砾石充填方法技术

本发明专利技术公开一种与开采碳氢化合物相关的方法。该方法包括用钻井液体钻井眼，调节该钻井液体，操纵（延伸）该钻井中的开采管柱，并且用载液砾石充填该钻井的层段。该开采管柱包括具有主体部分的接头组件，该主体部分具有主液体流动通道和辅助液体流动通道，其中该主体部分在其一端连接于载荷衬套组件，而在其相对的端连接于扭矩衬套组件，该载荷衬套组件具有设置成通过它的至少一个运输导管和至少一个充填导管。该主体部分可以包括控砂装置、充填器或用于井下环境的其他井工具。该接头组件包括具有歧管区的连接组件，该连接组件与主体部分的第二液体流动通道液体流动连通，并且方便用单个连接构成第一和第二接头组件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总的涉及用于在井筒中使用的并且与碳氢化合物的开采相关的设备和方 法。更具体地说，本专利技术涉及接头组件和用于连接包括井筒工具的接头组件的相关系统和 方法。
技术介绍
这部分旨在介绍与本专利技术的示例性实施例相关的本领域的各方面。相信这种讨论 有助于提供一个框架以便于更好地理解本专利技术的各具体方面。因此，应当理解，这部分就此 而论来阅读，不必认为是现有技术。诸如石油和天然气的碳氢化合物的开采已经进行了很多年。为了开采这些碳氢化 合物，开采系统可以利用用于井内的特定作业的各种装置，例如控砂筛管和其他工具。通 常，这些装置放置在套管井或裸眼完井中的井筒内。在套管井完井中，套管柱被放置在井筒 中，并且通过套管柱向地下地层中钻孔，从而为诸如碳氢化合物的地层液体提供进入井筒 中的流动通道。可选地，在裸眼完井(open-hole completion)中，开采管柱被设置在井筒 里面且没有套管柱。地层液体通过在地表下地层和开采管柱之间的环形孔道流动，从而进 入开采管柱。但是，当从一些地下地层开采碳氢化合物时，其由于某些地下地层的位置而变得 更具有挑战性。例如，一些地下地层位于在延伸到钻井作业够得着的范围深度处的极深的 水中、在高压/高温的储层中、在长间距中、在具有高开采率的地层中以及在很远位置处。 因此，地下地层的位置可能存在极大地增加单个井成本的问题。也就是，对于经济油田的开 发来说进入地下地层的成本可能导致很少的井被完成。而且，损失对砂的控制可能导致在 地面产生沙子、井下设备损坏、减少井开采率和/或井的损失。因此，井的可靠性和长寿命 成为设计考虑的事项，以避免不希望的开采损失和昂贵的干预或翻新这些井。通常，在井内利用控砂装置以管理诸如砂子的固体物料的开采。这些控砂装置可 以具有开缝的口或可以用筛网包裹。作为一个例子，当从位于深水中的地下地层开采地层 液体时，由于地层不坚固或由于钻井挖掘以及地层液体的抽出引起的井下应力而使地层变 弱，可能伴随地层液体产生固体物料。因此，控砂装置通常穿过这些地层安装在井下，以保 持固体物料，使得将被开采的地层液体没有特定尺寸以上的固体物料。然而，在井筒中的苛刻环境下，由于高应力、腐蚀、堵塞、压实/下陷等，控砂装置 容易损坏。结果，控砂装置一般与其他方法一同使用来控制从地下地层产生砂子。最常用的一种控砂方法是砾石充填。砾石充填井包括围绕连接于开采管柱的控砂装置放置砾石或其他颗粒物质。例如，在裸眼完井中，砾石充填通常位于井筒壁和围绕有孔 基管的控砂筛管之间。可替换地，在套管井完井中，砾石充填位于有孔套管柱和围绕该有孔 基管的控砂筛管之间。不管完井的类型如何，地层液体均通过砾石充填和控砂装置从地下 地层流进开采管柱中。在砾石充填作业期间，由于疏忽引起的载液损失可能在砾石充填的层段中形成砂 桥。例如，在厚的或倾斜的开采层中，由于过早地失去进入地层中的砾石砂浆中的液体，所 以可能存在较差的砾石分布(即，在该层段中的不完全的充填导致砾石充填中的空隙)。 这种液体损失使得在砾石充填完成之前使砂桥形成在环形孔道中。为了解决这个问题， 可以利用诸如分流管的备用流动通道，以便为砂桥设旁路并且在该层段中均勻地分配砾 石。这种备用流动通道的进一步的细节见美国专利No. 4，945，991 ；5, 082，052 ；5, 113，935 ； 5，333，688 ；5，515，915 ；5，868，200 ；5，890，533 ；6，059，032 ；6，588，506 以及国际申请公布 号为No. W02004/094784的国际申请，它们的内容通过参考结合于此。虽然分流管有助于形成砾石充填，但是利用分流管道可能限制用砾石充填来提供 层间封隔的方法，因为分流管使得与控砂装置连接的充填器的使用变得复杂。例如，这样 的组件当接合充填器时需要分流管的流动通道不被中断。如果分流管设置在充填器的外 面，则当充填器扩张时它们可能被损坏，或者它们可能与该充填器的适当操作相干涉。分流 管与井工具偏心的对齐可能需要充填器偏心对齐，这使得井工具的整体直径更大并且不一 致。现有的设计利用管接头连接、定时连接以便对齐多个管子、接头组件之间的跨接分流管 连接或者在连接上方的柱形盖 板。这些连接是昂贵的、耗时的和/或当构成并安装开采油 管管柱时在钻台上很难处理。利用较小直径的圆形分流管的同心的备用流动通道是优选的，但是具有其他的设 计困难。由于需要充填器的内部分流管和基础管与控砂装置的分流管和基础管非常精确的 对齐，所以同心的分流管设计非常复杂。如果分流管设置在控砂筛管的外面，则该管子暴露 在苛刻的井筒环境下，并且在安装或操作期间可能被损坏。需要高精度地对齐分流管道使 井筒工具的制造和组装成本更高并且费时。有些装置已经在研制以简化其构成，但是一般 而言没有效。内部分流装置的一些例子是美国专利申请公开号为2005/0082060、 2005/0061501、2005/0028977和2004/0140089的美国专利申请的主题。这些专利申请广泛地描述了具有设置在基础管和控砂筛管之间的分流管的控砂装置，其中分流管与用于分配 砾石充填的交叉工具直接液体连通。这些申请描述了使用在构成接头和沿着该分流管间歇 地间隔的喷嘴之上的歧管区。但是这些装置对于长于大约3500英尺的完井没有效。因此，需要提供用于各种井工具的备用流动通道的方法和设备，以及用于高效地 连接井工具的系统和方法，其中该井筒工具包括但不限于控砂装置、控砂筛管和砾石充填 井内的不同层段的充填器。其他的相关材料可以至少在美国专利No. 5，476，143 ；美国专利No. 5，588，487 ； 美国专禾Ij No. 5，934，376 ；美国专利No. 6，227，303 ；美国专利No. 6，298，916 ；美国专利 No. 6，464，261 ；美国专利No. 6，516，882 ；美国专利No. 6，588，506 ；美国专利No. 6，749，023 ； 美国专禾Ij No. 6，752，207 ；美国专利No. 6，789，624 ；美国专利No. 6，814，139 ；美国专利 No. 6，817，410 ；美国专利 No. 6，883，608 ；国际申请公开 No. W02004/094769 ；美国专利申请公开No. 2004/0003922 ；美国专利申请公开No. 2005/0284643 ；美国专利申请公开 No. 2005/0205269 ； L^i,^ Alternate Path Completion :A CriticalReview and Lessons From Case Histories With Recommended Practice forDeepwater App1ication，，G. Hurst et al. SEP Paper No. 86523-MS 中找到。本申请包含与2007年11月9日提交的、名称为‘‘Wellbore Method andApparatus for Completion, Production and Injection (用于完井、开采和注入的井筒方法和设 备)”、代理号为2006EM1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于从地下地层开采碳氢化合物的方法，该方法包括：用钻井液体通过所述地下地层钻井筒；调节该钻井液体；使得开采管柱行进到具有所述调节过的钻井液体的所述井筒中的一定深度，其中该开采管柱包括多个接头组件，其中至少一个接头组件被设置在该调节过的钻井液体内，该至少一个接头组件包括：载荷衬套组件，其具有内直径、至少一个运输导管和至少一个充填导管，其中该至少一个运输导管和该至少一个充填导管两者均被设置在该内直径的外面，该载荷衬套可操作地连接于该多个接头组件其中之一的主体部分；扭矩衬套组件，其具有内直径和至少一个导管，其中该至少一个导管设置在该内直径外面，该扭矩衬套可操作地连接于该多个接头组件其中之一的主体部分；具有歧管区的连接组件，其中该歧管区构造成与该载荷衬套组件的所述至少一个运输导管和所述至少一个充填导管液体流动连通，其中该连接组件在该载荷衬套组件处或附近可操作地连接于该接头组件的至少一部分；以及在该载荷衬套和该扭矩衬套之间沿着该接头组件的至少一部分并且围绕该接头组件的外直径设置的控砂筛管；以及用携带液体来砾石充填所述井筒的层段。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-11-9 11/983,445一种用于从地下地层开采碳氢化合物的方法，该方法包括用钻井液体通过所述地下地层钻井筒；调节该钻井液体；使得开采管柱行进到具有所述调节过的钻井液体的所述井筒中的一定深度，其中该开采管柱包括多个接头组件，其中至少一个接头组件被设置在该调节过的钻井液体内，该至少一个接头组件包括载荷衬套组件，其具有内直径、至少一个运输导管和至少一个充填导管，其中该至少一个运输导管和该至少一个充填导管两者均被设置在该内直径的外面，该载荷衬套可操作地连接于该多个接头组件其中之一的主体部分；扭矩衬套组件，其具有内直径和至少一个导管，其中该至少一个导管设置在该内直径外面，该扭矩衬套可操作地连接于该多个接头组件其中之一的主体部分；具有歧管区的连接组件，其中该歧管区构造成与该载荷衬套组件的所述至少一个运输导管和所述至少一个充填导管液体流动连通，其中该连接组件在该载荷衬套组件处或附近可操作地连接于该接头组件的至少一部分；以及在该载荷衬套和该扭矩衬套之间沿着该接头组件的至少一部分并且围绕该接头组件的外直径设置的控砂筛管；以及用携带液体来砾石充填所述井筒的层段。2.根据权利要求1所述的方法，还包括在使得该开采管柱行进之后用所述携带液体移 置该钻井液体。3.根据权利要求2所述的方法，其中该移置是向前循环和向后循环其中之一。4.根据权利要求1所述的方法，其中该钻井液体是具有固料的油基液体、具有固料的 非水性液体和具有固料的水基液体其中之一。5.根据权利要求1所述的方法，其中该携带液体是该钻井液体。6.根据权利要求5所述的方法，其中调节该钻井液体是除去比所述控砂筛管的开口尺 寸近似三分之一更大的固体颗粒。7.根据权利要求1所述的方法，其中该携带液体被选择成具有用于高效地移置被调节 过液体的良好的流变能力，并且该携带液体是具有HEC聚合物、黄原胶聚合物、粘滞弹性表 面活化剂和其任一组合的增粘的液体之一。8.根据权利要求1所述的方法，其中该歧管区的长度至少是约12英寸到至少约16英 寸长。9.根据权利要求1所述的方法，其中该接头组件还包括沿着该接头组件的轴向长度间 隔开约6英尺的出口喷嘴。10.根据权利要求1所述的方法，其中该多个接头组件至少其中之一可以可操作地连 接于开采工具，该开采工具选自由下述构成的组充填器、流入控制装置、分流空管、智能井 装置、跨立组件、滑动套管、交叉工具以及交叉连...

【专利技术属性】
技术研发人员：CS叶，DC海伯勒，MD巴瑞，MT海科尔，TA朗，
申请(专利权)人：埃克森美孚上游研究公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]