[发明专利]井眼系统

说明书

技术领域

本发明涉及包括延伸到地层中的井眼的井眼系统，所述井眼包含流体团，因此，可膨胀管状元件布置在井眼中。

背景技术

在井眼中径向膨胀管状元件的技术在从地下岩层中进行油气生产的工业中产生越来越多的应用。井眼通常设置有一个或多个套管或衬管以给井眼壁提供稳定性，和/或在不同的地层之间提供油层隔离。术语“套管”和“衬管”是指用于支撑和稳定井眼壁的管状元件，通常应当理解，套管从地面延伸到井眼中，衬管从某一深度进一步延伸到井眼中。然而，在本文中，术语“套管”和“衬管”可互换地使用并且没有区别。

在传统的井眼结构中，若干根套管设定在不同的深度间隔处，在嵌套方案中，每个在后的套管穿过在先的套管下降，从而具有小于在先套管的直径。因此，用于油气生产的横截面井眼尺寸随深度减小。为了克服该缺陷，通常使井眼中位于预定深度处的一个或多个管状元件径向膨胀，例如形成膨胀套管、膨胀衬管或紧靠已有套管或衬管的护层。同样，人们建议使每个在后套管膨胀到与在前套管大致相同的直径以形成单孔井眼。因此可以实现井眼的有效直径沿着其(一部分)深度保持大体上不变，这与传统嵌套方案相反。

EP 1438483B1公开了一种在井眼中使管状元件膨胀的系统，因此，处于未膨胀状态的管状元件在钻进新井眼段期间首先附接到钻柱上。

为了使该井眼管状元件膨胀，通常使用圆锥胀管器，其最大外径大体上等于膨胀之后的所需管径。胀管器被泵送、推动或拉动穿过管状元件。这种方法可以在胀管器和管状元件之间产生高摩擦力。同样，存在胀管器卡在管状元件中的风险。

EP 0044706A2公开了一种通过外翻在井眼中膨胀的由编织材料或织物制成的柔性管，用于使泵入井眼中的钻井泥浆与流向地面的泥浆切屑隔开。

然而，需要改进的井眼系统，由此，管状元件在井眼中径向膨胀。

发明内容

根据本发明，提供了一种井眼系统，包括

a)延伸到地层中的井眼，所述井眼容纳流体团；

b)布置在井眼中的可膨胀管状元件，因此，所述管状元件的壁部的下端部沿径向向外和轴向相反方向弯曲以便限定围绕管状元件的剩余管部延伸的膨胀管部，所述膨胀管部可通过剩余管部相对于膨胀管部的向下运动轴向延伸，其中，所述流体团位于剩余管部中；

c)从流体团延伸到位于剩余管部上方位置的流体管道，所述流体管道可相对于剩余管部沿向上方向移动。

通过使剩余管部相对于膨胀管部向下移动，管状元件有效地从里向外翻转，因此，在无需穿过管状元件推动、拉动或泵送的胀管器的情况下使管状元件逐渐膨胀。膨胀管部可以在井眼中形成套管或衬管。

此外，通过使流体管道相对于剩余管部向上移动，实现了剩余管部可以在其上端延伸，同时流体通过流体管道从流体团排出，或者泵入流体团中。

适当地，流体管道布置为与剩余管部相对于膨胀管部的所述向下运动相对应，而相对于剩余管部沿向上方向移动。

优选地，剩余管部在其具有延伸构件的上端延伸，所述延伸构件具有横向开口以使流体管道穿过其中而从延伸构件外部进入延伸构件内部。这样，实现延伸构件移动到剩余管部上端的上方，因此，流体管道穿过横向开口，而不必取出流体管道。

在有利的实施例中，钻柱延伸穿过剩余管部，钻柱能够穿过延伸构件的横向开口从延伸构件外部到达延伸构件内部。因此，剩余管部可以在不必从井眼取出钻柱的情况下在其上端延伸。

适当地，剩余管部和钻柱布置成穿过井眼同时下降。

流体管道相对于剩余管部适当地密封，从而允许井眼中的流体被加压。

优选的是，管状元件壁包括在弯曲区发生塑性变形的材料，使得膨胀管部因所述塑性变形而保持膨胀形状。这样，可以实现膨胀管部由于壁部的塑性变形，即永久变形而保持膨胀形状。因此，无需外部作用力或压力保持膨胀形状。如果(例如)膨胀管部已经由于壁部的所述弯曲而膨胀抵靠井眼壁的话，不需要给膨胀管部施加外部径向力或压力以使其保持抵靠井眼壁。适当地，管状元件的壁部由金属制成，例如钢或能够通过管状元件外翻而产生塑性变形的任何其它延展性金属。膨胀管部具有足够的抗塌陷强度，例如为100-150巴左右。

适当地，通过使剩余管部相对于膨胀管部沿轴向运动，使得弯曲区相对于剩余管部沿轴向方向移动。例如，膨胀管部保持固定，而剩余管部穿过膨胀管部沿轴向方向移动，从而使壁部发生所述弯曲。