專利名稱：井下的多井結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及設(shè)置在用于深海的單個(gè)離岸立管內(nèi)的多井結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)文本2010/0126729公開(kāi)了可用于通過(guò)單個(gè)主孔操作多個(gè)井的系統(tǒng)和方法。一個(gè)或多個(gè)腔接合部設(shè)置為與在所述單個(gè)主孔內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)管路流體連通。每個(gè)腔接合部包括通過(guò)主孔與表面連通的第一孔口，和一個(gè)或多個(gè)輔助孔口，輔助孔口與所述多個(gè)井的各個(gè)井流體連通。通過(guò)腔接合部，可以單獨(dú)地或同時(shí)地通達(dá)每個(gè)井。具有上部開(kāi)口和至少一個(gè)下部開(kāi)口的孔選擇工具可以插入到腔接合部中，以使得一個(gè)或多個(gè)下部開(kāi)口與在腔接合部中的孔口對(duì)準(zhǔn)，從而使得能夠通過(guò)孔選擇工具通達(dá)所選擇的單個(gè)井或多個(gè)井，同時(shí)其他的井與腔接合部隔離。美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)文本2010/0126729以其全文通過(guò)引用并入本文中。美國(guó)專利5，775，420公開(kāi)了用于氣井的雙層完井(dual completion),所述氣井包括雙底基，帶有包括于底基中的主懸架。主、次撓性管柱(coiled tubing strings)以2度或更小的向下收斂的角度貫穿底基延伸。雙底基安裝在環(huán)形防噴器上。在環(huán)形防噴器的頂部是管扶正器，其使兩個(gè)彼此平行的管柱對(duì)齊。防噴器具有位于囊之下的雙側(cè)端口，允許操作者從環(huán)形空間生產(chǎn)氣體，以使氣體飄到大氣，或者在緊急狀況下泵入壓井液。管柱的對(duì)齊允許生產(chǎn)記錄器在任一個(gè)柱中運(yùn)行。美國(guó)專利5，775，420以其全文通過(guò)引用并入本文中。美國(guó)專利3，601, 196公開(kāi)了在雙平行管柱無(wú)管式井中打孔的方法。轉(zhuǎn)換通道或轉(zhuǎn)換端口連接這些管柱。每個(gè)管柱具有在轉(zhuǎn)換端口之下大約相同深度處的坐放短節(jié)(landingnipple)。放射性源工具包括在角度方向上發(fā)送放射物的放射性丸和用于在布置于管柱之一中的坐放短節(jié)中座放放射性源工具的座放元件,該放射性源工具通過(guò)上述的一個(gè)管柱泵送，直到座放元件放在坐放短節(jié)中。放射性丸與座放元件間隔預(yù)定距離懸掛，該預(yù)定距離大約為其要進(jìn)行射孔所期望處于的水平。然后通過(guò)另一個(gè)管柱泵送射孔組件直到座放元件放入坐放短節(jié)，其中該射孔組件包括定向射孔槍、定向放射物檢測(cè)器、帶有用于使得射孔槍致動(dòng)的電源的對(duì)放射物敏感的槍擊發(fā)機(jī)構(gòu)、用于促使射孔槍旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)設(shè)備、用于在布置于另一個(gè)管柱的坐放短節(jié)中座放射孔組件的座放元件、和用于移動(dòng)射孔組件通過(guò)另一個(gè)管柱的移動(dòng)設(shè)備。射孔組件的檢測(cè)器從座放元件以預(yù)定距離懸掛，以使得它放置在與位于相鄰管柱中的放射性丸相同的水平上。擊發(fā)機(jī)構(gòu)利用開(kāi)關(guān)，該開(kāi)關(guān)在通過(guò)放射物檢測(cè)器檢測(cè)到的放射物量達(dá)到預(yù)定水平時(shí)致動(dòng)。當(dāng)定向檢測(cè)器朝向放射性丸時(shí)，定向槍瞄準(zhǔn)以便以預(yù)定角度方向擊發(fā)。射孔組件通過(guò)使流體管柱中循環(huán)而發(fā)生旋轉(zhuǎn)。在射孔槍已擊發(fā)后，射孔組件從所述另一個(gè)管柱移除。然后放射性源工具從所述一個(gè)管柱移除。在將放射性源工具和射孔組件再定位之后，射孔槍可以再裝載，并且射孔程序可以在井眼中的不同高度重復(fù)。美國(guó)專利3，601，196以其全文通過(guò)引用并入本文中。美國(guó)專利7，066, 267公開(kāi)了分離機(jī)組件在導(dǎo)管內(nèi)放置在井下，用于分離放置在導(dǎo)管內(nèi)的兩個(gè)或更多管柱。分離機(jī)殼體可以包括第一孔和第二孔，用于從第二井分離第一井，和在孔之一中放置的塞子，其包括一頂面，該頂面對(duì)著另一孔向下傾斜。固定到分離機(jī)殼體并在塞子上方放置的一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)向板朝向第一孔和第二孔中的一個(gè)引導(dǎo)鉆頭或其它工具。分離機(jī)殼體可以在導(dǎo)管射入適當(dāng)位置之后沿著導(dǎo)管放置。根據(jù)該方法，在套管下入一個(gè)井中之后，將在孔之一中的塞子收回，以便使得第二鉆頭和第二套管將穿過(guò)先前包括有塞子的孔。美國(guó)專利7，066，267以其全文通過(guò)引用并入本文中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)方面提供一種離岸產(chǎn)油系統(tǒng)，其包括:在水體中的結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)具有在水體的表面之上延伸的部分；設(shè)置在水體的底部處的井口裝置；立管，所述立管從井口裝置延伸到在表面之上延伸的所述部分；主井眼，所述主井眼延伸到位于水體之下的海底構(gòu)造中；和至少兩個(gè)副井眼，所述副井眼進(jìn)一步地延伸到位于水體之下和主井眼之下的海底構(gòu)造中。


圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的一種浮動(dòng)式離岸結(jié)構(gòu)和深水井眼的示意圖；圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的一種浮動(dòng)式離岸結(jié)構(gòu)和深水井眼的示意圖；圖3a，3b和3c顯示了根據(jù)本發(fā)明的立管組件的頂剖視圖。
具體實(shí)施例方式在一個(gè)方面，本文公開(kāi)的實(shí)施例涉及立管共享井口系統(tǒng)，其允許兩個(gè)或更多單個(gè)的井共享共同的深水立管。更具體地說(shuō)，本文公開(kāi)的實(shí)施例涉及立管共享井口系統(tǒng)，其可以在深水應(yīng)用中使用。圖1:參考圖1，其顯示了根據(jù)本發(fā)明的一種浮動(dòng)式離岸結(jié)構(gòu)和深水井眼的示意圖。具體地，在圖1中，顯示了張力腿平臺(tái)(“TLP”)100。張力腿平臺(tái)(“TLP”)可用于深水環(huán)境，并且可以包括浮式平臺(tái)106，該浮式平臺(tái)利用系泊系統(tǒng)105系到泥線116。通常，系泊系統(tǒng)105包括張力腿101或鏈?zhǔn)?，其將浮式平臺(tái)106連接到打入泥線116中的一個(gè)或多個(gè)基座103。因?yàn)閺埩ν?01通常由具有低軸向伸縮的材料制造，例如由鋼管制成，因此張力腿101可以阻尼浮式平臺(tái)106相對(duì)于泥線116的豎直移動(dòng)，同時(shí)允許一些水平運(yùn)動(dòng)。對(duì)浮式平臺(tái)106的豎直移動(dòng)的限制可以防止立管和管道承受高張力和壓力，而水平方向的柔性允許浮式平臺(tái)106隨著波浪移動(dòng)。在一些TLP中，可以使用8到32個(gè)張力腿101。每個(gè)張力腿101可以具有大約2到3英尺的外徑和大約3英寸的壁厚。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)領(lǐng)會(huì)的是，用于系泊系統(tǒng)105的張力腿101的數(shù)量和尺寸可以根據(jù)水的深度和TLP100的尺寸而變化。TLP100可以包括多個(gè)甲板(desk),例如主甲板102和露天甲板104。主甲板102和露天甲板104可以容納鉆井和生產(chǎn)作業(yè)所需的設(shè)備的各種零件。另外，主甲板102和/或露天甲板104可以包括多個(gè)狹槽118，多個(gè)立管110的每一個(gè)可以貫穿狹槽118延伸。根據(jù)本發(fā)明，立管110可以包括單孔立管或雙孔立管。如圖1所示的立管110是雙孔立管，因?yàn)樗ㄍ饬⒐?22和至少一個(gè)內(nèi)立管124。雙孔立管可比單孔立管經(jīng)受的靜壓更高，因此，在深水環(huán)境優(yōu)選的是雙孔立管。多個(gè)立管110的每一個(gè)可以利用立管張緊裝置112與露天甲板104或主甲板102連接。立管張緊裝置112可以安裝在TLP結(jié)構(gòu)100和立管110之間，并且不管浮式平臺(tái)106為任何向上或向下運(yùn)動(dòng)，立管張緊裝置可以用于施加恒定的向上軸向力到立管110。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)領(lǐng)會(huì)的是，立管張緊裝置112可以使用例如可以將向上軸向力施加到立管110上的液壓活塞缸或偏壓彈簧。因?yàn)橥ㄟ^(guò)立管張緊裝置112施加的向上軸向力與TLP100的豎直的或水平的運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)，因此，如果TLP豎直地向下移動(dòng)，張緊裝置112例如可以防止立管110彎曲。盡管參考圖1詳細(xì)描述了 TLP，但其他的浮式結(jié)構(gòu)也可以用于支撐立管110的上端122。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)領(lǐng)會(huì)的是，替換的浮式結(jié)構(gòu)例如spar平臺(tái)、半潛式平臺(tái)、鉆井船、無(wú)人設(shè)備和導(dǎo)管支承系統(tǒng)也在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。圖2:參考圖2，其顯示了根據(jù)本發(fā)明的一種浮動(dòng)式離岸結(jié)構(gòu)和深水井眼200的示意圖。所顯示的立管共享井口組件220設(shè)置在浮動(dòng)式結(jié)構(gòu)(未單獨(dú)圖示)的甲板202上。立管共享井口組件220可以包括立管共享井口板203，其具有設(shè)置在其上的兩個(gè)或更多個(gè)表面采油樹(shù)(surface tree)205。表面采油樹(shù)205可以包括用于控制通過(guò)立管共享井口組件220的流體流的多個(gè)閥、短管和配件。立管組件210可以從立管共享井口組件220向下延伸，經(jīng)過(guò)水位線214，并可以與設(shè)置在泥線216處的海底井口裝置215密封地接合。在一些實(shí)施例中，立管組件210可以是雙孔立管，其具有同心地圍繞內(nèi)立管224設(shè)置的外立管222。雙孔立管可以比單孔立管具有更高的壓力級(jí)別，并可以優(yōu)選地用于具有高靜水壓的深水環(huán)境。一系列的同心的套管節(jié)段230a-d可以設(shè)置在海底井口組件215之下，以為主井眼201加襯。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)領(lǐng)會(huì)的是，可以使用任意數(shù)量和尺寸的套管節(jié)段230，通常從具有大直徑的套管的較短節(jié)段開(kāi)始，并且隨著主井眼201鉆得更深，隨后套管的每個(gè)節(jié)段的長(zhǎng)度增加，直徑減少。主井眼201是單井眼，具有與海底井口組件215相對(duì)應(yīng)的初始直徑。主井眼201所鉆的深度可以由多種因素決定，例如目標(biāo)儲(chǔ)層的位置和鉆探地層的組成。在期望的主井眼深度達(dá)到后，兩個(gè)或更多個(gè)副井眼218、219可以從主井眼201的圓周或底部表面鉆出。理想的是，從主井眼201的底部表面鉆出副井眼218、219，因?yàn)閳A周表面可以由套管節(jié)段加固。從主井眼201鉆出多個(gè)副井眼218、219可以允許利用連接到在甲板202上的單個(gè)狹槽的單個(gè)立管組件而使流體同時(shí)從儲(chǔ)層的多個(gè)區(qū)域產(chǎn)出。圖3A, 3B 和 3C:簡(jiǎn)要地參考圖3a，3b和3c，其中分別顯示了立管組件210a、210b和210c的頂視圖。參考圖3a，顯示了設(shè)置在立管組件210a中的分隔器232a。分隔器232a是平的，并且將立管組件210a的內(nèi)立管224分成兩個(gè)不同的區(qū)域A，B。替換的分隔器232b和232c分別在圖3b和3c中顯示。分隔器232b將立管組件210b的內(nèi)立管224分成三個(gè)區(qū)域A、B和C，而分隔器232c將立管組件210c的內(nèi)立管224分成四個(gè)區(qū)域A、B、C和D。分隔器232a、232b和232c可以利用現(xiàn)有技術(shù)中任何已知的方式固定在內(nèi)立管224中。例如分隔器232a、232b和232c可以與內(nèi)立管224整體地形成，或者可以分開(kāi)地利用摩擦裝配、焊接、粘合或機(jī)械性的緊固件例如螺栓和鉚釘安裝。在使用單孔立管而不是雙孔立管的實(shí)施例中，分隔器232a、232b和232c可以安裝成使得在單孔立管內(nèi)的容積分別分成兩個(gè)、三個(gè)或四個(gè)不同的區(qū)域。一起參考圖2和3a_c，通過(guò)防止鉆柱跨到主井眼201的其他區(qū)域中，分隔器232a、232b和232c可以允許鉆柱下入主井眼201的特定區(qū)域中。此外，在生產(chǎn)過(guò)程中，分隔器232可以用于將副井眼218、219每個(gè)的生產(chǎn)管保持分開(kāi)，從而防止生產(chǎn)管被破壞。為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，主井眼201將被看作具有平的分隔器232，其將井眼201分成兩個(gè)區(qū)域A、B。然而，正如以上的描述，也可以使用替換的分隔器將主井眼201分成多于兩個(gè)的區(qū)域。一旦分隔器232就位，第一副井眼218和第二副井眼219可以分別從主井眼201的區(qū)域A和B鉆出。在第一和第二副井眼218、219鉆到期望深度后，可以開(kāi)始完井操作。生產(chǎn)管226可以安裝在副井眼218、219的每一個(gè)中。生產(chǎn)管226可以從副井眼218、219的每一個(gè)向上延伸到立管共享井口組件220，其中生產(chǎn)管226的每條線路可以與多個(gè)表面采油樹(shù)205的一個(gè)連接。在這樣的結(jié)構(gòu)中，可以分開(kāi)地控制來(lái)自多個(gè)副井眼218、219的每一個(gè)的流體流。盡管如圖2所示的副井眼218、219是豎直的井眼，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)領(lǐng)會(huì)的是，也可利用定向鉆井來(lái)鉆出非豎直井眼。副井眼218、219的軌線和深度可以根據(jù)目標(biāo)儲(chǔ)層的位置確定，并且副井眼218、219可以具有不同的軌線和/或深度。已有的離岸浮動(dòng)式結(jié)構(gòu)對(duì)于浮動(dòng)式結(jié)構(gòu)上的每個(gè)狹槽上具有單個(gè)井眼，這種浮動(dòng)式結(jié)構(gòu)可以進(jìn)行改進(jìn)以包括上述的立管共享井。在一個(gè)實(shí)施例中，所有的生產(chǎn)管可以從現(xiàn)有的井中拉出，并且分隔器232可以安裝在立管組件中。一個(gè)或多個(gè)副井眼可以從已有的井眼鉆出，新的生產(chǎn)管可以安裝在鉆出的副井眼的每一個(gè)中，由此允許從副井眼的每個(gè)進(jìn)行生產(chǎn)。為了控制從多個(gè)副井眼的每一個(gè)中產(chǎn)出的流體的流動(dòng)，立管共享井口組件可以安裝在浮動(dòng)式結(jié)構(gòu)上，立管共享井口組件對(duì)于每個(gè)生產(chǎn)管的線路具有一個(gè)表面采油樹(shù)。一起參考圖1和2，立管共享井口組件220僅僅占據(jù)在浮動(dòng)式離岸結(jié)構(gòu)上的一個(gè)狹槽118。這有利地減小了浮動(dòng)式離岸結(jié)構(gòu)的尺寸，以最小化制造和安裝費(fèi)用。然而，也可能期望最大化由每個(gè)浮動(dòng)式離岸結(jié)構(gòu)生產(chǎn)出的流體量。盡管為浮動(dòng)式離岸結(jié)構(gòu)增加狹槽可以允許該結(jié)構(gòu)容納更多數(shù)量的井，但另加的狹槽可能要求浮動(dòng)式離岸結(jié)構(gòu)的尺寸增加。本申請(qǐng)有利地容許從更多數(shù)量的井進(jìn)行生產(chǎn)，而沒(méi)有增大浮動(dòng)式離岸結(jié)構(gòu)的尺寸。如以上參考圖2所描述，立管共享井口組件220可以連接到至少兩個(gè)副井眼218、219，并且，這樣，與具有僅連接到一個(gè)井眼的每個(gè)狹槽118的單個(gè)井口裝置的相同尺寸的浮動(dòng)式離岸結(jié)構(gòu)相比，根據(jù)本發(fā)明的浮動(dòng)式離岸結(jié)構(gòu)可以從大約2至4倍多的井中產(chǎn)出流體。有利地，根據(jù)本發(fā)明的浮動(dòng)式離岸結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的流體量可以增加，這可以相當(dāng)于提高了生產(chǎn)率和/或減小了離岸結(jié)構(gòu)的尺寸。此外，因?yàn)楦鄶?shù)量的井可以生產(chǎn)流體，儲(chǔ)層可以更快地采完，所以降低了浮動(dòng)式離岸結(jié)構(gòu)所需要的設(shè)計(jì)壽命。因此，對(duì)該結(jié)構(gòu)的養(yǎng)護(hù)費(fèi)用也可以減少。另外，在一些實(shí)施例中，現(xiàn)有的離岸結(jié)構(gòu)可以進(jìn)行改進(jìn)以包括在本文中描述的立管共享井口系統(tǒng)。改進(jìn)現(xiàn)有的浮動(dòng)式離岸結(jié)構(gòu)可以延長(zhǎng)該結(jié)構(gòu)的壽命，并且也可以增加該結(jié)構(gòu)的流體生產(chǎn)能力。有利地，在一些實(shí)施例中，本發(fā)明的系統(tǒng)可以允許通過(guò)立管共享井的一條腿對(duì)通常不能保證獨(dú)立井的邊界儲(chǔ)層進(jìn)行抽取和排出。這可以提高儲(chǔ)層的最終采收率。說(shuō)明性的實(shí)施例:
在一個(gè)實(shí)施例中，公開(kāi)了一種離岸石油生產(chǎn)系統(tǒng)，其包括:在水體中的結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)具有在水體的表面之上延伸的部分；設(shè)置在水體的底部處的井口裝置；立管，所述立管從井口裝置延伸到在表面之上延伸的所述部分；主井眼，所述主井眼延伸到位于水體之下的海底構(gòu)造中；和至少兩個(gè)副井眼，所述副井眼進(jìn)一步地延伸到位于水體之下和主井眼之下的海底構(gòu)造中。在一些實(shí)施例中，該系統(tǒng)還包括在副井眼的每一個(gè)內(nèi)的生產(chǎn)管。在一些實(shí)施例中，生產(chǎn)管從副井眼延伸到在表面之上延伸的所述部分。在一些實(shí)施例中，立管包括用于將立管分隔成至少兩個(gè)區(qū)域的至少一個(gè)分隔器。在一些實(shí)施例中，區(qū)域的每一個(gè)包括從副井眼延伸的生產(chǎn)管。在一些實(shí)施例中，主井眼還包括套管柱。在一些實(shí)施例中，副井眼的每一個(gè)還包括套管柱。在一些實(shí)施例中，立管的頂端連接到在結(jié)構(gòu)上的井口。在一些實(shí)施例中，在結(jié)構(gòu)上的井口包括至少兩個(gè)表面采油樹(shù)。在一些實(shí)施例中，立管包括至少三個(gè)區(qū)域。以上根據(jù)有限數(shù)量的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作出了描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員受益于本發(fā)明公開(kāi)的內(nèi)容，應(yīng)當(dāng)領(lǐng)會(huì)的是，也可以設(shè)計(jì)其他的實(shí)施例，而不脫離本文公開(kāi)的本發(fā)明的范圍。因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)當(dāng)僅僅由后附的權(quán)利要求書限定。
權(quán)利要求
1.一種離岸產(chǎn)油系統(tǒng),包括: 在水體中的結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)具有在水體的表面之上延伸的部分； 設(shè)置在水體的底部處的井口裝置； 立管，所述立管從井口裝置延伸到在表面之上延伸的所述部分； 主井眼，所述主井眼延伸到位于水體之下的海底構(gòu)造中；和 至少兩個(gè)副井眼，所述副井眼進(jìn)一步地延伸到位于水體之下和主井眼之下的海底構(gòu)造中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括在副井眼的每一個(gè)內(nèi)的生產(chǎn)管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中生產(chǎn)管從副井眼延伸到在表面之上延伸的所述部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中立管包括用于將立管分成至少兩個(gè)區(qū)域的至少一個(gè)分隔器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中每個(gè)區(qū)域包括從副井眼延伸的生產(chǎn)管。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其中主井眼還包括套管柱。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中每一個(gè)副井眼還包括套管柱。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中立管的頂端連接到在結(jié)構(gòu)上的井口裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中在結(jié)構(gòu)上的井口裝置包括至少兩個(gè)表面采油樹(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中立管包括至少三個(gè)區(qū)域。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種離岸產(chǎn)油系統(tǒng)，包括在水體中的結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)具有在水體的表面之上延伸的部分；設(shè)置在水體的底部處的井口裝置；立管，所述立管從井口裝置延伸到在表面之上延伸的所述部分；主井眼，所述主井眼延伸到位于水體之下的海底構(gòu)造中；和至少兩個(gè)副井眼，所述副井眼進(jìn)一步地延伸到位于水體之下和主井眼之下的海底構(gòu)造中。
文檔編號(hào)E21B33/047GK103189592SQ201180051738
公開(kāi)日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2011年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月27日
發(fā)明者劉漢中 申請(qǐng)人:國(guó)際殼牌研究有限公司