NO300988B1 - Fremgangsmåte ved foring av en produksjonsformasjon i en brönn - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte ved foring av en produksjonsformas;]on i en brønn som angitt i krav l's innledning.

Oppfinnelsen kan med fordel utnyttes for beskyttelse av en produksjonsformasjon mot forurensning fra spylefluidum og sementmasse ved utforing av en brønn.

Ved brønnboring og utforing av brønnen vil borehullfluider, herunder spylefluidum og sementmasse, kunne trenge inn i en produksjonsformasjon og derved i sterk grad påvirke re-servoiregenskapene i negativ retning, hvilket vil forlenge brønnkompleteringstiden og medføre ekstra arbeide i forbindelse med gjenoppretting av formasjonens reservoaregen-skaper, med tilhørende ekstra forbruk av arbeidskraft og materialer og økede kostnader for tilhørende utstyr og transportfasiliteter.

Det er kjent en fremgangsmåte for utforing av en produksjonsformasjon i en brønn, innbefattende boring i produksjonsformas j onen, nedføring av en foringsrørstreng, sementering av denne over produksjonsformasjonen og perforering av det ikke-sementerte parti av foringsstrengen i produksjonsformasjonssonen, slik at man altså igjen får frilagt produksjonsformasjonen (Yu.V.Vadetski, "Drilling oil and gas wells", 1973, Nedra/Moskva/, sidene 346-348).

En alvorlig ulempe ved denne kjente metode er at den ikke sikrer en pålitelig isolering av produksjonsformasjonen mot underliggende strata, fordi sementeringen av foringsstrengen skjer over produksjonsformasjonen.

Nok en ulempe ved den kjente metode er at den ikke egner seg i tilfeller hvor produksjonsformasjonene har en tendens til å bryte sammen i hullet. Slik sammenbryting eller innfalling bevirker at ringrommet mellom foringsstrengen og produksjonsformasjonen fylles av sten og dette vil forstyrre filtreringen av produktet fra formasjonen.

Det er videre kjent en fremgangsmåte for foring av en produksjonsformasjon i en brønn (SU, A, 911015), innbefattende boring i formasjonen og perforering av boringen, utforing med en fluidumtett omhylling av profilrør som ekspanderes under settingen ved at det bygges opp et trykkfall over rørveggen, hvoretter det innføres og fast-sementeres en foringsrørstreng etterfulgt av en reeksponering av produksjonsformasjonen.

En ulempe ved denne kjente metode er den økede tykkelse for det isolasjonslag som dannes av veggene i den fluidumtette omhylling og i foringsrørstrengen, samt den mellomliggende sementring, idet dette vil komplisere frileggingen av formasjonen og virke forstyrrende på effektiviteten til filtreringen av produktet fra formasjonen inn i brønnen. Settingen av foringsstrengen med redusert diameter reduserer filtreringsarialet til formasjonen og bevirker en nedsetting av brønnens produksjonskapasitet. Videre krever denne tidligere kjente teknikk flere nedføringer og opptrekkinger i forbindelse med settingen av den fluidumtette omhylling, med tilhørende ekstra tidsforbruk, materialforbruk og arbeids-kraftforbruk.

Hensikten med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en fremgangsmåte for foring av en produksjonsformasjon i en brønn, med øking av filtreringsarealet samtidig som tykkelsen av det isolerende lag mellom produksjonsformasjonen og andre formasjoner reduseres.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen med en fremgangsmåte ved foring av en produksjonsformasjon i en brønn, innbefattende boring i produksjonsformasjonen, setting av en fluidumtett omhylling i form av profilrør i produksjonsformasjonen, idet profilrørene ekspanderes under utnyttelse av innvendig trykk, og innføring av en foringsrørstreng i brønnen, sementering av foringsrørstrengen og reeksponering av formasjonen, kjennetegnet ved at før settingen av den fluidumtette omhylling blir et avsnitt av borehullet i produksjonsformasjonsonen rømmet,

at foringsrørstrengen bare nedsettes slik at dens nedre ende går inn i den øvre endedel av den tette omhylling,

og at omhyllingens ekspandering under utnyttelse av det innvendige trykk gjennomføres helt til omhyllingens yttervegg går mot veggen i borehullets utvidede avsnitt.

Med oppfinnelsen oppnår man, som følge av den økede diameter i brønnen i produksjonsavsnittet og reduksjonen av tykkelsen til det isolerende lag som følge av at foringen bare føres inn i den øvre del av den tette omhylling og sementringen elimineres i produksjonsformasjonssonen, en opptrapping av filtreringsarealet og formasjonsproduksjonskapasitet.

Hensiktsmessig bør rømmingen av borehullet i den produserende formasjonssone utføres samtidig med boringen i formasjons-sonen. Derved unngår man ekstra dobbeltturer i forbindelse med nedføringen av et verktøy i brønnen for rømming av borehullet i den borede formasjonssone. Ifølge en annen utfør-elsesform av oppfinnelsen kan den fluidumtette omhylling føres ned og settes i den produserende formasjonssone sammen med foringsrørstrengen.

Derved unngår man ekstra dobbeltturer i forbindelse med nedføringen av den tette omhylling i boringen ved hjelp av borerøret. 1 den foretrukne utførelsesform av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen utføres rømmingen av borehullet i produksjonsformas jonssonen slik at det oppnås en diameter som er 1,5 til 2 ganger ytterdiameteren til foringsrørstrengen.

En rømming av borehullets diameter i produksjonsformas;)onssonen mindre enn 1,5 ganger diameteren i foringsrørstrengen anbefales ikke. Grunnen til dette er at det bare oppnås en ubetydelig øking av fluidumfiltrasjonen fra formasjonen og inn i brønnen, mens en rømming av borehullet til mer enn 2 ganger diameteren i foringsrørstrengen i praksis ikke vil være mulig, nettopp som følge av de begrensninger som skyldes de fysikalske egenskapene til den fluidumtette omhylling fremstilt av profilrør hvis ekspansjonsmulighet er begrenset.

Andre hensikter og fordeler med oppfinnelsen vil gå frem av den etterfølgende beskrivelse av et utførelseseksempel, under henvisning til tegningene, hvor

Fig. 1 viser rømming av borehullet i den produserende

formasj onssone,

fig. 2 viser settingen av en tett omhylling i det

rømmede parti av borehullet,

fig. 3 viser sementeringen av foringsstrengen, og fig. 4 viser foringsstrengen med den tette omhylling,

klar for produksjon.

Fremgangsmåten for foring av en produksjonsformasjon i en brønn utføres i følgende hovedtrinn.

Før boringen i produksjonsformasjonen monteres en ekspander (rømmer) over borkronen. Formasjonen bores med samtidig rømming til en diameter som er 1,5 til 2 ganger ytterdiameteren til den foringsrørstreng som skal settes ned i brønnen.

Borerørstrengen med borkrone og rømmer trekkes ut, og en foringsrørstreng settes ned i brønnen, sammen med midler for sementering og med en fluidumtett omhylling av profilrør festet til bunnenden. Nedføringen av strengen avsluttes når den tette omhylling er satt mot den rømmede sone i produksjonsformasjonen. Deretter utnyttes trykket til fluidum som pumpes inn i profilrørene for ekspandering av den tette omhylling til god kontakt med veggen i den rømmede formasjonssone, hvoretter foringsstrengen sementeres og produksjonsformasjonen reeksponeres ved perforering av den tette omhylling, under utnyttelse av kjent egnet teknikk.

Fremgangsmåten utføres ved bruk av et arrangement som innbefatter en borerørstreng 1 (fig. 1) med en borkrone 2 på den nederste enden, under en rømmer 3 med utragende elementer 4. Annet utstyr som benyttes for gjennomføringen av fremgangsmåten, innbefatter en foringsrørstreng 5 (fig. 2 og 3) med en innretning 6 for dens sementering, hvilken innretning danner en forlengelse av foringsrørstrengens 5 nedre ende. Innretningen 6 innbefatter en rørstump 7 med sideåpninger 8 og 9 i veggen. Inne i rørstumpen er det en hylse 10 med en sideåpning 11 og et sete 12. Hylsen er låst mot aksialfor-skyvning ved hjelp av en pinne 13. En fluidumtett omhylling 14 er festet til rørstumpens 7 nedre ende og er nederst avsluttet med en sko 15 med et sete 16 og et kulelegeme 17. En annen kuleventil 18 (fig. 3) er anordnet for gjennomføring av sementeringen av foringsrørstrengen 5. Ventilkulen sam-virker med setet 12 i hylsen 10.

De etterfølgende eksempler er beregnet for bedre forståelse av hovedideen i forbindelse med utforing av en produksjonsformasjon i en brønn ifølge oppfinnelsen.

Når brønnen bores med borkronen 2 (fig. 1) som er montert på borerørstrengen 1, borer man i en produksjonsformasjon 19 og samtidig rømmes borehullet i produksjonsformasjonssonen ved hjelp av de utragende elementer 4 i den rømmer 3 som befinner seg over borkronen 2. Rømmingen skjer utover grensene til produksjonsformasjonen 19, ca. 10-20 meter oppover og ned-over. Borerørstrengen 1 trekkes ut av brønnen, og foringsrør-strengen 5 (fig. 2) kjøres ned i brønnen. I foringsrør-strengens nedre ende er det festet en rørstump 7 som igjen bærer en tett omhylling 14 i form av langsgående korrugerte stålprofilrør som nederst bærer en sko 15 med et sete 16 og ventllkule 17. Som det går frem av fig. 2, danner rørstumpen 7 en forlengelse av foringsrørstrengen 5 og dens nedre ende går bare så langt inn i den øvre enden av den tette omhylling 14 som nødvendig for oppnåelse av en pålitelig skjøt. Når den tette omhylling 14 når den rømmede sone 20 i produksjonsformasjonen 19, avsluttes nedføringen av foringsrørstrengen 5. Under nedføringen av foringsrørstrengen 5 vil borehull-fluidet bevirke en løfting av ventilkulen 17 i skoen 15, med tilhørende fylling av innerrommet 21 (fig. 2) i omhyllingen 14. Et fluidum, eksempelvis boreslam, pumpes gjennom forings-rørstrengen 5 inn i rommet 21 (fig. 2) til oppnåelsen av et trykk på 12 til 14 MPa. Derved ekspanderes den fluidumtette omhylling 14 av profilrør helt til omhyllingen ligger tett an mot veggen i den rømmede sone 20, slik at det derved oppnås en pålitelig skilling mellom produksjonsformasjonen 19 og andre formasjoner. Fluidumtrykket vil holde ventilkulen 17 i skoen 15 mot setet 16, dvs. i lukket tilstand.

Ekstra tetting av rommet utenfor den fluidumtette omhylling 14 kan oppnås ved å benytte en tetningspasta som fyller ut sporene mellom korrugeringene i profilrørene i den tette omhylling 14.

Etter utretting av den tette omhylling 14 avlastes fluidumtrykket i rommet 21. Ventilkulen 18 slippes ned i forings-rørstrengen 5 og vil, som vist i fig. 3, legge seg mot setet 12 i hylsen 10 i rørstumpens 7 strømningspassasje. Fluidumtrykket i strengen 5 bygges opp igjen. Låsepinnene 13 av-skjæres. Hylsen 10 vil så kunne drives til sin nedre stilling, som vist i fig. 3. Fluidet fra rommet 21 (fig. 2) presses via sideåpningen 9 inn i ringrommet, fordi sideåp-ningene 11 og 8 i henholdsvis hylsen 10 og rørstumpen 7 bringes til stilling utfor hverandre. Deretter gjennomføres en sementering av foringsrørstrengen 5 med hjelp av egnet konvensjonell teknikk og bruk av egnede sementeringsenheter (ikke vist).

Etter pumpingen av nødvendig mengde av sementmasse med etter-følgende herding av denne rundt foringsrørstrengen 5, borer man ut komponentene 10, 12 og 18 i boringsrørstrengen 5. Produksjonsformasjonen 19 reeksponeres på egnet måte, eksempelvis ved å perforere omhyllingen 14, slik at man derved igjen etablerer produksjonsevnen gjennom perforering-ene 22 (fig. 4).

Oppfinnelsen kan benyttes for beskyttelse av produserende brønner mot forurensninger fra borehullfluidum og sementmasse under utforing av en brønn, og også for opptrapping av oljeproduksjonskapasiteten fra produserende formasjoner.

Claims (4)

1. Fremgangsmåte ved foring av en produksjonsformasjon i en brønn, innbefattende boring i produksjonsformasjonen (19), setting av en fluidumtett omhylling (14) i form av profilrør 1 produksjonsformasjonen, idet profilrørene ekspanderes under utnyttelse av innvendig trykk, og innføring av en foringsrør-streng (5) i brønnen, sementering av foringsrørstrengen og reeksponering av formasjonen (19), karakterisert ved at før settingen av den fluidumtette omhylling (14) blir et avsnitt (20) av borehullet i produksjonsformas jonsonen (19) rømmet, at foringsrørstrengen (5) bare nedsettes slik at dens nedre ende går inn i den øvre endedel av den tette omhylling (14), og at omhyllingens (14) ekspandering under utnyttelse av det innvendige trykk gjennomføres helt til omhyllingens yttervegg går mot veggen i borehullets utvidede avsnitt (20).

2 . Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert ved at rømmingen av borehullet i sonen til produksjonsformasjonen (19) utføres samtidig med boringen i produksjonsformasjonen (19).

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert ved at nedføringen og settingen av den fluidumtette omhylling (14) i produksjonsformasjonssonen (19) utføres samtidig med nedføringen av foringsrørstrengen (5).

4 . Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2,karakterisert ved at rømmingen av borehullet i produksjonsformasjonssonen (19) utføres slik at diameteren blir 1,5 til 2 ganger ytterdiameteren til foringsrørstrengen (5).