采用能分离锚固密封件的过油管地下完井单元制造技术

提供了用于过油管完井的系统和方法，包括地下完井单元(SCU)系统，该系统包括：SCU无线收发器，其借助于与布置在井的井筒中的井下无线收发器进行的无线通信来与井的地面控制系统通信；一个或多个SCU锚固密封件，其具有收拢位置(使得SCU能够穿过布置在井的井筒中的采油管)和展开位置(以对井筒的裸眼部分的目标区域的壁密封，以在井筒中的相邻区域之间提供区域隔离)；以及一个或多个SCU扶正器，其具有收拢位置(使得SCU能够穿过布置在井的井筒中的采油管)和展开位置(以将SCU定位在井筒的裸眼部分的目标区域中)。

Underground completion unit with oil pipe passing through which the seal can be separated and anchored

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】采用能分离锚固密封件的过油管地下完井单元
本专利技术总体上涉及完井系统，并且更具体地涉及过油管完井系统。
技术介绍
井一般包括井筒(或“井眼”)，其在地下钻取以提供进入位于地表下面的地理地层(通常称为“地下地层”)的通道，以便于从地层中提取诸如烃和水等的自然资源，便于将流体注入地层，或便于评价和监测地层。在石油工业中，通常钻出井以从地下地层中提取(或“采出”)诸如油和气等的烃。术语“油井”通常用于指设计用于采出油的井。在油井的情况下，通常与油一起采出一些天然气。采出油和天然气两者的井有时被称为“油气井”或“油井”。开发油井通常包括钻井阶段、完井阶段和采出阶段。钻井阶段通常涉及在地下地层的一部分中钻出井筒，该部分预期含有能够采出的烃浓度，通常称为“烃储层”或“储层”。钻井过程通常由地面系统促进，该地面系统包括位于地表的钻机。钻机例如可以操作钻头以切割井筒，提升、降低和转动钻杆、工具以及井筒(通常称为“井下”)中的其它装置，使钻井流体在井筒中循环，以及一般情况下控制各种井下操作。完井阶段通常涉及使井准备好采出烃。在一些情况下，完井阶段包括安装套管，对套管进行穿孔，安装采油管，安装用于调节采出流量的井下阀，以及将流体泵送到井中以压裂、清洁或以其它方式准备地层和井以便采出烃。采出阶段涉及经由井从储层中采出烃。在采出阶段期间，钻机通常由位于地面处的一组阀(通常称为“采油树(productiontree)”)代替。采油树与井下阀协同操作，以调节井筒中的压力，控制来自井筒的采出流量，以及倘若需要附加完井工作(通常称为“修井”)则提供进入井筒的通道。抽油机(pumpjack)或其它机构可以提供举升，该举升协助从储层中提取烃，尤其是当井中的压力太低以至于烃不能自由地流到地面时。来自采油树的出口阀的流动通常连接到中游设施的分配网络，例如将采出物运输到诸如炼油厂和出口终端等的下游设施的罐、管线和运输车辆。倘若完成的井需要修井操作，例如修复井筒或者移除并更换井下部件，则可能需要安装用于移除和安装工具、阀和采油管的修井机。
技术实现思路
本专利技术的申请人认识到，常规的井构造可能在钻井、完井和采出操作的各个方面产生复杂性。例如，通常在安装套管之后安装采油管，以避免额外的时间和成本，否则这些额外的时间和成本将涉及需要移除和重新安装采油管的修井操作。例如，在需要对井筒的一部分进行套管的修井操作的情况下，修井可能涉及将套管操作之前安装的已安装采油管收回，然后在套管操作完成之后重新运送采油管。因此，对于井操作员来说重要的是策划用于完成井的完整计划(包括完井计划)，以避免潜在的延迟和成本。不幸的是，井经常遇到不可预测的问题，甚至设计良好的井计划也易于改变，这会增加开发井的时间和成本支出。例如，随着时间的推移，井可能会使诸如水或气体等的不期望的物质从地层流入井筒中(通常称为“突破(breakthrough)”)。突破可能导致不希望的物质抑制采出流体或与采出流体的混合。例如，进入井筒的一部分中的水和气体可能与来自井筒的相邻部分的油采出物混合。突破经常发生在井筒的无套管(或“裸眼”)区段中，因为对于从地层流入井筒的流体来说没有实质性障碍。尝试的解决方案可以涉及给井筒的一部分加衬，以防止不希望的物质进入井筒。如果井筒的一部分严重受损，则可能需要放弃井筒的该部分。这可包括将井筒的受损部分密封，并且如果需要，钻取新的井筒区段，例如横向区段，该区段避开井筒的受损部分或以其它方式绕开井筒的受损部分。不幸的是，当井发生诸如突破或其它损坏等的不可预见的问题时，井操作员可能不得不修改用于井的井计划。这可能包括进行昂贵的修井操作以试图解决该问题。例如，如果需要套管以给井筒的一部分加衬从而补救突破问题，则井操作员可能需要从井筒中移除已经安装的采油管、阀和工具，执行套管操作以修复井筒，并且最后将采油管、阀和工具重新安装到井筒中。这可能由于执行修井操作的成本以及与修井操作的时间跨度内的损失产量相关联的收益损失而增加了成本。不幸的是，这些类型的问题会随着时间的推移而出现，并且对于较旧的现有井而言甚至更常见。因此，重要的是提供能够有效解决这些类型的问题同时对井计划的影响最小的修井解决方案，从而实际上有助于减少传统上与修井操作相关联的成本或延迟并提高井的净利润率。随着认识到现有系统的这些和其它缺点，本专利技术的申请人已开发出使用采用地下完井单元(SCU)的过油管完井系统(TTCS)来操作井的新系统和方法。在一些实施例中，在适当位置处具有采油管柱的井筒中，TTCS具有在井下展开的一个或多个SCU。例如，SCU可以被递送穿过采油管到达井筒的需要完井的目标区域，例如井筒的相对于采油管的井下端(down-holeend)位于井下且遇到突破的裸眼部分。在一些实施例中，操作展开的SCU以提供井筒的相关联目标区域的完井。例如，可以操作展开的SCU的密封件和阀，以提供井筒的位于SCU周围的环状区域的区域流体隔离，以便控制突破流体流入到在井筒和采油管中向上流动的采出流体流中的流动。在一些实施例中，SCU包括由一个或多个SCU模块(SCUM)形成的模块化SCU。例如，多个SCUM可以端对端地串联堆叠，以形成可提供井筒的相对长区段的完井的相对长的SCU。这可以提供额外的灵活性，因为可以将合适数量的SCUM堆叠在一起以在井筒中提供期望的完井长度。在一些实施例中，SCUM可以在地面或井下组装。这可以通过减少安装SCU所需的向井下运送的次数、通过提供要通过采油管和井筒运送的SCU的物理尺寸的灵活性、以及通过提供由于井随时间推移的演变而后续添加或移除SCUM的灵活性来进一步增强系统的灵活性。将SCU运送通过采油管的能力可以使SCU能够提供完井功能，例如给井的井筒加衬层以抑制突破，而不必在SCU的安装或收回期间移除采油管以及将采油管重新运送到井中。在一些实施例中提供了一种过油管完井系统，包括：SCU，其适于穿过布置在烃井的井筒中的采油管，并且布置在井筒的裸眼部分的目标区域中。SCU包括小于采油管的内径的收拢外径，以使得SCU能够穿过采油管。SCU包括SCU主体，SCU主体具有小于采油管的内径的外径。SCU主体包括井下端、井上端以及中心通道，中心通道从SCU主体的井下端延伸到SCU主体的井上端，以使物质通过SCU主体。SCU主体的井下端适于先于SCU主体的井上端前进到井筒中。SCU包括能分离SCU锚固密封件，能分离SCU锚固密封件适于定位于收拢位置和展开位置。能分离SCU锚固密封件的收拢位置使得能分离SCU锚固密封件能够穿过采油管，并且能分离SCU锚固密封件的展开位置提供SCU主体与井筒的裸眼部分的目标区域的壁之间的密封，以在井筒的位于能分离SCU锚固密封件的井下侧的井下区域与井筒的位于能分离SCU锚固密封件的井上侧的井上区域之间提供区域隔离。能分离SCU锚固密封件以能释放的方式联接至SCU主体并且具有内径等于或大于SCU主体的外径的内部通道，使得能分离SCU锚固密封件适于在井筒中展开并从SCU主体上解除联接，以使得SCU主体能够移动穿过在井筒中展开的SCU锚固密封件的内部通道。在一些实施例中，SCU主体包括SCU联接元件，SCU联接元件适于以能释放的方式联接至能分离SCU锚固密封件的互补部分。在某些实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种过油管完井系统，包括：地下完井单元(SCU)，其构造为穿过布置在烃井的井筒中的采油管，并且布置在所述井筒的裸眼部分的目标区域中，所述SCU包括小于所述采油管的内径的收拢外径，以使得所述SCU能够穿过所述采油管，所述SCU包括：SCU主体，其具有小于所述采油管的所述内径的外径，所述SCU主体包括井下端、井上端以及中心通道，所述中心通道从所述SCU主体的所述井下端延伸到所述SCU主体的所述井上端，以使物质通过所述SCU主体，所述SCU主体的所述井下端构造为先于所述SCU主体的所述井上端前进到所述井筒中；以及能分离SCU锚固密封件，其构造为定位于收拢位置和展开位置，所述能分离SCU锚固密封件的收拢位置使得所述能分离SCU锚固密封件能够穿过所述采油管，并且所述能分离SCU锚固密封件的展开位置提供所述SCU主体与所述井筒的裸眼部分的目标区域的壁之间的密封，以在所述井筒的位于所述能分离SCU锚固密封件的井下侧的井下区域与所述井筒的位于所述能分离SCU锚固密封件的井上侧的井上区域之间提供区域隔离，所述能分离SCU锚固密封件以能释放的方式联接至所述SCU主体并且具有内径等于或大于所述SCU主体的外径的内部通道，使得所述能分离SCU锚固密封件构造为在所述井筒中展开并从所述SCU主体上解除联接，以使得所述SCU主体能够移动穿过在所述井筒中展开的所述SCU锚固密封件的所述内部通道。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.06 US 62/430,395;2017.11.28 US 15/823,8661.一种过油管完井系统，包括：地下完井单元(SCU)，其构造为穿过布置在烃井的井筒中的采油管，并且布置在所述井筒的裸眼部分的目标区域中，所述SCU包括小于所述采油管的内径的收拢外径，以使得所述SCU能够穿过所述采油管，所述SCU包括：SCU主体，其具有小于所述采油管的所述内径的外径，所述SCU主体包括井下端、井上端以及中心通道，所述中心通道从所述SCU主体的所述井下端延伸到所述SCU主体的所述井上端，以使物质通过所述SCU主体，所述SCU主体的所述井下端构造为先于所述SCU主体的所述井上端前进到所述井筒中；以及能分离SCU锚固密封件，其构造为定位于收拢位置和展开位置，所述能分离SCU锚固密封件的收拢位置使得所述能分离SCU锚固密封件能够穿过所述采油管，并且所述能分离SCU锚固密封件的展开位置提供所述SCU主体与所述井筒的裸眼部分的目标区域的壁之间的密封，以在所述井筒的位于所述能分离SCU锚固密封件的井下侧的井下区域与所述井筒的位于所述能分离SCU锚固密封件的井上侧的井上区域之间提供区域隔离，所述能分离SCU锚固密封件以能释放的方式联接至所述SCU主体并且具有内径等于或大于所述SCU主体的外径的内部通道，使得所述能分离SCU锚固密封件构造为在所述井筒中展开并从所述SCU主体上解除联接，以使得所述SCU主体能够移动穿过在所述井筒中展开的所述SCU锚固密封件的所述内部通道。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述SCU主体包括SCU联接元件，所述SCU联接元件构造为以能释放的方式联接至所述能分离SCU锚固密封件的互补部分。3.根据权利要求2或2所述的系统，其中，所述SCU联接元件包括扩展环，所述扩展环构造为扩展成与所述SCU主体的所述内部通道接触，以将所述SCU主体联接至所述能分离SCU锚固密封件，以及从与所述SCU主体的所述内部通道的接触缩回，以使所述SCU主体从所述能分离SCU锚固密封件上解除联接。4.根据权利要求1-3中任一项所述的系统，其中，所述能分离SCU锚固密封件包括袋，所述袋构造为被填充有物质以使所述袋鼓胀，以在所述SCU主体与所述井筒的裸眼部分的目标区域的壁之间提供流体密封。5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述物质包括以流体形式注入所述袋中并随后在所述袋中硬化成固体形式的物质。6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述物质包括水泥。7.根据权利要求5所述的系统，其中，所述物质包括环氧树脂。8.根据权利要求1-7中任一项所述的系统，其中，所述SCU包括SCU锚固密封件控制系统，所述SCU锚固密封件控制系统构造为控制所述能分离SCU锚固密封件的展开、以及所述SCU主体与所述能分离SCU锚固密封件的联接和解除联接。9.根据权利要求1-8中任一项所述的系统，其中，所述SCU包括第二能分离SCU锚固密封件，所述第二能分离SCU锚固密封件构造为定位于收拢位置和展开位置，所述第二能分离SCU锚固密封件的收拢位置使得所述第二能分离SCU锚固密封件能够穿过所述采油管，并且所述第二能分离SCU锚固密封件的展开位置提供所述SCU主体与所述井筒的裸眼部分的目标区域的壁之间的密封，以在所述井筒的位于所述第二能分离SCU锚固密封件的井下侧的井下区域与所述井筒的位于所述第二能分离SCU锚固密封件的井上侧的井上区域之间提供区域隔离，所述第二能分离SCU锚固密封件以能释放的方式联接至所述SCU主体并且具有内径等于或大于所述SCU主体的外径的内部通道，使得所述第二能分离SCU锚固密封件构造为在所述井筒中展开并从所述SCU主体上解除联接，以使得所述SCU主体能够移动穿过在所述井筒中展开的所述第二SCU锚固密封件的所述内部通道。10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述能分离SCU锚固密封件和所述第二能分离SCU锚固密封件构造为定位于所述展开位置，以在所述井筒的目标区域与所述井筒的井下区域之间以及在所述井筒的目标区域与所述井筒的井上区域之间提供区域隔离。11.根据权利要求1-10中任一项所述的系统，其中，所述SCU进一步包括SCU扶正器，所述SCU扶正器构造为定位于收拢位置和展开位置，所述SCU扶正器的收拢位置使得所述SCU扶正器能够穿过所述采油管以及所述能分离SCU锚固密封件的所述内部通道，并且所述SCU扶正器的展开位置使所述SCU主体偏置远离所述井筒的裸眼部分的目标区域的壁。12.根据权利要求1-11中任一项所述的系统，其中，所述SCU进一步包括SCU流量控制阀，所述SCU流量控制阀构造为控制所述井筒的目标区域与所述SCU主体的所述中心通道之间的物质的流动，所述SCU流量控制阀构造为定位于关闭位置和打开位置，所述关闭位置阻挡所述井筒的目标区域与所述SCU主体的所述中心通道之间的物质的流动，所述打开位置允许所述井筒的目标区域与所述SCU主体的所述中心通道之间的物质的流动。13.根据权利要求1-12中任一项所述的系统，其中，所述SCU进一步包括：SCU无线收发器，所述SCU无线收发器构造为借助于与布置在所述烃井的所述井筒中的井下无线收发器进行的无线通信来提供与所述烃井的地面控制系统的双向通信。14.根据权利要求13所述的系统，进一步包括：所述地面控制系统、所述采油管、所述井下无线收发器以及井下牵引器，所述井下牵引器构造为提供动力以使所述SCU前进穿过所述采油管、所述井筒的裸眼部分以及在所述井筒中展开的所述SCU锚固密封件的所述内部通道。15.一种方法，包括：使构造为处于收拢位置的地下完井单元(SCU)前进穿过布置在烃井的井筒中的采油管并进入井筒的裸眼部分的目标区域，所述SCU包括小于所述采油管的内径的收拢外径，以使得所述SCU能够通过所述采油管，所述SCU包括：SCU主体，所述SCU主体具有小于所述采油管的内径的外径，所述SCU主体包括井...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆罕默德·阿尔萨兰，穆罕默德·N·努依梅希蒂，
申请(专利权)人：沙特阿拉伯石油公司，
类型：发明
国别省市：沙特阿拉伯,SA