NO334636B1

NO334636B1 - Kompletterings-system til bruk i en brønn, og fremgangsmåte til sone-isolasjon i en brønn

Info

Publication number: NO334636B1
Application number: NO20031775A
Authority: NO
Inventors: Dinesh R Patel
Original assignee: Schlumberger Holdings
Priority date: 2002-04-17
Filing date: 2003-04-16
Publication date: 2014-05-05
Also published as: GB2387863A; GB2387863B; US7322422B2; CA2425725C; GB0308722D0; NO20031775L; NO20031775D0; CA2425725A1; US20030196820A1

Abstract

En kompletterings-sammenstilling til bruk i en brønn, inkludert minst én oppblåsbar pakning, minst en kontrolledning og minst en kilde for trykksatt fluid, hvor den minst ene kilde for trykksatt fluid er i fluidkommunikasjon med den minst ene oppblåsbare pakning via minst en kontrolledning.

Description

Denne oppfinnelsen krever i henhold til 35 U.S.C. § 119 prioritet fra US forelø-pig patentsøknad med serienummer 60/374.077, innlevert 17. april 2002.

Den foreliggende oppfinnelse vedrører brønnkomplettering. Mer spesifikt ved-rører oppfinnelsen anordning og fremgangsmåte til isolasjon av flere soner av interesse i et brønnhull. Det er ofte ønskelig å isolere partier av en brønn. For eksempel kan separate soner isoleres fra hverandre for separat å styre produksjon fra sonene eller partier av en sone kan isoleres for å forhindre eller redusere produksjon av vann.

Isolasjon av et åpent hull oppnås typisk med pakninger utenfor foringsrøret (eksternal casing packers, ECP), som er oppblåsbare pakninger. I en typisk kompletterings-operasjon kjøres ECP'en ned i hullet med en kompletterings-streng. Et oppblåsings-serviceverktøy kan kjøres sammen med ECP'en eller på en separat kjøring. Sement, slam eller en annen type av fluid blir deretter pumpet inn i pakningen for oppblåsing. Fluidene som pumpes inn i pakningen stenges inne i pakningen, som er et lukket kammer så snart oppblåsingsporten stenges av.

Oppblåsingstrykket som er innestengt i pakningen er generelt initialt høyere enn formasjonstrykket for å opprettholde sikker kontakt med veggen i brønnen. Oppblåsings-trykket kan imidlertid minke av forskjellige årsaker, så som avkjøling under injeksjon eller produksjon, en økning i brønnhullets størrelse som et resultat avfor-masjonsuttømming eller at brønnhullets vegg degenererer, eller en lekkasje i pakningen. I disse tilfelle kan pakningen miste kontakt med brønnhullets vegg og stoppe å tilveiebringe den ønskede isolasjon.

Med kjente pakningssystemer kan det være at et tap av tetning mellom pakningen og foringsrøret eller formasjonens vegg ikke er reparerbart eller kan kreve tallrike avhjelpende turer inn i brønnen, hvilket resulterer i en økt fare for utblåsing, tap av produksjon, eller økt skade på soner av interesse på grunn av lang eller gjen-tatt avstengning. Avhjelpende operasjoner er ekstremt kostbare og tidkrevende. Det finnes derfor et behov for bedrede fremgangsmåter og anordninger for å tilveiebringe isolasjon og annen funksjonalitet i en brønn.

Den foreliggende oppfinnelse vedrører et kompletterings-system til bruk i en brønn, kjennetegnet ved at det omfatter: en øvre kompletteringssammenstilling som omfatter minst én kontrolledning, og en tetningsmekanisme,

en nedre kompletteringssammenstilling som inkluderer minst én oppblåsbar pakning tilpasset til å være i fluidkommunikasjon med en kilde for trykksatt fluid via tetningsmekanismen og den minst ene kontrolledning;

hvori den nedre kompletteringssammenstilling er tilpasset til å være i inngrep med den øvre kompletteringssammenstilling etter at den nedre kompletteringssammenstilling er kjørt inn i brønnen uten den øvre kompletteringssammenstilling; og

minst én trykksensor som er egnet for å måle et trykk inne i den minst ene oppblåsbare pakning.

Den foreliggende oppfinnelse vedrører også en fremgangsmåte til soneisolasjon i en brønn, kjennetegnet ved at den omfatter

plassering av en nedre kompletteringssammenstilling i brønnen, hvor den nedre kompletteringssammenstilling omfatter minst én oppblåsbar pakning;

kjøring av en øvre kompletteringssammenstilling inn i brønnen for inngrep med den nedre kompletteringssammenstilling, idet den øvre kompletteringssammenstilling omfatter en kontrolledning i fluidkommunikasjon med en kilde for trykksatt fluid;

etablering av fluidkommunikasjon mellom kontrolledningen og den oppblåsbare pakningen når den øvre kompletteringssammenstillingen og den nedre kompletteringssammenstillingen er i inngrep;

oppblåsing av den minst ene oppblåsbare pakningen; og overvåking av trykk inne i den minst ene oppblåsbare pakningen.

Ytterligere utførelsesformer av kompletterings-systemet og fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen fremgår av de uselvstendige patentkrav.

Det beskrives i et aspekt en kompletteringssammenstilling til bruk i en brønn. Det beskrives en kompletterings-sammenstilling som inkluderer minst én oppblåsbar pakning, minst én kontrolledning, og minst en kilde for trykksatt fluid, hvor den minst ene kilde for trykksatt fluid står i fluidkommunikasjon med den minst ene oppblåsbare pakning via den minst ene kontrolledning.

Det beskrives i andre aspekter en kompletteringssammenstilling til bruk i en brønn. Det beskrives en kompletterings-sammenstilling som inkluderer en øvre komp letterings-sammenstilling som inkluderer minst én kontrolledning, og en tetningsmekanisme, og en nedre kompletteringssammenstilling som inkluderer minst én oppblåsbar pakning som er egnet til å være i fluidkommunikasjon med en kilde for trykksatt fluid via tetningsmekanismen og den minst ene kontrolledning.

Det beskrives i et annet aspekt en kompletterings-sammenstilling til bruk i en brønn. Det beskrives en kompletterings-sammenstilling som inkluderer en øvre kompletterings-sammenstilling som inkluderer minst en kontroll-ledning og minst en oppblåsbar pakning som er egnet til å være i fluidkommunikasjon med en kilde for trykksatt fluid via den minst ene kontrolledning, og en nedre kompletterings-sammenstilling som omfatter minst en utvidbar pakning som er egnet til å isolere to tilstøtende formasjonssoner når den minst ene oppblåsbare pakning blåses opp for å skyve den minst ene utvidbare pakning mot en brønn i veggen.

Det beskrives i et annet aspekt en kompetterings-sammenstilling til bruk i en brønn. Det beskrives en kompletterings-sammenstilling som inkluderer minst én oppblåsbar pakning som er egnet til å få tilført energi fra en nedihulls energikilde som er valgt fra gruppen inkludert en mekanisk fjær, en gassakkumulator, en akkumulator med kompressibel væske, en nitrifisert gel, et materiale som sveller når det kommer i kontakt med et formasjonsfluid eller et injeksjonsfluid, eller en nedihullsmotor og - pumpe.

Det beskrives i et annet aspekt en kompletteringssammenstilling til bruk i en brønn. Det beskrives en kompletterings-sammenstilling som inkluderer en øvre kompletterings-sammenstilling som omfatter minst én oppblåsbar pakning som er egnet til å få tilført energi fra en nedihulls energikilde valgt fra gruppen som inkluderer en mekanisk fjær, en gassakkumulator, en akkumulator med kompressibel væske, en nitrifisert gel, et materiale som sveller når det kommer i kontakt med et formasjonsfluid eller injeksjonsfluid, eller en nedihullsmotor og -pumpe, og en nedre kompletterings-sammenstilling som omfatter minst én utvidbar pakning som er egnet til å isolere to tilstøtende formasjonssoner når den minst ene oppblåsbare pakning blåses opp for å skyve den minst ene utvidbare pakning mot en vegg i brønnen.

Andre aspekter av oppfinnelsen vil fremgå av den følgende beskrivelse, tegningene og kravene.

Kort beskrivelse av tegningene:

Fig. 1 viser en kompletterings-sammenstilling ifølge en utførelse av den foreliggende oppfinnelse. Fig. 2A og 2B viser kompletterings-sammenstillinger ifølge visse utførelser av den foreliggende oppfinnelse. Fig. 3 viser en kompletterings-sammenstilling ifølge en utførelse av den foreliggende oppfinnelse. Fig. 4 viser et nedre parti av en kompletterings-sammenstilling ifølge en utfø-relse av den foreliggende oppfinnelse. Fig. 5 viser et øvre parti av en kompletterings-sammenstilling ifølge en utførel-se av den foreliggende oppfinnelse. Fig. 6 viser en øvre kompletterings-sammenstilling med en oppblåsbar pakning ifølge en utførelse av den foreliggende oppfinnelse. Fig. 7 viser en øvre kompletterings-sammenstilling med en oppblåsbar pakning ifølge en utførelse av den foreliggende oppfinnelse. Fig. 8 viser en fremgangsmåte ifølge en utførelse av den foreliggende oppfinnelse. Fig. 9 viser en fremgangsmåte ifølge en utførelse av den foreliggende oppfinnelse.

Utførelse av den foreliggende oppfinnelse vedrører fremgangsmåte og anordning for isolasjon i en brønn. Et kompletterings-system i samsvar med visse utførelser av oppfinnelsen muliggjør overvåking av forskjellige karakteristika for å sikre isolasjons-integritet, og sørger for en vedvarende energikilde for en pakning, slik at pakningen kan opprettholde en sikker kontakt med brønnhullets vegg for å sikre isolasjon, og/eller, i andre utførelser, gjør det mulig å fjerne energi fra pakningen.

Fig. 1 viser en utførelse av den foreliggende oppfinnelse hvor brønnen har en øvre seksjon 12 med foringsrør og en nedre kompletterings-sammenstilling som inkluderer en produksjons-rørstreng 13 og en pakning 36 utenfor foringsrøret. Her brukes uttrykkene pakning utenfor foringsrøret (external casing packer), ECP, oppblåsbar pakning, isolasjonspakning, oppblåsbar isolasjonspakning, og lignende med samme betydning. I den viste utførelse strekker en kontroll-ledning 29 seg fra overfla ten av brønnen, gjennom produksjons-pakningen 18, til ECP'en 36. Trykksatt fluid som tilveiebringes gjennom kontrolledningen 29 kan brukes til å regulere oppblåsings-trykket innen i ECP'en, hvilket tilveiebringer isolasjon i brønnen. Som her benyt-tet inkluderer uttrykket «kontrolledning» passasjer som er dannet i forskjellige brønn-komponenter. I en alternativ utførelse er det anordnet en fiberoptisk ledning for å overvåke isolasjonspakningen 36. Den fiberoptiske ledningen kan være anordnet som en del av kontrolledningen 29 eller som en separat ledning i brønnen. For eksempel kan den fiberoptiske ledningen tilveiebringe en fordelt temperaturavlesing, trykkinformasjon, og andre målinger for overvåking av isolasjonspakningen 36. Fig. 1 viser også en sensor 17 som er egnet for å måle en karakteristikk som viser oppblåsingen i isolasjonspakningen 36.1 denne utførelsen kommuniserer sensoren 17 med kontrolledningen 29 som kan inkorporere en elektrisk ledning.

Fig. 2A viser en utførelse av den foreliggende oppfinnelse hvor kontrolledningen 29 strekker seg fra en innretning 33, gjennom produksjonspakningen 18 til ECP 36. Innretningen 33 er posisjonert nede i hullet som en del av kompletteringen. Innretningen 33 kan være enhver egnet innretning (eksempelvis en pumpe, en kilde for komprimert fluid, o.s.v.) for å tilveiebringe en energikilde for oppblåsing av ECP 36. Fig. 2B viser en alternativ utførelse hvor innretningen er posisjonert ved den oppblåsbare pakning 36. Fig. 3 viser et kompletteringssystem 200 ifølge en utførelse av den foreliggende oppfinnelse. I denne utførelse er en hydraulisk kontrolledning 29 ført fra overflaten og passerer gjennom en tetningsmekanisme 11 (eksempelvis en dobbelt tetnings-sammenstilling som inkluderer et øvre element 37 og et nedre element 39), som isolerer pakningens oppblåsingsport 35 fra brønnhullet 45. En tetningsmekanisme 11 kan være en dobbelttetnings-sammenstilling som vist, eller enhver annen egnet struk-tur. Den hydrauliske kontrolledning 29 etablerer kommunikasjon med kontrolledning-ens fluidkilde (ikke vist) ved overflaten eller nede i hullet, hvilket muliggjør pumping av fluid gjennom den hydrauliske kontrolledning 29 for å blåse opp isolasjonspakningen 36. Trykket inne i pakningen 36 kan da overvåkes og/eller reguleres ved å pumpe ytterligere fluid inn i pakningen 36 (eller trekke ut fluid for å forhindre at pakningen sprekker i tilfelle det skjer en oppvarming eller reduksjon i brønnhullets størrelse).

Dette muliggjør overvåking eller bekreftelse av integriteten ved isolasjonen og opprettholdelse av et korrekt trykk inne i en pakning.

En trykkregulator (ikke vist) ved overflaten (eller nede i hullet) muliggjør opprettholdelse av konstant trykk i pakningen 36, hvilket tilveiebringer en sikker kontakt mellom pakningen 36 og brønnhullet 45 til enhver tid. I denne beskrivelsen vises det til øking av trykket i en oppblåsbar pakning som «tilføring av energi» til pakningen, mens reduksjon av trykket vises til som «fjerning av energi».

Én eller flere pakninger kan kjøres inn i hullet for å tilveiebringe isolasjon i brønnen (eksempelvis soneisolasjon). I tillegg kan disse pakningene brukes i tandem for å tilveiebringe isolasjons-redundans. Alle pakninger kan oppblåses eller tilføres energi med den samme kontrolledning (vist som 29 på fig. 2) eller med flere kontrolledninger, som kan kjøres gjennom en tetningssammenstilling for en paknings-oppblåsingsportal for å komme i inngrep med flere pakninger. Alternativt kan en trykkfordeler kjøres ned i hullet for å lede strømmen av trykksatt fluid til hver valgte isolasjons-pakning. I dette tilfelle kjøres en enkelt kontrolledning fra overflaten til trykkfordeleren og deretter kjøres en individuell kontrolledning fra trykkfordeleren til hver pakning. Dette vil gjøre det mulig å variere trykket i hver pakning i henhold til det trykk som er nødvendig for å opprettholde sikker kontakt med brønnhullet.

I en smartbrønn regulerer minst én nedihulls strømnings-reguleringsventil (struper) strømmen fra minst en sone. Flere ventiler kan brukes for uavhengig å regulere strømmen fra flere soner. I enkelte tilfelle brukes også sensorledinger til å overvåke temperatur og trykk eller andre målinger i hver sone. Ledninger for kjemikalieinjeksjon kan også kjøres for å forhindre avleiring eller av hensyn til andre krav. Komplettering av en smartbrønn krever generelt flere kjøringer, og krever derfor en type av våt kopling for å kople forskjellige sensorer og kontrolledninger mellom overflaten og nede i hullet, særlig når brønnen er gruspakket. Enkelte utførelser ifølge oppfinnelsen muliggjør installering av en kompletteringssammenstilling forflere soner i en smartbrønn i en enkelt tur. Andre utførelser av den foreliggende oppfinnelse kan alternativt installeres i en totrinns-operasjon med en våt kopling av den brukte type,

som er kjent eller forstås av en fagperson innen området. En totrinns-installasjon kan være nødvendig i tilfelle reservoar-stimulering, gruspakking eller en annen prosedyre

er påkrevet før sluttinstallasjon av sensor og kontrolledninger, strømningsrør, strøm-nings-reguleringsventil, o.s.v. Utførelser av den foreliggende oppfinnelse kan brukes i både smartbrønner og normale brønner.

Kompletterings-systemet 200 vist på fig. 3 er en kompletterings-sammenstilling for en enkelt tur. Etter installasjon av isolasjonspakningen og utvidbare skjermer (samlet benevnt den nedre kompletterings-sammenstilling), kan den øvre kompletterings-sammenstilling installeres i brønnen i en enkelt tur, hvilket eliminerer behovet for en våt kopling. Den øvre kompletteringen kan omfatte en eller flere av en sensor og kontrolledninger, strømningsrør, nedihulls strømnings-reguleringsventil, og annet konvensjonelt og smart kompletteringsutstyr. Selv om fig. 3 viser oppfinnelsen brukt i forbindelse med utvidbare sandskjermer, skal det bemerkes at det kan brukes kon-vensjonelle sandskjermer. I tillegg gjør isolasjonen som er tilveiebrakt av den oppblåsbare pakningen 36 den nyttig i andre anvendelser hvor det ikke finnes noen skjermer.

Som vist på fig. 3 kan en nedre kompletterings-sammenstilling (vist som 300 på fig. 4) omfatte en øvre skjerm 25, en nedre skjerm 31 og en oppblåsbar pakning 36. Skjermene 25 og 31 kan være en trådviklet skjerm, en utvidbar skjerm, en grus-pakningsskjerm, en skjerm med spalter, eller andre typer skjermer. Den nedre kompletterings-sammenstilling (for sandfrontkomplettering) er egnet til å kjøres i brønnen på et serviceverktøy (ikke vist) til en posisjon under foringshengerpakningen 34. I den viste utførelse er en formasjons-isolasjonsventil (FIV) 28 lokalisert mellom den øvre skjermen 25 og foringshengerpakningen 34. Den oppblåsbare isolasjonspakningen 36 er typisk i en tømt tilstand når den nedre kompletterings-sammenstillingen 300 plasseres i brønnen. Den oppblåsbare pakningen 36 er anordnet mellom den øvre skjermen 25 og den nedre skjermen 31 for isolasjon av to eller flere soner 30 og 32.

I samsvar med en utførelse av oppfinnelsen, så snart den nedre kompletteringssammenstillingen er plassert i brønnen, så kan en øvre kompletterings-sammenstilling kjøres inn i brønnen for å gå i inngrep med den nedre kompletterings-sammenstilling i en enkelt tur. Som vist på fig. 5 kan den øvre kompletterings-sammenstilling for eksempel inkludere en produksjons-pakning 18 med flere porter, en fluidtaps-kontrollinnretning 21, etflerventilsystem 20, et tilpasningsrør 38 med spalter, FIV forflytningsverktøy 50, en hydraulisk kontrolledning 29 for tilføring av energi til den oppblåsbare pakning, en kontrolledning 52 for aktuering av strømnings-regulerings-ventiler i flerventilsystemet 20, en kontrolledning for trykk- og temperatur-sensorer 24, en ledning 27 for kjemikalieinjeksjon, og andre ledninger for andre sensorer og forskjellige funksjoner. Den nedre kompletteringssammenstilling (vist som 300 på fig. 4) og den øvre kompletterings-sammenstilling (vist som 400 på fig. 5) er kun for illustrasjon. En med ordinær fagkunnskap innen området vil forstå at en øvre kompletterings-sammenstilling kan inkludere færre eller flere komponenter, avhengig av en bestemt operasjon.

Den øvre kompletteringssammenstilling (vist som 400 på fig. 5) kan kjøres inn i hullet som et enkelt system. Når den øvre kompletterings-sammenstilling (vist som 400 på fig. 5) er på plass, isolerer en tetningsmekanisme 11 (eksempelvis en dob-belttetningssammenstilling som har et øvre tetningselement 37 og et nedre tetningselement 39, som vist) pakningens oppblåsingsport 35 fra brønnhullets fluid. Når den øvre kompletteringssammenstilling (vist som 400 på fig. 5) kommer i inngrep med den nedre kompletterings-sammenstilling (vist som 300 på fig. 4), danner tetningsmekanismen 11 en fluidkanal som forbinder den oppblåsbare pakning 36, via pakningens oppblåsingsport 35, med kontrolledningen 29, som i sin tur er forbundet til en kilde for trykksatt fluid for å tilføre energi til den oppblåsbare pakning 36. Den oppblåsbare pakningen 36 kan således få tilført energi ved å pumpe trykksatt fluid fra kilden ved overflaten (eller nede i hullet) inn i kontrolledningen 29. Trykket i kontroll-odningen 29 vil stige når den oppblåsbare pakningen 36 får tilført energi. Trykket vil stige raskt så snart den oppblåsbare pakningen 36 får en kontakt med brønnhullet 45, hvilket viser at det har skjedd en kontakt. På dette punkt vil ytterligere regulert

økning av det innvendige trykk i den opppblåsbare pakningen 36 tilveiebringe en sikker isolasjon mellom to soner 30 og 32. Trykket inne i den oppblåsbare pakningen 36 kan overvåkes ved overflaten eller nede i hullet. Trykket inne i den oppblåsbare pakningen 36 kan kontinuerlig eller periodisk overvåkes for å opprettholde isolasjonen mellom sonene 30 og 32.

Fig. 3 viser videre at etter at produksjonspakningen 18 med flere porter og flu-idtapskontroll-innretninger 21 er satt i foringsrøret 12, blåses den oppblåsbare isola sjonspakningen 36 opp, FIV 28 åpnes, og tetningsmekanismen 11 (eksempelvis dobbelttetnings-sammenstillingen 37 og 39) settes på plass, det ringformede rommet 46 kommuniserer selektivt med sonen 30, hvilket muliggjør selektiv strømning fra sonen 30 gjennom flerventilsystemet 20. Når strømningsrøret 26, som er forbundet til produksjonsrøret 14, også er på plass, kommuniserer det ringformede rommet 47 selektivt med sonen 32, hvilket også muliggjør selektiv strømning fra sonen 32. Fig. 4 viser en nedre kompletterings-sammenstilling 300 ifølge en utførelse av den foreliggende oppfinnelse. I denne utførelse er en foringshengerpakning 34 egnet til tettende montering til den nederste seksjonen i foringsrør 12. En formasjons-isolasjonsventil 28 er montert mellom foringshengerpakningen 34 og den øvre skjermen 25. Den oppblåsbare isolasjonspakningen 36 er montert mellom den øvre skjermen 25 og den nedre 31 for å etablere isolasjon mellom to tilstøtende soner. I operasjon er skjermene 25, 31 og den oppblåsbare isolasjonspakningen 36 satt i brønnhullet 45 nær sonene av interesse. Når den øvre kompletterings-sammenstillingen (vist som 400) på fig. 5) kommer i inngrep med den nedre kompletterings-sammenstillingen 300, danner tetningsmekanismen (vist som 11 på fig. 3 og fig. 5) en fluidkanal som forbinder den oppblåsbare pakningen 36, via pakningens oppblåsingsport 35, til kontrolledningen (vist som 29 på fig. 3 og fig. 5), hvilket mulig-gjør overvåking, tilføring av energi, og/eller fjerning av energi (eller tømming) av isolasjonspakningen 36). Som angitt ovenfor blir den nedre sammenstillingen typisk kjørt i brønnen med den oppblåsbare pakningen 36 i sin tømte tilstand. Fig. 5 viser en øvre kompletterings-sammenstilling 400 ifølge en utførelse av den foreliggende oppfinnelse. Den øvre kompletterings-sammenstilling 400 vist på fig. 5 kan kjøres i brønnen som et enkelt system (d.v.s. et enkeltturs-system). I en typisk operasjon kjøres den øvre kompletterings-sammenstilling 400 inn på enden av produksjons-røret 14. Deretter settes den øvre kompletterings-sammenstilling 400 i foringsrøret ved anvendelse av flerport-produksjonspakningen 18 og strømningstap-kontrollinnretningen 21. Et flerventil-system 20 er anordnet mellom produksjonsrøret 14 og strømningsrøret 26 for å muliggjøre selektiv strøm av flere soner. Kontrolledningen 52 er tilpasset til å operere strømnings-reguleringsventilene i flerventilsystemet 20. Et tilpasnings-rør (eller rør) 38 med spalter er lokalisert nedenfor tetningsme kanismen for å muliggjøre strøm fra en sone som er isolert nedenfor den oppblåsbare isolasjons-pakningen (vist som 36 på fig. 3). Røret 38 med spalter gjør det også mulig for en operatør å kjøre og klemme fast forskjellige kontrolledninger på utsiden av røret med spalter i sonen av interesse, eksempelvis for utplassering av en fiberoptisk kabel (ikke vist) for distribuert temperatur-sansing, en ledning 27 for kjemikalieinjeksjon, en elektrisk ledning (ikke vist) o.s.v. Denne konfigurasjonen kan gjentas for ytterligere soneisolasjon dypere inn i brønnen.

Når det øvre kompletterings-system 400 er på plass (d.v.s. er i inngrep med den nedre kompletterings-sammenstilling vist som 300 på fig. 3), isolerer tetningsmekanismen 11 (eksempelvis dobbelttetnings-sammenstillingen 37 og 39) pakningens oppblåsings-port (vist som 35 på fig. 4). Den oppblåsbare isolasjons-pakningen, vist som 36 på fig. 4, blåses opp eller tilføres energi ved pumping av fluid, fra overflaten eller nedihulls, gjennom kontrolledningen 29. Trykket inne i pakningen kan overvåkes av en trykksensor 40 som for eksempel kan være lokalisert mellom de doble tetnings-sammenstillingselementene 37 og 39. Selv om trykksensoren 40 er vist lokalisert nede i hullet, vil en person med ordinær fagkunnskap innen området forstå at trykksensoren 40 kan være lokalisert hvor som helst langs kontrolledningen 24 (eller i den hydrauliske kontrolledning 29) eller å overflaten. Alternativt kan mottrykket, inne i pakningen, overvåkes ved overflaten via sensorkontroll-ledningen 24.1 tillegg kan andre sensorer, for eksempel en temperatursensor, være inkludert. Trykk inne i den oppblåsbare isolasjonspakningen 36 kan tilføres energi eller fjernes for en energi for å opprettholde eller avbryte soneisolasjon. I andre utførelser ifølge den foreliggende oppfinnelse kan kontrolledningene være tilpasset til å kjøres gjennom tetningsmekanismen 11 for å kommunisere med ytterligere oppblåsbare isolasjons-pakninger (ikke vist) som kan være satt dypere i brønnen. En kontrolledning 27 for kjemikalier kan på samme vis være egnet til å nå dypere soner.

Den tidligere omtale beskriver et eksemplifiserende kompletteringssystem i samsvar med en utførelse av oppfinnelsen. I den viste utførelse er en oppblåsbar pakning inkludert i en nedre kompletterings-sammenstilling og tilpasset til å være i fluidkommunikasjon med en kontrolledning i den øvre kompletterings-sammenstilling for å tillate opprettholdelse/overvåking av trykket inne i den oppblåsbare pakningen for å sikre en tett tetning mot brønnhullets vegg. En med ordinær fagkunnskap innen området vil forstå at andre modifikasjoner av den viste utførelse er mulig uten å avvi-ke fra oppfinnelsens ramme. For eksempel viser fig. 6 et alternativt kompletterings-system 500 i samsvar med den annen utførelse av oppfinnelsen. I denne utførelsen er den oppblåsbare pakningen 36 inkludert som en del av en øvre kompletterings-sammenstilling, i steden for en nedre kompletterings-sammenstilling.

Som vist på fig. 6 kan en nedre kompletterings-sammenstilling inkludere en utvendig tetning eller en utvidbar pakning 55 som er anordnet mellom den øvre skjermen 25 og den nedre skjermen 31, på deres utside. En utvidbar pakning 55 er en pakning som omfatter et utvidbart rør og en tetning på dette. Den øvre skjermen 25 og den nedre skjermen 31 kan i enkelte utførelser være to separate skjermer, og i andre utførelser være separate partier av en sammenhengende skjerm. For eksempel kan skjermene 25, 31 og den utvidbare pakning 55 være en sammenhengende sammenstilling av utvidbare rørprodukter med partier hvor det er påsatt et skjermma-teriale og hvor andre partier har en tetning. Den utvidbare pakningen 55 er egnet til å danne en tett tetning med veggen i brønnhullet 45 for å isolere de tilstøtende produksjons-soner eller for å forhindre strømning mellom utsiden av de utvidbare pakningen og brønnhullet. Merk at den utvidbare pakningen 55 kan være utformet som en inte-grert del av skjermene 25 og 31. Alternativt kan den utvidbare pakningen 55 være et mellomstykke som forbinder to separate (øvre og nedre) seksjoner av skjermen. For å danne en tett tetning med veggen i brønnhullet 45, er den utvidbare pakningen 55 fortrinnsvis laget av et fleksibelt materiale, så som gummi en elastomer, eller et hvilket som helst tilsvarende syntetisk eller naturlig materiale som kan tilveiebringe den ønskede tetning.

I kompletterings-systemet 500 vist på fig. 6 er den oppblåsbare pakningen 36 en del av en øvre kompletterings-sammenstilling. Fordi den oppblåsbare pakningen 36 er en del av en øvre kompletterings-sammenstilling kan den hydrauliske kontroll-odningen 29 kjøres direkte til den oppblåsbare pakningen 36 for å regulere trykket inne i den oppblåsbare pakningen 36 uten behov for en tetningsmekanisme (eksempelvis tetningssammenstillingen 11 vist på fig. 5). Tilsvarende kan sensorkontrolled- ningen 24 eller andre ledninger (eksempelvis ledningen 27 for kjemikalieinjeksjon vist på fig. 5) gå forbi den oppblåsbare pakningen 36 uten en tetningssammenstilling.

Ved operasjon senkes den nedre kompletterings-sammenstillingen inn i brønnhullet inntil den utvidbare pakningen 55 er posisjonert og utvidet mellom de to tilstøtende soner som skal isoleres eller på ethvert annet ønsket punkt for isolasjon. Deretter senkes den øvre kompletterings-sammenstilling, og den oppblåsbare pakningen 36 posisjoneres ved den samme aksiale dybde som den utvidbare pakningen 55. Ifølge en utførelse av den foreliggende oppfinnelse kan et trykksatt fluid deretter pumpes, enten fra overflaten eller fra en nedihulls kilde, via den hydrauliske kontrolledning 29, for å blåse opp pakningen 36. Den oppblåste pakningen 36 skyver den utvidbare pakningen 55 mot veggen i brønnhullet 45 for å danne en tett tetning for å isolere de to soner i formasjonen. I visse alternative utførelser kan trykket inne i pakningen 36 da overvåkes, enten kontinuerlig eller periodisk, med en sensor (ikke vist) via sensorkontroll-ledningen 24, eller alternativt, med kontrolledningen 29. Det alternative kompletterings-system 500 vist på fig. 6 har fordelen med enkel konstruksjon (intet behov for en tetnings-sammenstilling) og enkelhet ved vedlikehold eller repara-sjon av den oppblåsbare pakningen 36, dersom den skulle svikte. For eksempel kan den oppblåsbare pakningen 55 i enkelte tilfelle være tilbøyelig til å bli løsere etter utvidelse, ved at diameteren av den utvidbare pakningen 55 blir litt redusert. I andre tilfelle kan det være at den utvidbare pakningen 55 etter utvidelse ikke kommer til-strekkelig i inngrep i brønnen til å danne en tetning. Isolasjonspakningen 36 sørger for en kraftfor å opprettholde den ønskede tetningen og for å hindre at den utvidbare pakningen 55 blir løsere. Isolasjonspakningen 36 kan også utvide den utvidbare pakningen 55, enten fullstendig eller delvis (eksempelvis fra en utvidet tilstand til en ytterligere utvidet tilstand). En standard isolasjonspakning 36 kan brukes i kombinasjon med en utvidbar pakning 55.1 enkelte utførelser har imidlertid isolasjonspakningen 36 de andre trekk som her er beskrevet, så som en kilde for konstant trykk og/eller overvåking for å sikre at det påføres korrekt trykk. Disse ekstra trekkene sikrer at tetningen fra den utvidbare pakningen 55 opprettholdes. Isolasjonspakningen 36 tilveiebringer isolasjon inne i den ytre kompletteringen.

Under komplettering er det enkelte ganger ønskelig å opprettholde kommunikasjon mellom soner av interesse i de initiale trinn av en komplettering eller produksjon, og deretter, ved et senere trinn, for å etablere isolasjon. Det kan for eksempel være ønskelig å initialt blande produksjon fra to soner og deretter senere å isolere sonene etter igangsettelse av vannproduksjon i én av sonene. På samme vis kan det være ønskelig å isolere et parti av en sone for å forhindre eller redusere vannproduksjon fra sonen, eller av andre årsaker. Videre kan det være ønskelig å isolere sonene initialt og deretter bryte isolasjon på et senere trinn av kompletteringen av forskjellige årsaker: for eksempel for å balansere forskjellige strømningsmengder fra flere soner, for å forbedre oljeproduksjon fra en sone ved å blande den med gassproduksjon fra en annen sone, i tilfelle en av ventilsammenstillingene i strømningsregulerings-ventilen nede i hullet svikter, eller av andre årsaker. Det er derfor ønskelig å ha pakninger som kan tømmes når det er nødvendig. Utførelser av oppfinnelsen beskrevet ovenfor tillater overvåking av trykket inne i en pakning, fornyet energitilføring til pakningen, eller fjerning av energi fra pakningen når det er ønskelig. I tillegg kan isolasjonspakningen kontinuerlig tilføres energi ved kontinuerlig pumping av fluid, fra overflaten, i tilfelle av at det dannes en lekkasje i pakningen (så lenge pumpet mengde er større enn lekkasjemengden). Et flytende tetningsmiddel kan også pumpes gjennom kontrolledningen eller anordnes i et lokalt reservoar for å tette en lekkasje. I de forskjellige beskrevne utførelser av den foreliggende oppfinnelse er det flytende tetningsmidlet et trykkaktivert tetningsmiddel tilsvarende til det som føres av firmaer så som Seal-Tite International. Tetningsmidlet fører monomerer og polymerer i suspen-sjon. Slike tetningsmidler pumpes tradisjonelt ned i hullet når det dannes en lekkasje i nedihullsverktøyene, i nedihullsutstyret, eller i produksjonsrøret. Når tetningsmidlene strømmer ut av en lekkasje med et relativt høyt forhold mellom overflateareal og lekkasje, «koagulerer» monomerene og polymerene i en tverrbindingsmekanisme over lekkasjen, og bevirker at den «heles».

Overvåking av trykket inne i isolasjonspakningen er i enkelte situasjoner kan-skje ikke påkrevet. Fig. 7 viser et kompletterings-system 600 som bruker en alternativ isolasjonspakning i samsvar med en utførelse av foreliggende oppfinnelse. I steden for å oppblåse eller tilføre energi til isolasjonspakningen via en kontrolledning, kan det brukes et nedihulls-energitilførings-system for å låse opp isolasjonspakningen 36. Et nedihulls energitilføringssystem kan for eksempel omfatte en gassakkumulator, en akkumulator med kompressibel væske, en energitilføring med en mekanisk fjær, en spesielt formulert gummi eller et annet materiale, hvilket vil forstås av en med ordinær fagkunnskap innen området, som sveller og tilveieringer ytterligere energi når den kommer i kontakt med et formasjonsfluid eller et injeksjonsfluid, eller en nedihullsmotor og -pumpe som er drevet av en kilde som inkluderer et nedihulls-batteri, en nedihulls-brenselcelle, en nedihulls-generator som er drevet av en strøm av formasjonsfluid eller injeksjonsfluid, eller en elektrisk ledning til overflaten. Systemet for tilføring av energi nede i hullet opprettholder kontinuerlig trykk utover på formasjonen, og overvåking av trykk via en kontrolledning er derfor ikke nødvendig. Fig. 7 viser en utførelse som har en utvidbar pakning 55 som er forsynt med to seksjoner av utvidbar skjerm 25 og 31, hvorved den utvidbare pakning 55 er anordnet mellom kompletteringen og veggen i brønnhullet. Når isolasjons-pakningen 36 tilføres energi av kraftkilden 33 nede i hullet (eksempelvis en pumpe og en motor), danner den en tetning med den utvidbare pakningen 55, og den utvidbare pakningen 55 danner en tetning med veggen i brønnhullet. Fig. 7 viser skjematisk en sensor 602 i innretningen 33. Sensoren måler én eller flere karakteristika, så som trykk, temperatur, strømning, o.s.v., som viser oppblåsingen av isolasjonspakningen 36. En nedihulls kontroller 604 mottar dataene fra sensoren 602 og opererer kraftkilden 33 nede i hullet for å sikre korrekt oppblåsing av isolasjonspakningen 36. For eksempel, i tilfelle av en nedi-hullspumpe og -motor som er drevet av en kraftledning til overflaten eller fra en nedihulls kraftkilde, kan kontrolleren 604 skru på pumpen og bevirke at isolasjonspakningen 36 blåses opp som ønskelig.

Fig. 8 viser en fremgangsmåte ifølge en utførelse av den foreliggende oppfinnelse. Først senkes en nedre kompletterings-sammenstilling som inkluderer en oppblåsbar pakning ned i en brønn (vist som 80). Deretter senkes en øvre kompletterings-sammenstilling for tettende forbindelse med den nedre kompletterings-sammenstilling, hvilket muliggjør fluidkommunikasjon mellom den oppblåsbare pakningen og en trykksatt kilde for fluid via en kontrolledning (vist som 81). Deretter blåses isolasjons-pakningen opp med trykksatt fluid via kontrolledningen for å etablere isolasjon (vist som 82). I enkelte utførelser kan trykket inne i isolasjonspakningen da overvåkes (vist som 83). Hvis det er ønskelig kan trykket inne i den oppblåsbare pakningen tilføres energi for å opprettholde en tetning med formasjonen (vist som 84), eller, energi kan fjernes fra den oppblåsbare pakningen (eller den oppblåsbare pakningen kan tømmes) for å bryte isolasjonen (vist som 85). I enkelte situasjoner kan det være ønskelig å reetablere isolasjonen ved på ny å tilføre energi til isolasjons-pakningen for å danne en tetning med formasjonen. Så snart kompletteringen er på plass kan isolasjons-pakningen blåses opp, tilføres energi, energi kan fjernes fra isolasjonspakningen (eller isolasjonspakningen kan tømmes) og den kan på ny tilføres energi når det er nødvendig for å optimalisere produksjonsnivåene i brønnen.

Fig. 9 viser en alternativ fremgangsmåte ifølge en utførelse av den foreliggende oppfinnelse. Først senkes en utvidbar skjerm eller et rør inn i brønnen, hvor det på utsiden av den utvidbare skjermen er festet en utvidbar pakning (vist som 91). En kompletterings-sammenstilling senkes deretter inn i brønnen og posisjoneres inne i den utvidbare skjermen eller røret (vist som 92). Isolasjonspakningen kan forbindes til en kilde for trykksatt fluid via en kontrolledning. Deretter blåses isolasjonspakningen opp med det trykksatte fluidet via kontrolledningen for å etablere isolasjon av de to sonene som den oppblåsbare pakningen er anordnet mellom (vist som 93). Trykket inne i isolasjonspakningen kan overvåkes (vist som 94). Hvis det er nødvendig kan trykket inne i den oppblåsbare pakningen tilføres energi for å opprettholde en tetning med formasjonen (vist som 95), eller, energi kan fjernes fra den oppblåsbare pakningen (eller den kan tømmes) for å bryte isolasjonen (vist som 96). I enkelte situasjoner kan det være ønskelig å reetablere isolasjon ved på ny å tilføre energi til isolasjonspakningen for å danne en tetning med formasjonen (vist som 97). Så snart kompletteringen er på plass kan isolasjons-pakningen blåses opp, tilføres energi, energi kan fjernes fra isolasjonspakningen (eller den kan tømmes) og den kan på ny tilføres energi når det er nødvendig for å optimalisere produksjonsnivåer i brønnen.

Merk at ved begge fremgangsmåter (vist på fig. 8 og 9) kan det brukes et energitilførings-system nede i hullet i steden for det trykksatte fluid på overflaten for å blåse opp isolasjonspakningen.

Selv om oppfinnelsen har blitt beskrevet med hensyn til et begrenset antall

utførelser, vil fagpersoner innen området som har støtte i denne redegjørelse forstå at det kan tenkes ut andre utførelser som ikke avviker fra oppfinnelsens ramme slik den her er beskrevet. Oppfinnelsens ramme skal følgelig kun avgrenses av de ved-føyde krav.

Claims

1. Kompletterings-system til bruk i en brønn,karakterisert vedat det omfatter: en øvre kompletteringssammenstilling (400) som omfatter minst én kontrolledning (29), og en tetningsmekanisme (11), en nedre kompletteringssammenstilling (300) som inkluderer minst én oppblåsbar pakning (36) tilpasset til å være i fluidkommunikasjon med en kilde for trykksatt fluid via tetningsmekanismen og den minst ene kontrolledning; hvori den nedre kompletteringssammenstilling er tilpasset til å være i inngrep med den øvre kompletteringssammenstilling etter at den nedre kompletteringssammenstilling er kjørt inn i brønnen uten den øvre kompletteringssammenstilling; og minst én trykksensor (40) som er egnet for å måle et trykk inne i den minst ene oppblåsbare pakning.

2. Kompletterings-system ifølge krav 1, hvor kilden for trykksatt fluid er egnet til å regulere et trykk inne i den minst ene oppblåsbare pakning.

3. Kompletterings-system ifølge krav 1, videre omfattende en trykkfordeler som er operativt forbundet til den minst ene kontrolledning og egnet til å regulere et trykk inne i den minst ene oppblåsbare pakning.

4. Kompletterings-system ifølge krav 1, hvor den minst ene trykksensor er forbundet til den minst ene kontrolledning.

5. Kompletterings-system ifølge krav 1, hvor kilden for trykksatt fluid er lokalisert ved overflaten.

6. Kompletterings-system ifølge krav 1, hvor kilden for trykksatt fluid er lokalisert nede i hullet.

7. Kompletterings-system ifølge krav 1, videre omfattende minst én sensor som er egnet til å måle en karakteristikk som viser oppblåsingen av den oppblåsbare pakning.

8. Kompletterings-system ifølge krav 1, videre omfattende en fiberoptisk ledning i brønnen, egnet til å måle en karakteristikk for den oppblåsbare pakningen.

9. Kompletterings-system ifølge krav 8, hvor den fiberoptiske ledningen måler én eller flere av en temperatur og et trykk i den oppblåsbare pakningen.

10. Kompletterings-system ifølge krav 1, videre omfattende en nedihulls-kontroller som regulerer strømmen fra kilden av trykksatt fluid til den oppblåsbare pakningen.

11. Kompletterings-system ifølge krav 1, videre omfattende et tetningsmiddel i den oppblåsbare pakningen.

12. Fremgangsmåte til soneisolasjon i en brønn,karakterisert vedat den omfatter plassering av en nedre kompletteringssammenstilling (300) i brønnen, hvor den nedre kompletteringssammenstilling omfatter minst én oppblåsbar pakning (36); kjøring av en øvre kompletteringssammenstilling (400) inn i brønnen for inngrep med den nedre kompletteringssammenstilling, idet den øvre kompletterings-sammenstilling omfatter en kontrolledning (29) i fluidkommunikasjon med en kilde for trykksatt fluid; etablering av fluidkommunikasjon mellom kontrolledningen og den oppblåsbare pakningen når den øvre kompletteringssammenstillingen og den nedre kompletteringssammenstillingen er i inngrep; oppblåsing av den minst ene oppblåsbare pakningen; og overvåking av trykk inne i den minst ene oppblåsbare pakningen.

13. Fremgangsmåte ifølge krav 12, videre omfattende opprettholdelse av trykket inne i den minst ene oppblåsbare pakningen ved et valgt trykk, hvor opprettholdelsen omfatter tilføring av en energi til eller fjerning av energi fra den minst ene oppblåsbare pakningen via den minst ene kontrolledningen.

14. Fremgangsmåte ifølge krav 12, hvor overvåkingen utføres ved overflaten.

15. Fremgangsmåte ifølge krav 12, hvor kilden for trykksatt fluid er lokalisert ved overflaten.

16. Fremgangsmåte ifølge krav 12, hvor kilden for trykksatt fluid er lokalisert nede i hullet.