压力控制的钻井结构和操作系统及可用于碳氢化合物作业、储存和溶液开采的方法技术方案

技术编号:8292071 阅读:178 留言:0更新日期:2013-02-01 12:26
一种用于在管道柱和穿过形成地下管汇柱的钻井之间流体交流的设备和方法,可用于容纳压力的碳氢化合物作业、储存和溶液开采。同轴管道使得能够穿过最内部通道与一个或多个地下区域的进行流体交流,可用于交流流体和可与管汇的容器接合的装置。管汇柱的壁和/或选择性放置的流体控制装置将流体混合物流动流从一个通道转向另一个向内或向外径向设置的通道,以选择性控制加压的流体交流,从而形成多个压力屏障。压力屏障可用于选择性交流流体混合物至储层,且从储层选择性交流流体混合物,所述储层用于碳氢化合物作业、溶液开采和/或在这样的作业过程中的储存缓冲物空间的控制。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及管汇交叉部件设备和方法,可用于在建造和/或操作管汇柱时以及在碳氢化合物作业、储存和/或溶液开采过程中提供压力安全壳(pressurecontainment)和控制,具有穿过地下岩层的至少两个管道和流体分隔的通道,用于源自单个主钻孔且可延伸到一个或多个地下区域中的一个或多个基本油气井和/或基本水井或储库。
技术介绍
用于在一个区域内建造多个钻井且在多个钻井上进行操作的传统方法需要与位于该区域的相关联的阀门树、井口和用于注入各钻井和/或从各钻井生产的其它装备相连接的很多钻孔和管道。用于这些多个钻井的建造、控制和操作的装备的费用可非常昂贵,这在历史上已经阻碍了石油和天然气工业中储量的开发。此外,由于各地下岩层具有它自身独特的储层特点(包括压力、温度、粘度、渗透率和为了区域内钻井的总产量通常需要特定和不同的节流压力、流速、激励机构等的其它特点),从这些多个钻井的每一个钻井获得最佳产量可能是一个问题。本专利技术的实施方式可包括提供管汇柱,具有形成具有至少一个中间通道或环形空间的多个压力屏障的多个管道,管汇柱可用于控制加压的地下流体混合物流动流,其可通过穿过地下岩层的通道内的用于可从单个主钻孔延伸的一个或多个地下钻井的管汇柱控制。该方面的重要应用包括例如,建造和/或操作从单个表面位置开始的一个或多个地下钻井,提供在多个钻井上进行同时钻井活动和/或共同批次活动的机会,而不需要去除已建立的屏障,重新放置钻机,和/或重新建立钻井控制所需的屏障。本专利技术的另外的实施方式包括一个或多个管汇交叉设备,可使用管汇柱以选择性控制最内部通道和至少一个中间同轴的或环形的通道。最内部通道可用于交流接合在管汇柱的一个或多个容器中的流动控制装置,以提供例如选择性改变控制机制和/或地下加压流体的流动路径的能力。本专利技术的另一实施方式是流体能够在多个径向通道内分离,多个径向通道可穿过最内部通道内的孔口交流,径向通道的转向壁位于环形或同轴通道内,以将流体流动引导到最内部通道。穿过最内部通道放置流体控制装置,用于与管汇柱接合,提供了对在管汇交 叉的通道和径向向内或径向向外设置的通道(包括环绕管汇柱的通道)之间的流体混合物流动流的进一步控制,以例如使在最内部和同轴通道之间的流动能够交叉。流动的这种交叉能够使用阀门选择性控制同轴通道中的流动,该阀门可接合至最内部通道用于提供对一个或多个环形或同轴通道的选择性压力控制,同时保持穿过最内部通道接近钻井的能力。在本专利技术的另一实施方式中,传统流动控制装置可穿过最内部通道运输,用于接合在管汇柱的容器或管道内,以通过使至少一部分流体混合物流动流转向选择性控制流体交流。该实施方式的实施例包括流体发动机和流体泵的放置,可与来自地下储存洞穴的气体膨胀一起使用用于驱动叶轮以在组合作业的过程中泵送和注入用于溶液开采的水。另外的实施例包括孔口活塞的放置,孔口活塞可与用于平衡不足的钻井的连续油管一起使用。在相关的实施方式中,可接合在管汇柱(管汇柱容器)内的流动控制装置或多个最内部通道地下阀门可与一个或多个管汇交叉一起使用以选择性控制加压的流体,加压的流体可穿过最内部通道和/或一个或多个同轴通道交流。流动控制装置可用于例如使用更加可靠的管状可取回的阀门取代传统不可靠的环形安全阀门,或可用于例如使用穿过最内部通道放置的插入安全阀门修复出故障的管状可取回的安全阀门,用于控制废弃储层或盐穴内的地下储存的同轴通道。本专利技术的另一实施方式具有使全部或部分流体混合物流动流转向另一通道的能力,为了同时进行钻井建造、钻井生产和/或钻井注入作业该另一通道可为径向朝内或径向朝外设置。同时钻井建造和/或钻井作业能够更加容易地进行例如钻井的一个或多个平衡不足的盘管鱼骨侧线,同时生产钻井以降低低渗透性储层中的外皮损伤。或者同时钻井建造和/或钻井作业可进一步能够同时进行地下储存和溶液开采作业,从而去除了用于多个钻机作业和/或高风险停止作业以从气体储存洞穴拆除脱水柱的传统需求。本专利技术的另一实施方式为将气体、液体和/或固体的钻井建造流体混合物放置在穿过地下岩层的通道的一区域内提供了选择性控制,同时例如在支撑剂压裂刺激、砾石充填及同时地下储存和溶液开采作业的过程中,通过超平衡或平衡不足的静水压从地下岩层去除加压的地下流体。在又一实施方式中,本专利技术提供了孔口活塞设备,孔口活塞设备可接合至管汇交叉,且在例如平衡不足的射孔或钻井作业的过程中电缆或管道可经过该孔口活塞。通过在同时钻井建造、注入作业和/或生产作业的过程中施加至活塞面上的不同压力辅助活塞的接合、放置和/或移除,包括例如使用穿过孔口活塞的电缆进行机械完整性测试以测量在地下储存洞穴的最终注水泥的套管鞋下方的气体液体界面。本专利技术的另一实施方式包括混合流体混合物流动流和/或使用适应的腔体接缝分离选择的流体混合物流动流的能力。来自出孔管道的流体可穿过腔体被混合,或被转向腔体的径向朝内或朝外设置的中间同轴通道。钻孔选择器可用于交流穿过最内部通道和腔体接缝的流体和/或流体控制装置,用于选择性控制单个主钻孔下方的一个或多个钻井。本专利技术的另一实施方式提供了适应的腔体接缝,可在具有多个流动流的单个钻井通道内使用,其中腔体接缝出孔的最内部通道可与腔体的最内部通道及轴向上方的管道轴向对齐。至少又一个出孔管道可包含径向通道,该径向通道可与钻孔选择器、流体转向器、跨装结构或其它流动控制装置一起使用,以在最内部通道和环绕的通道或另一同轴中间通道之间流体交流。本专利技术的另一实施方式包括减小长度的管汇交叉,管汇交叉具有用于从最内部通道至环绕管汇柱的通道交流的多个径向通道,或使用径向设置的小管道的径向向外的同轴通道,以便穿过一个或多个中间同轴通道的流动环绕且经小管道的圆形有效进行。在本实 施方式中,减小长度的传统流动控制设备可用于选择性控制穿过与最内部通道的孔口连接的流动,以例如在盐溶解和/或储存过程中提供溶液开采新鲜水取代的逐渐轴向调整。本专利技术的实施方式包括用于选择性控制可储存且从储存空间取回的流体的压力、体积和温度。这样的方法的实施例包括在气体提取过程中使用水或盐水的储存洞穴的控制压力,以降低或最小化由于取回经膨胀的压缩储存的气体造成的温度下降,从而为相关联的钻井设备提供达到最小作业温度之前的较长的撤回时间段。本专利技术的其它实施方式包括用于在溶液开采过程中和/或洞穴洞穴填充的过程中选择性控制基本水界面的方法,用于储存流体的提取。这些选择性控制的方法影响洞穴壁的形状以在使用中控制工作储存体积和对于不同储存体积周转的溶液开采速率以及天然盐蠕变速率,可用于在多年间同时进行地下碳氢化合物储存和溶液开采作业,和/或用于季节性储存体积的周转。本专利技术的实施方式可包括为地下盐水储层提供储存的产品缓冲物的方法,用于选择性控制工作体积,及向和从盐穴取代液体或压缩气体。盐穴与持有地下加热的盐水或产生取代盐水的盐水储层流体相联,盐水可在洞穴之间的U-管样管道、泵送和/或压缩装置中流体交流。在相关实施方式中,本专利技术可提供用于去除盐气体储存洞穴沉没建造成本的方法,通过传统取代不可取回的缓冲物气体洞穴结构支撑存货用于在高需求过程中防止从盐水储层的盐水的盐蠕变,随后在较高气体可获得性的时间段内重新填充气体和取代盐水,以例如与传统废弃的可渗透的砾石储层本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.03.25 GB 1004961.7;2010.06.22 GB 1010480.0;201.一种用于形成管汇柱的设备(23、23(、23卩、231、235、231\23¥、232、128),所述管汇柱可用于选择性地控制从单个主钻孔延伸的一个或多个钻井内的流体混合物流动流,所述设备包括 至少一个管汇交叉设备(23),具有处于上端的第一多个管道(2、2A、2B、2C、2D、39)和处于下端的第二多个管道,其中所述第一多个管道包括围绕内部通道(25)设置的至少一个中间同轴通道(24、24A、24B、24X、24Y、24Z),所述内部通道(25)用于交流流体至流体控制装置出1、128)或交流来自所述流体控制装置出1、128)的流体,以能够选择性控制所述通道、管道、钻井或它们的组合中的流体交流; 第一径向通道(75)和与所述第一径向通道流体分隔的至少第二径向通道(75),其中所述径向通道与所述内部通道流体交流;以及 流体控制装置,设置在所述上端和所述下端之间; 其中,所述流体控制装置将所述流体混合物流动流的至少一部分转向到从所述至少一个管汇交叉的转向通道径向向内或向外地设置的另一通道,形成多个压力屏障(CS8)以控制环绕通道(24、24A、24B、24X、24Y、24Z、55)、所述内部通道、所述至少一个中间通道或它们的组合内的流体交流。2.根据权利要求I所述的设备,其中,所述至少一个中间通道周向流体分隔,以形成与所述第一和至少第二径向通道相关联的第一和至少第二周向设置的轴向通道(24A、24B、24X、24Y、24Z), 其中,所述流体控制装置跨越所述第一和所述至少第二周向设置的轴向通道放置,以至少部分阻断所述上端和所述下端之间的流体交流,并使流体转向穿过所述第一和所述至少第二径向通道, 其中,所述流动控制装置导致所述流动流在所述上端和下端之间的所述内部通道和所述至少一个中间通道之间交叉。3.根据权利要求2所述的设备,进一步包括接合至所述内部通道(25)的端部的阀门,以选择性控制穿过所述通道交流的流体,从而形成阀门控制的管汇交叉组件。4.根据权利要求2所述的设备,进一步包括至少一个另外的柱(2B、2C、2D、39),所述至少一个另外的柱(2B、2C、2D、39)被放置为穿过所述至少一个中间通道,且与所述至少一个中间通道流体分隔;其中,所述径向通道的至少一个在所述内部通道和所述至少一个另外的柱之间流体交流。5.根据权利要求I所述的设备,进一步包括腔体接缝(43),所述腔体接缝(43)穿过所述第一和所述至少第二径向通道分别经由第一出孔管道(39)和至少第二出孔管道(39)与所述内部通道交流;其中,至少一个另外的径向通道在所述第一出孔管道和所述至少一个中间通道之间流体交流;且其中,钻孔选择器(47)可用于通过所述内通道选择性连通所述流体控制装置。6.根据权利要求5所述的设备,其中,所述第一出孔管道的最内部通道与所述腔体接缝的轴线对齐;且 其中,所述第一多个管道延伸以环绕所述第一出孔管道和至少一个其它的出孔管道,所述至少一个其它的出孔管道经过所述至少一个中间通道(24)且与所述至少一个中间通道(24)流体分隔,以能够与不同的中间通道或所述环绕通道流体交流;其中,所述钻孔选择器或所述流动控制装置可用于选择性地控制穿过所述径向通道的流体交流。7.根据权利要求6所述的设备,进一步包括在所述第一出孔管道的所述最内部通道和所述中间通道之间流体交流的至少一个另外的径向通道,其中所述流动控制装置可用于选择性地控制穿过所述至少一个另外的径向通道的流体交流。8.根据权利要求I所述的设备,其中,所述第一和所述至少第二径向通道包括第一径向通道,由与所述内部通道轴向对齐的接合的跨装结构钻孔或钻孔选择器形成;及,至少第二径向通道,通过所述跨装结构与所述第一径向通道流体分隔; 其中,所述至少第二径向通道包括经过所述至少一个中间通道(24)且与所述至少一个中间通道(24)流体分隔的管道; 其中,所述跨装结构或钻孔选择器穿过所述内部通道交流,且可用于选择性地控制穿过所述径向通道的流体交流。9.根据权利要求I所述的设备,进一步包括孔口活塞装置(128),所述孔口活塞装置(128)可穿过所述内部通道运输,且利用施加至轴向向上或轴向向下对齐的活塞面的差异压力所述孔口活塞装置(128)是可放置且可移除的; 其中,电缆或管道可经过所述孔口活塞装置的至少一个孔口,同时使用所述活塞面使所述流体混合物流动流的至少一部分转向到除了所述内部通道之外的通道。10.一种形成或使用至少一个管汇交叉设备(23、23C、23I、23S、23T、23V、23Z)的方法(CS1-CS8),所述管汇交叉设备(23、23C、23I、23S、23T、23V、23Z)用于控制从单个主钻孔延伸的一个或多个钻井内的流体混合物流动流,所述方法包括以下步骤 提供至少一个管汇柱(70、76),所述管汇柱(70、76)包括与多个管汇交叉管道接合的多个管道(2、2八、28、2(、20、39),所述管汇交叉管道具有围绕内部通道(25)设置的至少一个中间通道(24、24A、24B、24X、24Y、24Z),所述内部通道(25)用于交流流体至流体控制装置或交流来自所述流体控制装置的流体; 穿过所述管汇交叉管道的第一和至少第二径向通道(75)循环所述流体混合物流动流,其中所述第一和所述至少第二径向通道与所述内部通道交流;以及 阻断所述通道的至少一个以使所述流体混合物流动流的至少一部分转向至从所述通道的所述至少一个径向向内或向外设置的不同的通道,以形成多个压力屏障(CS8),用于控制环绕通道(24、24A、24B、24X...

【专利技术属性】
技术研发人员:布鲁斯·A·塔盖特
申请(专利权)人:布鲁斯·A·塔盖特
类型:
国别省市:

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