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Die
vorliegende Erfindung betrifft Bohrlocharbeitsgänge, Arbeitsgänge für ein Abzweigen
im Steigrohr, Bohrlochfräsverfahren
und Vorrichtungen und Systeme, die für derartige Arbeitsgänge und
Verfahren nützlich
sind.
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Viele
fertiggestellte Bohrlöcher
weisen einen oder mehrere Steigrohrstränge auf, die sich innerhalb
des Futterrohres von der Erdoberfläche (oder von einer Steigrohraufhängevorrichtung)
nach unten innerhalb des Bohrloches zu einer Stelle über der Bohrlochfertigstellungsvorrichtung
in einer Bohrlochfertigstellungszone erstrecken. Typischerweise
ist die Grenzfläche
am unteren Ende des Steigrohrstranges und des Inneren des Bohrlochfutterrohres abgedichtet,
beispielsweise mit einem Packer oder einer anderen Abdichtungsvorrichtung.
Es ist ebenfalls für
eine bewegliche Verbindung zwischen dem Packer und dem Steigrohrende üblich, daß eine relative
Bewegung zwischen den zwei aufgenommen wird.
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Oftmals
ist es wünschenswert,
das Bohrloch aus abwechselnden Zonen zu bilden, einschließlich einer
Stelle über
dem Packer am Ende des Steigrohrstranges, aber nicht darauf beschränkt. Bei
mehreren Verfahren nach dem bisherigen Stand der Technik wird der
Steigrohrstrang entfernt, um einen Abzweigarbeitsgang über dem
Niveau der ursprünglichen Bohrlochfertigstellungszone
durchzuführen.
Sobald das Steigrohr entfernt ist, wird ein neuer Ringspalt oder
eine primäre
Sperre über
einem neuen Steigrohr-Futterrohr-Ausgang installiert, von dem aus
sich ein neues seitliches Bohrloch erstreckt.
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Bei
verschiedenen Verfahren nach dem bisherigen Stand der Technik wurden
neue Ausgänge (Ausgangsöffnungen
durch das Steigrohr, den Zement und das Futterrohr) bereitgestellt,
und von dort aus wurden neue seitliche Bohrlöcher gebohrt, wobei die Ausgänge unterhalb
einer vorhandenen Ringspaltsperre positioniert wurden. Derartige
Ausgänge und
seitliche Bohrlöcher
wurden bei Verwendung eines gewundenen Steigrohres hergestellt,
ohne daß die
Benutzung einer Bohranlage über
dem Bohrloch erforderlich war.
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Oftmals
ist es wünschenswert,
daß man
sich über
eine gegenwärtige
Bohrlochfertigstellungszone nach oben bewegt, infolge beispielsweise
eines versetzten Abstandes eines neuen Entwässerungszieles, was einen Bohrlochweg
erfordert, der an einer höheren
Stelle im Bohrloch infolge maximaler Aufbauwinkel in Abhängigkeit
von der Strecke beginnt, über
die ein Bohrloch infolge der Reibung der Rohre gebohrt werden kann,
die um Krümmungen
im Bohrloch gedrückt
werden.
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Das
U.S.Patent Nr.
5291947 offenbart ein Spreizpackersystem,
das zwei aufblasbare Packer einschließt, die miteinander verbunden
und beabstandet sind, um einen Bohrlochraum für eine Übertragung von Druckmedien
von einer Formationszone zur Erdoberfläche durch einen Steigrohrstrang
abzutrennen.
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Es
besteht seit langem eine Forderung nach einem wirksamen und effektiven
Verfahren zur erneuten Fertigstellung eines Bohrloches im Steigrohr über einer
vorhergehenden Stelle der Bohrlochfertigstellung. Es besteht seit
langem eine Forderung nach einem derartigen Verfahren, das wirksam
und effektiv eine geeignete Öffung
oder ein Fenster durch ein Steigrohr und ein Futterrohr für das Bohren
eines abgezweigten seitlichen Bohrloches an einer gewünschten
Stelle einer erneuten Bohrlochfertigstellung bereitstellt. Es besteht
seit langem eine Forderung nach einer Stabilisierung des Steigrohres
an der gewünschten
Stelle der erneuten Bohrlochfertigstellung, die von den präsentierten
Erfindern erkannt wird. Es besteht seit langem eine Forderung nach
einem derartigen System und Verfahren, bei dem eine neue primäre Sperre
bereitgestellt wird, ohne daß die Notwendigkeit
besteht, einen gesamten Steigrohrstrang zu entfernen.
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Die
vorliegende Erfindung liefert ein Verfahren zum Durchführen von
Bohrlocharbeitsgängen
in einem Bohrloch mit einem Steigrohrstrang, der sich innerhalb
des Futterrohres erstreckt, wobei das untere Ende des Steigrohrstranges über dem
unteren Ende des Futterrohres ist, und einem Steigrohr-Futterohr-Ringspalt zwischen
dem Steigrohr im Steigrohrstrang und dem Futterrohr, abgedichtet
mittels einer ersten Abdichtungsvorrichtung, wobei das Verfahren
aufweist:
Abdichten des unteren Endes des Steigrohrstranges mit
einer Abdichtungsvorrichtung, um einen Fluidstrom dort hindurch
zu verhindern;
Entfernen eines Abschnittes des Steigrohres über der
ersten Abdichtungsvorrichtung;
Bewegen einer zweiten Abdichtungsvorrichtung
nach unten durch den Steigrohrstrang zu dem Bereich, aus dem der
Abschnitt des Steigrohres entfernt wurde; und folglich
Abdichten
des Steigrohr-Futterrohr-Ringspaltes mit einer zweiten Abdichtungsvorrichtung.
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Weitere
bevorzugte charakteristische Merkmale der Erfindung werden in den
Patentansprüchen 2
bis 26 dargelegt.
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Die
vorliegende Erfindung stellt in bestimmten Aspekten ein Verfahren
für Bohrlocharbeitsgänge in einem
Erdbohrloch mit einem Steigrohr innerhalb eines Futterrohres in
einem Erdbohrloch bereit, wobei sich das Bohrloch nach unten in
die Erde von der Erdoberfläche
aus erstreckt, wobei das Steigrohr einen Steigrohrstrang mit einem
unteren Ende aufweist und sich nach unten innerhalb des Futterrohres
mit dem unteren Ende an eine Stelle über einem unteren Ende des
Futterrohres erstreckt, wobei ein Steigrohr-Futterrohr-Ringspalt zwischen dem Steigrohr und
dem Futterrohr durch eine erste Abdichtungsvorrichtung abgedichtet
wird, wobei das Verfahren das Abdichten des unteren Endes des Steigrohrstranges mit
einer Abdichtungsvorrichtung, um einen Fluidstrom dort hindurch
zu verhindern, und das Abdichten des Steigrohr-Futtenohr-Ringspaltes
mit einer zweiten Abdichtungsvorrichtung über und beabstandet von der
ersten Abdichtungsvorrichtung umfaßt.
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Die
vorliegende Erfindung offenbart in bestimmten Ausführungen
ein "durch das Steigrohr/im Steigrohr"-System für das Bereitstellen
eines Steigrohr/Futterrohr-Ausganges über einer ersten Bohrlochfertigstellungszone
in einem Hauptbohrloch für das
Bohren eines neuen seitlichen Bohrloches vom Hauptbohrloch aus.
In einer Ausführung,
bei der ein Steigrohr-Futterrohr-Ringspalt anfangs am unteren Ende
für die
Produktion unterhalb des Steigrohres abgedichtet wird, wird eine
weitere Dichtung innerhalb des Steigrohr-Futterrohr-Ringspaltes über und beabstandet
von der unteren Dichtung bereitgestellt. Danach wird das Steigrohr
zwischen den zwei Dichtungsbereichen perforiert, vorzugsweise, ohne
daß das
Futterrohr perforiert wird. In einem Aspekt wird eine bewegliche
Verbindung (einschließlich
einer kommerziell erhältlichen
ELTSR-Aufnahme von Baker Oil Tools, aber nicht darauf beschränkt) ebenfalls perforiert,
von der ein Teil das untere Ende des Steigrohres umgibt. Zement,
Harz oder ein anderes härtbares
Material wird danach von der Erdoberfläche nach unten in das Innere
des Steigrohrstranges durch die Perforierungen und nach oben in
den Ringspalt zwischen dem Äußeren des
Steigrohres und dem Inneren des Futterrohres bis zu einem derartigen
Niveau gepumpt, daß ein
Abschnitt des Steigrohres stabilisiert wird, um eine oder mehrere
Ausgangsöffnungen
im Steigrohr und Futterrohr unterhalb jenes Zementniveaus herzustellen.
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Die
Ausgangsöfnung(en)
wird mit geeigneten bekannten Vorrichtungen, Ausrüstungen
und Verfahen hergestellt, einschließlich mit einem Fräser oder
Fräsern,
Strahlschneidvorrichtung(en) und Explosivstoffen, aber nicht darauf
beschränkt.
In bestimmten Aspekten wird eine Ablenkeinrichtung, eine Fräserführung und/oder
ein Richtkeil für
das Lenken eines Fräsers
oder von Fräsern
gegen das Steigrohr und/oder Futterrohr positioniert und gesichert.
Ein geeigneter Fräser
oder Fräser
werden danach benutzt, um die Ausgangsöffnungen) oder Fenster herzustellen.
In einem Aspekt arbeiten der Fräser
oder die Fräser
an einem Strang, der von der Erdoberfläche aus drehbar ist. In einem
anderen Aspekt wird ein gewundener Steigrohrstrang benutzt, der
einen Bohrlochsohlenmotor für
das Drehen eines Fräsers einschließt. Ein
derartiger gewundener Steigrohrstrang kann innerhalb des Steigrohres
eingesetzt werden, was nicht das Entfernen des Steigrohrstranges
aus dem Bohrloch oder das Entfernen eines Bohrlochkopfes auf die
Erdoberfläche
erfordert. Die Aufstellung des Abdichtungsapparates und das Perforieren
des Steigrohres können
ebenfalls ohne Entfernen des Bohrlochkopfes vorgenommen werden.
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Sobald
die Ausgangsöffnungen)
vorhanden ist (sind), kann ein seitliches Bohrloch vom Futterrohrausgang
ausgebohrt ("abgezweigt") werden, wie es
gewünscht
wird. Das seitliche Bohrloch kann dann ausgekleidet oder verrohrt
werden, wie es im Fachgebiet gut bekannt ist.
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Bei
einer weiteren Ausführung
wird im Anschluß an
das Abdichten des Steigrohres, das Zementieren und Abzweigen eine
Strahlschneidvorrichtung in das Steigrohr abgesenkt, um das Steigrohr oberhalb
der Abdichtungsvorrichtung abzutrennen. Der gesamte Steigrohrstrang
wird danach auf die Erdoberfläche
angehoben und wieder aufgehangen, um einen gewünschten Spalt mit einer Länge von beispielsweise
30 ft. (10 m) an einer gewünschten Stelle
unten im Bohrloch für
das Installieren einer neuen oberen primären Sperre zu liefern.
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Bei
einer noch weiteren Ausführung
wird im Anschluß an
das Abdichten des Steigrohres, das Zementieren und Abzweigen, wie
es vorangehend beschrieben wird, eine Explosionsvorrichtung in das Steigrohr
eingeführt
und angrenzend an den Bereich positioniert, in dem der Steigrohrspalt
gewünscht wird.
Ein oder mehrere selektiv aktivierbare Halteverbindungsstücke, beispielsweise "Knopfverbindungsstücke" oder "Niederhalter", aber nicht darauf
beschränkt,
die im U.S.Patent
5785120 offenbart werden, werden
durch Pumpen von Fluid unter Druck nach unten im Steigrohrstrang
aktiviert, um die Explosionsvorrichtung in Position zu sichern.
Alternativ können
mechanische Anker oder dergleichen verwendet werden. Ein fluiddruckaktivierter
Zündkopf der
Explosionsvorrichtung wird durch Pumpen von Fluid unter Druck nach
unten im Steigrohrstrang aktiviert. Der Zündkopf zündet gleichzeitig drei separate Ladungen:
1. eine obere Ladung, die das Steigrohr auf einem oberen Niveau
trennt; 2. eine untere Ladung, die das Steigrohr auf einem unteren
Niveau trennt; und 3. eine Schlitzbildungsladung, die zündet, um
eine Reihe von Längsschlitzen
und entsprechenden Fingern im und um das getrennte Steigrohr herum
zu bilden. Die Explosionsvorrichtung wird mit dem Ende eines Steigrohres
oder eines gewundenen Steigrohrstranges verbunden, das dann abgesenkt wird,
wobei das Gehäuse
der Explosionsvorrichtung in das verbleibende Steigrohr nach unten
gedrückt wird.
Das (die) Knopfverbindungstück(e)
hält (halten) das
getrennte Steigrohr, und, während
das getrennte Steigrohr abgesenkt wird, gehen die Finger zwischen dem Äußeren des
Steigrohres und dem Inneren des Futterrohres nach unten, wodurch
ein offener axialer Spalt im Steigrohr gebildet wird. Das (die)
Knopfverbindungsstücke)
wird (werden) danach freigegeben, und das Gehäuse der Explosionsvorrichtung
wird aus dem Steigrohr gezogen. Eine Abdichtungsvorrichtung, beispielsweise
ein aufblasbarer Packer, ein mechanischer Packer, von denen beide
ein Packer durch das Steigrohr sein können, wird danach in das Steigrohr
an einem Steigrohrstrang oder einem gewundenen Steigrohr eingeführt und
im Spalt im Steigrohr positioniert. Das Aktivieren des Packers dichtet den
Steigrohr/Futterrohr-Ringspalt ab. Der Strang wird danach vom Packer
freigegeben und aus dem Bohrloch gezogen.
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Bei
einer weiteren Ausführung
wird ein System mit einem Fräser
und einem Bohrlochsohlenmotor am gewundenen Steigrohr positioniert,
wobei ein Fräser
an die gewünschte
Stelle für
das Entfernen eines Abschnittes des Steigrohres angrenzt. Das System
wird an Ort und Stelle innerhalb des Steigrohres mit irgendeiner
geeigneten Sicherungsvorrichtung gesichert, einschließlich eines
oder mehrerer der Knopfverbindungsstücke, wie sie vorangehend diskutiert
werden, aber nicht darauf beschränkt.
Das System umfaßt
ebenfalls eine Bewegungs- oder Hubvorrichtung, beispielsweise die,
die in
1A–1E des U.S.Patentes
5785120 und
dem begleitenden Text oder in der U.S.-Anmeldung Serien-Nr.
09/183943 ,
angemeldet am 31.10.98, offenbart wird, ist aber nicht darauf beschränkt. Der
gewundene Steigrohrstrang umfaßt
einen Bohrlochsohlenmotor, der den Fräser dreht, während die
Hubvorrichtung das gewundene Steigrohr und daher den Fräser nach
oben zieht, um den gewünschten
Spalt im Steigrohr auszufräsen.
In Abhängigkeit
von der Länge
des Hubes der Hubvorrichtung und der Länge eines gewünschten
gefrästen
Spaltes im Steigrohr kann mehr als ein Hub erforderlich sein. Alternativ kann
irgendein bekanntes Fräs- oder Schneidsystem und
Verfahren zur Anwendung gebracht werden, einschließlich jener,
bei denen ein Fräser
nach unten, nach oben oder in beide Richtungen fräst und von
der Erdoberfläche
und/oder innerhalb des Steigrohres unterhalb der Erdoberfläche gehalten
wird.
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Bei
einem hierin beschriebenen Verfahren können die Schritte der Stabilisierung
und/oder des Perforierens und Zementierens optional sein. Es soll ebenfalls
verstanden werden, daß,
wann auch immer eine Abdichtungsvorrichtung erwähnt wird, sie innerhalb des
Bereiches dieser Erfindung ein bekannter geeigneter aufblasbarer
oder mechanischer Packer sein kann (einschließlich hydraulisch eingestellter Packer,
mechanisch eingestellter Packer und hydraulisch eingestellter mechanischer
Packer, aber nicht darauf beschränkt).
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Es
ist daher ein Ziel von zumindestens bestimmten bevorzugten Ausführungen
der vorliegenden Erfindung Folgendes bereitzustellen: neue Verfahren
für die
erneute Fertigstellung eines Bohrloches über einer vorhergehenden Bohrlochfertigstellungszone;
derartige Verfahren, die nicht das Entfernen eines Bohrlochkopfes
und der damit verbundenen Ausrüstung
aus einem Bohrloch erfordern; derartige Verfahren, die eine neue
primäre
Sperre um einen Steigrohrstrang über
einer neuen Bohrlochfertigstellungszone liefern; derartige Verfahren,
die nicht die erneute Installation einer Bohranlage erfordern; derartige
Verfahren, die die Stabilisierung eines Abschnittes des Steigrohres
in einem Bohrloch vor der Herstellung eines Steigrohrausganges durch
jenen Steigrohrabschnitt anwenden; derartige Verfahren, die nicht
das Entfernen eines Bohrlochstranges erfordern, um einen neuen Ausgang über einen
vorhergehenden Bohrlochfertigstellungszone in einem Bereich liefern,
durch den sich ein Steigrohrstrang erstreckt; und eine Vorrichtung
und Ausrüstung,
die bei derartigen Verfahren nützlich
ist.
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Einige
bevorzugte Ausführungen
der Erfindung werden jetzt nur als Beispiel und mit Bezugnahme auf
die begleitenden Zeichnungen beschrieben, die zeigen:
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1A eine seitliche schematische
Schnittdarstellung eines Bohrloches mit einem Futterrohr und einem
Steigrohrstrang darin;
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1B–1I seitliche schematische
Schnittdarstellungen, die ein Verfahren entsprechend der vorliegenden
Erfindung zeigen;
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2 eine seitliche schematische
Schnittdarstellung eines Bohrlochschneidsystems entsprechend der
vorliegenden Erfindung;
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3A–3F seitliche schematische
Schnittdarstellungen, die ein Verfahren entsprechend der vorliegenden
Erfindung zeigen, das das System aus 2 anwendet;
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4A–4D seitliche schematische
Schnittdarstellungen eines Bohrlochschneidsystems entsprechend der
vorliegenden Erfindung;
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5A und 5B seitliche schematische Darstellungen
einer Abdichtungsvorrichtung für
eine Verwendung bei einem System entsprechend der vorliegenden Erfindung;
und
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5C und 5D seitliche schematische Darstellungen
eines Systems entsprechend der vorliegenden Erfindung bei Anwendung
der Vorrichtungen aus 5A und 5B.
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Mit
Bezugnahme auf 1A wird
ein Erdbohrloch W mit einem Futterohr C verrohrt, das sich nach
unten von der Erdoberfläche
aus zu einer Bohrlochfertigstellungszone Z erstreckt, aus der ursprünglich wünschenswerte
Kohlenwasserstoffe erzeugt werden. Eine typische Bohrlochfertigstellungsausrüstung wird
für die
Zone Z verwendet. Ein Steigrohrstrang T innerhalb des Futterrohres
C weist ein unteres Ende R auf das über der Bohrlochfertigstellungszone
Z endet. Ein Packer P dichtet den Steigrohr-Futterrohr-Ringspalt
ab. Der Zweckmäßigkeit halber
wird das Bohrloch W, obgleich es vorhanden ist, in 1B–1E nicht
gezeigt, und das untere Ende des Bohrloches wird ebenfalls nicht
in 1B–1I gezeigt.
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Wie
in 1B–1H gezeigt wird,
wird ein System 10 zur Anwendung gebracht, um ein seitliches Bohrloch
L im Steigrohr zu erhalten. Wie in 1B gezeigt
wird, wird das vorher offene untere Ende R des Steigrohres T mit
einer Abdichtungsvorrichtung 12 abgedichtet, um einen Fluidstrom
dort hindurch zu verhindern. Diese Abdichtungsvorrichtung kann eine bekannte
geeignete Vorrichtung sein, beispielsweise ein Packer oder ein Abdichtstopfen.
Die Abdichtungsvorrichtung 12 kann bei Benutzung eines
Seiles, eines gewundenen Steigrohres, eines weiteren Gelenkrohres
oder eines Steigrohrstranges installiert werden, die durch den Steigrohrstrang
T' beweglich sind.
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Wie
in 1C gezeigt wird,
wurde eine Öffnung 14 durch
das Steigrohr T hergestellt (beispielsweise hergestellt durch Fräsen, mit
Explosivstoffen oder mit einer Perforierungsvorrichtung), und optional
wurde eine Zentriervorrichtung 16 installiert, die innerhalb
des Steigrohres T verankert ist. Die Zentriervorrichtung 16 weist
Arme 18 auf, die das Futterrohr C berühren und das Steigrohr T zentrieren
und stabilisieren. Die Arme 18 sind ursprünglich zusammengelegt,
so daß die
Zentriervorrichtung 16 nach unten durch das Steigrohr beweglich
ist, beispielsweise an einem gewundenen Steigrohr, einem Seil oder
einem anderen Steigrohrstrang. Die Arme breiten sich aus, um das
Steigrohr T zu zentrieren, insbesondere in einem geneigten Bohrloch,
wenn das Steigrohr 7 außer Mitte mit Bezugnahme auf
das Futterrohr ist und/oder am Futterrohr anliegt. Ein Körper 19 der
Vorrichtung 16 ist hohl, was einen Fluidstrom dort hindurch
gestattet.
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Wie
in 1D gezeigt wird,
wurde Bohrlochzement 20 nach unten durch das Steigrohr
T (oder durch einen Arbeitsstrang innerhalb des Steigrohres T, wie
beispielsweise einen gewundenen Steigrohrstrang), durch den Körper 19 der
Zentriervorrichtung 16, durch die Öffnung 14 heraus und
in einen Steigohr-Futterrohr-Ringspalt 22 bis zu einem
Niveau 24 zirkuliert. Der Zement 20 darf abbinden,
um den Abschnitt des Steigrohres T zu stabilisieren, der durch den
Zement 20 umgeben wird. Der Zement 20 sichert das
untere Ende des Steigrohres T am Futterrohr C, wodurch eine relative
Bewegung zwischen den zwei verhindert wird; er stabilisiert das
Steigrohr T während
der anschließenden
Fräs- oder Fensterbildungsarbeitsgänge; er
definiert einen Zirkulationsweg nach unten im gewundenen Steigrohr
und nach oben im Ringspalt für
Bohrklein, das beim Fräsen, Bohren
oder Fräsen-Bohren
entsteht; und er liefert einen Bohrlochweg vom Inneren des Steigrohres
zur neuen Bohrlochaußenseite
des Futterrohres, durch den eine Bohrlochfertigstellung in ein seitliches
Bohrloch ablaufen kann. Der Zement stabilisiert das Steigrohr im
Futterrohr und verschließt
oder verfüllt
Hohlräume
um das Äußere des
Steigrohres herum, so daß der
Strömungsweg
während
der späteren
Fräs-, Bohr-
und/oder Fräs-Bohrarbeitsgänge einen
definierten begrenzten Strömungsbereich
von bekannter Größe aufweist,
so daß die
Geschwindigkeiten des zirkulierenden Fluids ausreichend aufrechterhalten werden
können,
um Bohrklein in Suspension zu halten und eine Bewegung in Aufwärtsbohrlochrichtung beizubehalten.
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Wie
in 1E gezeigt wird,
wird eine geeignete Führung,
eine Ablenkeinrichtung oder ein Richtkeil 30 in das Steigrohr
T eingeführt,
beispielsweise an einem gewundenen Steigrohr, Seil oder einem anderen
Steigrohrstrang, und an Ort und Stelle verankert. Eine geeignete
bekannte Führung,
Ablenkeinrichtung oder Richtkeil können verwendet werden. Alternativ
können Öffnungen,
die durch das Steigrohr T, den Zement 20 und das Futterrohr
C hergestellt werden sollen, mit bekannten Explosivstoffen und Explosionsvorrichtungen,
mit bekannten Chemikalien und Chemikalienvorrichtungen oder mit
bekannten Strahlschneidvorrichtungen hergestellt werden. Die Führung, die
Ablenkeinrichtung oder der Richtkeil können eine dauerhaft eingerichtete
Vorrichtung, eine ziehbare Vorrichtung oder eine fräsbare Vorrichtung
sein.
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Wie
in 1F gezeigt wird,
wird eine Öffnung
oder ein Fenster 40 durch das Steigrohr T mit irgendeinem
geeigneten bekannten Fräser
oder Frässystem
gefräst,
wie ein Fenster 41 durch das Futterrohr C und eine Öffnung 42 durch
den Zement 20. Der Fräser
oder das Frässystem
kann sich ebenfalls in die Formation 33 fortbewegen, wobei
ein seitliches Bohrloch 34 begonnen wird. In einem speziellen
Aspekt wird das seitliche Bohrloch 34 bis zu einer gewünschten
Länge verlängert, wobei
geeignete Bohr- und Richtbohrvorrichtungen eingesetzt werden. In
einem Aspekt wird der offene Lochabschnitt 35 unterschnitten,
um die Installation eines Liners (in einem Aspekt ein expandierbarer
Liner) im seitlichen Bohrloch 34 zu erleichtern. Optional
kann der Richtkeil 30 jetzt entfernt werden.
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Wie
in 1G gezeigt wird,
wird ein Abschnitt 36 aus dem Steigrohr T mit einer bekannten geeigneten
Schneidvorrichtung oder einem Fräser herausgeschnitten.
Wie bei den anderen Vorrichtungen, die im System 10 eingesetzt
werden, kann die Schneidvorrichtung oder der Fräser an einem gewundenen Steigrohr,
Seil oder einem anderen Steigrohrstrang eingesetzt werden. Alternativ
kann der Abschnitt entsprechend der vorliegenden Erfindung mit bekannten
geeigneten Explosivstoffen und Explosionsvorrichtungen, Chemikalien
und Chemikalienvorrichtungen und/oder mit bekannten Strahlschneidvorrichtungen
entfernt werden.
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Wie
in 1H gezeigt wird,
wird ein Liner 50 installiert, wobei sich sein unteres
Ende 51 in das seitliche Bohrloch 34 erstreckt.
Eine Abdichtungsvorrichtung 52, die einen geeigneten bekannten
Packer durch das Steigrohr einschließt, aber nicht darauf beschränkt, wird
installiert, um den Steigrohr-Futterrohr-Ringspalt 22 abzudichten. Bei
bestimmten bevorzugten Ausführungen
liefert die Abdichtungsvorrichtung eine primäre Sperre. Ein Dehnungsausgleicher 53 (oder
eine polierte Bohrungsaufnahme- und Dichtungsbaugruppe), der zwischen
dem Steigrohrende 54 und der Abdichtungsvorrichtung 52 angeordnet
ist, nimmt eine relative Bewegung zwischen den zwei auf beispielsweise
während
der anschließenden
Produktion und des Einspritzens (beispielsweise Einspritzen von
Wasser oder Gas in eine Injektionsbohrung), aber nicht darauf beschränkt. Die Oberseite
des seitlichen Liners kann außerhalb
der Fensteröffnung
abfallen und optional nicht mit dem ursprünglichen Steigrohr oder Futterrohr
verbunden sein. Alternativ kann er am Steigrohrende 54 mit
einer beweglichen Verbindung 53 und einem Packer 52 befestigt
werden, alle am oberen Ende des Liners 50 gesichert. Optional
kann Zement oben auf der Vorrichtung 52 eingebracht werden.
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1I zeigt schematisch einen
alternativen Weg zum Zementieren des Steigrohr-Futterrohr-Ringspaltes 22,
in dem eine Perforiervorrichtung 38 (beispielsweise eine
bekannte geeignete Perforiervorrichtung oder Perforierpistole) durch
das Steigrohr T perforiert (und durch eine optionale bewegliche
Verbindung 39, wenn eine vorhanden ist; eine derartige
Verbindung kann beim Verfahren aus 1B verwendet
werden). Wie in 1D wird
Zement danach durch die resultierende Perforation oder die Perforationen
in den Ringspalt 22 zirkuliert. Das in 1I gezeigte Verfahren erfordert nicht
die Vorrichtungen 16 oder die Ausbildung der Öffnung 14.
Das Futterrohr wird vorzugsweise nicht perforiert.
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2 veranschaulicht schematisch
ein Steigrohrschneidsystem 60, das bei Verfahren entsprechend
der vorliegenden Erfindung nützlich
ist, wie nachfolgend beschrieben wird. Das System 60 umfaßt: einen
selektiv aktiverbaren Zündinitiator
oder -kopf 61; eine selektiv aktivierbare Sicherungsvorrichtung 62;
Explosivstoffe 63, 64 und 65; ein Gehäuse 66;
und ein unteres Ende 67. Die Sicherungsvorrichtung 62 kann
eine geeignete bekannte Bohrlochverankerungsvorrichtung oder -mechanismus
sein. Wie gezeigt wird, wird eine Vielzahl von "Knopfverbindungsstücken" (wie sie hierin vorangehend erwähnt werden)
verwendet. Die Explosivstoffe 63 werden verwendet, um einen
Abschnitt des Steigrohres auf einem oberen Niveau abzutrennen; die
Explosivstoffe 65 für
das Trennen des Abschnittes des Steigrohres auf einem unteren Niveau;
und die Explosivstoffe 64 für das Erzeugen einer Reihe
von Längsschlitzen
und entsprechenden Fingern um den abgetrennten Steigrohrabschnitt
herum. Eine Sprengzündschnur 68,
die den Kopf 61 und die Explosivstoffe verbindet, bewirkt
das gleichzeitige Zünden
aller Explosivstoffe.
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Das
System
60 wird benutzt, wie in
3A–3F gezeigt
wird, um einen Abschnitt des Steigrohres T (z. B. den Abschnitt
36,
wie in
1G gezeigt wird)
herauszuschneiden und zu bewegen. Das System
60 wird innerhalb
des Steigrohres T an eine gewünschte
Stelle abgesenkt (es wird verstanden, daß das Bohrloch W aus
3A das Bohrloch W aus
1A ist, und daß die gleiche
Bohrlochfertigstellungszone Z, usw. vorhanden ist). Der Zündkopf
61 wird
aktiviert beispielsweise durch einen Fluiddruckimpuls oder ein elektrisches
Signal), wodurch die Explosivstoffe
63,
64,
65 gezündet werden.
Das Steigrohr T wird auf einem oberen Niveau
47 und auf einem
unteren Niveau
48 getrennt, was einen getrennten Steigrohrabschnitt
46 bildet.
Finger
49 werden mit Schlitzen zwischen sich gebildet.
Die Finger
49 sind frei nach außen beweglich. Wie in
3B gezeigt wird, führt das
Absenken des Systems
60, das am abgetrennten Steigrohrabschnitt
46 mittels
der Sicherungsvorrichtung
62 gesichert ist, zum Absenken
des abgetrennten Steigrohrabschnittes
46. Die unteren Enden
der Finger
49 begegnen einem oberen Ende
45 des Steigrohres
T und bewegen sich nach außen,
während
das System
60 und der Steigrohrabschnitt
46 abgesenkt
werden (siehe
3C). Optional
kann eine teleskopisch zusammenfallende Vorrichtung, wie sie im
U.S.Patent
4905759 offenbart wird, als die Hubbewegungsvorrichtung
verwendet werden, um das Absenken des abgetrennten Futterrohres
zu erleichtern. Der Druckunterschied über dem Kolben der Hubvorrichtung
stößt dann
den Steigrohrabschnitt
46 nach unten, ohne daß das gewundene
Steigrohr abgesenkt wird.
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Wie
in 3D gezeigt wird,
wurde der Druck abgebaut, wodurch die Knopfverbindungsstücke freigegeben
wurden, und das System 60 wurde entfernt, und der abgetrennte
Steigrohrabschnitt 46 wurde abgesenkt, um einen gewünschten
Spalt 44 zwischen den Enden 45 und 43 des
Steigrohres T freizulegen. Wie in 3E gezeigt
wird, wird eine selektiv aktivierbare Abdichtungsvorrichtung 70 (beispielsweise eine
geeignete bekannte Abdichtungsvorrichtung, ein Packer, usw.) nach
unten durch das Steigrohr T bewegt und zwischen dem Steigrohrende 43 und
einem oberen Ende des abgetrennten Steigrohrabschnittes positioniert.
Wie in 3F gezeigt wird, wird
die Abdichtungsvorrichtung 70 aktiviert, um das Bohrloch
W abzudichten. Ein Bohrlochrohrstrang oder das gewundene Steigrohr,
der die Abdichtungsvorrichtung 70 trägt, wird daraus freigegeben
und aus dem Bohrloch gezogen.
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4A-4D zeigen ein System 80,
das für das
Abtrennen eines Steigrohrabschnittes (und Bilden eines Spaltes im
Steigrohr, beispielsweise wie in 1G)
nützlich
ist. Das System 80 umfaßt: eine selektiv aktivierbare
Sicherungsvorrichtung 82 für das selektive Verankern des
Systems 80 im Steigrohr, wie beispielsweise dem Steigrohr T; eine
Bewegungsvorrichtung 81 für das Bewegen eines Teils des Systems 80 nach
oben; ein Bohrlochsohlenmotorsystem 83 für das Drehen
eines Fräsersystems;
und ein Fräsersystem 84 für das Herausfräsen des
Steigrohrabschnittes, um einen gewünschten Spalt darin zu bilden.
Das System 80 weist ein unteres Ende 85 auf. Geeignete
innere Strömungskanäle in den
Systemen des Systems 80 gestatten, daß ein Fluid von der Oberseite
zur Unterseite des Systems strömt,
um selektiv die Sicherungsvorrichtung 82 zu aktivieren, um
selektiv die Bewegungsvorrichtung 81 zu aktivieren und
anzutreiben, um selektiv das Bohrlochsohlenmotorsystem 83 zu
aktivieren und anzutreiben, und um selektiv das Fräsersystem 84 zu
aktivieren und anzutreiben. Das Fluid kann aus einem Kanal 86 durch
das Ende 85 ausströmen.
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Die
Sicherungsvorrichtungen 82 können "Knopfverbindungsstücke" sein, wie es hierin vorangehend erwähnt wird,
die selektiv durch Pumpen von Fluid unter Druck nach unten im System 80 und durch
einen Kanal 87 im oberen Verbindungsstück 88 aktiviert werden
können,
der mit den Fluidströmungskanälen zu den
Vorrichtungen 82 in Fluidverbindung ist.
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Die
Bewegungsvorrichtung
81 kann eine geeignete Bohrlochbewegungsvorrichtung
sein. In einem Aspekt ist die Bewegungsvorrichtung ein Hubstreckenmechanismus,
wie er in der U.S.Anmeldung Serien-Nr.
09/183943 offenbart
wird, angemeldet am 31.10.98, im Mitbesitz der vorliegenden Erfindung und
für alle
Zwecke hierin vollständig
eingeschlossen.
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Das
Bohrlochsohlenmotorsystem 83 ist ein geeigneter bekannter
Bohrlochsohlenmotor, einschließlich
eines kommerziell lieferbaren PDM-Motors oder eines MacDrill-Motors
der Rotech Holdings, Ltd., aber nicht darauf beschränkt.
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Das
Frässystem
84 kann
ein bekannter geeigneter Fräser
oder ein Frässystem
sein, das das Werkzeug aus dem U.S.Patent
5735359 einschließt, ausgestellt
am 7. April 1998, im Mitbesitz der vorliegenden Erfindung und für alle Zwecke
hierin vollständig
eingeschlossen, aber nicht darauf beschränkt.
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5A zeigt eine Abdichtungsvorrichtung 100 mit
einem Körper
101, einem unteren Ende oder "Stachel" 102, unteren
Rohrklemmkeilen 103 für
einen Eingriff mit dem Inneren eines Steigrohres, einem Packerelement 104,
oberen Rohrklemmkeilen 105 für einen Eingriff mit dem Inneren
eines Steigrohres, Sperrzähne
oder -gewindegänge 107 (oder
mit typischen Gewindegängen
für einen
Gewindeeingriff mit der Vorrichtung 110) und Dichtungen 106.
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5B zeigt eine Abdichtungsvorrichtung 110 mit
einem Körper 111,
einem unteren Ende oder "Stachel" 112, einem
Dichtungselement 114, mit Sperrgewindegängen oder -zähnen 117 für einen Sperreingriff
mit den Zähnen 107 der
Vorrichtung 100 (oder mit typischen Gewindegängen) und
einer Dichtungsbohrung 115 mit einer Innenfläche 116.
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Wie
in 5C gezeigt wird,
können
die Vorrichtungen aus 5A und 5B verwendet werden, um sowohl
die primäre
Sperre über
dem Ende des abgetrennten Steigrohres 55 (wie in 1G vorangehend gebildet)
bereitzustellen, als auch den Ringspalt zwischen dem Inneren des
oberen Steigrohrendes 54 und dem Äußeren der Vorrichtung 100 abzudichten.
Die Vorrichtung 100 wird mit der und über der Vorrichtung 110 verbunden,
und danach werden die zwei an einem Bohrlochrohrstrang, Seil oder
gewundenden Steigrohr 120 abgesenkt, so daß der Stachel 112 der
Vorrichtung 110 in das untere abgetrennte Steigrohrende 55 gelangt.
Optional kann ein Laufwerkzeug 130 verwendet werden. Die
Vorrichtungen sind so konfiguriert, bemessen und positioniert, daß das Dichtungselement 114,
wenn es aktiviert wird, eine primäre Sperre über das Futterrohr C bereitstellt
und das Dichtungselement 104 den Ringspalt zwischen dem
Inneren des Steigrohrendes 54 und dem Äußeren der Vorrichtung 100 abdichtet.
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Wie
in 5D gezeigt wird,
wurden die Rohrklemmkeile 103, 105 der Vorrichtung 100 selektiv
aktiviert, wie es im Fachgebiet gut bekannt ist, um die Vorrichtung 100 an
Ort und Stelle im Steigrohrende 54 zu verankern; der Stachel 102 kam
abdichtend mit der Dichtungsbohrung 115 in Eingriff; die
Dichtungselemente 104 und 114 wurden selektiv
aktiviert, um die gewünschte
Abdichtung zu bewirken; und der Strang 120 wurde aus der
Vorrichtung 100 freigegeben und aus dem Bohrloch W gezogen.
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Alternativ
kann die Vorrichtung 110 in das Bohrloch hinein bewegt
und angeordnet werden, wie es in 5C gezeigt
wird, und ihr Dichtungselement kann aktiviert werden. Danach wird
die Vorrichtung 100 abgesenkt und positioniert, wie in 5C gezeigt wird, und ihr
Dichtungselement wird aktiviert. Der Bohrlochrohrstrang (Seil, gewundenes
Steigrohr) 120 wird danach aus der Vorrichtung 100 freigegeben.
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Ein
jedes der vorangehend beschriebenen Elemente des Systems weist einen
Fluidströmungskanal
dort hindurch von oben nach unten auf, um Fluid bereitzustellen,
das durch die Erdoberfläche
durch die Vorrichtung 100, durch die Vorrichtung 110 und nach
unten in das Steigrohr 55 und selektiv darunter, wie gewünscht, gepumpt
wird. Beide Abdichtungsvorrichtungen in jedem hierin offenbarten
System können
geeignete Aufnahmeflächen
oder Aufnahmeansätze
für das
Aufnehmen von Abdichtstopfen oder eine andere Vorrichtung aufweisen,
auf die gepumpt wird. Diese Abdichtstopfen können ein geeigneter bekannter
Abdichtstopfen mit oder ohne eine Antirotationskonstruktion sein,
und/oder sie können
ziehbar und/oder bohrbar sein.