WO1997012114A1 - Verfahren zur herstellung einer verrohrten gewinnungsbohrung - Google Patents

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WO1997012114A1
WO1997012114A1 PCT/DE1996/001795 DE9601795W WO9712114A1 WO 1997012114 A1 WO1997012114 A1 WO 1997012114A1 DE 9601795 W DE9601795 W DE 9601795W WO 9712114 A1 WO9712114 A1 WO 9712114A1
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Axel Sperber
Thomas Kerk
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Becfield Drilling Services Gmbh
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    • 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
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    • E21B7/20—Driving or forcing casings or pipes into boreholes, e.g. sinking; Simultaneously drilling and casing boreholes
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    • 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
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Definitions

  • the invention relates to a method for producing a cased bore for the extraction of liquid or gaseous substances, in particular crude oil or natural gas, in which a production section of a deep well is sunk and completed with a production line, which may also already be perforated.
  • a production borehole is drilled from a deep borehole that has been expanded with a casing tour, either in an extension thereof or deflected therefrom, which explores the deposit.
  • the production bore is then completed with a production line in a second step.
  • This known method is complex since a pipe string has to be installed and removed twice in succession, namely once to bring it down and once to complete the production bore.
  • a further disadvantage of this method is seen in the fact that after pulling the drilling set and before installing the conveyor string, there is a fall in the conveyor bore and the installation of the conveyor string can thus be hindered or impossible. This problem is particularly serious if the conveying section is deflected horizontally.
  • the invention has for its object a method of Specify the type mentioned at the outset, which avoids the disadvantages mentioned and can be carried out in a simple and economical manner.
  • the method according to the invention provides that the production line is installed in the drill line and, following the drilling set, is introduced into the production section when the production section is lowered, and that after the end depth has been reached, the production line is separated from the drill line and is suspended in the deep borehole and the drill string, including the parts of the drill set that can be pulled through the production string, is removed.
  • the drilling of a conveying section and the installation of the conveying strand in this conveying section are carried out in a common method step, in that the conveying strand is introduced into the conveying tool at the same time as the conveying section is brought down.
  • the drilling tool can be driven both above ground according to the rotary principle and with the aid of an on-site drive.
  • the conveyor string can form the lower section of the drill string, which connects the drill bit or the on-site drive of the drill bit to the drill string.
  • the local drive of the drill bit will be preferred in such an arrangement of the conveyor string.
  • Another variant of the method according to the invention provides for the conveying string and the drill string to be arranged superimposed on one another and to be releasably connected to one another in this way. that the drill string can be removed from the production string.
  • the conveyor line remains largely free of the driving forces of the drilling tool, so that drilling can also be carried out using the rotary method.
  • perforations in the conveying strand can be closed according to the invention in various ways by removable means before it is installed.
  • the perforations can be provided with plugs, e.g. to close from aluminum or a silicone mass and to remove them after the installation of the conveyor line by suitable rinsing additives by chemical means.
  • Another advantageous procedure according to the invention can consist in the fact that a flushing line is installed in the conveyor line, which guides the flushing to the drill bit and possibly to the on-site drive and which can be pulled with the drill rod.
  • This procedure also opens up the possibility of connecting the lower end of the rinsing line to a measuring probe for measuring the borehole, which can be pulled using the rinsing line.
  • a measuring probe for measuring the borehole
  • the diameter of the conveyor line is sufficient, there is the possibility of attaching the lower end of the flushing line to an on-site drive that can be pulled through the flushing line, so that it can be removed after completion of the bore.
  • a foldable i.e. If the diameter of the drill bit can be reduced, it can also be pulled through the conveyor string after completion of the bore.
  • the use of a foldable drill bit also makes it possible to drill cores after pulling the drill bit.
  • FIG. 1 shows an illustration of a first embodiment of the method according to the invention with a conveyor train installed in the drill string
  • FIG. 2 shows an embodiment of the method according to the invention, in which the conveying string overlaps the drilling string and
  • FIG. 3 shows an embodiment of the method according to the invention, in which a flushing line is arranged within the delivery line installed in the drill string.
  • a conveying section 4 adjoins the cased bore section and extends into a deposit.
  • an on-site drive 5 which drives a drill bit 6, is used to drill the conveying section 4.
  • the on-site drive 5 is connected to the standing drill pipe 8 by the perforated conveyor string 7.
  • the conveying string 7 thus forms the lower section of the drill string 9.
  • the perforations in the conveying string 7 are closed by subsequently removable plugs, for example made of aluminum or silicone rubber.
  • a setting device 10 is carried, with which the production line 7 is suspended within the casing tour 3 after reaching the intended drilling depth.
  • the production section 4 of the deep borehole 1 is brought down using the rotary drilling method.
  • the drill bit 6 is connected via a drill collar 11 to the drill pipe 8, which is driven by a drill drive arranged above ground.
  • the perforated conveyor string 7 surrounds the lower section of the drill string 8 and is connected to the drill string 8 by a releasable locking device 12.
  • the conveyor string 7 is suspended in the casing tour 3 with the aid of the setting device 10 arranged at its upper end and is separated from the drill string 8 by releasing the locking device 12.
  • the drill pipe 8 with the heavy rod 11 can be pulled through the conveyor string 7 and removed. Only the drill bit 6 is cut off and remains in the borehole. If a foldable drill bit is used, it can also be pulled.
  • the conveying string 7 forms a section of the standing drill string 9 in the same way as in the example according to FIG. 1, which section transmits the reaction moment of the on-site drive 5 to the drill string 8.
  • a rinsing line 13 Inside the conveyor line 7 there is a rinsing line 13, the upper end of which is tightly connected to the drill rod 8 and the lower end of which is connected to a liner 14 via a sliding piece, in which there is a measuring probe 15 for the continuous measurement of the borehole profile during drilling located.
  • the measurement 15 contains a signal generator, through which the measurement data is also transmitted With the help of pressure pulses in the flushing stream, they are transmitted above ground.
  • a non-magnetic rod part 11 is usually arranged between the liner 14 and the on-site drive 5.
  • the conveying strand 7 is suspended in the casing tour 3 with the aid of the setting device 10.
  • the drill bit 6, the on-site drive 5, the rod part 11 and the liner 14 remain in the borehole.
  • the drill string 8 is separated from the conveying string 7 and removed together with the flushing string 13 and the measuring probe 15 attached to it.
  • the further completion of the bore such as the installation of a production pipe tour, can then be carried out in the usual way.

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Abstract

Bei einem Verfahren zur Herstellung einer verrohrten Bohrung zur Gewinnung von Erdöl oder Erdgas, bei dem ein Produktionsabschnitt (4) einer Tiefbohrung abgeteuft und mit einem perforierten Förderstrang (7) komplettiert wird, wird der Förderstrang (7) in den Bohrstrang (9) eingebaut und, der Bohrgarnitur folgend, beim Abteufen des Förderabschnitts (4) in diesen eingebracht. Nach Erreichen der Endteufe wird der Förderstrang (7) von dem Bohrstrang (9) getrennt und in der Tiefbohrung (1) abgehängt und der Bohrstrang (9) wird einschließlich der durch den Förderstrang ziehbaren Teile der Bohrgarnitur ausgebaut.

Description

Verfahren zur Herstellung einer verrohrten Gewinnungsbohrung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer verrohrten Bohrung zur Gewinnung von flüssigen oder gasför¬ migen Stoffen, insbesondere Erdöl oder Erdgas, bei dem ein Produktionsabschnitt einer Tiefbohrung abgeteuft und mit einem Förderstrang, der auch bereits perforiert sein kann, komplettiert wird.
Die Herstellung von verrohrten Drainage- oder Förderbohrun¬ gen der genannten Art erfolgte seither im wesentlichen in zwei aufeinanderfolgenden Schritten. Im ersten Schritt wird im allgemeinen von einer mit einer Futterrohrtour ausgebau- ten Tiefbohrung aus, entweder in Verlängerung derselben oder aus dieser abgelenkt eine Förderbohrung niederge¬ bracht, die die Lagerstätte durchörtert. Nach dem Ausbau der Bohrgarnitur wird dann in einem zweiten Schritt die Förderbohrung mit einem Förderstrang komplettiert. Dieses bekannte Verfahren ist aufwendig, da ein Rohrstrang zweimal hintereinander, nämlich einmal zu Niederbringen und einmal zum Komplettieren der Förderbohrung ein- und ausgebaut wer¬ den muß. Ein weiterer Nachteil dieses Verfahrens wird darin gesehen, daß es nach dem Ziehen der Bohrgarnitur und vor dem Einbau des Förderstrangs zu Nachfall in der Förderboh¬ rung kommen und dadurch der Einbau des Förderstrangs behin¬ dert oder unmöglich werden kann. Dieses Problem ist beson¬ ders gravierend, wenn der Förderabschnitt horizontal abge¬ lenkt ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, das die genannten Nach¬ teile vermeidet und auf einfache und wirtschaftliche Weise durchführbar ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist nach dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen, daß der Förderstrang in den Bohr¬ strang eingebaut und, der Bohrgarnitur folgend, beim Abteu¬ fen des Förderabschnitts in diesen eingebracht wird und daß nach Erreichen der Endteufe der Förderstrang von dem Bohr- sträng getrennt und in der Tiefbohrung abgehängt wird und der Bohrstrang einschließlich der durch den Förderstrang ziehbaren Teile der Bohrgarnitur ausgebaut wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Bohren eines Förderabschnitts und der Einbau des Förderstrangs in diesen Förderabschnitt in einem gemeinsamen Verfahrensschritt durchgeführt, indem der Förderstrang gleichzeitig mit dem Niederbringen des Förderabschnitts dem Bohrwerkzeug folgend in diesen eingebracht wird. Hierdurch entfällt ein Ein- und Ausbau des Bohrgestänges und ein Nachfall im Förderab¬ schnitt wird durch den dem Bohrwerkzeug unmittelbar folgen¬ den Förderstrang weitestgehend verhindert. Der Antrieb des Bohrwerkzeugs kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sowohl von übertage nach dem Rotaryprinzip als auch mit Hilfe eines Vorortantrieb erfolgen. Bei beiden Antriebsar¬ ten kann der Förderstrang den unteren Abschnitt des Bohr¬ strangs bilden, der den Bohrmeißel oder den Vorortantrieb des Bohrmeißels mit dem Bohrgestänge verbindet. Um den Förderstrang, insbesondere wenn dieser vorperforiert ist, weniger zu belasten, wird man jedoch bei einer solchen Anordnung des FörderStrangs den Vorortantrieb des Bohrmei¬ ßels vorziehen.
Eine andere Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, den Förderstrang und das Bohrgestänge einander überla¬ gernd anzuordnen und derart lösbar miteinander zu verbin- den, daß das Bohrgestänge aus dem Förderstrang ausbaubar ist. Bei dieser Variante bleibt der Förderstrang von den Antriebskräften des Bohrwerkzeugs weitgehend frei, so daß auch im Rotaryverfahren gebohrt werden kann.
Um die Bohrspülung durch den Förderstrang leiten zu können, können Perforationen im Förderstrang vor dessen Einbau erfindungsgemäß auf unterschiedliche Weise durch ent¬ fernbare Mittel verschlossen werden. Zum einen kann vorge- sehen sein, die Perforationen mit Stopfen, z.B. aus Alumi¬ nium oder einer Silikonmasse zu verschließen und diese nach dem Einbau des Förderstrangs durch geeignete SpülungsZu¬ sätze auf chemischem Wege zu entfernen. Eine andere vor¬ teilhafte Verfahrensweise kann erfindungsgemäß darin beste- hen, daß in den Förderstrang ein Spülstrang eingebaut wird, der die Spülung zum Bohrmeißel und gegebenenfalls zum Vor¬ ortantrieb leitet und der mit dem Bohrgestänge ziehbar ist. Diese Verfahrensweise eröffnet weiterhin die Möglichkeit, das untere Ende des Spülstrangs mit einer Meßsonde zur Bohrlochmessung zu verbinden, die mit Hilfe des Spülstrangs ziehbar ist. Ebenso besteht die Möglichkeit, bei ausrei¬ chendem Durchmesser des Förderstrangs, das untere Ende des Spülstrangs an einem durch den Spülstrang ziehbaren Vorort¬ antrieb zu befestigen, um diesen nach Fertigstellung der Bohrung ausbauen zu können. Wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein faltbarer, d.h. in seinem Durchmesser ver¬ kleinerbarer Bohrmeißel verwendet, so kann auch dieser nach Fertigstellung der Bohrung durch den Förderstrang gezogen werden. Die Verwendung eines faltbaren Bohrmeißels ermög- licht nach Ziehen des Bohrmeißels auch das Bohren von Ker¬ nen.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in der Zeichnung schematisch dargestellt sind. Es zeigen Figur 1 eine Darstellung einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens mit in den Bohr¬ strang eingebautem Förderstrang,
Figur 2 eine Darstellung einer Ausführungsform des erfin¬ dungsgemäßen Verfahrens, bei der der Förderstrang den Bohrstrang überlagert und
Figur 3 eine Darstellung einer Ausführungsform des erfin- dungsgemäßen Verfahrens, bei der innerhalb des in den Bohrstrang eingebauten Förderstrangs ein Spülstrang angeordnet ist.
In den Figuren 1 bis 3 ist jeweils das untere Ende einer Tiefbohrung 1 gezeigt, die mit einer durch eine Zement¬ schicht 2 fixierten Futterrohrtour 3 ausgekleidet ist. An den verrohrten Bohrungsabschnitt schließt sich ein För¬ derabschnitt 4 an, der sich in eine Lagerstätte hinein erstreckt.
Bei dem in Figur 1 gezeigten Beispiel wird zum Bohren des Förderabschnitts 4 ein Vorortantrieb 5 verwendet, der einen Bohrmeißel 6 antreibt. Der Vorortantrieb 5 ist durch den perforierten Förderstrang 7 mit dem stehenden Bohrgestänge 8 verbunden. Der Fördersträng 7 bildet somit den unteren Abschnitt des Bohrstrangs 9. Um die Spülung durch den För¬ derstrang 7 zum Vorortantrieb 5 leiten zu können, sind die Perforationen im Förderstrang 7 durch nachträglich entfern¬ bare Stopfen, z.B. aus Aluminium oder Silikonkautschuk ver- schlössen. An dem mit dem Bohrgestänge 8 verbundenen Ende des Förderstrangs 7 wird ein Setzgerät 10 mitgeführt, mit dem der Förderstrang 7 nach Erreichen der vorgesehenen Bohrteufe innerhalb der Futterrohrtour 3 abgehängt wird. Zur Bohrlochnavigation können bei dieser Vorgehensweise übliche Meßsonden am Seil eingefahren oder mitgeführt und nach Fertigstellung der Bohrung mit dem Seil wieder gezogen werden. Der Bohrmeißel 6 und der Vorortantrieb 5 verbleiben hingegen im Bohrloch. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist die Verringerung der Betriebskosten durch den Wegfall eines Ein- und Ausbaus des Bohrgestänges so erheblich, daß das Zurücklassen des Bohrmeißels und des Vorortantriebs im Bohrloch in Kauf genommen werden kann.
Bei der in Figur 2 dargestellten Verfahrensvariante wird der Förderabschnitt 4 der Tiefbohrung 1 im Rotarybohrver- fahren niedergebracht. Der Bohrmeißel 6 ist über eine Schwerstange 11 mit dem Bohrgestänge 8 verbunden, das von einem übertage angeordneten Bohrantrieb angetrieben wird. Der perforierte Förderstrang 7 umgibt den unteren Abschnitt des Bohrgestänges 8 und ist durch eine lösbare Verriege- lungseinrichtung 12 mit dem Bohrgestänge 8 verbunden. Hat der Produktionsabschnitt 4 seine Endteufe erreicht, so wird der Förderstrang 7 mit Hilfe des an seinem oberen Ende angeordneten Setzgeräts 10 in der Futterrohrtour 3 abge¬ hängt und durch Lösen der Verriegelungseinrichtung 12 vom Bohrgestänge 8 getrennt. Anschließend kann das Bohrgestänge 8 mit der SchwerStange 11 durch den Förderstrang 7 gezogen und ausgebaut werden. Lediglich der Bohrmeißel 6 wird abge¬ trennt und verbleibt im Bohrloch. Wird ein faltbarer Bohr¬ meißel verwendet, so kann dieser ebenfalls gezogen werden.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 bildet der För¬ derstrang 7 in gleicher Weise wie bei dem Beispiel gemäß Figur 1 einen Abschnitt des stehenden Bohrstrangs 9, der das Reaktionsmoment des Vorortantriebs 5 auf das Bohrge- stänge 8 überträgt. Im Inneren des Förderstrangs 7 befindet sich ein Spülstrang 13, dessen oberes Ende mit dem Bohrge¬ stänge 8 dicht verbunden ist und der mit seinem unteren Ende über ein Schiebestück an einen Liner 14 angeschlossen ist, in dem sich eine Meßsonde 15 zur kontinuierlichen Bohrlochverlaufsmessung beim Bohren befindet. Die Messung 15 enthält einen Signalgeber, durch den die Meßdaten mit Hilfe von Druckimpulsen im Spülstrom nach übertage übertra¬ gen werden. Zwischen dem Liner 14 und dem Vorortantrieb 5 ist üblicherweise ein nicht magnetischer Stangenteil 11 angeordnet.
Bei diesem Verfahrensbeispiel wird nach Fertigstellung des Förderabschnitts 4 der Förderstrang 7 mit Hilfe des Setzge¬ räts 10 in der Futterrohrtour 3 abgehängt. Der Bohrmeißel 6, der Vorortantrieb 5, der Stangenteil 11 und der Liner 14 verbleiben im Bohrloch. Das Bohrgestänge 8 wird von dem Förderstrang 7 getrennt und zusammen mit dem Spülstrang 13 und der an diesen angehängten Meßsonde 15 ausgebaut. Danach kann in üblicher Weise die weitere Komplettierung der Boh¬ rung, wie der Einbau einer Produktionsrohrtour erfolgen.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung einer verrohrten Bohrung zur Gewinnung von flüssigen oder gasförmigen Stoffen, ins¬ besondere Erdöl oder Erdgas, bei dem ein Produktionsab- schnitt einer Tiefbohrung abgeteuft und mit einem För¬ derstrang, der auch bereits perforiert sein kann, komplettiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Förderstrang (7) in den Bohrstrang (9) eingebaut und, der Bohrgarnitur folgend, beim Abteufen des Förderab- Schnitts (4) in diesen eingebracht wird und daß nach Erreichen der Endteufe der Förderstrang (7) von dem Bohrstrang (9) getrennt und in der Tiefbohrung (1) abgehängt wird und der Bohrstrang (9) einschließlich der durch den Förderstrang ziehbaren Teile der Bohrgar- nitur ausgebaut wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Förderstrang (7) als ein den Bohrmeißel (6) oder einen Vorortantrieb (5) des Bohrmeißels (6) mit dem Bohrgestänge (8) verbindender Abschnitt des Bohrstrangs (9) verwendet wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Förderstrang (7) und das Bohr- gestänge (8) einander überlagernd angeordnet und derart lösbar miteinander verbunden werden, daß das Bohrge¬ stänge (8) nach dem Einbau des Förderstrangs (7) aus diesem ausbaubar ist.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Perforationen im Förder- sträng (7) vor dessen Einbau durch entfernbare Mittel verschlossen werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Perforationen mit Stopfen, z.B. aus Aluminium oder einem anderen geeigneten Stoff, verschlossen werden und diese nach dem Einbau des Förderstrangs (7) durch che¬ mische Spülungszusätze entfernt werden.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Förderstrang (7) ein Spülstrang (13) eingebaut wird, der die Spülung zu dem Bohrmeißel (6) und gegebenenfalls zu einem Vorortan¬ trieb (5) leitet und der mit dem Bohrgestänge (8) zieh- bar ist.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende des Spül¬ strangs (13) mit einer Meßsonde (15) zur Bohrlochmes- sung verbunden wird, die mit Hilfe des Spülstrangs (13) ziehbar ist.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende des Spül- Strangs (13) an einem durch den Spülstrang (13) ziehba¬ ren Vorortantrieb (5) befestigt wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein faltbarer Bohrmeißel verwendet wird, der in gefalteter Stellung durch den Förderstrang (7) ein- und ausbaubar ist.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß nach Ziehen eines faltbaren Bohrmeißels das Bohren von Kernen durchgeführt wird.
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