt øvre parti er forsynt med et aktiverbart tetningselement innrettet til å kunne tette et ringrom mellom kveilerørsporsjonen og brønnen; - i sitt øvre parti er forsynt med i det minste én åpning som forbinder kveile-rørsporsjonens indre med kveilerørsporsjonens omgivelse; - i et nedre parti er forsynt med et aktiverbart tetningselement innrettet til å kunne tette et ringrom mellom kveilerørsporsjonen og brønnen; og - i sitt nedre parti er forsynt med et verktøy;

og hvor vaieren er innrettet til å kunne overføre elektrisk energi og elektriske signaler.

Verktøyet kan omfatte en ventil, en pumpe eller et høytrykks spylesystem.

Kveilerørsporsjonen kan ytterligere omfatte i det minste ett aktiverbart sonetetningselement og i det minste én åpning posisjonert på kveilerørsporsjonen mellom to tetningselement. Åpningen kan åpnes og lukkes.

Det aktiverbare tetningselementet kan være innrettet til å kunne innta en første aktiv tilstand, hvor tetningselementet i sin første aktive tilstand er innrettet til å kunne gli langs et fast rørs innside.

I et andre aspekt vedrører oppfinnelsen en framgangsmåte ved kontrollert transport av et fluid i en brønn, hvor framgangsmåten omfatter at fluidet strømmer gjennom et fast rør i brønnen mellom brønnens åpning ved en overflate og et i bruksstilling øvre parti til en kveilerørsporsjon hvor kveilerørsporsjonen i sin helhet er låret ned i brøn-nen gjennom det faste røret, og gjennom kveilerørsporsjonen.

Fluidet kan utgjøres av en væske.

Fluidet kan strømme gjennom en ventil i kveilerørsporsjonens nedre parti. Fluidet kan strømme gjennom en pumpe i kveilerørsporsjonens nedre parti. Fluidet kan strømme gjennom et høytrykks spylesystem i kveilerørsporsjonens nedre parti.

Fluidet kan strømme gjennom en åpning i kveilerørsporsjonen, hvor åpningen er posisjonert mellom aktiverbare tetningselement som danner en sone mellom kveile-rørsporsjonens overflate, brønnen og tetningselementene.

I et tredje aspekt vedrører oppfinnelsen anvendelse av en kveilerørsporsjon som beskrevet for kontrollert transport av et fluid i en brønn.

I det etterfølgende beskrives eksempler på foretrukne utførelsesformer som er ansku-eliggjort på medfølgende tegninger, hvor: Fig. 1 viser en kveilerørsporsjon posisjonert i et parti av en petroleumsbrønn

hvor kveilerørsporsjonen er forbundet til overflaten med en vaier; og

Fig. 2 viser kveilerørsporsjonen posisjonert i et nedre parti av petroleumsbrøn-nen.

I figurene angir henvisningstallet 1 en wire line assistert kveilerørsporsjon i henhold til oppfinnelsen. Den wire line assisterte kveilerørsporsjonen 1 omfatteren vaier 11 av for så vidt kjent type og en seksjon av et kveilerør 13 av for så vidt kjent type, heret-ter benevnt kveilerørsporsjon 13. Vaieren 11 er fastgjort til kveilerørsporsjonen 13 i kveilerørsporsjonens 13 øvre endeparti 15.

Den wire line assisterte kveilerørsporsjonen 1 er i figur 1 vist posisjonert i en petro-leumsbrønn 9 i en formasjon 90. Petroleumsbrønnen 9 omfatter på kjent måte brønn-foringer 91, 93, og et produksjonsrør 95.

Figur 2 viser den wire line assisterte kveilerørsporsjonen 1 posisjonert i et nedre parti av petroleumsbrønnen 9. Figur 2 viser at petroleumsbrønnen 9 ytterligere omfatter et valgfritt forlengelsesrør, såkalt liner 94. Ringrommet 97 er på kjent måte tettet med et tetningselement 99 av for så vidt kjent type.

Kveilerørsporsjonen 13 er forsynt med en flerhet aktiverbare tetningselement 19, 29 av for så vidt kjent typer. Kveilerørsporsjonens 13 øvre endeparti 15 er forsynt med et øvre, aktiverbart tetningselement 29. Med aktiverbart tetningselement 29 menes her og i det følgende at tetningselementet 29 valgfritt kan innta en passiv, ikke-tettende posisjon, som vist i figur 1, og en aktiv, tettende posisjon som vist i figur 2. Tetningselementet 29 kan være forsynt med kiler eller et kilebelte (engelsk: slips) (ikke vist) for å gripe mot produksjonsrøret 95, lineren 94 eller formasjonen 90 for å holde kvei-lerørsporsjonen 13 i posisjon, som vist i figur 2. Dette muliggjør å posisjonere den wire line assisterte kveilerørsporsjonen 1 på ønsket sted, utføre arbeidsoperasjonen og å fjerne den wire line assisterte kveilerørsporsjonen 1 etter utført arbeidsoperasjon. Et ringrom 17 som er dannet mellom den wire line assisterte kveilerørsporsjonens 1 øvre parti 15 og et parti 96 av produksjonsrøret 95, er tettet med det aktiverbare tetningselement 29 som vist i figur 2.

Kveilerørsporsjonen 13 er på sin ytterside vist forsynt med en flerhet aktiverbare tetningselement 19. I figur 1 er et nedre tetningselement 19' på kveilerørsporsjonens 13 nedre parti 18 vist i en første aktiv posisjon slik at tetningselementet 19' ligger gliden-de mot produksjonsrørets 95 innside og tildanner et ringstempel i et ringrom 27' mellom kveilerørsporsjonen 13 og produksjonsrøret 95. Kveilerørsporsjonen 13 er ytterli gere forsynt med et sonetetningselement 19". I figur 1 er sonetetningselementet 19" vist i en passiv posisjon og i figur 2 er det vist i en aktiv posisjon.

I figur 2 er det nedre tetningselementet 19' vist i en andre aktiv posisjon der det tet-ter et ringrom 27 mellom kveilerørsporsjonen 13 og lineren 94. Tetningselementet 19' kan også i sin andre aktive posisjon tette mellom kveilerørsporsjonens 13 ytterside og formasjonen 90 der hvor det ikke er anvendt en liner 94. Tetningselementene 19 danner mellom seg en sone 4. På figuren er det vist to tetningselement 19 og én sone 4 mellom det nederste tetningselementet 19' og sonetetningselementet 19". Tre tetningselement 19 vil danne to soner 4 mellom seg. Fire tetningselement 19 vil danne tre soner 4 mellom seg. Oppfinnelsen er ikke avgrenset til et bestemt antall tetningselement 19 og soner 4. Det nederste tetningselementet 19' danner en sone 40 ved kveilerørsporsjonens 13 nedre endeparti 18.

Kveilerørsporsjonen 13 er i sitt nedre endeparti 18 forsynt med et verktøy 3. Verktøy-et 3 kan omfatte en pumpe 3' og en ventil 3". I et alternativt utførelseseksempel kan verktøyet 3 omfatte et høytrykks spylesystem 3"', innen faget kalt jetting tool.

Kveilerørsporsjonen 13 er i sitt øvre endeparti 15 forsynt med i det minste én åpning 21 mellom kveilerørsporsjonens 13 innside og utside. Åpningen 21 kan lukkes og åpnes på signal som sendes gjennom vaieren 11. Kveilerørsporsjonen 13 er vist med en ytterligere åpning 23 mellom kveilerørsporsjonens 13 innside og utside. Åpningen 23 er posisjonert i et parti mellom to tetningselement 19. Åpningen 23 kan lukkes og åpnes på signal som sendes gjennom vaieren 11. Ventilen 3" kan lukkes og åpnes på signal som sendes gjennom vaieren 11.

Kveilerørsporsjonen 13 som i ett utførelseseksempel er forsynt med i det minste ett nedre tetningselement 19' og ett tetningselement 29, i det minste én åpning 21 og et verktøy 3 som omfatter én ventil 3", posisjoneres på ønsket sted i en brønn 9. For å lette posisjoneringen kan den nedre kveilerørsporsjonen 13 føres nedover i produk-sjonsrøret 95 ved å aktivere det nedre tetningselementet 19' til sin første aktive posisjon. Verktøyet 3 omfatter ytterligere en pumpe 3'. Ved å aktivere pumpen 3' strøm-mer væske fra verktøyets 3 nedside gjennom pumpen 3', inn i kveilerørsporsjonen 13 og ut gjennom åpningen 21. Trykket på nedsiden av tetningselementet 19' blir mindre enn trykket på oversiden av tetningselementet 19', og trykkforskjellen vil forskyve kveilerørsporsjonen 13 nedover i produksjonsrøret 95. Tetningselementet 19' er i sin første aktive posisjon ikke væsketett mot den indre veggen til produksjonsrøret 95 slik at noe væske vil strømme fra tetningselementets 19' overside og til tetningselementets 19' underside. Dette har blant annet den fordel at trykket over tetningselementet 19' ikke kan overstige en kritisk verdi, og at trykket over og under tetningselementet 19' vil utjevnes når pumpen 3' stopper.

Når kveilerørsporsjonen 13 er i ønsket posisjon, aktiviseres tetningselementet 29 ved hjelp av et styringssignal gjennom vaieren 11. Elektrisk energi for aktivering av tetningselementet 29 tilføres gjennom vaieren 11. Tetningselementet 29 plugger ringrommet 17. Tetningselementet 19' aktiviseres til sin andre aktive posisjon på samme måte og plugger ringrommet 27. Åpningen 21 åpnes og ventilen 3" åpnes. Derved er produksjonsrøret 95 i kontrollert fluidkommunikasjon med sonen 40 gjennom kveilerørsporsjonen 13.

Et kjemikalium som ønskes ledet kontrollert til sonen 40 i brønnen 9 ledes ned i brøn-nen 9 gjennom produksjonsrøret 95, gjennom åpningen 21 og kveilerørsporsjonen 13, gjennom ventilen 3" og ut i sonen 40. Kjemikaliumet kan omfatte vann for å opprettholde trykket i et petroleumsholdig reservoar slik det er kjent innen faget.

Kveilerørsporsjonen 13 som i et alternativt utførelseseksempel er forsynt med i det minste ett nedre tetningselement 19' og ett tetningselement 29, i det minste én åpning 21 og én ventil 3", er ytterligere forsynt med ett sonetetningselement 19" og i det minste én åpning 23 posisjonert mellom det nedre tetningselementet 19' og sonetetningselementet 19", posisjoneres på ønsket sted i en brønn 9. Tetningselementet 29 aktiviseres ved hjelp av et styringssignal gjennom vaieren 11. Elektrisk energi for aktivering av tetningselementet 29 tilføres gjennom vaieren 11. Tetningselementet 29 plugger ringrommet 17. Tetningselementene 19', 19" aktiviseres på samme måte og plugger ringrommet 27. Åpningen 21 åpnes og ventilen 3" åpnes mens åpningen 23 holdes lukket. Derved er produksjonsrøret 95 i kontrollert fluidkommunikasjon med sonen 40 gjennom kveilerørsporsjonen 13. Ventilen 3" lukkes og åpningen 23 åpnes. Derved er produksjonsrøret 95 i kontrollert fluidkommunikasjon med sonen 4 gjennom kveilerørsporsjonen 13.

Et kjemikalium som ønskes ledet kontrollert til sonen 40 i brønnen 9, ledes ned i brønnen 9 gjennom produksjonsrøret 95, gjennom åpningen 21 og kveilerørsporsjo-nen 13, gjennom ventilen 3" og ut i sonen 40. Et kjemikalium som ønskes ledet kontrollert til sonen 4 i brønnen 9 ledes ned i brønnen 9 gjennom produksjonsrøret 95, gjennom åpningen 21 og kveilerørsporsjonen 13, gjennom åpningen 23 og ut i sonen 4. Kjemikaliumet kan omfatte vann for å opprettholde trykket i et petroleumsholdig reservoar.

Fagpersonen vil forstå at bruken av kveilerørsporsjonen 13 ikke er avgrenset til bare å lede et fluid nedover og inn i brønnen 9, men også kan anvendes til å lede et fluid, enten gass eller olje, fra en valgt sone 4 oppover i brønnen 9 og til produksjonsrøret 95.

Claims (14)

1. Wire line assistert kveilerørsporsjon (1) innrettet til å kunne låres ned i en brønn (9) i en grunn (90),karakterisert vedat den wire line assisterte kveilerørsporsjonen (1) omfatter: - en kveilerørsporsjon (13) hvor kveilerørsporsjonen (13) i sin helhet er innrettet til å kunne låres ned i brønnen (9); og - en vaier (11) som er fastgjort til et i bruksstilling øvre parti (15) på kveile-rørsporsjonen (13), og vaieren (11) strekker seg fra kveilerørsporsjonen (13) og til brønnens (9) åpning ved en overflate; hvor kveilerørsporsjonen (13): - i sitt øvre parti (15) er forsynt med et aktiverbart tetningselement (29) innrettet til å kunne tette et ringrom (17) mellom kveilerørsporsjonen (13) og brønnen (9); - i sitt øvre parti (15) er forsynt med i det minste én åpning (21) som forbinder kveilerørsporsjonens (13) indre med kveilerørsporsjonens (13) omgivelse; - i et nedre parti (18) er forsynt med et aktiverbart tetningselement (19) innrettet til å kunne tette et ringrom (27) mellom kveilerørsporsjonen (13) og brønnen (9); og - i sitt nedre parti (18) er forsynt med et verktøy (3); og hvor vaieren (11) er innrettet til å kunne overføre elektrisk energi og elektriske signaler.

2. Wire line assistert kveilerørsporsjon (1) i henhold til krav 1, hvor verktøyet (3) omfatter en ventil (3").

3. Wire line assistert kveilerørsporsjon (1) i henhold til krav 1, hvor verktøyet (3) omfatter en pumpe (3').

4. Wire line assistert kveilerørsporsjon (1) i henhold til krav 1, hvor verktøyet (3) omfatter et høytrykks spylesystem (3"').

5. Wire line assistert kveilerørsporsjon (1) i henhold til krav 1, hvor kveile-rørsporsjonen (13) ytterligere omfatter i det minste ett aktiverbart sonetet - ningselement (19, 19") og i det minste én åpning (23) posisjonert på kveile-rørsporsjonen (13) mellom to tetningselement (19', 19").

6. Wire line assistert kveilerørsporsjon (1) i henhold til krav 5, hvor den minst ene åpningen (23) kan åpnes og lukkes.

7. Wire line assistert kveilerørsporsjon (1) i henhold til krav 1, hvor det aktiverbare tetningselementet (19) er innrettet til å kunne innta en første aktiv tilstand, hvor tetningselementet (19) i sin første aktive tilstand er innrettet til å kunne gli langs et fast rørs (95) innside.

8. Framgangsmåte ved kontrollert transport av et fluid i en brønn (9),karakterisert vedat fluidet strømmer gjennom et fast rør (95) i brønnen mellom brønnens (9) åpning ved en overflate og et i bruksstilling øvre parti (15) til en kveilerørsporsjon (13), hvor kveilerørsporsjonen (13) i sin helhet er låret ned i brønnen (9) gjennom det faste røret (95), og gjennom kveilerørsporsjonen (13).

9. Framgangsmåte i henhold til krav 8, hvor fluidet utgjøres av en væske.

10. Framgangsmåte i henhold til krav 8, hvor fluidet strømmer gjennom en ventil (3") i kveilerørsporsjonens (13) nedre parti (18).

11. Framgangsmåte i henhold til krav 7, hvor fluidet strømmer gjennom en pumpe (3') i kveilerørsporsjonens (13) nedre parti (18).

12. Framgangsmåte i henhold til krav 7, hvor fluidet strømmer gjennom et høy-trykks spylesystem (3) i kveilerørsporsjonens (13) nedre parti (18).

13. Framgangsmåte i henhold til krav 7, hvor fluidet strømmer gjennom en åpning (23) i kveilerørsporsjonen (13), hvor åpningen (23) er posisjonert mellom aktiverbare tetningselement (19', 19") som danner en sone (4) mellom kveilerørsporsjonens (13) overflate, brønnen (9) og tetningselementene (19', 19").

14. Anvendelse av en kveilerørsporsjon (13) i henhold til krav 1 for kontrollert transport av et fluid i en brønn (9).