具有连续管形钻柱的优化压力钻探制造技术

钻探井筒的方法可包括用连续的管形钻柱钻探井筒，以及用钻柱内的光波导感测至少一个参数。井系统可包括连续的管形钻柱和钻柱内的光波导。光波导可感测沿着钻柱分布的至少一个参数。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有连续管形钻柱的优化压力钻探
本专利技术总的涉及结合钻井使用的设备和实施的操作，并且在文中所述的实施例中，具体地提供具有连续管形钻柱的优化压力钻探。
技术介绍
在传统的钻探操作中，可使用钻柱表面处和井底组件内的传感器来探测影响钻探操作的各种参数。然而，如此的传感器不测量沿着钻柱的参数，在探测流体流入井筒或探测流体从井筒流失时，如此传感器的用途有限。因此，应该认识到，在钻探操作的感测技术方面需要有改进。这些改进可用在以上所讨论的情形中和其它的情形中。【附图说明】图1是井系统和可实施本专利技术原理的相关方法的示意的局部剖视图。图2是可用于图1的井系统和方法的过程控制系统的示意的方框图。图3是另一井系统构造的示意图。图4是井系统一部分的放大的示意局部剖视图。图5是沿井筒的温度对深度的示意曲线图，该图包含流体从井筒流失的指示。图6是沿井筒的温度对深度的示意曲线图，该图包含流体流入筒的指示。图7是探测流入量和根据响应调整扼流器的方法的示意性流程图，该方法可实施本专利技术的原理。图8是探测流体流失量和根据响应调整扼流器的方法的示意性流程图，该方法可实施本专利技术的原理。【具体实施方式】图1中示意地显示的是井系统10和可实施本专利技术原理的相关的方法。在系统10中，通过转动管形钻柱16端部上的钻头14，钻探出井筒12。钻探流体18通常称作泥浆，其通过钻柱16向下循环流出钻头14，并向上流过形成在钻柱和井筒12之间的环腔20，以便冷却钻头、润滑钻柱、移走钻探切削物，以及提供对井底压力控制的测量。非返回的阀21 (通常是铰链型的止回阀)阻止钻探流体18向上流过钻柱16。井底压力的控制在压力管理和欠平衡的钻探中，以及在其他类型的优化压力钻探操作中显得非常重要。较佳地，对井底压力进行优化，以防止过度的流体流失到井筒12周围的地层64、不希望的地层断裂、不希望的地层流体流入井筒内等。在典型的压力控制钻探中，希望保持井底压力大于地层64的孔隙压力，不超过地层断裂压力。在典型的欠平衡钻探中，希望保持井底压力稍许小于孔隙压力，由此，从地层64流入的流体得到控制。氮气或其它气体、或其它重量轻的流体，可添加到钻探流体18内，以进行压力控制。该技术例如在欠平衡的钻探操作中，或在隔离密度(诸如双梯度)管理的压力钻探中特别的有用。在系统10中，通过使用旋转的控制装置22 (RCD)关闭环腔20 (例如，隔绝环腔与大气的连通，并能在地面处或靠近地面处对环腔加压)，来获得对井底压力的附加控制。该RCD22在井口 24上方围绕钻柱16密封。尽管在图1中未予示出，但钻柱16向上延伸通过RCD22，以便连接到例如立管管线26和/或其它传统的钻探设备。钻探流体18通过翼形阀28流出井口 24，该翼形阀位RCD22下方与环腔20连通。钻探流体18然后流过流体返回管线30，流到扼流集管32，扼流集管32包括冗余的扼流器34。通过可变地限制流体18通过冗余扼流器34中在运行的一个扼流器的流动，将背压施加到环腔20。流体流过扼流器34的限制越大，对于给定流量，施加到环腔20的背压就越大。因此，可通过改变对流体流过扼流器的限制来改变施加到环腔20的背压，便可方便地调节井底压力。如下文中更加完整的描述，可使用一水力学模型来确定地面处或地面附近施加到环腔20的压力，该压力将导致所要求的井底压力，于是，操作者(或自动化控制系统)可容易地确定如何来调节地面处或地面附近施加到环腔的压力(该压力可方便地测量)，以获得所要求的井底压力。也可希望控制沿着井筒12的其他部位处的压力。例如，在井筒12的大致垂直或水平部分内的套管靴处或侧向井筒跟部处的压力，或任何其它部位处的压力，都可使用本专利技术的原理来加以控制。施加到环腔20的压力可通过各种压力传感器36、38、40，在地面或地面附近进行测量，各个传感器与环腔连通。压力传感器36感测RCD22下方但在防喷器(Β0Ρ)堆叠42上方的压力。压力传感器38感测井口中Β0Ρ堆叠42下方的压力。压力传感器40感测扼流集管32上游的流体返回管线30内的压力。另一压力传感器44感测立管管线26内的压力。还有另一压力传感器46感测扼流集管32下游但在分离器48、振动器50和泥浆池52上游的压力。另外的传感器包括温度传感器54、56，科里奥利(Corio 1 is)流量计58以及流量计62、66。并非所有这些传感器都是必要的。例如，系统10可仅包括流量计62、66中的一个。然而，来自传感器的输入可用于水力学模型，用以确定在钻探操作过程中应是哪个压力施加到环腔20。此外，钻柱16可包括其自身的传感器60，例如，用来直接测量井底压力。如此的传感器60可以是本
内技术人员熟知的那种类型，它们作为钻探时压力(PWD)、钻探时测量(MWD)和/或钻探时记录(LWD)的传感器系统。这些钻柱传感器系统一般地提供至少压力测量，并还可提供温度测量，探测钻柱特征(诸如振动、钻头上重量、粘滑运动等)、地层特征(诸如电阻率、密度等)和/或其它测量。可使用各种形式的遥测技术(声音的、压力脉冲的、电磁的、光学的、有线的等)，将向下钻进传感器测量值传送到地面。钻柱16可设置有导体、光波导等，用于在传感器60和以下要描述的过程控制系统74 (见图2)之间传输数据和/或指令。如果需要的话，系统10还可包括另外的传感器。例如，可使用另一个流量计67来测量流出井口 24的流体18的流量，另一个科里奥利流量计(未示出)可直接互连在台架泥浆泵68等的上游或下游。如果需要的话，系统10还可包括较少的传感器。例如，可通过计数泵的行程而不是使用流量计62或任何其它的流量计，来确定台架泥浆泵68的输出。应注意到，分离器48可以是3相或4相的分离器，或是泥浆气体分离器(有时称作“泥气分离器”)。然而，系统10中不一定要用到分离器48。钻探流体18借助于台架泥浆泵68通过立管管线26泵送到钻柱16内部。泵68从泥浆池52中接受流体18，并通过立管集管86 (图1中未示出，可参见图3)使流体流到立管管线26。然后，流体18向下循环通过钻柱16，向上通过环腔20，通过泥浆返回管线30，通过扼流集管32，然后通过分离器48和振动器50流到泥浆池52，用于调节和再循环。应注意到，在到以上所描述为止的系统10中，扼流器34不能用来控制对井底压力实施控制的施加到环腔20的背压，除非流体18流过扼流器。在传统的过平衡的钻探操作中，每当钻柱16中要进行连接时(例如，随着井筒12钻探得越来越深，需将另一长度的钻探管添加到钻柱上)，就会发生循环的缺乏，而循环的缺乏将会要求仅通过流体18的密度来调节井底压力。然而，在系统10中，即使流体不循环通过钻柱16和环腔20，也可维持流体18通过扼流器34的流动。因此，通过限制流体18通过扼流器34的流动，仍可将压力施加到环腔20。例如，当钻柱16移入和移出井筒12时，该能力可以是很有用的。在如图1所示的系统10中，通过将流体泵送到环腔20或扼流集管上游的另一部位内，就可使用背压泵70，将流体流动供应到扼流集管32上游的返回管线30。如图1所示，泵70通过Β0Ρ堆叠42连接到环腔20，但在其他实例中，泵70可连接到返回管线30或扼流集管32。替代地，或附加地，在需要时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钻探井筒的方法，该方法包括：用连续的管形钻柱钻探井筒；以及用钻柱内的光波导感测至少一个参数。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种钻探井筒的方法，该方法包括:用连续的管形钻柱钻探井筒；以及用钻柱内的光波导感测至少一个参数。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述钻柱至少从地面位置到钻柱的井底组件是连续的。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，感测至少一个参数包括感测沿着钻柱分布的参数。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，感测至少一个参数包括分布的声音感测。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，感测至少一个参数包括分布的温度感测。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，感测至少一个参数包括分布的振动感测。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，感测至少一个参数包括分布的应变感测。8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，至少一个参数选自以下:压力、温度、化学离子、尚子化福射、pH、磁场和、福射。9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括调整扼流器，由此，诱导流体流入井筒内，其中，感测至少一个参数还包括探测流入量。10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括在探测流入量时测量井筒内压力，由此，使井筒内压力与相交于井筒的地层内孔隙压力相关。11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括响应于探测流入量来调整扼流器。12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括调整扼流器，由此，诱导流体从井筒中流失，其中，感测至少一个参数还包括探测流体的流失。13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括在探测流体流失时测量井筒内压力，由此，使井筒内压力与相交于井筒的地层内断裂压力相关。14.如权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括响应于探测流体流失来调整扼流器。15.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光波导定位在...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·L·小迈达，N·G·斯金纳，
申请(专利权)人：哈里伯顿能源服务公司，
类型：
国别省市：