DK178489B1 - Værktøj og fremgangsmåde til at aflukke åbninger eller lækager i en brøndboring - Google Patents

Abstract

Opfindelsen angår et aflukningsværktøj til indføring i en brøndboring og aflukning af åbninger eller lækager. Aflukningsværktøjet omfatter: et eller flere kamre (12), der er udformet til at rumme et tætningsmiddel som er i stand til at aflukke åbninger eller lækager, når det hærder. Endvidere har værktøjet en ydre, opsvulmelig bælg (10), der er anbragt uden for og som dækker det ene eller de flere kamre, hvilken ydre, opsvulmelig bælg er tilvejebragt med henblik på at briste, når den er i stillinger, hvor den ikke understøttes under sin opsvulmen, ved hvilken bristen der tilvejebringes adgang fra det ene eller de flere kamre til det ydre af den ydre, opsvulmelige bælg. Derudover har værktøjet en indre, opsvulmelig bælg (11), der er anbragt inde i den ydre, opsvulmelige bælg og således, at det ene eller de flere kamre vil blive anbragt mellem den ydre og den indre, opsvulmelige bælg, således at den indre, opsvulmelige bælg kan udøve et tryk på det ene eller de flere kamre, når den er opsvulmet. Til levering af et fluidum er en kerne anbragt inde i den indre, opsvulmelige bælg.

Description

Værktøj og fremgangsmåde til at aflukke åbninger eller lækager i en brøndboring

Opfindelsen angår et aflukningsværktøj til indføring i en brøndboring og aflukning af åbninger eller lækager.

Baggrund for opfindelsen.

Glidebøsninger (også kaldet glidesidedøre eller SSD’er) i en brøndboring kommer af og til til at sidde fast i en åben stilling og kan ikke lukkes, uanset at der udføres hamring, kugleblæsning (GB: bead blasting) eller syrepletning. Hvis der trænger vand eller gas ind i brøndboringen gennem en sådan bøsning, kan det være ønskeligt at lukke den af. Værktøjet og fremgangsmåden kunne også anvendes til at lukke andre åbninger eller lækager. Det er vigtigt, at værktøjet ikke i væsentlig grad reducerer den indre minimum-diameter og fører til en indsnævring, som vil kunne forhindre efterfølgende brøndboringsoperationer længere henne i brøndboringen.

Værktøjer til operationer i brøndboringer og med en opsvulmelig bælg kendes fra WO 2006/084597, hvor den opsvulmelige bælg bruges som en form for forskydning af cement. Fra US 2007/0114016 kendes et værktøj af den i indledningen til krav 1 angivne art. Disse typer værktøj ville imidlertid ikke kunne finde anvendelse til at løse det ovennævnte problem på effektiv måde.

Det ovennævnte problem har vist sig at kunne løses på effektiv måde ved hjælp af et aflukningsværktøj af den i indledningen til krav 1 angivne art, hvor den ydre, opsvulmelige bælg nærmere bestemt er tilvejebragt med henblik på at briste, når den er i stillinger, hvor den ikke understøttes under sin opsvulmen, ved hvilken bristen der tilvejebringes adgang fra det ene eller de flere kamre til det ydre af den ydre, opsvulmelige bælg.

Værktøjet har den fordel, at det er simpelt i drift og efterlader et minimum af spærring. Desuden kan det anvendes til samtlige typer af åbninger eller lækager.

Ifølge en yderligere udførelsesform for opfindelsen er kernen af aflukningsværktøjet anbragt centralt inde i den indre, opsvulmelige bælg og forløber i en længderetning.

Ifølge en foretrukken udførelsesform for aflukningsværktøjet er tætningsmidlet epoxy, fortrinsvis en to-komponent epoxy, hvilket giver en stærk og holdbar tætning af åbningen.

Ifølge en yderligere udførelsesform vil det ene eller de flere kamre følge i det mindste en del af et skrueformet mønster omkring kernen, når den indre og den ydre bælg er svulmet op. Set fra siden vil kamrene ifølge denne udførelsesform forløbe diagonalt. Dette har den fordel, at det herved er nemmere at anbringe værktøjet på plads.

Opfindelsen angår desuden en fremgangsmåde til at aflukke åbninger eller lækager, hvilken fremgangsmåde omfatter følgende trin: a) at indføre et værktøj ifølge et hvilket som helst af de foregående krav i et brøndrør; b) at anbringe værktøjet således, at den opsvulmelige bælg befinder sig der, hvor den åbning eller lækage, der skal lukkes af, befinder sig; c) at tryksætte den indre bælg gennem kernen, hvorved de to bælge bringes til at svulme op samtidigt; d) at presse den ydre bælg mod brøndboringen, således at den dækker åbningen eller lækagen; e) at fortsætte med at pumpe tætningsmiddel gennem det ene eller de flere kamre og øge trykket, indtil bælgen brister, hvorved der skabes adgang til åbningen eller lækagen; f) at fortsætte med at pumpe, således at tætningsmidlet presses ud gennem den bristede del af bælgen og ind i det rundtgående rum, der omgiver åbningen eller lækagen; g) at deflatere den indre bælg, hvorved værktøjet kan fjernes fra brøndboringen.

Denne fremgangsmåde er relativt enkel at udføre og kan være at foretrække frem for at prøve at forskyde glidebøsninger mekanisk, når der er mistanke om eller det vides, at de sidder fast, hvor de er.

Ifølge en foretrukken udførelsesform for fremgangsmåden er tætningsmidlet en to-komponent epoxy.

Udførelsesformer for opfindelsen vil nu blive beskrevet mere detaljeret, idet der henvises til tegningen.

Påfig. 1 vises en brøndboring.

På fig. 2 vises et udsnit af en brøndboring med en glidebøsning.

På fig. 3 vises den todelte bælg i såvel ikke-opsvulmet som opsvulmet anbringelse i en glidebøsning.

På fig. 4 vises i tværsnit en afbildning af den todelte bælg ifølge opfindelsen med kamre mellem de to bælge.

På fig. 1 vises i skematisk tværsnit et eksempel på en brøndboring med en beklædning 9, der understøttes med cement 1, et rørelement 2, der forløber inde i beklædningen og som understøttes af en produktionspacker og en række isoleringspackere 8. Foringsbøjlen 4 er anbragt, så den bærer en reservoirforing 7. På fig. 1 vises yderligere perforeringer 6, som er lavet gennem foringen og ind i jordformationen.

I dette eksempel tilvejebringer rørelementet 2 en produktionsledning, hvor igennem olien og/eller gassen vil strømme. Isoleringspackere 8 anbringes i afstand fra hinanden med et vist mellemrum mellem reservoirforingen 7 og rørelementet 2. Isoleringspackerne 8 opdeler det rundtgående rum mellem reservoirforingen 7 og rørelementet 2 i adskilte sektioner.

I den vandrette del af brøndboringen er glidebøsningen 5 anbragt på rørelementet 2. Hver SSD 5 tilvejebringer åbninger eller porte 15, hvor igennem olien eller gassen kan komme ind i rørelementet 2. Disse åbninger kan lukkes eller åbnes under brøndens drift. De vil f.eks. blive lukket, hvis en sektion af reservoiret mellem to packere 8 begynder at producere vand. Ifølge en udførelsesform kan der være anbragt sier til at fjerne sandpartikler fra olie- og gasfluidet på ydersiden af SSD’en 5. Packerne 8 forhindrer strømning i det rundgående rum mellem rørelementet 2 og reservoirforingen 7. En sådan strømning kunne gå fra zonen omkring en SSD 5 til en tilstødende SSD 5. Det element, der omfatter åbningerne eller portene 15, er et standardelement.

På fig. 2 vises en del af en brøndboring, dvs. en sektion afgrænset af isoleringspackere 8 og med en SSD 5. SSD-åbningerne 15 kan være lukkede, f.eks. hvis sektionen begynder at producere vand. Imidlertid kan en SSD 5 af og til sætte sig fast og kan ikke flyttes. Hvis dette sker i helt eller delvist åben tilstand, kan det være nødvendigt at aflukke SSD-åbningen 15.

Aflukningsværktøjet ifølge opfindelsen kan anvendes til at løse dette problem ved at aflukke SSD’en. På fig. 3 vises en enkel udførelsesform for værktøjet, hvor en todelt opsvulmelig bælg 10,11 vises i SSD 5.

Det er ideen med værktøjet ifølge opfindelsen, at værktøjet kan køres ned i brøndboringen i deflateret tilstand. Den todelte opsvulmelige bælg anbringes hen over åbningerne eller portene i SSD’en. I denne stilling fyldes den indre, opsvulmelige bælg 11 med hydraulisk fluidum 14, der pumpes gennem en kerne 13, indtil den ydre, opsvulmelige bælg presses mod den indre overflade af SSD’en.

Kamre 12 eller riller til tætningsmidlet anbringes i det rum, der dannes mellem den indre og den ydre, opsvulmelige bælg 10, 11. Et eksempel på anbringelsen af sådanne kamre 12 vises på fig. 4. Efter opvulmen af bælgene injiceres tætningsmidlet i disse kamre 12, indtil den ydre bælg brister, hvorved tætningsmiddel tvinges ind i SSD-åbningerne. Trykket af tætningsmidlet vil overstige reservoir-trykket.

Den ydre bælg, der f.eks. fremstilles af gummi, andet elastomert materiale eller metalark, er udformet således, at det vil briste ved de positioner, hvor den ikke understøttes af brøndrøret, dvs. hvor åbningerne eller portene af SSD’en befinder sig. Den er endvidere udformet således, at bristningen vil etablere en bane fra kamret og ind i åbningen i SSD’en. Den ydre bælg brister, når trykket inde i kamrene 12 overstiger et vist niveau.

Når den ydre bælg brister, der hvor åbningen af SSD’en befinder sig, vil tætningsmidlet blive tvunget fra kamret og gennem åbningen ind i SSD-åbningen. Injiceringen af tætningsmiddel fortsætter, medens opsvulmen af den indre bælg opretholdes, hvorved tætningsmiddel tvinges gennem SSD-åbningerne og ind i det omgivende, rundtgående rum.

Den diagonale orientering eller del af et skrueformet mønster af kamrene eller rillerne mellem de to bælge gør det nemmere for tætningsmidlet at få en direkte bane gennem en af åbningerne 15 af SSD’en 5. Tilvejebringelse af denne direkte bane vil være uafhængig af den radiale orientering af aflukningsværktøjet som følge af denne diagonale orientering eller det skrueformede mønster. Denne orientering eller dette mønster af kamrene tilvejebringer også en større margen for så vidt angår fejl i dybdepositioneringen af værktøjet i forhold til en radial kammeranbringelse.

Et tætningsmiddel, som er hensigtsmæssigt til dette formål, kunne være en epoxy, fortrinsvist en tokomponent epoxy. Hærdetiden for tætningsforbindelsen skal vælges i overensstemmelse med de brøndhulsbetingelser, der gælder for den specifikke brøndboring. Tætningsforbindelsen skal vælges således, at den har tilstrækkeligt med tid til at forlade kammeret i værktøjet og komme ind i det rundgående rum, men ikke tilstrækkelig tid til at falde sammen, inden den hærder.

For at sikre fuldstændig og ensartet fordeling af tætningsforbindelsen, skal massefylden af tætningsforbindelsen vælges, så den passer til massefylden af fluidet i det ringformede rum, der omgiver glidebøsningen.

Den indre, opsvulmelige bælg 11 skal bringes til at svulme op under hærdning af tætningsmidlet med henblik på at holde den ydre, opsvulmelige bælg på plads for at forhindre tætningsmidlet i at trænge ind på indersiden af rørelementet.

Når tætningsforbindelsen er hærdet tilstrækkeligt til at holde SSD-åbningen lukket, skal den indre, opsvulmelige bælg deflateres, hvorved aflukningsværktøjet atter kan tages ud af brøndboringen.

Den ydre, opsvulmelige bælg kan fremstilles af eller coates med et materiale, som tætningsmidlet ikke vil klæbe til under hærdning. Hvis forseglingsmidlet er epoxy, vil et sådant materiale kunne være hærdet epoxy, polyethylen, paraffinvoks-petroleumgel eller vokspapir. Ifølge en yderligere udførelsesform kunne den ydre bælg udformes således, at den frigør sig fra værktøjet og bliver tilbage i brøndboringen.

Claims (6)

1. Aflukningsværktøj til indføring i en brøndboring og aflukning af åbninger eller lækager, hvilket aflukningsværktøj omfatter: • et eller flere kamre (12), der er udformet til at rumme et tætningsmiddel, hvilket tætningsmiddel er i stand til at aflukke åbninger eller lækager, når det hærder; • en ydre, opsvulmelig bælg (10), der er anbragt uden for og som dækker det ene eller de flere kamre, • en indre, opsvulmelig bælg (11), der er anbragt inde i den ydre, opsvulmelige bælg og således, at det ene eller de flere kamre vil blive anbragt mellem den ydre og den indre, opsvulmelige bælg, således at den indre, opsvulmelige bælg kan udøve et tryk på det ene eller de flere kamre (12), når den er opsvulmet; • en kerne (13), der er anbragt inde i den indre, opsvulmelige bælg og som er udformet til at levere et tryksat fluidum ind i den indre, opsvulmelige bælg (11), • kendetegnet ved at den ydre, opsvulmelige bælg er tilvejebragt med henblik på at briste, når den er i stillinger, hvor den ikke understøttes under sin opsvulmen, ved hvilken bristen der tilvejebringes adgang fra det ene eller de flere kamre (12) til det ydre af den ydre, opsvulmelige bælg.

2. Et aflukningsværktøj ifølge krav 1, hvor kernen er anbragt centralt inde i den indre, opsvulmelige bælg og strækker sig i en længderetning.

3. Aflukningsværktøj ifølge krav 1 eller 2, hvor tætningsmidlet er epoxy.

4. Aflukningsværktøj ifølge krav 1 eller 2, hvor det ene eller de flere kampre følger i det mindste en del af et skrueformet mønster omkring kernen, når den indre og den ydre bælg er opsvulmet.

5. Fremgangsmåde til aflukning af åbninger eller lækager, kendetegnet ved følgende trin: a) at indføre et værktøj ifølge et hvilket som helst af de foregående krav i et brøndrør; b) at anbringe værktøjet således, at den opsvulmelige bælg (11) befinder sig der, hvor den åbning eller lækage, der skal lukkes af, befinder sig; c) at tryksætte den indre bælg gennem kernen (13), hvorved de to bælge bringes til at svulme op samtidigt; d) at presse den ydre bælg mod en åbning eller lækage; e) at presse tætningsmiddel ind i et kammer (12), indtil bælgen brister, hvorved der skabes adgang til åbningen eller lækagen; f) presse tætningsmiddel, så det strømmer ud af kammeret (12) og ind i åbningen eller lækagen; g) at deflatere den indre bælg, hvorved værktøjet kan fjernes fra brøndboringen.

6. Fremgangsmåde ifølge krav 5, hvor tætningsmidlet er en tokomponent epoxy.