[发明专利]钻井及完成多分支井的装置及方法

说明书

本申请是1993年12月20日申请的系列号为08/170,557的美国专利申请的后续申请，而该美国专利申请则是1993年6月18日申请的系列号为08/080,042、现在的美国专利号为5,330,007的美国专利申请的后续申请，而后一美国专利申请则又是1992年8月28日申请的系列号为07/936,972的美国专利申请的后续申请，并且这一申请已被放弃。

本发明涉及一种通过分离的套管进行进行钻井及完成多分支地下井的装置和方法，更确切地说，是一种进行钻井及完成这种多分支井的装置和方法，它允许这些井之间分离一定的角度和/或在具有不同油藏压力特性的分离的地下岩层或者区域中钻井和完井。

钻入地下岩层的井眼，其方位通过常规的造斜器技术或者紧固在邻近钻头的钻柱上的泥浆马达而越来越有意地偏离垂直方向。在具有裂隙的地下岩层中，偏斜井是用来增加由地下岩层中的井限定出的排液面积，并从而增加自地下岩层中开采出的碳氢化合物。采用常规的造斜器来钻偏斜井具有一个固有问题，即，在造斜器被定位于井眼时，便设定出了造斜器的深度和径向方位，而且如果不将造斜器从井眼中收回并且改变其深度和/或径向方位的话，就无法改变和/或造斜器的深度和径向方位。

从海洋钻井平台上钻的井通常是偏斜的，以增加井的数目，从而使这些井能够从一个钻井平台上钻井及完井。用在深海里的地下岩层中钻井及完井的海洋钻井平台的尺寸、结构以及成本上随着水的深度和平台上设定的负载而变化。例如，一个钻井平台也许设置一根延伸到海底的支脚或浮箱或者通过多至8根这种支脚或浮箱部分支持。这种钻井平台的成本大约在＄5,000,000-500,000,000之间变化。每个海洋钻井平台均具有一系列的槽缝，偏斜的井可以穿过表层套管，通过这些槽缝进行钻井和完井，这些表层套管是用常规技术固定在泥线的。

由于建造这些海洋钻井平台需要大量经费的问题，人们发展出了通过一个表层或中间套管来进行钻井及完成多分支井的模板和方法。为了实现最大经济效益下的地下碳氢化合物油藏的开采，人们希望将井在不同的地下岩层或者区域中钻井及完井，这些不同的地下岩层或区域在深度上可以相差10,000英尺或更多。不同深度的地下岩层或者区域通常包含有在不同的压力下的流体，这种压力是由于流体的不同的流速所产生的。虽然已经研制出的模板能够用于将地下井钻井及完井于深度不同的岩层或者区域中，但是这些模板并未设计成容纳例如7英寸直径的套管，而这种直径足以让流体以所需的流速和/或体积进行开采，这样的流速和体积对于使得钻井较深的井比较经济是非常重要的。因此，人们需要一个从一个井眼在不同深度的一系列地下岩层或区域进行钻井及完成多分支地下井的装置和方法。人们进一步需要一种在互相分开的较大角度的进行钻井及完成多分支地下井眼的装置和方法，从而大大地增加排液面积并且进而提高该井的碳氢化合物的采收率。

因此，本发明的一个目的是提供一种通过单一的表层或者中间套管将多分支地下井钻井至不同的垂直深度并且用穿过该表层或者中间套管定位的分离的套管完成这种多分支井的模板和方法。

本发明的另一个目的是以下述的方式完成这种多分支的下套管的井，即，修井可以在一个井中进行，而地下岩层或区域的碳氢化合物则同时从另一个井开采，所述另一个井是通过定位于同一表层或中间套管中的分离的套管形成的。

本发明另一个目的是提供一种不需要使用造斜器就具有高分离度的钻井多分支的带套管的井的地面模板及方法。

本发明还有一个目的是提供一种结构简单的进行钻井多分支带套管的井的模板，它使每个多分支井的套管根据这种模板分开，并且使每个多分支井的分离的套管可以延伸到地面。

本发明另一个目的是提供一种从单一表层或中间套管进行钻井及完成多分支地下井的模板和方法，其中，多分支地下井中的至少一个井钻井及完井的深度比前面所钻的井要更深。

本发明另一个目的是采用井下或者井下模板，通过一个多井地面模板的钻管来钻井和/或完成多分支地下井，这个地面模板是位于地下环境中。

为了实现上述的以及其它的目的，并根据本发明的宗旨，如在此例举并简要说明的那样，本发明的一个特征可以包括从一个第一地下井眼系统和从第一个地下井眼内钻井及完井的方法，其中的第一个井眼延伸到地面。一个第二地下井眼从第一井眼中钻入，并且钻井及完井模板的第一管子位于第一井眼中，而模板的第二管子则同时位于第一和第二井眼中。