專利名稱：鉆井方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采用遠(yuǎn)控電動(dòng)鉆具從已有井孔中的選定地點(diǎn)穿透含有烴類流體的地下巖層的鉆鑿孔眼的方法，其中鉆具通過(guò)烴類流體生產(chǎn)管道下入已有的井孔中并產(chǎn)生流體，諸如產(chǎn)出的液態(tài)烴類和/或產(chǎn)出的水利用遠(yuǎn)控電動(dòng)泵送裝置被泵送經(jīng)過(guò)鉆具的各切削表面從而冷卻這些切削表面并將鉆屑從鉆具處運(yùn)走。
背景技術(shù)：
在通常的一些井孔鉆鑿方法中，鉆柱，包含其下端處的鉆頭在內(nèi)，在井孔中轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)鉆井液被泵送穿過(guò)鉆柱中的縱向通路，這種鉆井液經(jīng)由鉆柱與井孔孔壁之間的環(huán)形空間返回地面。當(dāng)鉆穿不含有流體的地層時(shí)，鉆井液的重量和泵送速度的選定使得井孔孔壁處的壓力保持在使井孔成為不穩(wěn)定的低水平和使井孔孔壁被壓裂的高水平之間。當(dāng)井孔被鉆通含有烴類流體的地帶時(shí)，鉆井液壓力應(yīng)當(dāng)更加高出使烴類流體開始流入井孔的壓力，而低于使鉆井液不希望侵入地層的現(xiàn)象發(fā)生的壓力。這些要求將某些限制強(qiáng)加于鉆井過(guò)程，而特別是強(qiáng)加于在井孔中裝設(shè)套管的各井孔間距的長(zhǎng)度。比如，如果在井底處鉆井液的壓力正好低于使不希望的鉆井液侵入地層的現(xiàn)象發(fā)生的上限，則在裸井井孔間距頂部處的鉆井液壓力可以接近于使烴類流體流入發(fā)生的下限。裸井間距的最大允許長(zhǎng)度取決于鉆井液的比重、地層中的烴類流體壓力，以及鉆井液液柱的高度。
其次，已經(jīng)實(shí)踐過(guò)在低于地層流體壓力的井孔壓力下鉆穿含烴類流體地帶，即一種通常稱作欠平衡鉆井的方法。在欠平衡鉆井期間，烴類流體流入井孔，因而地面處的鉆井設(shè)備必須設(shè)計(jì)成可處理這種流入。此外，在鉆井過(guò)程期間必須采取專門措施來(lái)控制井孔中的流體壓力。
美國(guó)6,305,469涉及一種在地層中產(chǎn)生井孔的方法，此井孔包括第一井段和穿過(guò)地層的含烴類流體地帶的第二井段，此方法包括鉆鑿第一井段；在第一井段中選定的地點(diǎn)處配置遠(yuǎn)控鉆具，從該選定的地點(diǎn)鉆鑿第二井段；以與井孔孔壁形成密封關(guān)系的方式在第一井段中配置烴類流體生產(chǎn)管道，此管道配有流體流量控制裝置和與所述選定的地點(diǎn)形成流體連通的流體入口；操作鉆具以鉆鑿新的井段，從而在鉆具鉆通含烴類流體地帶期間，從第二井段流入生產(chǎn)管道的烴類流體的流量由流體流量控制裝置予以控制。通過(guò)采用遠(yuǎn)控鉆具鉆穿含烴類流體地帶，以及經(jīng)由生產(chǎn)管道排出流入井孔的任何烴類流體，實(shí)現(xiàn)了井孔壓力不再需要超出地層流體壓力。井孔壓力是通過(guò)控制流體流量控制裝置來(lái)予以控制的。而且，在鉆井期間，鉆井設(shè)備不必采取任何專門措施來(lái)處理烴類流體的生產(chǎn)。萬(wàn)一第二井孔將根鉆通沒(méi)有任何烴類流體流入井孔的一層或多層，優(yōu)選的是，鉆具包括一泵送系統(tǒng)，具有一入口配置成允許出自鉆具鉆井作業(yè)的鉆屑流入入口，以及一出口配置成可將所述鉆屑排入鉆具后面的井孔。適當(dāng)?shù)氖牵龀隹谂渲贸晌挥阢@具后面某一選定的距離處，并且位于流體經(jīng)由井孔循環(huán)的井段之中的某一位置處，此流體夾帶鉆屑并將其送至地面。第二井段可以是已有并孔的延續(xù)，或者可以是已有井孔的一個(gè)側(cè)線或側(cè)井(亦即一分支)。已知，鉆具通過(guò)適當(dāng)?shù)倪B接裝置可釋放地連接于烴類流體生產(chǎn)管道的下端。烴類流體生產(chǎn)管道然后下放到套管里面，直至鉆具接近第一井段的底部為止，此后生產(chǎn)管道通過(guò)向一個(gè)可密封形成在生產(chǎn)管道與套管之間的環(huán)形空間的封隔器充氣而被固裝于套管。因此，剩下的是需要一種遠(yuǎn)控鉆具，可利用產(chǎn)自地層的流體將鉆屑從裝置的各切削表面處運(yùn)走，其中所述裝置能夠從地面被送至已有井孔中某一選定地點(diǎn)而不必從井孔中拉出烴類流體生產(chǎn)管道。
因而，本發(fā)明提供了一種從已有井孔中選定的地點(diǎn)處穿過(guò)具有至少一處含烴類流體地帶的地下巖層進(jìn)行鉆鑿孔眼的方法，其中已有井孔配有套管并且烴類流體生產(chǎn)管道以與套管壁形成密封關(guān)系被設(shè)置在井孔之中，此方法包括從地面將遠(yuǎn)控電動(dòng)鉆具經(jīng)由烴類流體生產(chǎn)管道送至已有井孔中的選定地點(diǎn)；操作鉆具以使鉆具上的各切削表面從已有井孔中選定地點(diǎn)處鉆鑿孔眼，從而生成鉆屑，其中在操作鉆具期間，第一股產(chǎn)出流體經(jīng)由烴類流體生產(chǎn)管道直接流向地面，第二股產(chǎn)出的流體經(jīng)由遠(yuǎn)控電動(dòng)井下泵送裝置被泵送經(jīng)過(guò)鉆具的各切削表面，而鉆屑夾帶在第二股產(chǎn)出流體之中從鉆具處被運(yùn)走。
“產(chǎn)出的流體”指的是液態(tài)烴類和/或產(chǎn)出的水，優(yōu)選是產(chǎn)出的液態(tài)烴類。
本發(fā)明過(guò)程的一項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)是，在從選定地點(diǎn)鉆鑿孔眼期間可能從已有井孔生產(chǎn)烴類流體。本發(fā)明過(guò)程的另一優(yōu)點(diǎn)是，第二股產(chǎn)出的流體除了將鉆屑從各切削表面處運(yùn)走之外，還可以冷卻鉆具的各切削表面。
本發(fā)明的又一優(yōu)點(diǎn)是，此方法可以用于鉆鑿新的井段而不必將生產(chǎn)管道從已有井孔中提出?？梢韵氲?，在經(jīng)由生產(chǎn)管道將遠(yuǎn)控電動(dòng)鉆具送至井孔中選定地點(diǎn)之前，流體可能已經(jīng)從含烴類流體的地帶產(chǎn)出。不過(guò)，本發(fā)明的方法也可以用在已有井孔已經(jīng)被鉆到正好在地層的含烴類流體地帶以上的某一選定的地點(diǎn)，而新的孔眼將已有井孔延伸到所述含烴類流體的地帶中。因而，新井段可能是(a)從正好在所述地帶以上的某一選定的地點(diǎn)延伸到地層的含烴類流體地帶中的井孔；(b)穿過(guò)地層的含烴類流體地帶的已有井孔的延續(xù)；(c)從生產(chǎn)管道系統(tǒng)中某一選定的地點(diǎn)或生產(chǎn)管道系統(tǒng)以下已有井孔中某一選定地點(diǎn)開始的側(cè)線井；(d)從生產(chǎn)管道系統(tǒng)中某一選定的地點(diǎn)和/或生產(chǎn)管道系統(tǒng)以下已有井孔中某一選定地點(diǎn)開始的側(cè)向井；以及(e)從生產(chǎn)管道系統(tǒng)中某一選定的地點(diǎn)和/或生產(chǎn)管道下面已有井孔中某一選定地點(diǎn)開始的側(cè)向探井。
“側(cè)線井”指的是已有井孔的分支，在該處已有井孔不再生產(chǎn)烴類流體。因而，已有井孔在應(yīng)當(dāng)開始鉆鑿側(cè)線井的選定地點(diǎn)以下是用諸如水泥封住的?！皞?cè)向井”指的是已有井孔的分支，在該處已有井孔繼續(xù)生產(chǎn)烴類流體。適當(dāng)?shù)氖?，從已有井孔鉆鑿多個(gè)側(cè)向井。各側(cè)向井可以從已有井孔中的同一地點(diǎn)處鉆鑿，亦即在已有井孔中的各不同徑向，和/或從已有井孔的各不同地點(diǎn)處鉆鑿，亦即在各不同的深度處。正如以下詳細(xì)所述的那樣，“側(cè)向探井”指的是為在離開已有井孔某一距離處勘探地層基質(zhì)和地層流體而鉆鑿的井。
適當(dāng)?shù)氖牵坠芸梢詮牡孛嫦氯胍延芯椎牡撞?。另外，套管可以從地面下入已有井孔的上段而已有井孔的下段是一裸眼或裸井完井段。套管井孔中所選定地點(diǎn)位于生產(chǎn)管道以下，由鉆具造成的孔眼可以是套管的一個(gè)窗孔。還會(huì)想到，套管井孔中所選定的地點(diǎn)可能處在生產(chǎn)管道之內(nèi)，在此情況下，由鉆具造成的孔眼可能是一個(gè)穿過(guò)生產(chǎn)管道的和穿過(guò)井眼套管的窗孔。在所選定地點(diǎn)處已有井孔的套管可以由金屬制成，在此情況下，鉆具上的各切削表面應(yīng)當(dāng)能夠通過(guò)磨削或切削銑出一個(gè)穿過(guò)套管的窗孔。因而，在此所用的“鉆具”包括銑削裝置，而“鉆井”一詞包括“銑削”。另外，已有井孔中所選定地點(diǎn)的套管可以由一種易碎合金或復(fù)合材料制成，以致窗孔可以采用配裝有傳統(tǒng)鉆頭的鉆具予以銑削。
有利的是，本發(fā)明的方法也可以用于鉆穿已經(jīng)沉積在已有井孔孔壁上的礦物結(jié)垢并可選擇地鉆穿那種沉積在烴類流體生產(chǎn)管道管壁上的礦物結(jié)垢，從而擴(kuò)大已有井孔中可供利用的孔眼以及可選擇地?cái)U(kuò)大烴類流體生產(chǎn)管道中可供利用的孔眼。
另外，本發(fā)明的方法可以用于在已有井孔的套管和水泥上制成穿孔通道，清除堵塞穿孔通孔的碎片或擴(kuò)大已有井孔中的穿孔通道。適當(dāng)?shù)氖牵糜谛纬赡骋恍碌拇┛淄ǖ阑蛴糜谇謇砘驍U(kuò)大某一已有穿孔通道的鉆具是一種微型鉆具，具有的各切削表面尺寸可以形成具有從0.2到3英寸直徑的孔眼。
優(yōu)選的是，由鉆具在已有井孔中形成的孔眼包括一新的井段。
因而，按照本發(fā)明的一項(xiàng)具體的優(yōu)選實(shí)施例，提供了一種從已有井孔中選定的地點(diǎn)處穿過(guò)具有至少一處含烴類流體地帶的地下巖層鉆鑿一段井孔的方法，其中已有井孔配有套管而含烴類流體管道以與套管管壁密封的關(guān)系配置在井孔之中，此方法包括從地面將遠(yuǎn)控電動(dòng)鉆具經(jīng)由烴類流體生產(chǎn)管道送至已有井孔中的選定地點(diǎn)，從此選定地點(diǎn)起要鉆鑿此井段；操作鉆具以致鉆具上的各切削表面從已有井孔中選定地點(diǎn)處鉆鑿此井段，因而生成鉆屑，其中在操作鉆具期間，第一股產(chǎn)出的流體經(jīng)由含烴類流體生產(chǎn)管道直接流向地面，第二股產(chǎn)出的流體經(jīng)由遠(yuǎn)控電動(dòng)井下泵送裝置被泵送經(jīng)過(guò)各切削表面，而鉆屑夾帶在第二股產(chǎn)出的流體之中從鉆具處被運(yùn)走。
本發(fā)明這一優(yōu)選實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)是，在鉆鑿新的井段期間，可以從含烴類流體地帶產(chǎn)出烴類流體而進(jìn)入已有井孔。這一優(yōu)選實(shí)施例的另一優(yōu)點(diǎn)是，在鉆井作業(yè)期間，烴類流體可以從含烴類流體地帶流入新的井段。
優(yōu)選的是，第一股產(chǎn)出的流體包括從地層含烴類流體地帶產(chǎn)出的流體的主要部分。一如上述，產(chǎn)出的流體可以包括產(chǎn)出的液態(tài)烴類和/或產(chǎn)出的水，優(yōu)選是產(chǎn)出的液態(tài)烴類。
地下巖層含烴類地帶的壓力可以高到足以讓第一股產(chǎn)出的流體憑借天然能量經(jīng)由烴類流體生產(chǎn)管道流向地面。不過(guò)，本發(fā)明的方法，也適合于用在人為提升式井孔。一般，被夾帶的鉆屑流可以稀釋到第一股產(chǎn)出的流體里面而鉆屑連同產(chǎn)出的流體一起被運(yùn)送到地面。鉆屑可以采用通常的鉆屑分離技術(shù)在烴類流體處理廠處從產(chǎn)出流體中清除出去，比如使用水力旋流器或其它裝置從液流中分離固體顆粒。不過(guò)，還可想到，至少一部分鉆屑可能未被產(chǎn)出流體帶走而可能沉積在已有井孔的鼠洞里面。影響鉆屑不被帶走的各種參數(shù)包括第一股產(chǎn)生流體的流速、產(chǎn)出流體的粘度、鉆屑的密度及其大小和形狀。
適當(dāng)?shù)氖?，鉆具懸吊在纜繩上從地面被送向已有井孔中選定的地點(diǎn)。優(yōu)選是，纜繩是由增強(qiáng)鋼材制成的。纜繩可以借助于一連接器，最好是一可解脫的連接器，連接于鉆具。優(yōu)選的是，纜繩包住一或多根導(dǎo)線或分段導(dǎo)體用于傳送電力或電信號(hào)(此后稱作“常規(guī)纜繩”)。纜繩也可以是一種改型的“常規(guī)纜繩”，包括一絕緣材料纜芯，具有至少一根嵌入其中的電氣金屬導(dǎo)線或分段導(dǎo)體；一中間流體屏障層；以及一撓性外部護(hù)套。適當(dāng)?shù)氖牵虚g流體屏障層是由鋼制成的。適當(dāng)?shù)氖牵獠孔o(hù)套是鋼質(zhì)編織物。最好是，埋置在絕緣材料之中的(各)電氣導(dǎo)線和/或各分段導(dǎo)體涂覆有某種電氣絕緣材料。
最好是，鉆具配有電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置，比如一轉(zhuǎn)向接頭，用于隨著鉆鑿新井段而調(diào)整它的軌跡。這種轉(zhuǎn)向裝置經(jīng)由埋置在纜繩之中的電氣導(dǎo)線或分段導(dǎo)體電氣連接于地面處的設(shè)備。
最好是，已有井孔具有5至10英寸的內(nèi)徑。優(yōu)選地，生產(chǎn)管道具有2.5至8英寸的內(nèi)徑，更優(yōu)選的是3.5至6英寸。適當(dāng)?shù)氖?，鉆具具有的最大外徑小于生產(chǎn)管道的內(nèi)徑，從而允許鉆具經(jīng)過(guò)生產(chǎn)管道送出而進(jìn)入已有井孔。優(yōu)選地是，鉆具的最大外徑小于生產(chǎn)管道的內(nèi)徑至少0.5英寸，優(yōu)選的是，至少1英寸。鉆具上的各切削表面的尺寸可以被定為能夠產(chǎn)生一個(gè)具有的直徑小于生產(chǎn)管道內(nèi)徑的新井段，比如是3至5英寸的。不過(guò)，鉆具最好是配有可擴(kuò)張的各切削表面，比如一種可擴(kuò)張的鉆頭，從而允許從選定地點(diǎn)開始鉆鑿的井孔具有比生產(chǎn)管道內(nèi)徑要大的直徑。
最好是，鉆具有位于其下端處的第一鉆頭和位于其上端處的第二鉆頭。這種有利之處在于第二鉆頭可以用以在從井孔中撤出鉆具時(shí)清除碎片。
適當(dāng)?shù)氖?，鉆具可以配有一些地層評(píng)估傳感器，經(jīng)由纜繩中的(各)電氣導(dǎo)線或(各)分段導(dǎo)體電氣連接于地面處的記錄設(shè)備。適當(dāng)?shù)氖牵鱾鞲衅髟O(shè)置在鉆具各切削表面附近。
可選擇地是，懸吊鉆具的常規(guī)纜繩或型纜繩可以配有多個(gè)沿著其長(zhǎng)度配置的傳感器。優(yōu)選的是，各傳感器沿著纜繩的長(zhǎng)度以從5到20英寸的各間隔予以配置。由于各傳感器可以用于接收和傳送有關(guān)離開已有井孔某一距離處地層巖石基質(zhì)特性和地層流體性質(zhì)的數(shù)據(jù)，當(dāng)鉆具用以鉆鑿側(cè)向“探”井時(shí)這是很有利的。這些數(shù)據(jù)可以連續(xù)地或間斷地經(jīng)由埋置在常規(guī)纜繩或改型纜繩之中的(各)電氣導(dǎo)線和/或(各)分段導(dǎo)體發(fā)送到地面。側(cè)向“探”井可以鉆到離開已有井孔10到10000英尺，一般高達(dá)2000英尺的距離。鉆具和相關(guān)聯(lián)的纜繩可以在適當(dāng)?shù)奈恢蒙狭粼趥?cè)向“探井”中至少一天，優(yōu)選是至少一個(gè)星期，或是可以永久地安置在側(cè)向“探井”之中。適當(dāng)?shù)氖?，可以沿著纜繩的長(zhǎng)度以各相等間距配置多個(gè)可擴(kuò)張的封隔器。各可擴(kuò)張封隔器可以用于隔絕一段或多段側(cè)向“探井”，從而允許有關(guān)側(cè)向“探井”密封段中地層狀況的數(shù)據(jù)可經(jīng)由纜繩被傳送到地面。一旦已經(jīng)從側(cè)向“探”井密封段獲得足夠的信息，各可擴(kuò)張的封隔器就可以縮回和至少新的一段側(cè)向“探”井可以予以隔絕而另一些數(shù)據(jù)可以傳送到地面。
在由鉆具造成的孔眼處包括新的一段井孔，最好是，由纜繩懸吊的鉆具處在一節(jié)管筒之內(nèi)。適當(dāng)?shù)氖牵芡矁?nèi)部流體連通于鉆具中的一個(gè)流體通路。在此所用的“通路”一詞指的是輸送流體通過(guò)鉆具的一條導(dǎo)管或槽道。適當(dāng)?shù)氖?，鉆具或是直接地或是間接地連接于管筒。管筒沿著纜繩的至少下段從鉆具伸展。優(yōu)選的是，管筒伸進(jìn)烴類流體生產(chǎn)管道。適當(dāng)?shù)氖?，這節(jié)管筒至少與新的井段的長(zhǎng)度一樣長(zhǎng)?？梢韵氲?，各傳感器可以沿著處在管筒之內(nèi)和/或沿著管筒外側(cè)的那段纜繩予以設(shè)置。在各傳感器設(shè)置在管筒外側(cè)的地方，各傳感器可以經(jīng)由電磁裝置連通于纜繩的(各)電氣導(dǎo)線和/或(各)分段導(dǎo)體。
管筒具有的外經(jīng)小于生產(chǎn)管道的內(nèi)徑，從而允許管筒穿過(guò)生產(chǎn)管道。如上述，生產(chǎn)管道最好是具有2.5至8英寸的內(nèi)徑，更優(yōu)選的是3.5至6英寸。優(yōu)選是，管筒具有的外徑小于生產(chǎn)管道的內(nèi)徑至少0.5英寸，更優(yōu)選的是至少1英寸。一般，管筒具有的外徑在2至5英寸的范圍內(nèi)。
有利的是，第二股產(chǎn)出的流體可以經(jīng)由管筒與新的一段井孔的孔壁之間形成的環(huán)形空間送向鉆具而夾帶在第二股產(chǎn)出的流體之中的鉆屑(此后“夾帶鉆屑流”)經(jīng)由管筒的內(nèi)部從鉆具處被運(yùn)走(“反向流通”模式)。適當(dāng)?shù)氖?，管筒可以伸向地面以致夾帶鉆屑流可以反向流通而流出井孔。
一般，管筒可以是鋼質(zhì)管筒或塑料管筒。
在管筒是銅管的場(chǎng)合下，可選擇是一箱殼，最好是一圓筒箱殼，比如經(jīng)由一可釋放的連接器直接地或間接地裝接于離開鉆具較遠(yuǎn)的鋼質(zhì)管筒的一端。因而，鉆具可以裝接于鋼質(zhì)管筒的第一端部而箱殼可以裝接于鋼質(zhì)管筒的第二端部。為了避免疑慮，纜繩經(jīng)由鋼質(zhì)管筒穿過(guò)箱殼達(dá)到鉆具。一電氣馬達(dá)可安放在箱殼之中而電力可以經(jīng)由圍在纜繩之中的電氣導(dǎo)線或分段導(dǎo)體傳送到馬達(dá)。電氣馬達(dá)可用于驅(qū)動(dòng)用來(lái)使鋼質(zhì)管筒旋轉(zhuǎn)并因此連接于鉆具的裝置。優(yōu)選的是，箱殼具有電動(dòng)拖動(dòng)裝置，用于隨著新的井段正在被鉆鑿而推進(jìn)鋼質(zhì)管筒并因此使鉆具通過(guò)新的井段。電力經(jīng)由圍在纜繩之中的電氣導(dǎo)線或分段導(dǎo)體傳送到拖動(dòng)裝置。適當(dāng)?shù)氖牵蟿?dòng)裝置包括各滾輪或滑墊，其接觸烴類流體生產(chǎn)管道的管壁并在上面移動(dòng)。
作為使鋼質(zhì)管筒轉(zhuǎn)動(dòng)的替代或附加方案，鉆具可以配有一電氣馬達(dá)用于致動(dòng)用于驅(qū)動(dòng)鉆頭的裝置。一般，鉆具驅(qū)動(dòng)裝置可以是一轉(zhuǎn)子。如上述，鉆頭可以安放在鉆具的下端并可選擇地安放在其上端?？梢韵氲剑厦婧拖旅娴你@頭可以各自配有專用的馬達(dá)。另外，單獨(dú)一部電氣馬達(dá)可以驅(qū)動(dòng)兩只鉆頭。適當(dāng)?shù)氖牵?各)電氣馬達(dá)安放在鉆具的箱殼中，優(yōu)選是圓筒箱殼中。電力經(jīng)由圍在纜繩之中的電氣導(dǎo)線或分段導(dǎo)體傳送到(各)馬達(dá)。鉆具的箱殼也可以配有電動(dòng)的拖動(dòng)裝置，用以隨著新的井段正在被鉆鑿而推進(jìn)鉆具和鋼質(zhì)管筒通過(guò)新的井段，并且還用于利用由此裝置生成的反作用轉(zhuǎn)矩來(lái)驅(qū)動(dòng)鉆頭。電力經(jīng)由圍在纜繩之中的電氣導(dǎo)線或分段導(dǎo)體傳送到拖動(dòng)裝置。適當(dāng)?shù)氖?，拖?dòng)裝置包括各滾輪或滑墊，其接觸新井段的壁部并在上面移動(dòng)?？梢韵氲?，鉆具可以采用設(shè)置在可選裝接于鋼質(zhì)管筒第二端部的箱體上的拖動(dòng)裝置和設(shè)置在鉆具箱殼上的拖動(dòng)裝置二者被推進(jìn)通過(guò)新的井段。
如上述，第二股產(chǎn)出的流體可以通過(guò)形成在鋼質(zhì)管筒與新井段井壁之間的環(huán)形空間被引向鉆具而夾帶鉆屑的流股可以通過(guò)鋼質(zhì)管筒內(nèi)部從鉆具處被運(yùn)走(“反向流通”模式)。因此，鉆具的箱殼最好是配有至少一個(gè)通向箱殼中的第一通路的入口。此第一通路流體連通于鉆具箱殼上的第二通路和第三通路。第二通路具有流體連通于鋼質(zhì)管筒內(nèi)部的出口，而第三通路具有緊鄰鉆具各切削表面的出口。一般，第二股產(chǎn)出的流體經(jīng)由設(shè)置在箱殼之中的一泵送裝置，比如抽吸泵，通過(guò)第一通路(各)入口被抽取。第二股產(chǎn)出的流體然后被分成第一流體分流和第二流體分流。第一流體分流流經(jīng)鉆具箱殼上的第二通路并流進(jìn)鋼質(zhì)管筒內(nèi)部，而第二流體分流則流經(jīng)鉆具箱殼上的第三通路并流出在各切削表面之上從而在那里夾帶鉆屑。造成的夾帶鉆屑流然后在通過(guò)鉆具箱殼上第一通路(各)入口被重新循環(huán)之前越過(guò)鉆具的外面。夾帶在第一流體分流之中的大多數(shù)鉆屑流進(jìn)鋼質(zhì)管筒內(nèi)部。含有夾帶鉆屑的第一流體分流從鋼質(zhì)管筒離開鉆具較遠(yuǎn)處的第二端部處被排出，優(yōu)選是排入烴類流體生產(chǎn)管道，在那里，夾帶鉆屑流被稀釋到通過(guò)烴類流體生產(chǎn)管道直接流向地面的第一股產(chǎn)出流體里面。
另外，第二股產(chǎn)出的流體可以通過(guò)鋼質(zhì)管筒內(nèi)部泵送至鉆具，而夾帶鉆屑流可以通過(guò)形成在鋼質(zhì)管筒與新井段井壁之間的環(huán)形空間從鉆具處被運(yùn)離所述鉆具(“常規(guī)流通”模式)。最好是，第二股產(chǎn)出的流體從鋼質(zhì)管筒流過(guò)鉆具中的一條通路并流出而經(jīng)過(guò)各切削表面，在那里，產(chǎn)出的流體冷卻切屑表面而鉆屑被夾帶在產(chǎn)出的流體之中。造成的夾帶鉆屑流經(jīng)過(guò)鉆具外部和經(jīng)由形成在鋼質(zhì)管筒與新井段井壁之間的環(huán)形空間從各切削表面處被運(yùn)走?？梢韵氲?，從地層的含烴類流體地帶流進(jìn)環(huán)形空間的產(chǎn)出流體可以促進(jìn)經(jīng)由環(huán)形空間運(yùn)送鉆屑。第二股產(chǎn)出的流體可以經(jīng)由安放在鉆具箱殼中的諸如抽吸泵的遠(yuǎn)控電動(dòng)井下泵送裝置和/或經(jīng)由安放在可選擇的裝接于鋼質(zhì)管筒離開鉆具較遠(yuǎn)的第二端部的一遠(yuǎn)控電動(dòng)泵送裝置，通過(guò)鋼質(zhì)管筒被泵送到鉆具。優(yōu)選的是，通向鋼質(zhì)管筒第二端部的入口配有一過(guò)濾器以防止任何鉆屑被重新循環(huán)到鉆具。
鋼質(zhì)管筒可以配有至少一個(gè)沿徑向可擴(kuò)張的封隔器，比如2至3個(gè)徑向擴(kuò)張的封隔器，從而允許鋼質(zhì)管筒形成新井孔段的襯里。當(dāng)(各)封隔器處在其非擴(kuò)張狀態(tài)時(shí)，鋼質(zhì)管筒連同(各)封隔器應(yīng)當(dāng)能夠通過(guò)烴類流體生產(chǎn)管道被送到有待開始鉆鑿新井段的井孔選定地點(diǎn)。另外，沿徑向可擴(kuò)張的(各)封隔器應(yīng)當(dāng)不在鉆井作業(yè)期間干擾經(jīng)由形成在鋼質(zhì)管筒與新井段井壁之間的環(huán)形空間的流體流動(dòng)。一旦鉆井作業(yè)完成，鋼質(zhì)管筒可以通過(guò)使沿徑向可擴(kuò)張的(各)封隔器脹開而鎖定就位在新井段之中。適當(dāng)?shù)氖牵撡|(zhì)管筒伸進(jìn)烴類流體生產(chǎn)管道。優(yōu)選是，伸進(jìn)生產(chǎn)管道的鋼質(zhì)管筒上段配有至少一個(gè)沿徑向可擴(kuò)張的封隔器，從而(各)封隔器的脹開密封形成在鋼質(zhì)管筒與烴類流體生產(chǎn)管道之間的環(huán)形空間。作為使用可擴(kuò)張的(各)封隔器的另一方案，至少一段鋼質(zhì)管筒可配有一種外部橡膠敷層，在接觸產(chǎn)出流體特別是烴類流體時(shí)可以漲開，以致漲開的橡膠敷層形成鋼質(zhì)管筒與新井段井壁之間的密封件。鋼質(zhì)管筒然后經(jīng)過(guò)穿孔以允許產(chǎn)出流體從地層的含烴類流體地帶流進(jìn)鋼質(zhì)管筒內(nèi)部和流進(jìn)生產(chǎn)管道。
另外，鋼質(zhì)管筒可以是可擴(kuò)張的鋼質(zhì)管筒。當(dāng)處在其非擴(kuò)張的狀態(tài)下時(shí)，鋼質(zhì)管筒應(yīng)當(dāng)能夠被向下通過(guò)已有井孔的烴類流體生產(chǎn)管道而送到有待開始鉆鑿新井段的已有井孔中的選定的地點(diǎn)。一當(dāng)鉆井作業(yè)完成，鋼質(zhì)管筒可以擴(kuò)張以形成新井段的襯里。適當(dāng)?shù)氖?，可擴(kuò)張的鋼質(zhì)管筒伸進(jìn)烴類流體生產(chǎn)管道。伸進(jìn)烴類流體生產(chǎn)管道的那節(jié)鋼質(zhì)管筒可以擴(kuò)張而頂靠生產(chǎn)管道的壁部，從而不再需要可擴(kuò)張的封隔器。鋼質(zhì)管筒然后經(jīng)過(guò)穿孔以允許產(chǎn)出流體從地層的含烴類流體地帶流進(jìn)已擴(kuò)張的鋼質(zhì)管筒內(nèi)部并流進(jìn)烴類流體生產(chǎn)管道。鋼質(zhì)管筒的擴(kuò)張是由于諸如利用設(shè)置在鉆具箱殼上的沿徑向可擴(kuò)張的抓握裝置將鉆具鎖定就位在井孔中；將鉆具從纜繩和鋼質(zhì)管筒脫接；穿過(guò)烴類流體生產(chǎn)管道將纜繩拽至地面并裝接于它一個(gè)通常的擴(kuò)張工具，比如一可擴(kuò)張的蕊棒；將擴(kuò)張工具經(jīng)由烴類流體生產(chǎn)管道和經(jīng)由鋼質(zhì)管筒插進(jìn)井孔；以及經(jīng)由鋼質(zhì)管筒拉回?cái)U(kuò)張工具以使鋼質(zhì)管筒擴(kuò)張。鉆具然后可以從井孔中收回，方式是將纜繩重新裝接于鉆具；將沿徑向可擴(kuò)張的抓握裝置撤回；以及通過(guò)已擴(kuò)張鋼質(zhì)管筒和烴類流體生產(chǎn)管道從井孔中拉拽纜繩和鉆具并驅(qū)動(dòng)電動(dòng)拖動(dòng)裝置從而移動(dòng)鉆具通過(guò)已擴(kuò)張鋼質(zhì)管筒和生產(chǎn)管道。另外，具有沿徑向可伸展構(gòu)件的電動(dòng)可轉(zhuǎn)動(dòng)擴(kuò)張工具可以直接地或是間接地在鉆具上端處裝接于鉆具。電力可以經(jīng)由圍在纜繩之中的電氣導(dǎo)線或分段導(dǎo)體傳送到可轉(zhuǎn)動(dòng)的擴(kuò)張工具。一種適當(dāng)?shù)目赊D(zhuǎn)動(dòng)擴(kuò)張工具說(shuō)明在美國(guó)專利申請(qǐng)第2001/0045284號(hào)之中，此專利申請(qǐng)?jiān)诖思{入作為參考。適當(dāng)?shù)氖?，這種可轉(zhuǎn)動(dòng)的擴(kuò)張工具可以通過(guò)設(shè)置穿過(guò)它的一流體通路，以致在鉆井作業(yè)期間鋼質(zhì)管筒的內(nèi)部流體連通于鉆具中的一流體通路而予以適配?？赊D(zhuǎn)動(dòng)的擴(kuò)張工具可以可釋放地裝接于可擴(kuò)張的鋼質(zhì)管筒，比如經(jīng)由一電動(dòng)的閂鎖裝置。在完成新井段的鉆鑿之后，可轉(zhuǎn)動(dòng)的擴(kuò)張工具從鋼質(zhì)管筒上解脫。然后操作可轉(zhuǎn)動(dòng)的擴(kuò)張工具以通過(guò)拉動(dòng)擴(kuò)張工具和相關(guān)聯(lián)的鉆具通過(guò)鋼質(zhì)管筒而同時(shí)地轉(zhuǎn)動(dòng)擴(kuò)張工具和伸出沿徑向可伸展的各構(gòu)件以使鋼質(zhì)管筒擴(kuò)張。隨在鋼質(zhì)管筒的擴(kuò)張之后，可轉(zhuǎn)動(dòng)的擴(kuò)張工具和相關(guān)聯(lián)的鉆具可以通過(guò)收進(jìn)沿徑向伸展的各構(gòu)件后拉拽纜繩和/或驅(qū)動(dòng)設(shè)置在鉆具箱殼上的電動(dòng)拖動(dòng)裝置而穿過(guò)烴類流體生產(chǎn)管道從井孔中收回。在箱殼設(shè)置在鋼質(zhì)管筒離開鉆具較遠(yuǎn)的端部處的位置，這一箱殼最好是在擴(kuò)張鋼質(zhì)管筒以前就從鋼質(zhì)管筒上解脫并從井孔中收回。
在新井段是一側(cè)向井的場(chǎng)合下，在進(jìn)入烴類流體生產(chǎn)管道以前穿過(guò)已有井孔的鋼質(zhì)管筒部分可以配有一閥門，包括一個(gè)相對(duì)于上面具有多個(gè)成排孔眼的一段鋼質(zhì)管筒可以移動(dòng)的套筒。當(dāng)閥門處在關(guān)閉位置上時(shí)，套筒將蓋住此段鋼質(zhì)管筒的孔眼從而可防止來(lái)自已有井孔的產(chǎn)出流體進(jìn)入烴類流體生產(chǎn)管道。當(dāng)滑動(dòng)的套筒處在其開啟位置上時(shí)，多個(gè)成排孔眼未被覆蓋而來(lái)自已有井孔的產(chǎn)出流體可以通過(guò)孔眼流進(jìn)鋼質(zhì)管筒并因而流進(jìn)烴類流體生產(chǎn)管道。
如上述，管筒也可以是塑料管。不像鋼質(zhì)管筒，塑料管在井下遇到的條件下是可變形的。因此，第二股產(chǎn)出的流體通過(guò)形成在塑料管與井孔井壁之間的環(huán)形空間被引向鉆具而鉆屑流通過(guò)管筒內(nèi)部從鉆具處被運(yùn)走(“反向流通模式”)。適合的是，第二股產(chǎn)出流體經(jīng)由一泵送裝置，比如一抽吸泵，被抽向鉆具，此泵位于鉆具的箱殼之內(nèi)，最好是位于鉆具的圓筒形箱殼中。泵送裝置可如上述進(jìn)行操作。優(yōu)選的是，鉆具的箱殼配有一電氣馬達(dá)，用以驅(qū)動(dòng)一部用于使位于鉆具下端處的鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置，比如，此馬達(dá)可驅(qū)動(dòng)一轉(zhuǎn)子。優(yōu)選的是，鉆具的箱殼配有一電動(dòng)拖動(dòng)裝置，比如配合于新井段井壁的各拖動(dòng)轉(zhuǎn)輪或滑墊，拖動(dòng)轉(zhuǎn)輪或滑墊用于隨著新井段的鉆進(jìn)而推動(dòng)鉆具穿過(guò)新井段并吸收由用于驅(qū)動(dòng)鉆頭的電氣馬達(dá)所生成的反作用轉(zhuǎn)矩。優(yōu)選的是，夾帶鉆屑的液流與第一股產(chǎn)出流體一起通過(guò)烴類流體生產(chǎn)管道被送向地面。還可以想到，至少一部分鉆屑可以沉積在已有井孔的鼠洞之中，一如上述。
適合的是，塑料管筒設(shè)置在沿著塑料管筒長(zhǎng)度伸展的一砂篩之內(nèi)。砂篩可以是一種可擴(kuò)張的砂篩或一種通常的砂篩。一般，砂篩裝接于纜繩和/或鉆具，比如經(jīng)由一可釋放的閂鎖裝置。因此，一當(dāng)鉆出新井段，砂篩可以從纜繩和/或鉆具上解脫下來(lái)。在塑料管筒設(shè)置在通常的砂篩之內(nèi)的場(chǎng)合下，鉆具一般具有大于砂篩內(nèi)徑的最大直徑。因此可以想到，鉆具可以經(jīng)由一可以電子方式解脫的閂鎖裝置從纜繩和塑料管筒上解脫下來(lái)，從而允許纜繩和塑料管筒通過(guò)通常砂篩和烴類流體生產(chǎn)管道的內(nèi)部從井孔中拉出而將砂篩和鉆具留在新井段之中。另外，鉆具可以由各可折裝的部分組成，其中鉆具的各個(gè)部分的尺寸使得它們可以通過(guò)通常砂篩的內(nèi)部從井孔中撤出。在砂篩是一種可擴(kuò)張的砂篩的場(chǎng)合下，砂篩的擴(kuò)張可允許鉆具通過(guò)可擴(kuò)張的砂篩和烴類流體生產(chǎn)管道從井孔中撤出。可以想到，可擴(kuò)張的砂篩可以通過(guò)以下步驟被擴(kuò)張i.比如經(jīng)由沿徑向可伸展的抓握裝置在從纜繩上脫接鉆具之前將鉆具在井孔中鎖定就位；ii.從纜繩和/或鉆具上解脫砂篩；iii.將纜繩和相關(guān)聯(lián)的塑料管筒拉拽通過(guò)砂篩和烴類流體生產(chǎn)管道的內(nèi)部；iv.將一用于使砂篩擴(kuò)張的通常工具，比如一可擴(kuò)張的心軸，裝接于纜繩；v.使工具在其未擴(kuò)張的狀態(tài)下穿過(guò)烴類流體生產(chǎn)管道和砂篩；vi.將工具在其已擴(kuò)張狀態(tài)下抽回通過(guò)砂篩以使砂篩擴(kuò)張；vii.從井孔中通過(guò)拉拽纜繩穿過(guò)烴類流體生產(chǎn)管道而將工具在其非擴(kuò)張狀態(tài)下從井孔中收回；viii.從新井段中收回鉆具-通過(guò)重新將纜繩下入、重新將鉆具裝接于纜繩、將鉆具從井孔上解除鎖定并將纜繩和所附鉆具拉拽穿過(guò)已擴(kuò)張的砂篩和穿過(guò)生產(chǎn)管道，和/或通過(guò)驅(qū)動(dòng)設(shè)置在鉆具箱殼上的可電動(dòng)的拖動(dòng)裝置來(lái)完成。
另外，一種電動(dòng)的可轉(zhuǎn)動(dòng)的擴(kuò)張工具可以直接或是間接地裝接于鉆具的上端處?？赊D(zhuǎn)動(dòng)的擴(kuò)張工具也可以可解脫地裝接于可擴(kuò)張的砂篩，比如經(jīng)由一電動(dòng)閂鎖裝置。電力是經(jīng)由封圍在纜繩之中的電氣導(dǎo)線或分段導(dǎo)體被傳送給可轉(zhuǎn)動(dòng)的擴(kuò)張工具。如上述，一種適當(dāng)?shù)目赊D(zhuǎn)動(dòng)擴(kuò)張工具說(shuō)明在美國(guó)專利申請(qǐng)第2001/0045284號(hào)之中。適當(dāng)?shù)氖牵赊D(zhuǎn)動(dòng)擴(kuò)張工具可以通過(guò)設(shè)置一流體通道而適配，從而在鉆井作業(yè)期間塑料管筒的內(nèi)部流體連通于鉆具中的流體通道。在完成新井段的鉆鑿之后，可轉(zhuǎn)動(dòng)擴(kuò)張工具可以從砂篩上解脫。然后操縱可轉(zhuǎn)動(dòng)擴(kuò)張工具以通過(guò)將擴(kuò)張工具和相關(guān)聯(lián)的鉆具抽拉穿過(guò)砂篩而同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)擴(kuò)張工具和伸出沿徑向可伸展的各構(gòu)件而使砂篩擴(kuò)張。隨著擴(kuò)張砂篩，塑料管筒、可轉(zhuǎn)動(dòng)的擴(kuò)張工具和相關(guān)聯(lián)的鉆具在拉線繩纜和/或驅(qū)動(dòng)設(shè)置在鉆具箱殼上的可電動(dòng)的拖動(dòng)裝置之前可以通過(guò)收進(jìn)沿徑向可伸展的構(gòu)件而穿過(guò)烴類流體生產(chǎn)管道從井孔中被收回。
還可以想到，在塑料管筒由彈性材料制成的場(chǎng)合下，塑料管筒可以在其遠(yuǎn)離鉆具的一端處暫時(shí)密封起來(lái)。流入鉆具附近新井段的產(chǎn)出流體然后經(jīng)由位于鉆具箱殼之中的泵送裝置被泵入塑料管筒的內(nèi)部。塑料管筒因而由于聚積在塑料管筒暫時(shí)密封的內(nèi)腔之中的流體的壓力而沿徑向向外擴(kuò)張。因而，塑料管筒能夠使砂篩擴(kuò)張而抵靠新井段的井壁。一當(dāng)砂篩已經(jīng)擴(kuò)張，塑料管筒之中的流體壓力就可以通過(guò)解除遠(yuǎn)離鉆具的塑料管筒端部的密封而減輕。塑料管筒隨后將沿徑向向內(nèi)收縮。鉆具然后可以從井孔中撤出，這種撤出通過(guò)將纜繩和相關(guān)聯(lián)的塑料管筒拉拽穿過(guò)已擴(kuò)張的砂篩和烴類流體生產(chǎn)管道，和/或通過(guò)驅(qū)動(dòng)設(shè)置在鉆具箱殼上的可電動(dòng)的拖動(dòng)裝置來(lái)完成。
在本發(fā)明的又一實(shí)施例中，鉆具由管道懸吊下來(lái)，此管道在其壁部上嵌置至少一條電氣導(dǎo)線和/或至少一個(gè)分段電導(dǎo)體(此后稱作“混合式纜繩”)。適合的是，鉆具中的一條通道流體連通于混合式纜繩的內(nèi)部。優(yōu)選的是，鉆具經(jīng)由一可解脫的連接裝置連接于混合纜繩。
混合式纜繩的一項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)是，管道配有嵌置在其壁部?jī)?nèi)的至少一條電氣導(dǎo)線和/或至少一個(gè)分段導(dǎo)電體用于傳送電力和/或電信號(hào)。混合式纜繩的另一項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)是，第二股產(chǎn)生流體可以經(jīng)過(guò)形成在管道與新井段井壁之間的環(huán)形空間被送往鉆具而夾帶鉆屑的液流可以經(jīng)過(guò)管道內(nèi)部從鉆具處被運(yùn)走(“反向流通”模式)。另外，第二股產(chǎn)出流體可以經(jīng)過(guò)混合式纜繩的內(nèi)部被送向鉆具，而夾帶鉆屑的液流可以經(jīng)過(guò)形成在混合式纜繩與新井段井壁之間的環(huán)形空間從鉆具處被運(yùn)走(“通常流通”模式)。
適合的是，混合式纜繩可以伸至地面，而具有的好處是當(dāng)鉆具在反向流通模式下工作時(shí)，允許夾帶鉆屑的液流可以反向流通到井外。另外，混合式纜繩可以經(jīng)由一連接裝置，最好是一可解脫的連接裝置，從另一纜繩處懸吊下來(lái)。適合的是，另一纜繩可以是一種通常的纜繩或一種屬于上述類型的經(jīng)改進(jìn)的通常纜繩。連接裝置適當(dāng)?shù)嘏溆兄辽僖粭l電氣導(dǎo)線用于將通常纜繩或改進(jìn)式通常纜繩的(各)電氣導(dǎo)線或(各)分段式電導(dǎo)體連接于混合式纜繩的相應(yīng)(各)電氣導(dǎo)線或(各)片段式電導(dǎo)體。優(yōu)選的是，所述混合式纜繩具有的長(zhǎng)度至少與所希望的新井段的長(zhǎng)度一樣長(zhǎng)。典型的是，所述混合式纜繩延伸進(jìn)入烴類流體生產(chǎn)管道。適合的是，混合式纜繩的內(nèi)部與鉆具中的通道以及連接裝置中的通道流體連通。
最好是，混合式纜繩的壁部是由至少四層組成?；旌鲜嚼|繩從內(nèi)到外的各層是一金屬管筒，適合通過(guò)它輸送各種烴類流體；一撓性絕緣層，具有嵌置在其中的(各)電氣導(dǎo)線和/或(各)分段式電導(dǎo)體；一流體屏蔽層和一撓性保護(hù)外鞘。
最好是，混合式纜繩內(nèi)部金屬管道的內(nèi)徑在0.2至5英寸的，最好是0.3至1英寸的范圍之內(nèi)。最好是，內(nèi)部金屬管道由鋼材制成。最好是，撓性絕緣層由塑料或橡膠材料構(gòu)成。最好是，流體層由鋼材制成。最好是，撓性保護(hù)外鞘由鋼質(zhì)編織物制成。適合的是，嵌置在撓性絕緣層之中的(各)電氣導(dǎo)線和/或(各)分段電導(dǎo)體都敷以電氣絕緣材料。
最好是，連接于混合式纜繩的鉆具包括一箱殼，其配有一電動(dòng)泵送裝置；一電氣馬達(dá)，用于致動(dòng)一個(gè)裝置來(lái)驅(qū)動(dòng)設(shè)置在鉆具下端處的鉆頭或磨具以及一電動(dòng)拖動(dòng)裝置?？蛇x擇地，箱殼配有一電氣馬達(dá)，用于致動(dòng)一個(gè)裝置來(lái)驅(qū)動(dòng)設(shè)置在鉆具上端處的鉆頭或磨具。一如上述，可以想到，單個(gè)電氣馬達(dá)可以促動(dòng)兩個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置。另外，每一驅(qū)動(dòng)裝置可以配有一專用的電氣馬達(dá)。
在產(chǎn)出流體從地層的含烴類流體地帶流入新井段的場(chǎng)合下，可以完全不需要任何管道或混合式纜繩。因而，鉆具可以包括一箱殼，配有一電氣馬達(dá)用于促動(dòng)一個(gè)裝置來(lái)驅(qū)動(dòng)位于鉆具下端上的鉆頭或磨具?？蛇x擇地，箱殼配有一電氣馬達(dá)用于促動(dòng)一個(gè)裝置來(lái)驅(qū)動(dòng)位于鉆具上端處的鉆頭或磨具。如上所述，可以想到，箱殼可以配有單獨(dú)一部電氣馬達(dá)用于促動(dòng)兩個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置。一電動(dòng)泵送裝置，比如，一抽吸泵，也可以位于鉆具的箱殼之內(nèi)。鉆具，懸吊在一通?；蚪?jīng)改進(jìn)的通常纜繩上，然后可以被送向已有井孔中有待開始鉆鑿新井段的選擇地點(diǎn)。隨著新井段正在被鉆鑿，位于鉆具箱殼之內(nèi)的泵送裝置將從油藏的含烴類流體地帶流出的產(chǎn)出流體通過(guò)鉆具中的一條通道吸進(jìn)新的井段(“第二股產(chǎn)出流體”)并抽出而越過(guò)鉆頭或磨具的各切削表面。最終的夾帶鉆屑的液流然后用繞鉆具的外部流動(dòng)并稀釋到通過(guò)生產(chǎn)管道流向地面的產(chǎn)出流體里面(“第一股產(chǎn)出流體”)。在新井段是側(cè)線井或側(cè)向井的場(chǎng)合下，也可以想到，至少一部分鉆屑可以脫出產(chǎn)出流體并可以沉積在已有井孔的鼠洞之中，如上所述。
在新井段是一側(cè)線井或側(cè)向井，而已有井孔設(shè)有經(jīng)過(guò)有待鉆鑿新井段處的所選定地點(diǎn)向下伸展的套管的場(chǎng)合下，一般必需在開始鉆鑿新井段之前磨出一穿過(guò)套管的窗孔。在側(cè)線井或側(cè)向井要從生產(chǎn)管道中的某一地點(diǎn)處鉆鑿時(shí)，則在開始鉆鑿新井段之前磨出一穿過(guò)生產(chǎn)道和套管的窗孔。在套管和可選擇的生產(chǎn)管道是由金屬制成的場(chǎng)合下，這一點(diǎn)可以通過(guò)經(jīng)由烴類流體生產(chǎn)管道將一造斜器下放到所選定的地點(diǎn)來(lái)予以實(shí)現(xiàn)。適合的是，造斜器可以經(jīng)由一可解脫的連接裝置懸吊在一條纜繩上，比如一條通常的纜繩或一條改進(jìn)式通常的纜繩上，而下放到井孔中的所選定地點(diǎn)。造斜器然后經(jīng)由沿徑向可伸出的抓握裝置，比如沿徑向可伸出的臂桿，在套管中或在生產(chǎn)管道之中被鎖定就位。造斜器然后從纜繩上解脫而纜繩從井孔中拉出。包括一磨具的第一鉆具懸吊在一條纜繩上，比如一條通常的纜繩、改進(jìn)式通常的纜繩或一條混合式纜繩上，從而被下放到所選定的地點(diǎn)。適合的是，造斜器可以經(jīng)由一可解脫的連接裝置懸吊在第一鉆具上。一旦造斜器位于希望鉆鑿側(cè)線井或側(cè)向井所在的加套管井孔的區(qū)域之中，造斜器被鎖定就位在套管或生產(chǎn)管道之中，如上所述。造斜器然后從第一鉆具上被解脫下來(lái)。造斜器指的是一種裝置，具有一平面表面，相對(duì)于井孔的縱向軸線傾斜成一角度而導(dǎo)致第一鉆具偏離井孔的原始軌跡某一微小角度，以致磨具的各切削表面觸合井孔的金屬套管并磨出穿過(guò)它的(或穿過(guò)金屬生產(chǎn)管道和金屬套管)一個(gè)窗孔。最好是，第一鉆具配有一電動(dòng)拖動(dòng)裝置以促進(jìn)磨削作用。一旦已經(jīng)穿過(guò)金屬套管(或者穿過(guò)金屬生產(chǎn)管道和金屬套管)磨出窗孔，第一鉆具可以通過(guò)將纜繩拉出井孔和/或通過(guò)操縱拖動(dòng)裝置而從井孔中撤出。包括一通常鉆頭的第二鉆具，然后裝接于重新通過(guò)烴類流體生產(chǎn)管道下入井孔的纜繩。在纜繩是一種通常的纜繩或一種改進(jìn)式通常的纜繩的場(chǎng)合下，優(yōu)選是纜繩穿過(guò)與鉆具之中的流體通道流體連通的一段管道，如上述。造斜器可使第二鉆具偏移而進(jìn)入套管上的窗孔(或者生產(chǎn)管道和套管上的窗孔)，以致第二鉆具的工作導(dǎo)致穿過(guò)地層含烴類地帶的一側(cè)線井或側(cè)向井的鉆鑿。不過(guò)，還可以想到，在井孔的選定地點(diǎn)處的套管(或者生產(chǎn)管道和套管)可以由一種合金或復(fù)合材料制成，以致可以采用包括通常鉆頭的鉆具在套管(或者生產(chǎn)管道和套管)上制成一個(gè)窗孔，而所述鉆具隨后可以被用于鉆鑿側(cè)線進(jìn)或側(cè)向井。
在造斜器用以使鉆具偏斜的場(chǎng)合下，造斜器可以隨在新井段的完鉆之后留在已有井孔之中。在新井孔是側(cè)向井的場(chǎng)合下，造斜器配有一流體旁路以允許產(chǎn)出流體通過(guò)烴類流體生產(chǎn)管道從已有井孔繼續(xù)流向地面。最好是，造斜器是可以通過(guò)生產(chǎn)管道予以收回的。因而，造斜器可以是折疊式的，比如，具有可收進(jìn)的部分并能夠在處于其折疊狀態(tài)時(shí)通過(guò)烴類流體生產(chǎn)管道予以收回，比如通過(guò)裝接一纜繩于它并穿過(guò)烴類流體生產(chǎn)管道將纜繩從井孔中拉出。
在本發(fā)明的又一實(shí)施例中，提供一種清除礦物積垢的方法-這些積垢例如是來(lái)自已有井孔井壁的硫酸鋇和/或碳酸鈣的積垢，比如來(lái)自一加套管井孔的套管壁-從而增大可供使用的孔眼直徑。因而，鉆具可以通過(guò)懸吊在通常纜繩、改進(jìn)式通常纜繩或混合式纜繩上的烴類生產(chǎn)管道下放到井孔中從而到達(dá)具有礦物積垢沉積在其壁部上的一段已有的井孔內(nèi)?？蛇x擇地，鉆具可以用于隨著鉆具通過(guò)生產(chǎn)管道被下放到井孔之內(nèi)而從生產(chǎn)管道的管壁上清除礦物積垢。適合的是，礦物積垢的碎屑被稀釋到從地層直接流向地面的第一股產(chǎn)出流體里面。最好是，用于從已有井孔的井壁上或從生產(chǎn)管道上清除礦物積垢的鉆具配有一些上和下切削表面。因而，鉆頭或磨具可以位于鉆具的上和下兩端上。最好是，位于鉆具上端的鉆頭或磨具設(shè)置在一纜繩連接器以下的箱殼上。通過(guò)在鉆具上端上設(shè)置鉆頭或磨具，則在除了通過(guò)井孔下放懸吊在纜繩上的鉆具之外，也在通過(guò)井孔提升鉆具時(shí)可以從已有井孔的井壁上清除礦物積垢。最好是，一電動(dòng)拖動(dòng)裝置設(shè)置在上部鉆頭或磨具以下以協(xié)助向上推動(dòng)鉆具通過(guò)井孔?？梢韵氲?，鉆具可以多次在井孔內(nèi)向上和向下移動(dòng)，比如2至5次，以便基本上從已有井孔的井壁，比如從一加套管井孔的套管壁部除去礦物積垢。最好是，位于鉆具下端上和可選擇地位于鉆具上端上的鉆頭或磨具是一種可擴(kuò)張的鉆頭。這在鉆具用以從一加套管井孔的壁部上清除礦物積垢時(shí)是很有利的，由于井孔的直徑一般顯著地大于生產(chǎn)管道的內(nèi)徑。最好是，鉆具也可以在生產(chǎn)管道之內(nèi)向上和向下多次被移動(dòng)，以便基本上從生產(chǎn)管道上除去礦物積垢。最好是鉆具留在生產(chǎn)區(qū)間之下的井孔之中并隨需要而配置成清除可能積累在已有井孔井壁上和可選擇地在生產(chǎn)管道壁部上的任何礦物積垢。適合的是，礦物積垢碎屑可以采用通常的鉆屑分離技術(shù)在井口處從產(chǎn)出流體中除去。不過(guò)，還可以想到，至少一部分礦物積垢碎屑可以從產(chǎn)出流體中脫出并可以沉積在已有井孔的鼠洞之中，如上述。
在本發(fā)明的又一實(shí)施例中，提供一種方法，從形成在一加套管井孔的套管和水泥中的一穿孔孔道中清除碎片，或者采用一遠(yuǎn)控電動(dòng)微鉆鉆具擴(kuò)大這樣一種穿孔孔道。微鉆鉆具包括一箱體，配有一電動(dòng)馬達(dá)用于促動(dòng)一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)鉆頭的裝置。鉆頭裝在一電氣或液壓驅(qū)動(dòng)式推進(jìn)裝置上。在推進(jìn)裝置是液壓驅(qū)動(dòng)式的場(chǎng)合下，箱體配有一液壓流體儲(chǔ)器。一電動(dòng)泵送裝置也位于微鉆鉆具的箱體之內(nèi)。適合的是，用于致動(dòng)用來(lái)驅(qū)動(dòng)鉆頭的裝置的馬達(dá)具有1kw的最大功率。鉆頭的尺寸定得可形成具有0.2至3英寸，最好是0.25至1英寸范圍之內(nèi)的直徑孔眼。微鉆鉆具經(jīng)由一可解脫的連接器懸吊在纜繩上并從地面經(jīng)過(guò)烴類流體生產(chǎn)管道被送向已有井孔中選定的地點(diǎn)，此井孔包含要從此處清除碎片并要予以擴(kuò)大的穿孔孔道。纜繩可以是一通常的纜繩、改進(jìn)式通常的纜繩或混合式纜繩。微鉆鉆具可以通過(guò)諸如采用一設(shè)置在微鉆鉆具上端處的步進(jìn)馬達(dá)，在鉆頭調(diào)準(zhǔn)于穿孔孔道的情況下，定向在穿孔附近。步進(jìn)馬達(dá)允許微鉆鉆具在連接器和纜繩保持靜止不動(dòng)的同時(shí)圍繞其縱向軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。微鉆鉆具然后可以經(jīng)由沿徑向可伸出的抓握裝置，比如伸出時(shí)可嚙合井孔井壁的各液壓頂柱，被鎖定就位在加套管的井孔之中。在鉆井作業(yè)期間，一股產(chǎn)出流體經(jīng)由泵送裝置通過(guò)微鉆鉆具中的第一通道被泵送出來(lái)而越過(guò)鉆頭的各切削表面。夾帶鉆屑的液流諸如通過(guò)微鉆鉆具的第二通道從各切削表面處被運(yùn)走。推進(jìn)裝置向鉆頭提供推進(jìn)力，以致鉆頭可行經(jīng)穿孔孔道。本發(fā)明這一實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)是，經(jīng)過(guò)穿孔孔道從地層流進(jìn)井孔的任何產(chǎn)出流體將協(xié)助鉆屑運(yùn)出穿孔孔道。微鉆鉆具可以另外包括一磨具，其裝在一推進(jìn)裝置上，以及一電氣馬達(dá)，用于驅(qū)動(dòng)一使磨具轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置，從而允許微鉆鉆具在加套管井孔在某一選定的地點(diǎn)處形成一新的穿孔孔道。適合的是，推進(jìn)裝置向磨具提供力量，以致在選定的地點(diǎn)處穿過(guò)套管磨出穿孔。適合的是，磨具的尺寸定得以致穿孔具有1至3英寸的直徑。在磨穿金屬套管之后，鉆頭然后可以安置在穿孔之中以完成穿孔孔道。
現(xiàn)在將參照

圖1至5對(duì)本發(fā)明予以說(shuō)明。參見(jiàn)圖1，已有井孔1穿過(guò)地下巖層的上部地帶2并穿進(jìn)位于上部地帶2下方的地下巖層含烴類地帶3。金屬套管4配置在已有井孔1之中并由一層水泥5固定于井孔井壁。烴類流體生產(chǎn)管道6安置在已有井孔1之內(nèi)，而封隔器7設(shè)置在套管4的下端以密封形成在管道6與套管4之間的環(huán)形空間。地面處的井口裝置8經(jīng)由管路9提供了管道6與一烴類流體生產(chǎn)設(shè)施(未示出)之間的流體連通?？蓴U(kuò)張的造斜器10穿過(guò)管道6而經(jīng)由沿徑向可擴(kuò)張的鎖定裝置11被鎖定就位在已有井孔1的套管4之中。遠(yuǎn)控式電動(dòng)鉆具12經(jīng)過(guò)懸吊在包括至少一根電氣導(dǎo)線或分段導(dǎo)體(未示出)的增強(qiáng)鋼纜13上的烴類流體生產(chǎn)管道6被送入已有井孔。增強(qiáng)鋼纜13的下端穿過(guò)流體連通于鉆具12之中的流體通道(未示出)的一段鋼質(zhì)管筒14。鉆具12配有一電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置，比如一轉(zhuǎn)向接頭(未示出)和一電氣馬達(dá)(未示出)，后者設(shè)置成可驅(qū)動(dòng)一用于使位于鉆具12下端處的鉆頭15轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置(未示出)。圓筒形箱體16裝接于鋼質(zhì)管筒14的上端。鉆具12和/或箱體16都配有一電動(dòng)泵具(未示出)和各電動(dòng)拖動(dòng)轉(zhuǎn)輪或滑墊17，用以推進(jìn)鉆具12通過(guò)新井段18。為確定無(wú)疑，纜繩13穿過(guò)箱體16和鋼質(zhì)管筒14內(nèi)部到達(dá)鉆具12。
新井段18是以下述方式采用鉆具12鉆鑿的，新井段從已有井孔1的套管4中的窗孔19伸進(jìn)含烴類地帶3并作為一側(cè)線井或側(cè)向井。窗孔19可以采用一鉆具予以制成，此鉆具包括一磨具，懸吊在一纜繩上穿過(guò)生產(chǎn)管道6，而后從已有井孔中拉出。在鉆鑿新井段18期間，產(chǎn)出流體可以經(jīng)由一位于圓筒形箱體16之中的泵具沿鋼質(zhì)管筒14的內(nèi)部向下泵向鉆具12。產(chǎn)出流體經(jīng)過(guò)鉆具中的流體通道從鋼質(zhì)管筒14流向鉆頭15，在那里產(chǎn)出流體既用以冷卻鉆頭15也用于夾帶鉆屑。產(chǎn)出流體中夾帶的鉆屑然后圍繞鉆具12的外側(cè)流進(jìn)形成在鋼質(zhì)管筒14與新井段18井壁之間的環(huán)形空間20(“通常流通”模式)。另外，產(chǎn)出流體可以通過(guò)環(huán)形空間20被泵送到鉆頭15。產(chǎn)出流體中夾帶的鉆屑然后穿過(guò)鉆具之中的通道并流進(jìn)鋼質(zhì)管筒14的內(nèi)部(“反向流通”模式)。
許多地層評(píng)估傳感器(未示出)可以設(shè)置在靠近鉆頭15在鉆具12上；在連接于鉆具12的鋼質(zhì)管筒14的端部上；沿著處在鋼質(zhì)管筒14之內(nèi)的纜繩13的下端；或者沿著鋼質(zhì)管筒的外側(cè)。各地層評(píng)估傳感器由沿著這節(jié)纜繩13伸展的(各)電氣導(dǎo)線和/或(各)分段導(dǎo)體電氣連接于地面處的記錄設(shè)備(未示出)。在各傳感器設(shè)置在鋼質(zhì)管筒外側(cè)上的場(chǎng)合下，各傳感器可以經(jīng)由電磁裝置連通于(各)電氣導(dǎo)線和/或(各)分段導(dǎo)體。隨著以鉆具12從事鉆鑿，各地層評(píng)估傳感器工作起來(lái)以測(cè)定各選定的地層特征并經(jīng)由纜繩13的(各)電氣導(dǎo)線和/或(各)分段導(dǎo)體將代表這些特征量的各種信號(hào)傳送給地面處的記錄設(shè)備(未示出)。
一種轉(zhuǎn)向裝置制導(dǎo)系統(tǒng)(未示出)也可以包含在鉆具12之中以協(xié)助制導(dǎo)鉆具12通過(guò)新井段18。
在鉆出新井段18之后，鋼質(zhì)管筒14可以擴(kuò)張以形成新井段18的襯里而鉆具12可以通過(guò)從井孔中拉出纜繩和/或通過(guò)驅(qū)動(dòng)各拖動(dòng)轉(zhuǎn)輪或滑墊17使得鉆具穿過(guò)擴(kuò)張的鋼質(zhì)管筒和烴類流體生產(chǎn)管道6來(lái)予以收回。
在鋼質(zhì)管筒不是可擴(kuò)張的情況下，鋼質(zhì)管筒可以配有至少一個(gè)沿徑向可擴(kuò)張的封隔器。(各)封隔器可以擴(kuò)張以密封形成在鋼質(zhì)管筒14與新井段18之間的環(huán)形空間，從而為新井段18構(gòu)成一密封襯里。在一泵具位于鉆具12箱殼之內(nèi)的場(chǎng)合下，此泵具可以從箱殼上脫接并可以通過(guò)鋼質(zhì)管筒14的內(nèi)部收回。
新井段的襯里然后予以穿孔以允許烴類經(jīng)過(guò)其內(nèi)部進(jìn)入生產(chǎn)管道6。
參見(jiàn)圖2，已有井孔30穿過(guò)地下巖層的上部地帶31而進(jìn)入位于上部地帶31下方的地下巖層含烴類地帶32。金屬套管33配置在已有井孔30之中并由一層水泥34固定于井孔井壁。烴類流體生產(chǎn)管道35安置在已有井孔30之內(nèi)并在其下端處配有一封隔器36，后者密封了管道35與套管33之間的環(huán)形空間。地面處的井口裝置37經(jīng)由管路38提供了烴類流體生產(chǎn)管道35與一烴類流體生產(chǎn)設(shè)施(未示出)之間的流體連通?？蓴U(kuò)張的造斜器39沿管道6向下穿過(guò)并經(jīng)由沿徑向可擴(kuò)張的鎖定裝置40被鎖定就位在在已有井孔之中。遠(yuǎn)控式電動(dòng)鉆具41通過(guò)懸吊在包括至少一根電氣導(dǎo)線或分段導(dǎo)體(未示出)的增強(qiáng)鋼纜42上的烴類流體生產(chǎn)管道被送入已有井孔。增強(qiáng)鋼纜42的下端穿過(guò)流體連通于鉆具41之中一流體通道(未示出)的一段塑料管筒43。塑料管筒43穿過(guò)可擴(kuò)張的砂篩44，后者可釋放地連接于鉆具41。鉆具41配有一電動(dòng)泵送裝置(未示出)；一電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置，比如一轉(zhuǎn)向接頭(未示出)；以及一電氣馬達(dá)(未示出)，該電氣馬達(dá)配置成驅(qū)動(dòng)位于鉆具41下端處的鉆頭45。鉆具41還配有各電動(dòng)式拖動(dòng)轉(zhuǎn)輪或滑墊46，用于隨著新井段41的鉆鑿而推進(jìn)鉆具41通過(guò)新井段47，或者用于從井孔中收回鉆具41。
新井段47是以此后所述方法采用鉆具41鉆鑿的，新井段從已有井孔30的套管34上的窗孔48伸進(jìn)含烴類地帶32并作為一側(cè)線井或側(cè)向井。窗孔可以采用一鉆具予以制成，此鉆具包括一磨具，其穿過(guò)懸吊在一纜繩上的生產(chǎn)管道，而后通過(guò)拉出纜繩從已有井孔中收回。在鉆鑿新井段47期間，產(chǎn)出流體可以沿著形成在砂篩44與新井段井壁之間的環(huán)形空間向下被引向鉆具41，而夾帶在產(chǎn)出流體之中的鉆屑經(jīng)過(guò)塑料管筒43的內(nèi)部從鉆具41處被運(yùn)走。
如上所述，許多地層評(píng)估傳感器(未示出)可以設(shè)置成在靠近鉆頭45的鉆具41上；在連接于鉆具41的塑料管筒43的端部上；沿著纜繩42；或者在塑料管筒43的外側(cè)上。
另外，如上所述，一種轉(zhuǎn)向裝置制導(dǎo)系統(tǒng)(未示出)可以包含在鉆具41之中以協(xié)助制導(dǎo)鉆具41通過(guò)新井段47。
在鉆出新井段47之后，砂篩44可以諸如通過(guò)密封塑料管筒和將產(chǎn)出流體泵入塑料管筒內(nèi)部以使管筒擴(kuò)張而予以擴(kuò)張。塑料管筒然后可以通過(guò)解封管筒而予以收進(jìn)。鉆具41然后可以通過(guò)經(jīng)過(guò)擴(kuò)張的砂篩44和烴類流體生產(chǎn)管道35從井孔中拉出纜繩42和收進(jìn)塑料管筒43和/或通過(guò)驅(qū)動(dòng)各轉(zhuǎn)輪或滑墊46而予以收回。
圖3圖示根據(jù)本發(fā)明一項(xiàng)優(yōu)先方面的一種遠(yuǎn)控式電動(dòng)微鉆鉆具50。遠(yuǎn)控式電動(dòng)微鉆鉆具50，經(jīng)由連接器53懸吊在纜繩52上，通過(guò)烴類流體生產(chǎn)管道(未示出)被送入加套管的已有井孔51。纜繩52包括至少一根電氣導(dǎo)線或分段導(dǎo)體(未示出)并可以是一種通常的纜繩、一種經(jīng)改進(jìn)的通常纜繩或如上所述類型的混合式纜繩。微鉆鉆具50配有一磨具54，裝在液壓活塞55上，以及位于撓性的可轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)管筒57端部處的鉆頭56。泵具58經(jīng)由入口59流體連通于井孔中的產(chǎn)出流體并流體連通于撓性的可轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)管筒57的內(nèi)部。驅(qū)動(dòng)管筒57配置在伸縮式支承管筒60之中，以致一環(huán)形空間形成在驅(qū)動(dòng)管筒與支承管筒之間。同心配置的驅(qū)動(dòng)管筒57和支承管筒60穿過(guò)導(dǎo)引管筒61，從而定向鉆頭56。
在操作微鉆鉆具期間，步進(jìn)馬達(dá)62用于相對(duì)于連接器53、圍繞自身的縱向軸線旋動(dòng)微鉆鉆具50。一當(dāng)微鉆鉆具50已經(jīng)在井孔中定向，它就被鎖定就位，經(jīng)由各液壓頂柱63被貼靠于井孔套管。磨具隨后經(jīng)由第一電氣驅(qū)動(dòng)裝置64使之轉(zhuǎn)動(dòng)而液壓活塞55向磨具54提供推進(jìn)力以致磨出通過(guò)套管的穿孔。在磨銑作業(yè)已經(jīng)完成之后，鉆頭56調(diào)準(zhǔn)于穿孔而鉆具采用各液壓頂柱63在井孔中鎖定就位。驅(qū)動(dòng)套筒57和鉆頭56因此隨后借助于第二電氣驅(qū)動(dòng)裝置65被轉(zhuǎn)動(dòng)。在鉆井作業(yè)期間，產(chǎn)出流體經(jīng)由泵具58通過(guò)入口59從井孔中抽取并經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)套筒57內(nèi)部送向鉆頭56，而產(chǎn)出流體中夾帶的鉆屑經(jīng)由形成在驅(qū)動(dòng)管筒57與伸縮式支承管筒60之間的環(huán)形空間從鉆頭56處帶走。推進(jìn)力是通過(guò)促動(dòng)另外的各液壓頂柱66而提供給鉆頭56的，各液壓頂柱一起驅(qū)動(dòng)支承管筒60的各伸縮分段，使得至少一段支承管筒滑進(jìn)支承管筒的另一分段。
圖4圖示一種改進(jìn)式“通常纜繩”的橫截面，纜繩包括絕緣材料繩芯70，具有嵌置在其中的敷以電絕緣材料72的電氣導(dǎo)線71；流體擋護(hù)層73和鋼質(zhì)編織物74。
圖5圖示一種“混合式纜繩”的橫截面，纜繩包括內(nèi)部金屬管筒80，適合于通過(guò)內(nèi)部81傳送烴類流體；撓性絕緣層82，具有嵌置在其中的敷以電絕緣材料84的電氣導(dǎo)線83；流體擋護(hù)層85；以及鋼質(zhì)編織物86。
權(quán)利要求
1.一種從已有井孔中選定地點(diǎn)穿透具有至少一個(gè)含烴類地帶的地下巖層鉆鑿孔眼的方法，其中已有井孔配有套管而烴類流體生產(chǎn)管道以與套管管壁成密封關(guān)系地配置在已有井孔之中，此方法包括將遠(yuǎn)控電動(dòng)鉆具從地面通過(guò)烴類流體生產(chǎn)管道送向已有井孔中的選定地點(diǎn)；操作鉆具以致鉆具上的各切削表面從已有井孔中的選定位置處鉆鑿孔眼，從而生成鉆屑，其中在操作鉆具期間，第一股產(chǎn)出流體經(jīng)過(guò)烴類流體生產(chǎn)管道直接流向地面和第二股產(chǎn)出流體經(jīng)由遠(yuǎn)控電動(dòng)井下泵送裝置予以泵送而蓋過(guò)鉆具的各切削表面而鉆屑被夾帶在第二股產(chǎn)出流體之中從鉆具處被運(yùn)走。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其中已有井孔具有上部加套管分段和下部未加套管分段。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的方法，其中鉆具的各切削表面位于一設(shè)置在鉆具下端處或附近的鉆頭或磨具上，或者可選地位于一設(shè)置在鉆具上端處或附近的鉆頭或磨具上。
4.按照權(quán)利要求3所述的方法，其中鉆頭或磨具是可擴(kuò)張的，從而允許從選定地點(diǎn)處鉆鑿的孔眼具有比生產(chǎn)管道內(nèi)徑大的直徑。
5.按照權(quán)利要求3或4所述的方法，其中鉆具配有用于鉆頭或磨具的電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置。
6.按照權(quán)利要求3至5中任一項(xiàng)所述的方法，其中鉆具配有電氣馬達(dá)，用于致動(dòng)一個(gè)驅(qū)動(dòng)鉆頭或磨具的裝置。
7.按照前述各項(xiàng)權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中鉆具配有電動(dòng)泵送裝置。
8.按照前述各項(xiàng)權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中鉆具配有電動(dòng)拖動(dòng)裝置。
9.按照前述各項(xiàng)權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中從選定地點(diǎn)處鉆鑿的孔眼是(a)一新的井段；(b)已有井孔套管上的一個(gè)窗孔或已有井孔生產(chǎn)管道和套管上的一個(gè)窗孔；(c)已有井孔套管和水泥中的一條穿孔孔道；或者(d)穿過(guò)至少一段已有井孔的擴(kuò)大孔眼，此段井孔具有沉積在其壁部上的礦物積垢。
10.按照前述各項(xiàng)權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中鉆具懸吊在一纜繩上，后者圍住至少一根用于傳輸電力或電氣信號(hào)的電線和/或分段導(dǎo)體。
11.按照權(quán)利要求10所述的方法，其中鉆具經(jīng)由一可解脫的連接裝置懸吊在纜繩上。
12.按照權(quán)利要求10或11所述的方法，其中從選定地點(diǎn)處鉆鑿的孔眼是一新的井段而其中至少懸吊鉆具的纜繩的下段安放在一節(jié)管筒之內(nèi)，后者具有流體連通于鉆具中一流體通路的第一端部和伸進(jìn)烴類流體生產(chǎn)管道的第二端部。
13.按照權(quán)利要求12所述的方法，其中管筒是鋼質(zhì)管筒或塑料管筒。
14.按照權(quán)利要求13所述的方法，其中第二股產(chǎn)出流體經(jīng)過(guò)形成在套管與新井段井壁之間的環(huán)形空間被送向鉆具，而夾帶鉆屑的液流經(jīng)過(guò)管筒內(nèi)部從鉆具處被運(yùn)走(“反向流通”模式)。
15.按照權(quán)利要求13所述的方法，其中管筒是鋼質(zhì)管筒而第二股產(chǎn)出流體經(jīng)過(guò)鋼質(zhì)管筒的內(nèi)部被送向鉆具而夾帶鉆屑的液流經(jīng)過(guò)形成在鋼質(zhì)管筒與新井段井壁之間的環(huán)形空間從鉆具處被運(yùn)走(“通常流通”模式)。
16.按照權(quán)利要求12至15中任何一項(xiàng)所述的方法，其中鉆具配有電動(dòng)拖動(dòng)裝置以隨著新井段正在被鉆鑿而推進(jìn)鉆具和管筒通過(guò)新井段和/或在完成新井段的鉆鑿之后從新井段和已有井孔中撤出鉆具。
17.按照權(quán)利要求12至16中任何一項(xiàng)所述的方法，其中管筒是鋼質(zhì)管筒而一箱殼或是直接地或是間接地裝接于鋼質(zhì)管筒的第二端部而鋼質(zhì)管筒的內(nèi)部流體連通于箱殼中的一條通道。
18.按照權(quán)利要求17所述的方法，其中箱殼的最大外徑小于生產(chǎn)管道的內(nèi)徑。
19.按照權(quán)利要求17或18所述的方法，其中裝接于鋼質(zhì)管筒第二端部的箱殼配有一電動(dòng)泵送裝置，或是用于將第二股產(chǎn)出烴類經(jīng)過(guò)鋼質(zhì)管筒內(nèi)部送向鉆具(“通常流通”模式)，或是用于將夾帶鉆屑的液流經(jīng)過(guò)鋼質(zhì)管筒內(nèi)部從鉆具處抽去(“反向流通”模式)。
20.按照權(quán)利要求17至19中任何一項(xiàng)所述的方法，其中裝接于鋼質(zhì)管筒第二端部的箱殼配有一電氣馬達(dá)，用于致動(dòng)一個(gè)使鋼質(zhì)管筒轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置，從而使鉆具轉(zhuǎn)動(dòng)以使鉆具上的各切削表面鉆鑿新的井段。
21.按照權(quán)利要求17至20中任何一項(xiàng)所述的方法，其中裝接于鋼質(zhì)管筒第二端部的箱殼配有一電動(dòng)拖動(dòng)裝置，用于推動(dòng)鋼質(zhì)管筒因而鉆具隨著新井段正在被鉆鑿而通過(guò)新井段，并可選地用于從新井段中撤出鋼質(zhì)管筒并因而撤出鉆具。
22.按照權(quán)利要求13至21中任何一項(xiàng)所述的方法，其中鋼質(zhì)管筒配有至少一個(gè)沿徑向可擴(kuò)張的封隔器，而在完成新井段的鉆鑿之后，鋼質(zhì)管筒通過(guò)使至少一個(gè)沿徑向可擴(kuò)張的封隔器擴(kuò)張而被鎖定就位在新井段之中，以致鋼質(zhì)管筒形成新井段的密封襯里。
23.按照權(quán)利要求13至21中任何一項(xiàng)所述的方法，其中鋼質(zhì)管筒是可擴(kuò)張的管筒并能夠在其非擴(kuò)張狀態(tài)下穿過(guò)烴類流體生產(chǎn)管道，而且在完成新井段的鉆鑿之后，能夠擴(kuò)張以形成新段的襯里。
24.按照權(quán)利要求22或23所述的方法，其中鋼質(zhì)管筒接著予以穿孔以允許流體從地層的含烴類地帶流進(jìn)襯里內(nèi)部并流進(jìn)烴類流體生產(chǎn)管道。
25.按照權(quán)利要求12至24中任何一項(xiàng)所述的方法，其中各傳感器沿著纜繩和沿著管筒外側(cè)設(shè)置，用于經(jīng)由封圍在纜繩之中的(各)電氣導(dǎo)線和/或(各)分段導(dǎo)體將數(shù)據(jù)傳輸給地面。
26.按照權(quán)利要求1至11中任何一項(xiàng)所述的方法，其中鉆具懸吊在具有至少一條電氣導(dǎo)線和/或分段導(dǎo)體嵌置在壁部之中的管筒(此后為“混合式纜繩”)上，而且其中管筒的內(nèi)部流體連通于鉆具之中的一條流體通道。
27.按照權(quán)利要求26所述的方法，其中混合式纜繩包括一內(nèi)部金屬管子；一中間撓性絕緣層，具有嵌置其中的(各)電氣導(dǎo)線和/或(各)分段導(dǎo)體、一外部流體擋護(hù)層和一撓性防護(hù)外鞘。
28.按照權(quán)利要求26或27所述鉆鑿新井段的方法，其中或是(a)第二股產(chǎn)出流體經(jīng)過(guò)形成在混合式纜繩與新井段井壁之間的環(huán)形空間被送向鉆具而夾帶鉆屑的液流經(jīng)過(guò)混合式纜繩的內(nèi)部金屬管子從鉆具處被運(yùn)走(“反向流通”模式)；或是(b)第二股產(chǎn)出流體經(jīng)過(guò)混合式纜繩的內(nèi)部金屬管子被送向鉆具，而夾帶鉆屑的液流經(jīng)過(guò)形成在混合式纜繩與新井段井壁之間的環(huán)形空間從鉆具處被運(yùn)走(“通常流通”模式)。
29.按照權(quán)利要求26至28中任何一項(xiàng)所述的方法，其中各傳感器沿著混合式纜繩的外側(cè)設(shè)置，用于經(jīng)由(各)電氣導(dǎo)線和/或(各)分段導(dǎo)體將地層數(shù)據(jù)傳輸給地面。
30.按照權(quán)利要求9至25和28至29中任何一項(xiàng)所述用于鉆鑿一側(cè)線井或側(cè)向井的方法，包括將一具有沿徑向可伸出的抓握裝置的造斜器從地面通過(guò)烴類流體生產(chǎn)管道送向已有井孔套管或生產(chǎn)管道中的選定地點(diǎn)；將造斜器通過(guò)沿徑向伸出抓握裝置鎖定就位在或是已有井孔的套管之中或是生產(chǎn)管道之中；將懸吊在一纜繩上包括一磨具的第一鉆具經(jīng)過(guò)烴類生產(chǎn)管道下放到選定地點(diǎn)；使第一鉆具抵靠于造斜器而偏斜，以致磨具的各切削表面觸合套管或生產(chǎn)管道；操作第一鉆具，以致磨出一個(gè)窗孔穿過(guò)井孔的套管或穿過(guò)井孔的生產(chǎn)管道和套管；從井孔中撤去第一鉆具；將懸吊在一纜繩上的包括一鉆頭的第二鉆具經(jīng)過(guò)烴類流體生產(chǎn)管道下放到選定地點(diǎn)；使第二鉆具抵靠造斜器而偏移進(jìn)入套管中的窗孔或生產(chǎn)管道和套管中的窗孔；以及操作第二鉆具，以致鉆頭的各切削表面鉆鑿一側(cè)線井或側(cè)向井穿過(guò)地層的含烴類地帶。
31.按照權(quán)利要求30所述的方法，其中造斜器懸吊在第一鉆具上被送向選定地點(diǎn)。
32.按照權(quán)利要求9至11和26至27中任何一項(xiàng)所述的方法，用于從形成在一加套管井孔的套管和水泥中的已有穿孔孔道中清除碎片或擴(kuò)大此孔道的方法包括將一微鉆鉆具懸吊在一根纜繩或混合式纜繩上，其中微鉆鉆具包括一配有第一和第二流體通道的箱殼；至少一部沿徑向可伸出的電氣或液壓驅(qū)動(dòng)的抓握裝置；一電動(dòng)泵送裝置；一電氣馬達(dá)，用于驅(qū)動(dòng)一個(gè)帶動(dòng)鉆頭的裝置，鉆頭裝在一電氣或液壓驅(qū)動(dòng)的推進(jìn)裝置上，其中鉆頭具有一些切削表面，尺寸定得可形成一具有的直徑在0.2至3英寸范圍之內(nèi)的孔眼；將微鉆鉆具從地面通過(guò)烴類流體生產(chǎn)管道送向已有加套管井孔中的選定地點(diǎn)，此處具有一穿孔孔道，碎片由此孔道被清除或此孔道有待擴(kuò)大；以鉆頭調(diào)準(zhǔn)于穿孔孔道微鉆鉆具在穿孔附近定向；將微鉆鉆具通過(guò)沿徑向伸出抓握裝置以嚙合套管壁部來(lái)鎖定就位在加套管井孔之中；操作電氣馬達(dá)以驅(qū)動(dòng)用于帶動(dòng)鉆頭的裝置，而同時(shí)將第二產(chǎn)出流體經(jīng)由泵送裝置通過(guò)微鉆鉆具中的第一通道泵出而蓋過(guò)鉆頭的各切削表面，以及將夾帶鉆屑的液流通過(guò)微鉆鉆具中的第二通道從鉆頭各切削表面處運(yùn)走；以及驅(qū)動(dòng)推進(jìn)裝置以向鉆頭提供推進(jìn)力以使微鉆鉆具鉆出一穿孔孔道通過(guò)水泥并進(jìn)入地層。
33.按照權(quán)利要求9至11和26至27中任何一項(xiàng)所述的方法，用于在一加套管井孔的套管和水泥中制成一穿孔孔道，此方法包括將一微鉆鉆具懸吊在一根纜繩或混合式纜繩上，其中微鉆鉆具包括一配有第一和第二流體通道的箱殼；至少一部沿徑向可伸出的電氣或液壓驅(qū)動(dòng)的抓握裝置；一電動(dòng)泵送裝置；一電氣馬達(dá)用于驅(qū)動(dòng)一個(gè)帶動(dòng)磨具的裝置；以及一電氣馬達(dá)用于驅(qū)動(dòng)一個(gè)帶動(dòng)鉆頭的裝置，其中磨具和鉆頭分別裝在第一和第二電氣或液壓驅(qū)動(dòng)的推進(jìn)裝置上，此時(shí)磨具的尺寸定得可以形成一個(gè)具有的直徑在1至3英寸范圍內(nèi)的穿孔而鉆頭的尺寸定得可以形成一個(gè)具有的直徑在0.2至3英寸范圍內(nèi)的孔眼；將微鉆鉆具從地面通過(guò)烴類流體生產(chǎn)管道送向已有加套管井孔中的選定地點(diǎn)，在此希望造成穿孔孔道；將微鉆鉆具定向，以致磨具的各切削表面靠近套管；將微鉆鉆具通過(guò)沿徑向伸出抓握裝置以嚙合套管壁部來(lái)鎖定就位在加套管井孔之中；操作電氣馬達(dá)以驅(qū)動(dòng)用于帶動(dòng)磨具的裝置，而同時(shí)將第二產(chǎn)出流體經(jīng)由泵送裝置通過(guò)微鉆鉆具中的第一通道泵出而蓋過(guò)磨具的各切削表面，以及將夾帶鉆屑的液流通過(guò)微鉆鉆具中的第二通道從各切削表面處運(yùn)走；以及驅(qū)動(dòng)第一推進(jìn)裝置以向磨具提供推動(dòng)力，以致在所需地點(diǎn)處磨出一穿孔通過(guò)已有井孔的套管；使鉆頭定向在套管的穿孔之中；操作電氣馬達(dá)以驅(qū)動(dòng)用于帶動(dòng)鉆頭的裝置，而同時(shí)將第二產(chǎn)出流體經(jīng)由泵送裝置通過(guò)微鉆鉆具中的第一通道泵出而蓋過(guò)鉆頭的各切削表面，以及將夾帶鉆屑的液流通過(guò)微鉆鉆具中的第二通道從各切削表面處運(yùn)走；以及驅(qū)動(dòng)第二推進(jìn)裝置以向鉆頭提供推進(jìn)力，以致微鉆鉆具鉆出一穿孔孔道通過(guò)水泥并進(jìn)入地層。
34.按照權(quán)利要求32或33所述的微鉆鉆具。
35.按照權(quán)利要求26至27所述的混合式纜繩。
全文摘要
本發(fā)明公開一種從已有井孔中選定地點(diǎn)處穿透具有至少一個(gè)含烴類地帶(3)的地下巖層鉆鑿孔眼的方法，其中已有井孔配有套管(4)，而烴類流體生產(chǎn)管道(6)以與套管管壁密封的關(guān)系配置在井孔之中，此方法包括從地面將遠(yuǎn)控電動(dòng)鉆具(12)經(jīng)過(guò)烴類流體生產(chǎn)管道送到已有井孔中選定的地點(diǎn)；操作鉆具以致鉆具上的各切削表面從已有井孔中選定的地點(diǎn)處鉆鑿孔眼，從而生成鉆屑，第一股產(chǎn)出流體經(jīng)由烴類流體生產(chǎn)管道直接流向地面，第二股產(chǎn)出的流體經(jīng)由一部遠(yuǎn)控電動(dòng)井下泵送裝置被泵送經(jīng)過(guò)各切削表面，而鉆屑夾帶在第二股產(chǎn)出流體之中從鉆具處被運(yùn)走。
文檔編號(hào)E21B7/00GK1682007SQ03821870
公開日2005年10月12日 申請(qǐng)日期2003年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月25日
發(fā)明者菲利普·黑德, 保羅·G·盧里 申請(qǐng)人:施藍(lán)姆伯格海外股份有限公司