NO336623B1 - Fremgangsmåte for å bore i en formasjon med sprekkdannelser - Google Patents
Fremgangsmåte for å bore i en formasjon med sprekkdannelser Download PDFInfo
- Publication number
- NO336623B1 NO336623B1 NO20072029A NO20072029A NO336623B1 NO 336623 B1 NO336623 B1 NO 336623B1 NO 20072029 A NO20072029 A NO 20072029A NO 20072029 A NO20072029 A NO 20072029A NO 336623 B1 NO336623 B1 NO 336623B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- fluid
- pressure
- drilling
- control
- pipe
- Prior art date
Links
- 238000005553 drilling Methods 0.000 title claims abstract description 108
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims abstract description 36
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 137
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 4
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 32
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 7
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 3
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 2
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 2
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 208000030303 breathing problems Diseases 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- 239000011560 quantum fluid Substances 0.000 description 1
- 239000012925 reference material Substances 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 238000012502 risk assessment Methods 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B21/00—Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
- E21B21/08—Controlling or monitoring pressure or flow of drilling fluid, e.g. automatic filling of boreholes, automatic control of bottom pressure
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B21/00—Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B21/00—Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
- E21B21/003—Means for stopping loss of drilling fluid
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
- Drilling And Boring (AREA)
Abstract
Fremgangsmåte for boring av borehull (106) i en formasjon med sprekker, kjennetegnet ved følgende trinn: føring av et borerør (112) inn i borehullet (106) slik at det dannes et ringrom (115) mellom bore-hullveggen og borerøret (112), pumping ved hjelp av primære pumper (138) av et borefluid (150) inn i borehullet (106) via et indre rør i borerøret (112) og et utløp (114) for fluid fra borerøret (112) og anordnet i nærheten av en fjerntliggende ende av borerøret (112), trykkforsegling av ringrommet (115) ved bruk av en trykkpakning (142) så som et roterende hode tilhørende en utblåsingssperre BOP, pumping av et brønnkontrollfluid inn i ringrommet (115) via et brønnkontrollrør (124) som fluidmessig forbinder ringrommet (115) på et sted mellom trykkpakningen (142) og utløpet (114), med et returtrykksystem (131), og trykkbalansering av brønnkontrollfluidet mot trykkpakningen (142) og returtrykksystemet (13l).
Description
Området for oppfinnelsen
Denne foreliggende oppfinnelse gjelder en fremgangsmåte for boring i en uttett formasjon, på engelsk kalt "lossy formation" og som innebærer at man under boringen i formasjonen risikerer å miste en betydelig fraksjon av borefluidet, slik det gjerne er tilfelle i en naturlig oppdelt formasjon eller i en formasjon som er abnormt gjennomtrengelig ("permeabel").
Bakgrurmsteknikken
Utvinning og produksjon av hydrokarboner fra formasjoner under overflaten krever naturligvis en fremgangsmåte for å nå og trekke ut hydrokarbonene fra formasjonen, og dette oppnås typisk ved å bore et borehull eller en brønn ved hjelp av en borerigg. I sin enkleste form utgjør en slik rigg en borerigg på land og som brukes til å holde oppspent og rotere en borestreng som på sin side består av en rekke borerør og hvor borestrengens ende har en borkrone.
Videre vil man bruke et pumpesystem for sirkulasjon av et fluid, og dette fluid omfatter et basisfluid som typisk kan være vann eller olje og i tillegg forskjellige additiver. Det sirkulerende fluid føres ned i borestrengen og presses ut gjennom den roterende borkrone for så å strømme tilbake opp til overflaten via det ringrom som dannes mellom borehullveggen og borkronen (borestrengen). Etter at borefluidet har sirkulert gjennom borehullet strømmer det normalt tilbake i et slamhåndteringssystem som generelt omfatter et ristebrett for å fjerne faste partikler, en slambrønn og manuelle eller automatiske midler for tilførsel av forskjellige kjemikalier eller additiver i den hensikt å holde egenskapene av det returnerte fluid opprettholdt, slik det trengs for boringens fremdrift. Når fluidet er behandlet kan det deretter sirkuleres tilbake inn i borehullet via reinjeksjon inn i den øverste del av borestrengen, ved hjelp av boreriggens pumpesystem.
Under boringen utøver fluidet et trykk mot borehullveggen, og dette trykk er hovedsakelig bygget opp av en hydrostatisk del som skyldes vekten av slamsøylen, og en dynamisk del som er relatert til friksjonstrykktapene forårsaket av f.eks. fluidets sirkulasjonshastighet eller bevegelsen av borestrengen.
Imidlertid har formasjonen i enkelte geologiske systemer mange naturlige frakturer og/eller den er ekstremt gjennomtrengelig, og følgelig vil borefluid (store kvantafluid) kunne tapes i formasjonsfrakturene under sirkuleringen av fluidet.
I mange tilfeller vil en vkkning kjent som "formasjonspusring" finne sted, hvor formasjonen returnerer fluid når friskt borefluid pumpes inn i hullet og blir avbrutt, oftest ved en forskjellig tetthet enn det opprinnelige borefluid. Dette fører til slag, et velkjent kontrollproblem, og man får ofte tap av materiale i borehullseksjonen eller brønnen. Under planleggingen av boringen av brønner vil forventningen av eventuelle betydelige formasjonspusteproblemer kunne føre til kansellering av den aktuelle brønn når man baserer planleggingen på en risikoanalyse.
En viss mengde borefluid kan imidlertid bli holdt tilbake i formasjonen.
En måte å håndtere et slikt tap av sirkulasjonsfluid på, er å akseptere tapene og bare fortsette boringen. Dette er kjent som "blindboring", "flytende boring", "mudcap drilling" eller "boring ved sirkulasjon i lukket hull". Et rent og fortrinnsvis billig borefluid ville i så fall pumpes ned i borestrengen og tillates å tapes i formasjonen. For imidlertid å ha kontroll over reservoaret vil overbalansert slam måtte pumpes inn i ringrommet ved en hastighet som da må være større enn hydrokarbonets forflyttingstakt. Kontrollmulighetene i en brønn er imidlertid relativt begrenset, og av sikkerhetsgrunner er derfor bruken av blindboring begrenset til boring i formasjoner med lavt trykk og/eller som ikke er sure.
I dokumentet US6904981 B2 er det beskrevet en fremgangsmåte for boring av et borehull i en formasjon som representerer tap av borefluid.
Sammendrag av oppfinnelsen
Foreliggende oppfinnelse er rettet mot en fremgangsmåte for å bore et borehull i en formasjon som representerer fluidtap og omfatter følgende trinn: - irmføring av et borerør i borehullet slik at det dannes et ringrom mellom borerøret og borehullets vegg, - pumping av et borefluid inn i borehullet via et indre rør tilhørende borerøret og et borerørfluidutløp anordnet i nærheten av en distal ende av borerøret,
- trykktetning av ringrommet ved bruk av en trykkpakning,
- pumping av et borekontrollfluid inn i ringrommet via et borekontrollrør som fluidmessig forbinder ringrommet på et sted mellom tryldcpakningen og borerørfluidet, til et mottrykksystem, og - trykkbalansering av brønnkontrollfluidet mot tryldcpakningen og mottrykksystemet.
I og med oppfinnelsen vil man kunne tilføre et brønnkontrollfluid direkte ril ringrommet på undersiden av tryldcpakningen, slik at man sikres at trykket kan balanseres mot denne pakning og mottrykksystemet. Nedi hulls trykket er det kombinerte resultat av det hydrostatiske trykk som skyldes søylen av brønnkontrollfluidet og det trykk som utøves mot dette fluid fra tryldcpakningen og mottrykksystemet.
Trykkutbalanseringen av brønnkontrollfluidet mot tryldcpakningen og mottrykksystemet kan oppnås ved fortsatt pumping av borefluidet inn i borehullet via det innvendige rør i borerøret, og et slikt borefluid vil da "skyve oppover" mot brønnkontrollfluidet slik at knapt noe slikt kontrollfluid behøver tapes i frakturene på grunn av overbalanse.
Naturligvis vil borefluidet tapes ved at det forsvinner ut i formasjonen, hvilket må være tilfelle for å holde en viss gjennomstrømning gjennom borerøret, nemlig så mye som trengs for rensing av borehullet, kjøling av borkronen og eventuell måling mens boringen pågår (MWD) ("sub operation").
Ved trykkutbalanseringen mot pakningen og trykksystemet for mottrykk vil det også nå være mulig å bruke i alt vesentlig identiske fluid som borefluid henholdsvis brønnkontrollfluid under blindboring.
Tryldcpakningen kan være i form av et roterende hode eller en roterende utblåsingssperre (roterende BOP).
I et bestemt aspekt av oppfinnelsen kan man således styre ringtrykket under blindboring ved aktiv styring av trykkutbalanseringen mot trykkpakningen og mottrykksystemet, f.eks. ved å bruke sistnevnte system for etablering av en styrt variabel trykkverdi i ringromutløpet ved overflaten. Dette kan omfatte at man lar pumpet brønnkontrollfluid slippe ut over en variabel strørnningsbegrensning og styrer aktivt trykkfallet over denne.
Fortrinnsvis utføres trykkutbalanseringen automatisk. Dette kan innbefatte beregning av et forhåndsbestemt nedi hulls trykk ved bruk av en modell, sammenligning mellom dette trykk og et ønsket nedi hulls trykk og bruk av forskjellen mellom den for styring av trykkutbalanseringen, alt ved hjelp av et system for programmerbar trykkovervåking og kontroll/styring.
I en bestemt utførelse brukes i og med oppfinnelsen informasjon som er relatert til borehullet, borefremdriften, boreriggen og borefluidet som inngangsstørrelser til en modell for å få bestemt nedihullstrykket. Oppfinnelsen kan videre innebære bruk av et aktuelt nedi hulls trykk for kalibrering av modellen og modifikasjon av inngangsparametere for mer presist å korrelere forhåndsbestemte nedi hulls trykk med målte slike trykk.
Man vil innse at bruken av mottrykk for styring/kontroll av ringromtrykket er mer egnet for respons overfor plutselige endringer i formasjonsporetrykket.
Kort gjennomgåelse av tegningene
En bedre forståelse av den foreliggende oppfinnelse får man ved å studere tegningen sammen med detaljbeskrivelsen av den foretrukne utførelse av oppfinnelsen, hvor tegningen (fig. 1) skjematisk viser et apparat for å utføre den foretrukne fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen.
Detaljbeskrivelse av oppfinnelsen
Oppfinnelsen er ment å oppnå såkalt DAPC (dynamisk ringromtrykkontroll) i et borehull under boring, komplettering og intervensjon, særlig der det er involvert en tapsbeheftet formasjon, dvs. en formasjon hvor borefluid lett trenger inn og kan forsvinne, så som en naturlig frakturert formasjon eller en formasjon med unormalt stor inntrengning.
Fig. 1 viser således skjematisk et overflateboresystem 100 som bruker oppfinnelsen. Man innser at et boresystem til havs likeledes kan bruke oppfinnelsen. Boresystemet 100 er vist omfattende en borerigg 102 som brukes til å håndtere driften under boringen. Mange av de komponenter som brukes på en rigg, så som kelly, krafttenger, kiler, trekkverk og annet utstyr er imidlertid utelatt på tegningen for å gjøre denne enklere. Riggen 102 brukes til å få utført boringen og for utvirmingsdriften ved hjelp av denne boring, i en formasjon 104. Et borehull 106 er allerede delvis boret på tegningen, og dette borehull er laget ved hjelp av et borerør 112 som er ført ned i hullet 106. Et ringrom 115 dannes mellom borerøret 112 og borehullets vegg.
Borerøret 112 omfatter typisk flere rør i seksjoner slik at røret danner en borerørstreng, og de enkelte rør eller seksjoner i denne streng er typisk sammenføyd med hverandre via skrueforbindelser. Borerøret 112 har videre et generelt langstrakt innvendig rør som fluidmessig forbinder et innløp for borerørfluid i nærheten av en proksimal eller nærmeste ende i borerøret, nemlig ved overflaten, med et utløp 114 for borerørfluidet, nær den tilsvarende motsatte, distale ende av borerøret, nede i borehullet 106.
Borerøret 112 holder et nedi hulls utstyr (BHA) 113 som typisk omfatter en borkrone 120, en MWD/LWD-sensorsuite 119, innbefattende en trykktransduser 116 for å bestemme ringromtrykket, idet dette er trykket i det fluid som er i ringrommet 115, en kontrollventil 110 for å hindre tilbakeløp av fluid fra ringrommet 115, og eventuelt også en telemetripakke 122 som i så fall brukes til å overføre trykkdata og/eller MWD/LWD-data og/eller boreinformasjon, idet denne informasjon da mottas ved overflaten. Verktøyet 113 kan også omfatte en slammotor 118.
Utløpet 114 for borefluid er typisk anordnet i form av en eller flere strørnningsutløp i borkronen 120, men dette er ikke vesentlig for denne oppfinnelse.
I eksempelet er et foringsrør 108 allerede satt ned og sementert (109) på plass. I den foretrukne utførelse av oppfinnelsen er en lukkemekanisme for foringsrøret også installert i dette foringsrør 108, eller eventuelt kan en nedi hulls utfoldingsventil 110 være installert, i begge tilfeller for eventuelt å stenge av ringrommet 115 og effektivt virke som en ventil for å lukke en såkalt åpenhullsseksjon i borehullet 106 på undersiden av foringsrøret 108, når hele borerøret 112 befinner seg over ventilen 110.
Boreprosessen krever bruk av et borefluid 150 som i utgangspunktet ligger lagret i et reservoar 136 og kan være et vilkårlig borefluid som konvensjonelt brukes på en plattform eller en borerigg, innbefattet borefluid av slamtypen eller såkalt "brine". Reservoaret 136 står i fluidforbindelse med en eller flere primære borefluidpumper 138 som pumper fluidet via et rør 140. Røret 150 er koplet til den siste forbindelse i borestrengen 112 for å etablere tilgang for fluid fra røret 140 til det indre rør i borerøret 112 via innløpet for borerørfluid. Borerøret 112 er ført gjennom et roterende kontroll-eller styrehode 142 på toppen av en utblåsingssikrer (BOP). Et slikt roterende kontroll-eller styrehode på toppen av en BOP danner, når aktivert en trykkforsegling rundt borerøret 112 slik at trykket i ringrommet 115 utenfor dette blir avsperret, men likevel tillater hodet borerørets rotasjon og fremover- og tilbakebevegelse.
Et mottrykksystem 131 er anordnet for å opprettholde et innstillbart mottrykk under hele prosessen med boring og komplettering av borehullet/brønnen, men særskilt under boring i en formasjon hvor borefluid tapes. Muligheten til å gjøre dette er en betydelig forbedring i forhold til den allerede kjente teknikk ved blindboring.
Mottrykksystemet 131 omfatter et rør 124 i fluidforbindelse med ringrommet 115 på et sted 117 mellom tryldcpakningen 142 og utløpet 114 for rørfluid. En eventuell strørnningsmåler 126 er innbefattet i røret 124, som kan være av massebalansetypen eller et annet slags måleinstrument med fortrinnsvis høy måleoppløsning. Røret 124 er utrustet med en innretning for innsnevring av fluidstrømmen og gjerne variabel, så som en strupeventil 130 motstandsdyktig mot slitasje.
Ventilen 130 kan også være utformet som en strupemanifold. Det er klart at det finnes på markedet slike stmpeirmretninger eller ventiler som kan arbeide i omgivelser hvor borefluidet 150 inneholder en vesentlig bestanddel av borekaks og andre faste stoffer. Ventilen 130 er en slik type og vil videre være i stand til å arbeide ved forskjellige trykk, gjermomstrømningshastigheter og over flere nytteperioder.
Strupeventilen 130 fører frem til en ledeventil 5 som tillater retur av borefluid fra ringrommet 115 og via et opptakssystem 129 for borefluid, til reservoaret 136 eller fører fluidet til et hjelpereservoar 2 via et rør 4. Opptakssystemet 129 er innrettet for å fjerne overskytende gassforurensninger, innbefattet borekaks og spon fra borefluidet 150 og vil typisk omfatte utstyr for fjerning av faste stoffer, så som en skallrister og eventuelt en avgasser. Etter passering av utstyret 129 for opptak og fjerning/separering av faste stoffer føres borefluidet 150 tilbake til reservoaret 136.
Hjelpereservoaret 2 kan være anordnet i tillegg til reservoaret 136 for å tjene som en tripptank. En slik tripptank brukes normalt på en borerigg til overvåking av borefluidgevinst og -tap under trippeoperasjoner. I og med den foreliggende oppfinnelse kan en slik funksjonsmessighet opprettholdes.
I stedet for tripptanken eller i tillegg til den kan man ha et reservoar 150 for brønnkontrollfluid, for fylling med et bestemt slikt fluid 151 som ikke (ennå) foreligger i noen av de andre reservoarene. Dette kan være et fluid av samme eller tilsvarende type som borefluidet, så som på slambasis eller en brine-type, men også vanlig vann eller sjøvann kan brukes.
Mottrykksystemet 131 har videre en mottrykkpumpe 128 som i oppfinnelsen kan brukes til å pumpe brønnkontrollfluidet direkte inn i ringrommet 115 via røret 124. En høytrykksende av pumpen 128 fører inn i dette rør 124 mellom ringrommet 115 og strupeventilen 130. En seleksjonsventil 125 er anordnet for å etablere en fluidforbindelse mellom enten et rør 127A eller et rør 127B på den ene side og lavtrykksenden av mottrykkpumpen 128 på motsatt side. På denne måte kan det velges mellom en situasjon hvor pumpen 128 mates med fluid direkte ut fra strupeventilen 130 (i hvilket tilfelle en ventil 121 kan være lukket), eller fra en annen fluidkilde. En slik kilde kan da velges ved bruk av en velgerventil 132 som fører til røret 127B og fluidmessig forbinder enten reservoaret 136 via røret 119A, tripptanken 2 via røret 119B eller reservoaret 156 for brønnkontrollfluid via et rør 119C til lavtrykksenden av mottrykkpumpen 128. Ventilene 125 og 132 kan også være utrustet som en ventilmanifold.
En ventil 123 er anordnet for selektivt å kunne isolere høytrykksenden av pumpen 128 fra røret 124 i den hensikt å beskytte denne pumpe når den ikke er aktivert.
Den foretrukne utførelse av denne oppfinnelse omfatter videre en strørnningsmåler 152 i røret 140 for å måle hvor stor mengde borefluid som pumpes inn i borehullet 106. Alternativt kan denne mengde eller volumet beregnes ut fra boreriggens pumpeslagtakt og slagvolum.
En alternativ utførelse av systemet (ikke vist) kunne ha en ytterligere toveisventil eller en velgerventilmanifold anordnet på nedstrømssiden av den primære pumpe 138 i røret 140. En slik ventil ville da kunne gi muligheten til å la borefluid fra denne pumpe 138 grenes ut fra røret 140 til røret 124 mellom ringrommet 115 og strupeventilen 130. Ved å opprettholde pumpevkkningen i pumpen 138 sikres således tilstrekkelig strøm gjennom strupeventilen 130 til å regulere mottrykket uten behov av å bruke noen separat mottrykkpumpe 128.
Mottrykksystemet 138 kan arbeide forbundet med et system 146 for programmerbar trykkovervåking og kontroll/styring, og dette system vil kunne motta data for boredriften og vil kunne regulere mottrykksystemet 131 og/eller den primære borefluidpumpe 138 i respons på disse driftsdata for boringen.
Ytterligere detaljer ved boresystemet 100 og særlig dette system 146 og dettes bruk i forhold til mottrykksystemet 131 og selve systemet 100 kan finnes i internasjonal publikasjon WO 2003/071091 (korrigert versjon), og innholdet i dette patentskrift tas her med som referansemateriale.
Den normale drift av boresystemet 100 og beskrevet ovenfor hvor borefluid hovedsakelig sirkuleres inn i borehullet 106 via det indre rør i borerøret 112 og deretter ut av borehullet 106 via røret 124 er fullt belyst i dette siterte og refererte patentskrift.
Borefluidet 150 pumpes ned gjennom borerøret 112 og BHA 113 og går ut gjennom utløpet 114 hvor det sirkulerer borekaks og lignende bort fra borkronen 120 og returnerer slikt materiale opp gjennom ringrommet 115, først via den seksjon som går under benevnelsen åpent hull og deretter via den foringsrørdekkede seksjon i borehullet 106. Fluidet 150 går opp til overflaten som returfluid og deretter gjennom sideutløpet 117 på undersiden av det roterende hodet 142 inn i røret 124.
Etter dette går borefluidet 150 til det som her generelt er kalt mottrykksystemet 131. Det vil forstås at man f.eks. ved å bruke strørnningsmålerne 126 og 152 for overvåking av fluidstrømmen inn til og ut fra borehullet 106 og det volum som pumpes ved hjelp av mottrykkpumpen 128 og dessuten ta hensyn til alle substanser som forskyves inn i og ut fira ringrommet 115 ved overflaten vil operatøren eller systemet selv lett kunne bestemme mengden av borefluid 150 som eventuelt tapes i formasjonen eller motsatt, mengden formasjonsfluid som lekker inn i borehullet 106.
Kort fortalt er det slik at når det er tilstrekkelig sirkulasjon av borefluidet 150 via borerøret 112 og ringrommet 115 rundt dette vil strupeventilen 130 pådra et trykkfall i returfluidstrømmen, og som følge av dette trykkfall vil et mottrykk opprettholdes i ringrommet 115. Størrelsen av dette mottrykk reguleres ved å regulere strømningsmotstanden i strupeventilen 130.
Når gjennomstrømningen av borefluid fra ringrommet 115 er så liten at denne ventil 130 ikke på hensiktsmessig måte kan reguleres til å etablere det ønskede mottrykk vil mottrykkpumpen 128 settes i gang for å pumpe borefluidet inn i røret 124 (idet ventilen 123 da er åpen) og således sikre at en tilstrekkelig fluidmengde strømmer gjennom strupeventilen 130 og setter opp det ønskede mottrykk for derved å opprettholde det ønskede nedi hulls trykk. Typisk kan ventilen 125 være valgt til enten å regulere røret 119A eller røret 119B.
Når imidlertid det tapes en betydelig mengde borefluid i formasjonen, hvilket kan være tilfellet når borehullet 106 går inn i en formasjon som er naturlig oppbrukket og/eller har ekstremt stor inntrengning vil fluidnivået i ringrommet 115 kunne reduseres. Når pumpen 128 er aktivert vil imidlertid fluidnivået opprettholdes med det fluid som pumpes inn i røret 124, og i det minste en del av dette fluid vil da strømme direkte inn i ringrommet 115. Ventilen 121 kan være lukket under påfyllingen av fluid i ringrommet.
Fortsatt drift av mottrykkpumpen 128 etter at fluidnivået i ringrommet 115 er opprettholdt igjen og etter at ventilen 121 er åpnet sikrer at en tilstrekkelig gjennomstrømning av fluid gjennom strupeventilen 130 kan opprettholdes, slik at man også i tilfeller hvor en stor mengde borefluid tapes til formasjonen vil kunne regulere mottrykket aktivt ved innstilling av i det minste den strømningsrestriksjon som etableres ved hjelp av strupeventilen 130.
Det fluid som pumpes inn i ringrommet 115 via røret 124 kalles således "brønnkontrollfluid" for å skille det fra det vanlige borefluid som pumpes inn i borehullet 106 via borerøret 112. Kontrollfluidet kan være identisk med borefluidet 150, i hvilket tilfelle ventilen 125 typisk kan velges for å forbinde mottrykkpumpen 128 med røret 119A eller 119B. I fremgangsmåter for slamkappeboring ("mud cap drilling") av kjent type var det imidlertid ikke mulig å fortsette boringen i frakturerte formasjoner ved bruk av samme fluid som borefluidet for brønnkontrollfluid.
Alternativt kan ventilen 125 velges til å forbinde pumpen 128 med røret 119C, idet brønnkontrollfluidet 151 da kan være et fluid forskjellig fra borefluidet 150. I et slikt tilfelle vil imidlertid oppfinnelsen tilby fordelen med økt bunnhulltrykkregulering ved å gi muligheten til aktiv styring/kontroll av mottrykket.
En fordel med oppfinnelsen er at tettheten av brønnkontrollfluidet 151 kan velges til å være omtrent lik eller noe underbalansert i forhold til det laveste trykk i reservoarfluidet. Trykkbalanseringen mot tryldcpakningen 142 og mottrykksystemet 131 tillater en ytterligere bidragsdel til bunnhulltrykket.
Trykkbalansering av brønnkontrollfluidet mot trykkpakningen 142 og mottrykksystemet 131 kan oppnås ved fortsatt pumping av borefluid 150 inn i borerøret 112. Trykkbalanseringen bidrar til å unngå pumping av dette kontrollfluid inn i formasjonen. Siden borefluidet 150 som pumpes inn i borehullet via borerøret nå vil trykke opp mot kontrollfluidet (hvilket gir trykkbalanseringsbidraget til nedihullstrykket) slik at knapt noe kontrollfluid behøver tapes i frakturene grunnet overbalanse.
Mottrykksystemet 131 kan styres og reguleres aktivt, enten via en operatør som kan bryte inn i driften eller ved hjelp av det allerede gjennomgåtte programmerbare trykkovervåkings- og kontroll/styresystem 146, i den hensikt å ha full styring over bunnhulltrykket.
Den internasjonale patentpublikasjon WO 2003/071091 (den korrigerte versjon) og allerede innført tidligere her i beskrivelsen viser også til og beskriver en hydraulisk modell. I og med den foreliggende oppfinnelse vil denne hydrauliske modell eller en alternativ utførelse av den kunne brukes til å beregne en forhåndsbestemt verdi for nedihullstrykket, hvoretter man kan sammenligne denne verdi med et ønsket nivå for samme trykk og bruke forskjellen mellom beregnet og ønsket verdi til regulering av trykkbalanseringen. Dette er fullstendig innbefattet i systemet 146.
Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan brukes både utenskjærs så vel som på land.
Claims (7)
1. Fremgangsmåte for boring av et borehull i en formasjon som representerer tap av borefluid,karakterisert vedfølgende trinn: - irinføring av et borerør (112) i borehullet (106) slik at det dannes et ringrom (115) mellom borerøret (112) og borehullets vegg, - pumping av et borefluid inn i borehullet (106) via et indre rør tilhørende borerøret (112) og et borerørfluidutløp anordnet i nærheten av en distal ende av borerøret (112), - trykktetning av ringrommet (115) ved bruk av en tryldcpakning (142), - pumping av et borekontrollfluid inn i ringrommet (115) via et borekontrollrør som fluidmessig forbinder ringrommet (115) på et sted mellom tryldcpakningen (142) og borerørfluidutløpet, til et mottrykksystem, og - trykkbalansering av brønnkontrollfluidet mot tryldcpakningen (142) og mottrykksystemet.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat trykkbalanseringen er aktivt styrt/kontrollert.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 2,karakterisert vedat den aktive styring/kontroll av trykkbalanseringen omfatter å la pumpet brønnkontrollfluid føres ut i trykkretursystemet via en strømningsrestriksjon av variabel type, og regulering av trykkfallet over denne strørnningsrestriksjon.
4. Fremgangsmåte ifølge krav 2 eller 3,karakterisert vedat den aktive styring/kontroll av trykkbalanseringen omfatter automatisk styring/kontroll av den, ved hjelp av styre/kontrollmidler av automatisk type for styring/regulering av mottrykksystemet.
5. Fremgangsmåte ifølge krav 4,karakterisert vedat den automatiske styring/kontroll av trykkbalanseringen innbefatter beregning av et forhåndsbestemt nedihullstrykk og ved bruk av en modell, sammenligning av dette forhåndsbestemte trykk med ønsket nedihullstrykk og bruk av forskjellen mellom beregnet og ønsket verdi for trykket til å styre/kontrollere trykkbalanseringen, alt ved hjelp av et system for programmerbar trykkovervåking og kontroll/styring.
6. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 1-5,karakterisert vedat brønnkontrollfluidet er valgt til å være i alt vesentlig identisk med borefluidet.
7. Fremgangsmåte ifølge krav 6,karakterisert vedat brønnkontrollfluidet og borefluidet pumpes inn i borehullet (106) ved bruk av samme pumpemidler for å etablere en pumpet strøm av et valgt fluid og deling av denne strøm av fluid til en brønnkontrollstrøm og en strøm av borefluid og tilførsel av borefluidet til det indre rør i borerøret (112), samtidig med at brønnkontrollfluidet tilføres brønnkontrolhøret.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP04104601 | 2004-09-22 | ||
PCT/EP2005/054696 WO2006032663A1 (en) | 2004-09-22 | 2005-09-20 | Method of drilling a lossy formation |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO20072029L NO20072029L (no) | 2007-06-21 |
NO336623B1 true NO336623B1 (no) | 2015-10-12 |
Family
ID=34929603
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO20072029A NO336623B1 (no) | 2004-09-22 | 2007-04-20 | Fremgangsmåte for å bore i en formasjon med sprekkdannelser |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7828081B2 (no) |
CN (1) | CN101023241A (no) |
CA (1) | CA2579218C (no) |
EA (1) | EA010191B1 (no) |
GB (1) | GB2433529A (no) |
MY (1) | MY140447A (no) |
NO (1) | NO336623B1 (no) |
WO (1) | WO2006032663A1 (no) |
Families Citing this family (26)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8955619B2 (en) * | 2002-05-28 | 2015-02-17 | Weatherford/Lamb, Inc. | Managed pressure drilling |
US7836973B2 (en) | 2005-10-20 | 2010-11-23 | Weatherford/Lamb, Inc. | Annulus pressure control drilling systems and methods |
US9435162B2 (en) | 2006-10-23 | 2016-09-06 | M-I L.L.C. | Method and apparatus for controlling bottom hole pressure in a subterranean formation during rig pump operation |
CA2667199C (en) * | 2006-10-23 | 2014-12-09 | M-I L.L.C. | Method and apparatus for controlling bottom hole pressure in a subterranean formation during rig pump operation |
US7775299B2 (en) * | 2007-04-26 | 2010-08-17 | Waqar Khan | Method and apparatus for programmable pressure drilling and programmable gradient drilling, and completion |
US9284799B2 (en) * | 2010-05-19 | 2016-03-15 | Smith International, Inc. | Method for drilling through nuisance hydrocarbon bearing formations |
US8448711B2 (en) * | 2010-09-23 | 2013-05-28 | Charles J. Miller | Pressure balanced drilling system and method using the same |
CN102454373A (zh) * | 2010-10-19 | 2012-05-16 | 中国石油化工集团公司 | 一种控制压力钻井用节流管汇 |
CN102454372A (zh) * | 2010-10-19 | 2012-05-16 | 中国石油化工集团公司 | 一种井筒压力管理***及方法 |
CN102011574B (zh) * | 2010-11-16 | 2013-10-30 | 郑州大学 | 一种振动增产煤层气方法 |
CN102022134B (zh) * | 2010-11-16 | 2012-11-07 | 郑州大学 | 钻、压、振三位一体卸压开采煤层气方法 |
CN102094668B (zh) * | 2010-12-20 | 2013-02-20 | 郑州大学 | 上抽巷高压水力掏穴卸压消突方法 |
CN102086760B (zh) * | 2010-12-20 | 2013-02-20 | 郑州大学 | 区域井下高压水力掏穴卸压开采煤层气方法 |
CN102080525B (zh) * | 2010-12-20 | 2013-02-20 | 郑州大学 | 一种高压气体喷射掏穴卸压防突方法 |
RU2586148C2 (ru) * | 2011-11-08 | 2016-06-10 | Халлибертон Энерджи Сервисез, Инк. | Упреждающее изменение заданного давления для отведения потока при буровых работах |
CN103132968B (zh) * | 2011-12-01 | 2016-03-16 | 中国海洋石油总公司 | 射孔压裂测试***的压力控制装置 |
MX353838B (es) * | 2012-02-24 | 2018-01-31 | Halliburton Energy Services Inc | Sistemas y métodos de perforación de pozos con bomba para extraer fluido desde el anillo. |
CN103573198B (zh) * | 2012-08-03 | 2016-09-07 | 中国石油化工股份有限公司 | 井筒压力和流量管理***及方法 |
CN104234681A (zh) * | 2013-06-18 | 2014-12-24 | 中国石油天然气股份有限公司 | 海上压裂工艺方法 |
US9664003B2 (en) | 2013-08-14 | 2017-05-30 | Canrig Drilling Technology Ltd. | Non-stop driller manifold and methods |
WO2015142819A1 (en) | 2014-03-21 | 2015-09-24 | Canrig Drilling Technology Ltd. | Back pressure control system |
US10988997B2 (en) * | 2018-01-22 | 2021-04-27 | Safekick Americas Llc | Method and system for safe pressurized mud cap drilling |
US11401771B2 (en) | 2020-04-21 | 2022-08-02 | Schlumberger Technology Corporation | Rotating control device systems and methods |
US11187056B1 (en) | 2020-05-11 | 2021-11-30 | Schlumberger Technology Corporation | Rotating control device system |
US11274517B2 (en) | 2020-05-28 | 2022-03-15 | Schlumberger Technology Corporation | Rotating control device system with rams |
US11732543B2 (en) | 2020-08-25 | 2023-08-22 | Schlumberger Technology Corporation | Rotating control device systems and methods |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2946565A (en) | 1953-06-16 | 1960-07-26 | Jersey Prod Res Co | Combination drilling and testing process |
US2801077A (en) * | 1953-12-30 | 1957-07-30 | Pan American Petroleum Corp | Recovery of lost circulation in a drilling well |
US4630691A (en) * | 1983-05-19 | 1986-12-23 | Hooper David W | Annulus bypass peripheral nozzle jet pump pressure differential drilling tool and method for well drilling |
US6367566B1 (en) | 1998-02-20 | 2002-04-09 | Gilman A. Hill | Down hole, hydrodynamic well control, blowout prevention |
GC0000342A (en) | 1999-06-22 | 2007-03-31 | Shell Int Research | Drilling system |
US6374925B1 (en) * | 2000-09-22 | 2002-04-23 | Varco Shaffer, Inc. | Well drilling method and system |
US20020112888A1 (en) | 2000-12-18 | 2002-08-22 | Christian Leuchtenberg | Drilling system and method |
AU2002325045B8 (en) | 2001-09-20 | 2008-07-31 | Baker Hughes Incorporated | Active controlled bottomhole pressure system and method |
CA2477242C (en) | 2002-02-20 | 2011-05-24 | Shell Canada Limited | Dynamic annular pressure control apparatus and method |
US6904981B2 (en) * | 2002-02-20 | 2005-06-14 | Shell Oil Company | Dynamic annular pressure control apparatus and method |
US7185719B2 (en) | 2002-02-20 | 2007-03-06 | Shell Oil Company | Dynamic annular pressure control apparatus and method |
US6926081B2 (en) * | 2002-02-25 | 2005-08-09 | Halliburton Energy Services, Inc. | Methods of discovering and correcting subterranean formation integrity problems during drilling |
US6755261B2 (en) * | 2002-03-07 | 2004-06-29 | Varco I/P, Inc. | Method and system for controlling well fluid circulation rate |
US20040023815A1 (en) * | 2002-08-01 | 2004-02-05 | Burts Boyce Donald | Lost circulation additive, lost circulation treatment fluid made therefrom, and method of minimizing lost circulation in a subterranean formation |
US6957698B2 (en) * | 2002-09-20 | 2005-10-25 | Baker Hughes Incorporated | Downhole activatable annular seal assembly |
OA13240A (en) | 2003-08-19 | 2007-01-31 | Shell Int Research | Drilling system and method. |
-
2005
- 2005-09-20 US US11/663,118 patent/US7828081B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2005-09-20 WO PCT/EP2005/054696 patent/WO2006032663A1/en active Application Filing
- 2005-09-20 MY MYPI20054395A patent/MY140447A/en unknown
- 2005-09-20 CA CA2579218A patent/CA2579218C/en not_active Expired - Fee Related
- 2005-09-20 EA EA200700698A patent/EA010191B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2005-09-20 CN CNA2005800318329A patent/CN101023241A/zh active Pending
-
2007
- 2007-03-08 GB GB0704505A patent/GB2433529A/en not_active Withdrawn
- 2007-04-20 NO NO20072029A patent/NO336623B1/no not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20080035374A1 (en) | 2008-02-14 |
GB2433529A (en) | 2007-06-27 |
CA2579218A1 (en) | 2006-03-30 |
MY140447A (en) | 2009-12-31 |
GB0704505D0 (en) | 2007-04-18 |
EA200700698A1 (ru) | 2007-08-31 |
CA2579218C (en) | 2012-02-07 |
EA010191B1 (ru) | 2008-06-30 |
US7828081B2 (en) | 2010-11-09 |
WO2006032663A1 (en) | 2006-03-30 |
NO20072029L (no) | 2007-06-21 |
CN101023241A (zh) | 2007-08-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NO336623B1 (no) | Fremgangsmåte for å bore i en formasjon med sprekkdannelser | |
CA2516277C (en) | Dynamic annular pressure control apparatus and method | |
US8256532B2 (en) | System, program products, and methods for controlling drilling fluid parameters | |
US9249638B2 (en) | Wellbore pressure control with optimized pressure drilling | |
CA2534502C (en) | Drilling system and method | |
US7908034B2 (en) | System, program products, and methods for controlling drilling fluid parameters | |
US6474422B2 (en) | Method for controlling a well in a subsea mudlift drilling system | |
NO338967B1 (no) | Apparat og fremgangsmåte for regulering av formasjonstrykk | |
NO20141409A1 (no) | System og fremgangsmåte for regulering av ringromstrykk i et borehull under anvendelse av gassløft i borefluidreturledning | |
NO20111522A1 (no) | Bronnkontrollsystemer og fremgangsmater | |
EP3578753A1 (en) | Systems and methods for controlled mud cap drilling | |
NO330919B1 (no) | Fremgangsmate for bronnkontroll ved anvendelse av kontinuerlig trykkmaling under boring | |
NO319213B1 (no) | Fremgangsmåte og anordning for styring av borevæsketrykk | |
MX2008008658A (es) | Metodo para determinar la entrada de fluidos de yacimientos o la perdida de fluidos de perforacion de un agujero de pozo usando un sistema de control de presion anular dinamico. | |
AU2014242685B2 (en) | Method and apparatus for subsea well plug and abandonment operations | |
US20130186636A1 (en) | Method for circulating a fluid entry out of a subsurface wellbore without shutting in the wellbore | |
US6499540B2 (en) | Method for detecting a leak in a drill string valve | |
NO319810B1 (no) | Fremgangsmate og anordning for boring av et offshore borehull | |
NO20110564A1 (no) | Apparat og fremgangsmate for konstruksjon av en undersjoisk bronn | |
CA2831039C (en) | Wellbore pressure control with optimized pressure drilling | |
Cohen et al. | Dual-gradient drilling |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |