CN105612308A - 无隔水管完井 - Google Patents

Abstract

一种井下屏障系统，其包括：井筒、上方封隔器、上方隔绝阀、压力传感器、带孔接头、下方封隔器、下方流动孔封装滑动套筒和下方隔绝阀。

Description

无隔水管完井

相关申请的交叉参考

本申请请求享有美国临时申请第61/888,597号的权益，该美国临时申请于2013年10月9日提出，以引用方式组合在文中。

技术领域

本公开整体上涉及暂停钻井、完井或修井的方法。更具体而言，在某些实施例中，本公开涉及在不使用隔水管和防喷器系统的情况下暂停钻井、完井或修井的方法。

背景技术

为了适当进行井控，并满足世界许多管辖范围内的有关安全的法令要求，大多数经营公司采取的基本原理可保证至少两个单独被检验的屏障在构筑井或暂停井操作期间一直保持在合适位置上。暂停钻井的传统方法涉及，使用海上移动式钻井平台(MODU)，来通过隔水管和水下防喷器(BOP)管道安装完井工具。通常，这些传统方法要求井口装置和部署单元之间的封闭管道来保持主要井控并检测流体在井筒中的位置。当使用这些方法进行钻井或执行其他操作时，在完井工具安装的整个期间要求MODU在原位。

美国专利No.7,438,135中描述了暂停钻井的其他方法，该美国专利的全部内容以引用方式组合在文中。简言之，美国专利No.7,438,135号描述了暂停钻井的方法，该方法不要求使用防喷器组来补充井控的不足。这种方法的缺点是，该美国专利中所述的屏障系统不适于使用在开放式水环境中。此外，该美国专利中所述的方法包括，密集地进行高风险的绳索作业来安装和检查屏障，但没有采用出现井下故障时在泥水分界线处隔离井筒的手段。

需要开发一种暂停钻井、完井或修井的方法，其适于在开放水域实施安装，不要求使用隔水管和防喷器系统。

发明内容

本公开总体上涉及暂停钻井、完井或修井的方法。更具体而言，在某些实施例中，本公开涉及在不使用隔水管和防喷器系统的情况下暂停钻井、完井或修井的方法。

在一个实施例中，本公开提供了一种井下屏障系统，其包括：井筒、上方封隔器、下方封隔器、上方隔绝阀、下方隔绝阀、压力传感器、带孔接头、和下方流动孔封装滑动套筒。

在另一实施例中，本公开提供了一种井筒隔离系统，其包括：井筒、井下屏障、悬撑塞和水下隔离装置。

在另一实施例中，本公开提供了一种方法，其包括以下步骤：提供包括井筒和防喷器的井系统；将井下屏障布置在井筒内，将悬撑塞安装在井筒顶部处；移走防喷器，将隔离装置安装在井筒顶部处；移走悬撑塞，将上方完井工具安装到井筒内；取回水下隔离装置；将采油树安装在井筒顶部处；取回悬撑塞；和将采油树帽安装在采油树上。

附图说明

通过参照下面结合附图进行的描述，可更完全和透彻理解本发明的实施例及其优点。

图1示出了根据本公开的某些实施例的井下屏障系统。

图2示出了根据本公开的某些实施例的井筒隔离系统。

图3A-3L示出了根据本公开的某些实施例的方法。

具体实施方式

本领域的技术人员将能容易看出本公开的特征和优点。尽管本领域的技术人员可做出许多改变，但是这些改变在本公开的实质范围内。

下面的描述包括典型装置、方法、技术和/或控制次序，它们具体体现了本发明的主题的技术。但是，应该理解为，所述实施例可在没有这些具体细节的情况下实施。

本公开主要涉及暂停钻井、完井或修井的方法。更具体而言，在某些实施例中，本公开涉及在不使用隔水管和防喷器系统的情况下暂停钻井、完井或修井的方法。

在某些实施例中，本公开描述了在不要求使用钻井BOP和/或隔水管的情况下能安装上方完井工具的方法和系统。在某些实施例中，文中所述的方法和系统能在暂停钻井、修井或完井的整个期间保持压力控制包络(pressurecontrolenvelop)，满足双屏障要求。在某些实施例中，本公开可在双屏障保护下在无隔水管的情况下执行上方完井工具安装，如果屏障状态退化，能隔离井。在某些实施例中，在构筑下方完井工具期间，在没有其他井介入的情况，能安全和有效地执行井屏障安装。在某些实施例中，本公开在暂停钻井和完井安装的任何阶段，能实时监测屏障的完整性。

在某些实施例中，本公开提供了一种井下屏障系统，其包括井筒和井下屏障。图1示出了这种系统。现在参照图1，图1示出了包括井筒110和井下屏障120的井下屏障系统100。在某些实施例中，井下屏障系统100可以是“一次起下作业中的主要井下屏障”。文中使用的术语“一次起下作业中的主要井下屏障”表示可通过一次起下作业而被部署和检验的屏障。

在某些实施例中，井筒110可以是穿透任何类型的地下层的井筒。在某些实施例中，井筒110适于任何类型的井。可用作井筒110的井例如包括水下井、平台井和陆上井。在某些实施例中，可用作井筒110的井可以是油和/或气生产井或注气井和/或注水井。在某些实施例中，井筒110可采用套管111加衬。

在某些实施例中，井下屏障120可包括上方封隔器121、下方封隔器122、上方隔绝阀123、下方隔绝阀124、带孔接头125、下方流动孔封装滑动套筒126和压力传感器127。

在某些实施例中，上方封隔器121可包括能在井筒中隔离层段的任何密封装置。合适装置的例子包括生产封隔器、跨隔封隔器、砾石充填封隔器和金属-金属膨胀式封隔器。在某些实施例中，上方封隔器121可在井筒110内定位在井下屏障120顶部处。在某些实施例中，上方封隔器121可将井筒110的顶部分112与井筒110的底部分113隔离。在某些实施例中，上方封隔器121可将井筒110的顶部分112与井筒110的中间部分114隔离。

在某些实施例中，下方封隔器122可包括能在井筒中隔离层段的任何密封装置。合适装置的例子包括生产封隔器、跨隔封隔器、砾石充填封隔器和金属-金属膨胀式封隔器。在某些实施例中，下方封隔器122可在井筒110内定位在上方封隔器121下方。在某些实施例中，下方封隔器121可将井筒110的底部分113与井筒110的顶部分112隔离。在某些实施例中，下方封隔器121可将井筒110的底部分113与井筒110的中间部分114隔离。

在某些实施例中，上方隔绝阀123可包括任何类型的阀。合适的阀类型的例子包括玻璃或陶瓷盘和片状或球状机构。在某些实施例中，上方隔绝阀123可被远程操作以让流体穿过上方隔绝阀123。在某些实施例中，上方隔绝阀123可在井筒110内定位在上方封隔器123下方或上方，且定位在下方封隔器122上方。

在某些实施例中，下方隔绝阀124可包括任何类型的阀。合适的阀类型的例子包括玻璃或陶瓷盘和片状或球状机构。在某些实施例中，下方隔绝阀124可被远程操作以让流体穿过下方隔绝阀124。在某些实施例中，下方隔绝阀124可在井筒110内定位在下方封隔器122下方。

在某些实施例中，带孔接头125可包括任何管状元件，其能与在安装井下屏障120时形成的环形空间/空隙形成压力连通。在某些实施例中，带孔接头125可让流体穿过带孔接头125。在某些实施例中，带孔接头125可定位在井筒110内，位于上方隔绝阀123之下，且在下方隔绝阀124之上。

在某些实施例中，下方封装滑动套筒126可包括机械致动套筒，其能隔离防砂循环所要求的流体循环孔。在某些实施例中，砾石充填滑动套筒可被封闭，在防砂循环结束时就显得多余。在某些实施例中，下方封装滑动套筒126可在井筒110内定位在下方封隔器122之下、且在下方隔绝阀124之上或之下。

在某些实施例中，压力传感器127可包括任何类型的压力传感装置。在某些实施例中，压力传感器127能传感井筒任何部分内的压力。在某些实施例中，压力传感器127可在井筒110内定位在井筒110的中间部分114内。

在某些实施例中，井下屏障系统100还可包括防砂/下方完井工具130。在某些实施例中，防砂/下方完井工具130可包括筛沙器、管、生产封隔器、砾石充填封隔器、隔离阀、伸缩节、循环机构、液压和电缆连通和连接器、压力和温度传感器、液压管线和电力管线、夹钳或插拔连接器。

在某些实施例中，井下屏障系统100还可包括上方完井工具140和生产封隔器150。在某些实施例中，上方完井工具140可包括管、生产封隔器、气举阀工作筒、伸缩节、循环机构、井下安全阀、化学剂注入筒、压力和温度计筒、液压管线和电力管线、夹钳或插拔连接器。在某些实施例中，上方完井工具140的最下部分141可延伸到井下屏障120的上方封隔器121下方。

在某些实施例中，本公开提供了一种井筒隔离系统，其包括：井筒、井下屏障、悬撑塞和水下隔离装置。图2示出了这种系统。现在参照图2，图2示出了井筒隔离系统200，其包括：井筒210、井下屏障220、悬撑塞230和水下隔离装置240。

在某些实施例中，井筒210可包括上面针对井筒110所述的任何特征。在某些实施例中，井筒210可包括套管211和井口装置212。

在某些实施例中，井下屏障220可包括被配置成提供主要的井压屏障的元件的任何组合。在某些实施例中，这些元件中的每个可组合到在井砂面构筑阶段所使用的传统工具中，以给一次起下作业屏障系统提供内置冗余。在某些实施例中，这些元件中的每个可具有数据采集功能，从而可在整个使用寿命期间实时确认屏障的完整性。在某些实施例中，井下屏障220可包括上面针对井下屏障120所述的特征的任何组合。在某些实施例中，井下屏障220可在井筒210内被设置在井口装置212下方。

在某些实施例中，悬撑塞230可包括智能悬撑塞。在某些实施例中，悬撑塞230可在井筒210内安装在井口装置212处。在某些实施例中，悬撑塞230可密封井筒210。在某些实施例中，悬撑塞230可便于暂停钻井筒210，以移走钻井BOP。在某些实施例中，悬撑塞230可使用现有的机械桥塞技术。在某些实施例中，悬撑塞230能在安装时监测悬撑塞230上方和下方的压力。在某些实施例中，悬撑塞230能在其使用寿命期间通过使用声波遥测技术实时传输压力数据。在某些实施例中，悬撑塞230可被配置成在主要屏障出现故障时允许工作管柱进入通孔。在某些实施例中，可通过远程压力脉冲致动方式实现进入所述通孔。在某些实施例中，通过使用组合在井下隔离装置送入工具中的被专门设计的机械液压功能，悬撑塞230在井下隔离装置240的安装期间可被取回。在某些实施例中，悬撑塞230可在与水下隔离装置240的安装相同的起下作业中被取回。

在某些实施例中，水下井隔离装置240可包括由井控装置和防喷器、连接器、导向漏斗和循环孔构成的配置。在某些实施例中，水下井隔离装置240可包括在安装上方完井工具期间，井下屏障出现故障时执行井隔离所需的机械部件。在某些实施例中，水下井隔离装置240可具有与深水钻井BOP系统相互作用的能力。在某些实施例中，水下井隔离装置240可具有执行平面孔型顶部压井操作、对上方完井油管悬挂器定位、和安装之后完成压力测试的能力。在某些实施例中，水下井隔离装置240可被配置成与安装在井口装置212上的油管头四通241相互作用。

在某些实施例中，水下井隔离装置240可以是模块化设计。在某些实施例中，模块化设计可让水下井隔离装置240的上部分被配置成用于特定的完井作业，而水下井隔离装置240的下部分243通过助长符合双屏障要求的双剪切/密封能力来提供井隔离功能。在某些实施例中，该模块化设计可让水下井隔离装置240的下部分243提供具有两个已建造的井屏障的界面平台，用于通过使用从传统MODU配置的钻井BOP和隔水管系统进行采收。在某些实施例中，水下井隔离装置240的上部分242可被移走，由深水钻井BOP取代。

在某些实施例中，水下井隔离装置240可配置有数据采集功能，以显示井筒压力和流量。在某些实施例中，水下井隔离装置240可起到水下泥浆补给管的作用。在某些实施例中，水下井装置240上的控制系统可通过声学方式或通过远程操纵潜水器(ROV)被致动。

在某些实施例中，本公开提供了一种方法，其包括以下步骤：提供包括井筒和防喷器的井系统；将井下屏障布置在井筒内，将悬撑塞安装在井筒顶部处；移走防喷器，将隔离装置安装在井筒顶部处，移走悬撑塞，将上方完井工具安装到井筒中，取回水下隔离装置，安装采油树，取回悬撑塞；和，将采油树帽安装在采油树上。在某些实施例中，该方法还可包括，将油管悬挂塞安装在井筒中。在某些实施例中，上方完井工具的最下部分延伸到防砂和屏障系统的一部分下方。

现在参照图3，其中图3A-3L示出了根据本公开的某些实施例的方法的过程步骤。图3A示出了井筒300、套管305、泥浆管线310和防喷器315。井筒300可具有与上面针对井筒110和井筒210所述的任何相同特征。在某些实施例中，套管305可对井筒300的一部分加衬。在某些实施例中，井筒300可被加套管，在钻井阶段结束之后被清理掉。

井下屏障320然后可在井筒300内安装在泥浆管线310下方，如图3B所示。在某些实施例中，井下屏障320可具有与上面针对井下屏障120和井下屏障220所述的任何相同特征。在某些实施例中，井下屏障320可在一次起下作业中安装在井筒300内。

一旦井下屏障320安装在井筒300内，悬撑塞325就可安装在泥浆管线310处，如图3C所示。在某些实施例中，悬撑塞325可具有与上面针对悬撑塞230所述的任何相同特征。

一旦悬撑塞235被安装，防喷器315就可被移走，如图3D所示。

然后可将水下隔离装置330和油管头四通335安装在井筒300顶部处，如图3E所示。在某些实施例中，水下隔离装置330可具有与上面针对水下隔离装置240所述的任何相同特征。在某些实施例中，油管头四通335可给未被钻入的完井油管悬挂器提供装卸位置，所述油管悬挂器周围配置有循环通道。

悬撑塞325然后可被取回，如图3F所示。

然后安装上方完井工具340，如图3G所示。在某些实施例中，上方完井工具的最下部分可延伸到井下屏障320的一部分下方。在某些实施例中，上方完井工具340可包括与上面针对上方完井工具140所述的任何相同特征。

然后可通过上方完井工具340顶部处的油管悬挂塞345暂停井操作，如图3H所示。在某些实施例中，油管悬挂塞345可包括配置有锁定和释放性质、压力平衡功能和压力检测能力的测井线缆。

然后可取回水下隔离装置330，如图3I所示。

然后安装采油树350，如图3J所示。在某些实施例中，采油树350可包括任何传统类型的水下采油树。在某些实施例中，干式采油树或岩屑帽可在安装采油树350之前被临时安装。

然后取回油管悬挂塞345，如图3K所示。

然后将采油树帽355安装在采油树350上，如图3L所示。

尽管参照各种实施和开采方式描述了实施例，但是将理解到，这些实施例是说明性的，本发明的主题范围并不受此限制。许多变形、修改、补充和改进是可能的。

可给在文中的一个实例中所述的元件、操作和/或结构提供多个实例。通常，典型配置中作为分离元素存在的结构和功能可实施为组合结构或元件。类似地，作为单独元素呈现的结构和功能可被实施为分离元素。这些和其他变形、修改、补充和改进落入本发明的主题范围内。

Claims (20)

1.一种井下屏障系统，其包括：

井筒；

上方封隔器；

上方隔绝阀；

压力传感器；

带孔接头；

下方封隔器；

下方封装滑动套筒；和

下方隔绝阀。

2.根据权利要求1所述的井下屏障系统，其中，所述下方封隔器在井筒内定位在所述上方封隔器之下。

3.根据权利要求1-2中的任一权利要求所述的井下屏障系统，其中，所述上方隔绝阀在井筒内定位在所述下方封隔器之上。

4.根据权利要求1-3中的任一权利要求所述的井下屏障系统，其中，所述带孔接头在井筒内定位在所述上方隔绝阀之下，且在所述下方隔绝阀之上。

5.根据权利要求1-4中的任一权利要求所述的井下屏障系统，其中，所述下方封装滑动套筒在井筒内定位在所述下方封隔器之下。

6.根据权利要求1-5中的任一权利要求所述的井下屏障系统，其中，所述压力传感器在井筒内定位在所述上方封隔器之下且在所述下方封隔器之上。

7.根据权利要求1-6中的任一权利要求所述的井下屏障系统，其还包括下方完井工具。

8.根据权利要求1-7中的任一权利要求所述的井下屏障系统，其还包括上方完井工具和生产封隔器。

9.根据权利要求8所述的井下屏障系统，其中，所述上方完井工具的最下部分定位在所述上方封隔器之下。

10.一种井筒隔离系统，其包括：

井筒；

井下屏障，其定位在所述井筒内；

悬撑塞，其安装在井筒顶部附近且位于井口装置处；和

水下隔离装置。

11.根据权利要求10所述的井筒隔离系统，其中，所述水下屏障包括上方封隔器、上方隔绝阀、压力传感器、带孔接头、下方封隔器、下方封装滑动套筒和下方隔绝阀。

12.根据权利要求11所述的井筒隔离系统，其中，所述井下屏障还包括上方完井工具和生产封隔器。

13.根据权利要求10-11中的任一权利要求所述的井筒隔离系统，其中，所述井下屏障定位在所述井筒内。

14.根据权利要求10-11中的任一权利要求所述的井筒隔离系统，其中，所述悬撑塞包括智能悬撑塞。

15.根据权利要求10-14中的任一权利要求所述的井筒隔离系统，其中，所述悬撑塞被配置成借助于工作管柱进入通孔。

16.根据权利要求10-14中的任一权利要求所述的井筒隔离系统，其中，所述水下隔离装置与安装在所述井口装置上的油管头四通相互作用。

17.根据权利要求1－16中的任一权利要求所述的井筒隔离系统，其中，所述水下隔离装置能与钻井水下防喷器系统相互作用。

18.一种方法，其包括以下步骤：

提供包括井筒、套管和防喷器的井系统；

将屏障布置在井筒内；

将悬撑塞安装在井筒顶部处；

移走所述防喷器；

将隔离装置安装在井筒顶部处；

移走所述悬撑塞；

安装上方完井工具；

安装油管悬挂塞；

取回水下隔离装置；

安装采油树；

取回所述悬撑塞；和

安装采油树帽。

19.根据权利要求17所述的方法，其中，所述屏障包括上方封隔器、上方隔绝阀、压力传感器、带孔接头、下方封隔器、下方封装滑动套筒和下方隔绝阀。

20.根据权利要求3所述的方法，还包括以下步骤：安装油管悬挂塞。