[发明专利]多分枝井钻井和完井装置及其方法

说明书

本申请是1993年6月18日提出的美国专利申请08/080,042的后续申请。

本发明涉及一种从单一井眼或公共井眼钻进地下多分枝井以及通过定位在公共井眼内的分离的套管完井多分枝井的装置及其方法，特别是涉及一种从单一井眼或公共井眼钻井和完井地下多分枝井的装置及其方法，其中，在钻井和完井过程中以及在钻井和完井然后，多分枝井能在地面或接近地面处分离。

随着时间的发展，人们通过利用常规造斜器技术或利用用固定在靠近钻头的钻柱上的泥浆马达，使得井眼钻入地层的方向偏离垂直方向。在破裂的地层中，利用斜井可以增加地层内的井眼所形成的渗滤面积，从而提高地层的油气产量。利用常规的造斜器来钻斜井的固有问题是：当造斜器在井眼内定位后，在不收回井眼的造斜器的情况下不能再改变造斜器的位置，因此也就不能改变造斜器的深度和/或径向方向。

此外，海上钻井平台上的钻井通常是偏斜的，以提高从单一平台可钻井和完井的井眼的数目。用于在深水钻井和完井的海上钻井平台尺寸、结构与成本随水深及平台所承受的负载而不同。例如，建造的平台部分可用一个桩腿或一个伸到海底的沉箱支承，或用多达八个桩腿或沉箱支承。这种海上钻井平台造价约为五百万美元到五亿美元不等。每座海上钻井平台备有一定数量的槽，通过这些槽可钻斜井，并通过利用常规技术固定到平台上的套管来完井。

因此，需要提供一种从单一井眼或公共井眼进行多层下套管钻井和完井的装置及其方法，以便降低陆上与海上钻井的成本。

所以，本发明的一个目的是提供一种从单一井眼或公共井眼钻井和完井地层内多分枝井的装置及其方法，其中，这种多分枝井在钻井和完井过程中及钻井和完井然后，这些多分枝井在地面或接近地面处分离。

本发明的另一个目的是提供一种从单一井眼或公共井眼钻井和完井地层内多分枝井的装置及其方法，而无需使用可动井下组件。

本发明的第三个目的是采用如下方式完井下套管的多分枝井，即在一口井上进行修井作业的同时，通过一个利用分离的套管完井的另外一个(些)井眼从地下地层生产烃，或者通过该另外一个(些)井眼将流体注入到该地下地层。

本发明的第四个目的是提供这样一种从单一井眼或公共井眼钻井下套管的多分枝井的装置及其方法，这种单一井眼或公共井眼结构比较简单，可使每口多分枝井的生产套管单独悬挂在地面设备上，并保证每口多分枝井的分离的生产套管从地层延伸到地面。

为了达到上述与其他目的，并按照本发明的宗旨，正如本文实施例概括论述的，本发明的一个特征就是提供一种装置，通过利用该装置，可以从一个公共井眼钻井和完井地下多分枝井。该装置包括位于地面或接近地面并定位在公共井眼内的井口装置、定位在公共井眼内的第一和第二井管以及定位在井口装置上用于分离和支承第一和第二井管的装置。当从所说的公共井眼钻进一个第一地下井眼时，该第一井管的尺寸允许一个钻柱通过该第一井管，并在所说的第一地下井眼完井时，允许生产套管通过该第一井管并定位在第一井管内。与此类似，当从所说的公共井眼钻进一个第二地下井眼时，该第二井管的尺寸允许一个钻柱通过该第二井管，并在所说的第二地下井眼完井时，允许生产套管通过该第二井管并定位在第二井管内。

本发明的另一特性是提供一种井口装置，该井口装置包括定位在地下公共井眼内用于分离和支承至少两个井管的第一装置，和

支承至少两个生产套管的第二装置，该套管伸入到从上述地下公共井眼内所钻进的分离的地下井眼内。其中的一个生产套管通过一个井管，而另一个生产套管则伸过另一个井管。

本发明的又一特征是提供一种钻井和完井多分枝井的方法，根据本方法，将两个分离的井管悬挂在公共井眼的井口装置的下面并将其定位在公共井眼内。通过两个井管中的一个井管钻进第一地下井眼到地层内，并将第一段生产套管固定在井口装置上。第一段生产套管伸入到第一井眼内，并支承在井口装置上，以便在第一井眼穿透的地层与地面之间形成流体连通。

本发明还有一个特征是提供一种从一个公共井眼钻至少两个地下井眼方法。本方法包括将至少两个井管定位在公共井眼内，并通过每一个所说的两个井管钻进分离的地下井眼到地层内。

本发明包括的附图是说明的一部分，用于阐述本发明的实施例，并与说明书一起来解释本发明原理。

附图中：

图1为本发明装置在一个井眼内定位的剖面图；

图2为一个双孔衬管的剖面图，定位在本发明的装置内并由本发明的装置所支撑；

图3为本发明的装置的剖面图，表示悬挂在井口装置上的两个井管；

图4为本发明的装置的剖面图，表示装置施工时组装在一起的井口装置剖面图；